DE69700944T2 - Rutsche für Sortiereinrichtung - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
• Die Erfindung betrifft eine Mehrkanalrutsche für eine Sortiermaschine und insbesondere eine solche Rutsche zum Handhaben von Produkten großen Volumens, von denen einige Farbeffekte haben, mit fremden Objekten und/oder Produkten irregulärer Größe und/oder Gestalt aus der großen Mehrheit der zu sortierenden Produkte gemischt sind.
Beschreibung des Standes der Technik
• Eine typische Sortiermaschine der Gattung der Erfindung kann als schwerkraftbetätigter Kanalsortierer charakterisiert werden. Ein solcher Sortierer hat eine Gleitbahn oder Rutsche mit steilem Winkel und mehreren Kanälen über seine Breite. Ein Silo oder ein anderes Speisesystem zum Abgeben seiner Produkte ist am oberen Ende der Rutsche angeordnet. Die Rutsche ist in mehrere, über ihre Breite angeordnete Kanäle unterteilt und ferner so ausgebildet, daß eine im wesentlichen gleich verteilte Anzahl von abgegebenen Produkten in jeden Kanal gelangt. Derartige Techniken zum Gewährleisten, daß jeder Kanal mit einem korrekten Mengenanteil sämtlicher Produkte versorgt wird, die insgesamt auf die Rutsche ausgegeben werden, sind im Stand der Technik bekannt. Eine typische Sortierrutsche hat zahlreiche Kanäle, deren Anzahl 64 oder mehr betragen kann, wenngleich Rutschen für zahlreiche heute benutzte Maschinen nur eine begrenzte Anzahl von Kanälen haben, beispielsweise 8.
• Schwerkraftrutschensortierer sind seit vielen Jahren im Einsatz, um ein großes Spektrum von Nahrungsmittelprodukten wie auch vielen Nicht-Nahrungsmittelprodukten zu sortieren. Ältere Rutschen waren von der Ein-Kanal-Bauart mit einer "U"- oder "V"-Rutsche, welche die Produkte in einen Sichtkontrollbereich förderten. Später wurden größere Sortierer mit 2, 6, 8, 12, usw. individuellen Rutschen auf einem einzigen Rahmen entwickelt. Diese individuellen Rutschen waren den früher benutzten Ein-Kanal-Einheiten ähnlich, wobei jedoch die Wirtschaftlichkeit durch Anordnen mehrerer Rutschen an einem einzigen Rahmen erhöht wurde. Diese Sortierer boten mehrere lineare Ströme oder "Bänder" von zu sichtenden Produkten.
• In den frühen 80ziger Jahren wurden Flachgurtsortierer zur Befriedigung des Bedürfnisses nach Sortierern größerer Kapazität und des Bedürfnisses zum Sortieren von nicht gleichmäßig längs einer Rutsche gleitenden Produkten eingeführt. Diese Sortierer präsentierten dem Sichtenden eine breite Produktpalette.
• In der Mitte der 80ziger Jahre wurde eine Bauart Sortierer eingeführt, welche die Einfachheit und die räumliche Wirksamkeit des diskreten Kanalsortierers mit dem hohen Durchsatz des Gurtsortierers vereinigte. Diese "Breitrutschen"-Sortierer boten dem Sichtenden mehrere flache Produktströme. Der gesamte Durchsatz dieser Vielfach-Flachströme war oft gleich dem Durchsatz von konkurrierenden Gurtsortierern.
• Frühe Anwendungen dieser Bauart von Sortierern ergaben sich vornehmlich für Halmfruchtkörner, wie Reis. Es wurde kürzlich dargestellt, daß dieser Typ Sortierer auf eine Vielzahl anderer Produkte, wie Baumnüsse, Boden- oder Strauchnüsse, Bohnen, usw. angewendet werden kann, die früher von kleineren diskreten Rutschensortierern sortiert wurden. Mit dieser Erweiterung des Anwendungsspektrums von breiten Rutschensortierern ergaben sich zahlreiche technische Forderungen betreffend die Gestaltung der generellen Rutschenanordnung und der Gestaltung und Konfiguration des einzelnen, bei einem breiten Rutschensortierer vorhandenen Kanals.
• Zweck eines Kanals ist es, das Produkt zu beschleunigen und zu vereinzeln und es gleichförmig in einen Sicht- oder Beobachtungsbereich zu bringen. Als weiterer Hintergrund für die derzeitige Situation ist erforderlich, Konstruktionseinzelheiten der älteren breiten Rutschen und der diskreten Rutschensysteme zu verstehen, welche diese ihre Zwecke ausführen lassen. Erstens können derzeit im Einsatz befindliche Breitrutschenförderer in zwei Kategorien unterteilt werden: ungeteilt und geteilt. Zweitens wurde für das optimale Sortieren gewisser Produktarten auf diskreten Rutschen vor längerer Zeit erkannt, daß eine Produktführung quer über das obere Ende einer Rutsche wünschenswert war, um den Produktstrom in der Rutsche des diskreten Rutschensortierers zu stabilisieren. Solch eine Produktführung ist auch als "Wächter" ("keeper") bekannt.
• Bezüglich Rutschenbauarten wurden erfolgreiche Sortierer für Halmfruchtkörner unter Einsatz breiter; flacher Gleitbahnen entwickelt, welche dem Sicht-/Auswerfsystem eine "Schicht" des Produktes präsentieren. Dies ist ähnlich der Produktpräsentation bei Gurtförderern. Es wurden andere erfolgreiche Sortierer unter Einsatz von Gleitrutschen entwickelt, welche ebenfalls breit und flach waren, jedoch zusätzlich mehrere unterteilende Rippen aufwiesen, welche die Produktlage in einer Reihe von "Bändern" des Produktes unterteilten, und zwar jeweils ein Band pro Kanal. Diese "Bänder" ("ribbons") wurden dem Sicht-/Auswerfsystem mit solch einer Orientierung präsentiert, daß jedes Band vor nur einem Auswerfer vorbeilief. Dieses wichtige Merkmal eliminiert die Möglichkeit, daß ein defektes Produkt oder Teil den Betrachter in einer Konstellation passiert, welche zwei benachbarte Auswerfer zum Auswerfen des gleichen Produktes veranlaßt, was oft ein Auswerfen von einer zu großen Menge von akzeptablen Produkten gemeinsam mit den nicht akzeptablen Produkten bewirkt. Aus dem Eliminieren der Möglichkeit, daß Produkte durch die Zone von mehr als einem Auswerfer strömen können, ergibt sich logischerweise eine in zwei Kanäle unterteilte Rutsche, wie eben beschrieben, darin, daß eine kleinere Gesamtanzahl von Auswerfern feuern und weniger gute Produkte entfernen. Die unten beschriebene Innovation kann sowohl bei ungeteilten als auch bei geteilten Rutschensortierern angewendet werden, wobei aber die Vorteile des Ausrichtens von Bändern des Produktstromes auf die Gleitrutschen-Auswerfer das unterteilte Rutschensystem attraktiver macht. Dieser Unterschied wird signifikanter, wenn der Sortierer bei Produkten angewendet wird, die größer als Halmfruchtkörner sind, oder auf hoch kontaminierte Produktströme.
• Produktführungen oder "-wächter" wurden viele Jahre lang zum Steuern des "Springens" und "Taumelns" auf einer Rutsche und in den Kanälen von diskreten Rutschensortierern eingesetzt. Solch ein Wächter, gewöhnlich ein dünner, flexibler Kunststoffstreifen, wird in dem U- Kanal über dem Produktstrom angeordnet. Die Breite des Streifens wird so gewählt, daß er an den Seiten des Kanals aufliegt, so daß er einen freien Produktstrom unter ihm hindurch zuläßt. Jedoch bleibt der Streifen nahe dem Produkt, so daß beim Hochspringen des Produktes oder dessen Überfahren eines anderen Produktes der Produktfluß dazu gezwungen wird, gleichförmig längs des Kanalbodens zu fließen.
• Als Ergebnis von mehreren anderen Produktanwendungen außerhalb des Halmfruchtkorn- Gebietes mit Testen auf breiten Rutschensortierern wurde deutlich, daß Verbesserungen der Produkthandhabung erforderlich sind, um die Leistung des Sortierers zu maximieren. Um den Produktstrom zu stabilisieren, wenn größere Produkte wie Linsen oder Kunststoffflocken oder -bröckchen zu sortieren sind, wurde die Höhe der kanalunterteilenden Rippen der Rutsche vergrößert. Bei runden oder länglichen Produkten, wie Nüssen und Bohnen, wurden die Bö den der Kanäle der Mehrkanalrutschen gerundet anstatt eben ausgeführt. Sowohl für die ebenen als auch für die gerundeten Kanäle wird die Auswahl einer bestimmten Rutsche durch Größe und Form des zu sortierenden Produktes bestimmt. Das Ziel ist, die Größe des Kanals an die Größe des Produktes so anzupassen, daß dieses sanft ohne übermäßiges Springen fließt, jedoch nicht durch zu dichtes Fließen in einem Kanal verlangsamt wird.
• Bei den meisten Produkten wurde festgestellt, daß die Gestalt des traditionellen "Wächters" den Produktstrom verbessert. Eine dünne Kunststoffschicht, in diesem Fall quer über die gesamte Breite der Rutsche auf der Oberseite der unterteilenden Rippen aufliegend, wird dazu eingesetzt, das Produkt sanft längs der Böden der Kanäle strömen zu lassen.
• Solche Gleitrutschen werden mit einigem Erfolg für eine Vielzahl von Produkten eingesetzt. Es wurde jedoch gefunden, daß die Leistung durch übergroße und/oder irregulär geformte Teile/Stücke im Produktstrom begrenzt wird, was zum Stau oder Verstopfen eines Kanals führen kann.
• Demgemäß sieht ein Aspekt der Erfindung eine Rutsche für einen Schwerkraftrutschensortierer vor, der mindestens zwei benachbarte Kanäle aufweist, um getrenntes Sortierdetektieren und Auswerfen von darin fließenden Produkten mittels entsprechend ausgerichteter Auswerfer zu erlauben, wobei ein Kanalteiler zwischen den benachbarten Kanälen mit mindestens ausreichender Höhe zum Aufrechterhalten des Fließens der Produkte allgemein in den entsprechenden Kanälen angeordnet ist, wobei eine Produktführung zum Minimieren übermäßigen Springens der Produkte und Stützmittel für die Produktführung zum Abstützen der Produktführung oberhalb der benachbarten Kanäle vorgesehen sind, so daß die Produktführung und die Kanalteiler einen Anteil von übergroßen oder irregulär geformten Produkten sowie Fremdgegenständen oberhalb der Kanalteiler und unterhalb der Produktführung passieren lassen, um dadurch einen ununterbrochenen Produktstrom in jedem der benachbarten Kanäle ohne Verstopfen eines der benachbarten Kanäle zu ermöglichen.
• Ein anderer Aspekt der Erfindung sieht bei einer elektro-optischen Sortiermaschine zum Sortieren einer großen Menge von Produkten mit einer Vielfach-Kanalrutsche, auf der die Produkte durch Schwerkraft gefördert werden, vor, daß die Sortiermaschine auch entsprechende optische Beobachtungsstationen, die bezüglich der entsprechenden Kanäle gemeinsam positioniert sind, und kanalausgerichtete Auswerfer aufweist, die gemeinsam bezüglich der Ka näle stromabwärts von den zugehörigen optischen Beobachtungsstationen positioniert sind, wobei die Rutsche mehrere Seite-an-Seite angeordnete Kanäle aufweist, um Sortierdetektionieren und Auswerfen von in den Kanälen fließenden Produkten durch entsprechende kanalausgerichtete Auswerfer zu trennen, wobei mehrere Kanalteiler zwischen entsprechenden Kanälen vorgesehen sind, deren jeder eine Höhe über die Länge der benachbarten Kanäle hat, die mindestens zum Aufrechterhalten des Produktstromes in den entsprechenden benachbarten Kanälen ausreicht, und eine Produktführung zum Minimieren übermäßigen Springens der Produkte vorgesehen ist, wobei die Produktführung von einigen Kanalteilern unterstützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutsche eine stauresistente Rutsche ist, wobei einige der Kanalteiler eine die Höhe der anderen Kanalteiler überragende Höhe haben, die Produktführung von diesen höheren Kanalteilern unterstützt ist, um einen Anteil übergroßer oder irregulär geformter Produkte und Fremdkörper über die anderen Kanalteiler und unter der Produktführung passieren zu lassen und dadurch eine ununterbrochene Strömung der Produkte ohne irgendeinen Kanalstau sortieren zu lassen; und wobei die Auswerfer entsprechende kanalausgerichtete Kanalauswerfer umfassen, wobei benachbarte Auswerfer gleichzeitig abgefeuert werden, um ein übergroßes oder irregulär geformtes Produkt oder einen Fremdgegenstand auszuwerfen, welche innerhalb benachbarter entsprechender, zu den benachbarten Auswerfern gehörenden Beobachtungsstationen erfaßt worden sind.
• Es ist daher ein Merkmal der Erfindung, eine verbesserte Rutsche für einen Sortierar bereitzustellen, der in Vielfachkanäle zum Trennen, Beobachten und Auswerfen von sortierten Produkten unterteilt ist und der auf die beschriebene Weise stauresistent ausgestaltet ist.
• Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, eine verbesserte Mehrkanalrutschen- und Führungskombination zu schaffen, welche gestattet, übergroße und irregulär geformte Produkte und Fremdgegenstände in benachbarten Kanälen überlappen zu lassen, ohne daß es zu einem Stau oder zu einem Verstopfen eines Kanals kommt.
• Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, eine verbesserte Mehrkanal- und Auswerfkombination bereitzustellen, welche gestattet, übergroße und irregulär geformte Produkte und Fremdgegenstände in einem oder mehreren benachbarten Kanälen überlappen zu lassen, so daß sie für das Auswerfen erfaßt werden, und sie durch gleichzeitiges Abfeuern der Seite-an- Seite angeordneten Auswerfer auswerfen zu lassen, welche bezüglich den entsprechenden benachbarten Kanälen positioniert sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Damit die Art und Weise, in welcher die oben zitierten Merkmale, Vorteile und Ziele der Erfindung wie auch augenscheinlich werdende andere erfaßt und im einzelnen verstanden werden, möge die speziellere Beschreibung der Erfindung dazu beitragen, wie sie oben kurz zusammengefaßt ist, und zwar anhand aller beispielhaften Ausführungen, welche in den Zeichnungen dargestellt sind, wobei diese Zeichnungen einen Teil dieser Beschreibung bilden. Es ist jedoch festzustellen, daß die beigefügten Zeichnungen lediglich typische bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen und nicht als deren Schutz begrenzend anzusehen sind, weil die Erfindung auch andere in gleicher Weise wirksame Ausführungen möglich machen kann.
In den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schwerkraftsortierers, der eine Rutsche gemäß der Erfindung verwendet;
• Fig. 2 eine schematische Darstellung eines in einem Kanal einer Rutsche sortierten Produktes, wobei der Produktstrom an einer Beobachtungsstation zum Entfernen von Produkten und Fremdgegenständen zum Aussondern in einen Sammelbehälter getrennt von dem Behälter für akzeptierbare Produkte verläuft;
• Fig. 3 eine teilweise Frontansicht einer Mehrkanal-Sortierrutsche gemäß der Erfindung nach der Linie 3-3 in Fig. 2, wobei die ausgerichtete Position der Auswerfer für die entsprechenden Kanäle gezeigt ist;
• Fig. 4 eine Endansicht einer Mehrkanalrutsche mit flachem Boden gemäß dem Stand der Technik;
• Fig. 5 eine Endansicht einer Mehrkanalrutsche mit gerundetem Boden gemäß dem Stand der Technik;
• Fig. 6 eine Endansicht einer Mehrkanalrutsche mit flachem Boden gemäß der Erfindung, wobei jede zweite Kanalteilerrippe große Höhe hat;
• Fig. 7 eine Endansicht einer Mehrkanalrutsche gemäß der Erfindung mit gerundetem Boden, wobei jede zweite Kanalteilerrippe eine Kanalteilerrippe großer Höhe ist;
• Fig. 8 eine Endansicht einer Mehrkanalrutsche gemäß der Erfindung, wobei jede dritte Kanalteilerrippe eine Rippe großer Höhe ist;
• Fig. 9 eine Endansicht einer Mehrkanalrutsche mit gerundetem Boden gemäß der Erfindung, wobei jede dritte Kanalteilerrippe eine Rippe großer Höhe ist.
• Eine dargestellte, bevorzugte Ausführung der Erfindung betrifft eine Rutsche für eine Schwerkraftsortiermaschine. Die Rutsche ist in mehrere Kanäle unterteilt und für getrenntes Beobachten bzw. Sichten und Auswerf-Sortieren eingerichtet. Die Rutsche ist für den Betrieb unter einem großen Winkel zur Horizontalen positioniert. Das zu sortierende Produkt wird aus einem Silo gerichtet auf die verschiedenen Kanäle ausgebracht und längs dieser herabrutschen gelassen. Jeder Kanal kann nach Bedarf einen gerundeten oder einen ebenen Boden haben, und es wird gesondert an einer elektro-optischen Beobachtungsstation gesichtet, so daß ein stromabwärts von der Beobachtungsstation angeordneter, mit dem betreffenden Kanal ausgerichteter Auswerfer abgefeuert werden kann, um ein nicht standardmäßiges oder fehlerhaftes Produkt oder andere Gegenstände auszusondern. Die Kanalteilerrippen zwischen den Kanälen sind mindestens hoch genug, um die Produkte normalerweise an einem Übertritt von einem Kanal in den anderen zu hindern.
• Jede zweite oder jede dritte Rippe hat größere Höhe und bildet eine Abstützung für eine normalerweise aus Kunststoff bestehende Führung oder Rückhaltung, die quer über der Oberseite der Rutsche liegt, um Produkte an einem übermäßigen Springen oder "Huckepack"-Stapeln ("piggyback stacking") zu hindern. Ein Produkt oder ein Fremdgegenstand, das größer als ein reguläres Produkt oder mißgestaltet ist, kann eine benachbarte Kanalteilerrippe überlappen und unter der Führung bzw. dem Rückhalter bleiben. Dies erlaubt dem irregulären Produkt oder dem Fremdgegenstand ein freies Passieren ohne Verstopfen oder Blockieren eines Kanals.
• Durch Ausrichten der Beobachtungsstationen und der zugehörigen Auswerfer an entsprechender Position quer über der Rutsche, wobei die Auswerfer außerdem gegenüber einer Auswerföffnung in der Rutsche ausgerichtet sind, veranlaßt das Erfassen des irregulären Produktes oder Fremdgegenstandes in zwei benachbarten Kanälen beide zugehörigen Auswerfer zum Abfeuern und dadurch zum Entfernen des irregulären Produktes oder Fremdgegenstandes selbst dann, wenn diese größeres Gewicht als gewöhnlich haben.
• Für viele Anwendungen ergibt sich eine optimale Kanalkonfiguration durch Abwandeln der Kanalteilerrippenanordnung, wie anhand des Standes der Technik eingangs beschrieben, durch Vermindern der Höhe jeder zweiten Rippe. Diese Abwandlung erlaubt es, daß die große Mehrheit der in den entsprechenden Kanälen strömenden Produkte so gesteuert wird, als wenn alle Rippen vorhanden wären, um das Ziel eines orientierten Produktstromes zu erreichen, so daß jedes Produktband an nur einem Auswerfer vorbeiläuft. Wenn jedoch ein großes Stück eines Produktes oder ein Teil aus Fremdmaterial oder ein fehlgestaltetes, eine Kanalteilerrippe überhängendes Produkt in einen Kanal gefördert wird, kann es in den benachbarten Kanal "überfließen" und wird am Sortierer vorbeigeführt, anstatt den Kanal zu verstopfen und den Produktstrom zu unterbrechen.
• Das Auswahlkriterium für die Kanalkonfiguration bleibt weiterhin, das Kanalprofil an die Gestalt des zu sortierenden Produktes anzupassen, jedoch nur alternierende Kanalteilerrippen voller Höhe dazu einzusetzen, den Führungs- oder Rückhaltestreifen zu unterstützen. Kanalteilerrippen voller oder großer Höhe an jeder dritten Kanalteilerposition oder sogar noch seltener können dazu eingesetzt werden, bei Bedarf die Führung bzw. den Rückhalter zu unterstützen.
• Der Kern der Erfindung liegt in einer optimalen Schwerkraftschlittenkonfiguration, welche mehrere Kanäle mit Kanalteilerrippen und eine Produktsteuerführung bzw. einen Rückhalter umfaßt, der auf den Kanalteilerrippen abgestützt ist. Das Rutschenprofil wird definiert durch (1) die Form (entweder eben oder abgerundet mit verschiedenen Radien) der Kanalböden angepaßt an das zu sortierende Produkt; (2) die Höhe der höheren Kanalteilerrippen derart, daß sie die Führung bzw. den Rückhalter in korrekter Höhe halten; und (3) die Wahl der Höhe der kleineren Kanalteilerrippen so klein wie möglich, so daß übergroße Gegenstände nicht irgendeinen Kanal verstopfen, während die Mehrzahl der Produkte weiterhin zu einem Fließen in den einzelnen Kanälen gesteuert werden. Die Verbesserung der Produktkontrolle wird durch ein Anwenden eines Rückhalters bei einer Rutsche mit Rippen erzielt, deren einziger Zweck es ist, die Führung bzw. den Rückhalter zu unterstützen, wobei die Kanalorte unabhängig von den Auswerfern sind. Optimaler Nutzen wird jedoch erreicht, wenn die Auswerfer für die Kanäle miteinander ausgerichtet quer über die Rutsche angeordnet sind. Dies erlaubt es, daß zwei benachbarte Auswerfer gemeinsam abgefeuert werden, wenn ein Produkt oder ein Fremdgegenstand vorhanden ist, welcher mindestens teilweise zwei benachbarte Kanäle überspannt, um ein derartiges Produkt oder einen derartigen Gegenstand aus dem Produktstrom auszusondern.
• Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, zunächst auf Fig. 1, ist ein Hochgeschwindigkeits- Schwerkraftsortierer zum Aussondern von nicht standardgemäßen, zum Verbrauch bestimmten Produkten oder Gegenständen aus einem passierenden Strom oder Fluß solcher Produkte dargestellt. Allgemein umfaßt die Maschine 10 mehrere, über eine Rutsche 12 verteilte Kanäle. Die Rutsche 12 ist unter einem steilen Winkel zur Horizontalen, gewöhnlich in der Größenordnung von 60º angeordnet. Die Rutsche 12 ist in ihrer Position mittels einer Rahmenkonstruktion 14 gehalten. Die zu sortierenden, schwerkraftgeförderten Produkte werden von einem Silo 16 oder dergleichen zugeführt, wobei dieses Silo 16 mit seinem Kopf an der Rahmenkonstruktion 14 angebracht ist, so daß es die Produkte über einen aufteilenden Vibrationsförderer 18 auf die Kanäle an der Rutsche 12 aufteilt, vorzugsweise unter gleichmäßiger Verteilung mit gleicher Produktanzahl für jeden Kanal.
• Die zu trennenden oder zu sortierenden Produkte sind kleine, zum Verbrauch bestimmte Gegenstände wie Kaffeebohnen, Reiskörner, Kunststoffbröckchen oder dergleichen. Es sei bemerkt, daß solche Produkte gut individuell identifizierbar und unterscheidbar hinsichtlich Farbe oder Farbschattierung in einem oder mehreren Spektralbändern sind. Die Zuführung aus dem Silo über den Vibrationsförderer und die Kanäle hinunter geschieht sämtlich durch Schwerkraftwirkung. Der Produktfluß wird, im Vergleich zum freien Fall, durch Reibung verlangsamt, welche an den Biegungen und der Oberfläche der entsprechenden Kanäle erzeugt wird. Die Produkte bewegen sich jedoch mit großer Geschwindigkeit und in großer Menge, wie dies auf diesem Gebiet bekannt ist.
• Eine optische Beobachtungs- oder Sichtstation 20 ist längs der Rutsche in einer Position zwei Drittel von deren oberem Ende entfernt angeordnet. Beim Passieren des Produktstromes längs dieser Station werden nicht standardgemäße oder unterstandardgemäße Produkte wie auch Fremdgegenstände gefühlt oder erfaßt. Wenn ein nicht standardgemäßes Produkt oder ein Fremdgegenstand erfaßt wird, wird ein elektrisches Signal erzeugt, das zu einem Auswerfen eines solchen Produktes oder Gegenstandes durch einen Auswerfer 36 führt, der in enger Nachbarschaft des Produktstromes und mit einem vorbestimmten Abstand zur Beobachtungsstation plaziert ist. Üblicherweise ist der Auswerfer eine pneumatisch betätigte Düse, welche einen Luftstrom erzeugt und durch ein gesteuertes Auswerfventil mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach dem Sichten und Erfassen des betreffenden Produktes an der entsprechenden Beobachtungsstation betätigt wird. Es wird folglich in dem Elektronikteil der Beob achtungsstation ein elektrisches Signal erzeugt, das seinerseits das Austreiben oder Entfernen des nicht standardgemäßen Gegenstandes aus dem Produktstrom verursacht.
• Fig. 2 zeigt schematisch die Funktion der Baugruppen der Sortiermaschine. Die zu sichtenden und zu sortierenden Produkte und Fremdgegenstände werden aus dem Silo 16 auf das obere Ende eines Kanals der Rutsche 12 ausgegeben, möglicherweise unter Mitwirkung von zwischengeschalteten Mitteln (in Fig. 2 nicht gezeigt). Alternativ kann die Schwerkraftquelle von zu sortierenden Gegenständen von einem kontinuierlich laufenden Förderband oder von einem anderen automatisierten Fördermittel gebildet sein. Die zum Kanal freigegebenen Gegenstände fallen und taumeln den Kanal herab und werden durch einen Öffnungsspalt im Kanal an der Beobachtungsstation 20 gesichtet. Die Beobachtungsstation 20 hat eine Lichtquelle 22, welche einen Lichtstrahl im oder nahe dem sichtbaren Spektrum erzeugt, der von den Gegenständen reflektiert und durch den Lichtdetektor 24 erfaßt wird. Bei einer aktuellen Maschine ist die Rutsche, wie im folgenden vollständiger beschrieben, dazu ausgebildet, die freigegebenen Gegenstände in eine Anzahl von benachbarten Produktbändern oder -kanalströmen zu liefern. Die Erfassung geschieht entweder in einem einzigen Spektralband oder in zwei Spektralbändern, wie sie von der Beobachtungsstation durch ein gesondertes optisches Beobachtungsgerät für jedes Kanal-Produktband entwickelt wird. Alternativ können zwei gegenüberliegende optische Sichtgeräte für jedes Produktband eingesetzt werden. Das Sichten geschieht über ein Sichtfenster, wo das Produktband gegenüber dem Spalt im Kanal ausgerichtet ist. Bei der Anordnung mit zwei Spektralbändern und zwei gegenüberliegenden Sichtgeräten wird eine nicht standardgemäße Reflexion in jedem Band von einer der beiden Lichtquellen-Detektor-Kombinationen zu einem elektrischen Signalpuls zum Betätigen des Kanalauswerfers umgeformt, wie oben beschrieben. In Fig. 2 ist dies der Auswerfer 26. Ausgeworfene Produkte und Fremdgegenstände werden aus der Bahn mit freiem Fall durch den offenen Raum im Kanal so umgelenkt, daß sie in den Behälter 28 fallen, der für diesen Zweck geeignet positioniert ist. Produkte, die als standardgemäß oder akzeptierbar erkannt werden, passieren zum unteren Teil des Kanals und werden schließlich von dessen Ende zum Sammeln in einem Aufhahmebehälter 30 ausgegeben. Für einen kontinuierlichen Betrieb könnten sowohl die standardgemäßen als auch die aussortierten, nicht standardgemäßen Produkte auf geeignet positionierten, kontinuierlich sich bewegenden Förderbändern oder anderen Material-Fördermitteln gesammelt werden, wenn dies erwünscht ist.
• Eine Rutsche 12 umfaßt mehrere Kanäle. Kleine Maschinen können eine Rutschenbreite haben, die nur zwei Kanäle umfaßt. Rutschen mit 6, 10 und 20 Kanälen sind üblich. Größere Maschinen können bis zu 100 Kanäle aufweisen, wobei jedoch die Betriebsprinzipien für jeden einzelnen Kanal der Rutsche gleich wie oben beschrieben bleiben. Das Produkt wird also in einer optischen Beobachtungsstation gesichtet oder erfaßt, und nicht standardgemäße Gegenstände sowie Fremdgegenstände werden durch einen mit dem Kanal ausgerichteten Auswerfer durch einen aktivierten Auswerfer ausgesondert. Dies ist aus einer anderen Perspektive in Fig. 3 gezeigt. Die Rutsche 12 ist hier zu Illustrationszwecken aus 8 Kanälen 12a bis 12h gebildet. Der obere Teil der Rutsche 12 ist von dem unteren Teil durch einen Spalt 13 getrennt, durch welchen der Produktstrom in der Beobachtungsstation für jeden Kanal gesichtet wird (in Fig. 3 nicht gezeigt). Nicht standardgemäße Produkte werden durch einen richtig positionierten oder ausgerichteten Auswerfer 26 entfernt, die nahe dem unteren Ende des Spaltes und unmittelbar oberhalb des Unterteils der Rutsche angeordnet sind. Da jede Kanalüberwachung unabhängig von jeder anderen Kanalüberwachung ist, bleibt das Abfeuern oder Aktivieren eines ersten Auswerfers ohne Einfluß auf das Abfeuern der anderen Auswerfer.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 werden nun End- oder Querschnittsansichten der Rutschenkonstruktion gemäß dem Stand der Technik beschrieben. Zur Illustration sind fünf getrennte Kanäle für jede Rutsche dargestellt. In einer tatsächlichen Rutsche können weniger oder viel mehr Kanäle je nach Bedarf vorhanden sein.
• Die Rutschenkonstruktion gemäß Fig. 4 zeigt, daß der Boden 40 der entsprechenden Kanäle flach oder eben ist, was wahrscheinlich die wirtschaftlichste Rutschenkonstruktion darstellt. Ferner erzeugt ein Kanal mit ebenem Boden die kleinste Reibung für eine übliche Kanalkonstruktion an einem abgerundeten Produkt, wie Reiskörnern und Kaffeebohnen. Die Kanäle sind voneinander mittels Kanalteilerrippen 42 getrennt, die so gestaltet sind, daß sie weit genug auseinanderliegen, um ein gleitendes oder taumelndes Produkt zwischen benachbarten Kanalteilerrippen unabhängig von seiner Orientierung passieren zu lassen. Die Kanalteilerrippen sind hoch oder groß genug, um ein einzelnes Produkt an einem Hoch- und Überspringen in den nächsten Kanal zu hindern. Eine solche Höhe ist gemäß Fig. 4 größer als die Produkte, die durch den Kanal strömen gelassen werden, weil eine Führung bzw. ein Rückhalter quer auf der Rutsche aufliegt und von den Kanalteilerrippen abgestützt ist. Eine Führung 44 besteht typischerweise aus einer Kunststoffschicht mäßiger Steifigkeit. Auf jeder Seite der Rut sche sind Stützgeländer 46 und 48 vorgesehen, die angeschrägt oder dergleichen ausgebildet sind, um eine Rippenabstützung auf der Außenseite des jeweiligen äußeren Kanals zu schaffen.
• Zweck der Führung 44 ist es, das übermäßige Springen des Produktstromes zu minimieren und Produkte zu trennen, die sich aufhäufen können oder im Begriff sind, sich aufzuhäufen, so daß sich die Produkte längs der entsprechenden Kanäle in mindestens einigermaßen vereinzelter Weise bewegen. Es sind Sichtungstechniken wohlbekannt, die auch bei nicht vereinzeltem Produktfluß arbeiten; die Führung 44 ebnet jedoch mindestens generell den Produktstrom in den Kanälen ein, um eine unzweideutige Erfassung zu fördern. Die Füße der äußeren Geländer sind bei 50 und 52 jeweils nach innen hakenförmig abgebogen, um die Strukturfestigkeit zu erhöhen und die Rutsche am Rahmen des Sortierers zu montieren. Bei Bedarf können jedoch auch andere Montagemittel eingesetzt werden.
• Fig. 5 zeigt eine andere üblich gestaltete, kannelierte Rutsche. In diesem Fall ist jeder Kanalboden 62 gekrümmt oder gerundet, um Kompatibilität mit dem zu sortierenden Produkt herzustellen. Gerundet meint nicht, daß ein Kanal notwendig kreisbogenförmig gestaltet ist. Ein weicher "V"-Bodenkanal kann häufig ebenfalls verwendet werden. Die Krümmung des Bodens ist allgemein etwas größer als die entsprechende Krümmung des zu sortierenden Produktes, betrachtet am Ende seiner Längsachse. Die Krümmung ist jedoch symmetrisch zu einer Mittelachse, wie für den illustrierten zentralen Kanal gezeigt. Eine bevorzugte Kanalbemessung zur Verwendung beim Sortieren von Mandeln führt zu einem Radius von 10 mm. Kanäle mit einem Radius von 3-5 mm werden für Bohnen eingesetzt (entsprechend der erwarteten Bohnengröße), und 1 mm Radius ist für halbrunde oder V-förmige Kanäle für kleine Samenkörner bevorzugt. Die Kanäle sind durch Kanalteilerrippen voneinander getrennt, welche kontinuierliche Verlängerungen der entsprechenden gerundeten Böden darstellen können. Die Rippen sind hoch genug, um eine Vereinzelung zu fördern, wie dies bei einer Rutsche mit ebenem Boden beschrieben wurde, insbesondere bei Einsatz einer Führung bzw. eines Rückhalters 44, wie oben beschrieben.
• Die seitlichen Stützgeländer sind wiederum dazu gestaltet, eine Abstützung 64 und 66 für eine Führung 44 zu geben und Montagefüße 68 und 70 zu Zwecken der Aussteifung und der Montage vorzusehen.
• Ersichtlich bleibt ein Produkt, das größer als die Öffnung ist, welche von den Kanalteilerrippen (oder Seitengeländern), dem Boden und der Führung umgrenzt ist, wahrscheinlich in dem Kanal stecken, in welchen es gerichtet ist, und erfordert ein Abschalten des Sortierers, während der Kanal freigemacht wird. Fehlgestaltete oder irreguläre Produkte, die in verschiedenen Orientierungen nicht größer als der Kanal sind, können den Kanal immer noch dann verstopfen, wenn eine größer als normale Produktabmessung die Kanalöffnung überbrückt. Ferner können Fremdgegenstände den Kanal in ähnlicher Weise verstopfen, die so gestaltet sind, daß sie ein Überbrücken oder Überspannen aufgrund allgemeiner Übergröße herbeiführen oder so gestaltet sind, daß sie überbrücken.
• In Fig. 6 ist eine Zehn-Kanal-Rutsche mit einem ebenen Boden dargestellt. Seitliche Geländer 46 und 48 und Füße 50 und 52 sind gleich wie bei der anhand von Fig. 4 oben beschriebenen Rutsche nach dem Stand der Technik gestaltet. Unterschiedlich zum Stand der Technik haben alle zweiten Kanalteilerrippen 80, 82, 84, 86 und 88 eine dazu ausreichende Höhe, den normalen Produktstrom in einem Kanal aufrechtzuerhalten, wobei diese Höhe viel kleiner als die Höhe eines normalen Produktes ist. Jedoch sind Kanalteilerrippen 90, 92, 94, 96 und 98 abwechselnd mit den Kanalteilerrippen 80, 82, 84, 86 und 88 einer erheblichen größeren Höhe vorgesehen. Diese sogenannten großen oder hohen Kanalteilerrippen bilden Stützen für die Führung oder den Rückhalter 100, der identisch mit der Führung 44 ist. Gewöhnlich ist der Werkstoff für solch eine Führung ein mäßig starrer Kunststoff; jedoch können bei Bedarf auch andere Werkstoffe eingesetzt werden. Die Führungs- und Stützanordnung gestattet es einem übernormal großen oder mißgestaltetem Produkt oder Fremdgegenstand, welches einen Kanal gleicher Abmessung der Rutsche gemäß Fig. 4 verstopfen würde, über die Kanalteilerrippen 80, 82, 84, 86 oder 88 wegzugleiten und in den benachbarten Kanal überzugreifen, ohne die Operationen zu stauen, weil es überlappenden Raum unterhalb der Führung gibt. Die Führung bleibt weiterhin wirksam zum Minimieren des Springens und zum Entstapeln oder Verhindern des Aufhäufens von taumelnden Produkten.
• Es sei bemerkt, daß ein gelegentliches Produkt springen oder gestoßen werden kann, um über die kürzeren Kanalteilerrippen in den benachbarten Kanal zu hüpfen. Daraus ergibt sich jedoch keine Beeinträchtigung, weil der Inspektions- und Sortierprozeß für jeden Kanal gleich bleibt, so daß kein normales Produkt ausgeworfen wird und kein nicht standardgemäßes Produkt oder Fremdgegenstand, welches ausgeworfen werden müßte, unerfaßt bleibt, unabhängig davon, in welchem Kanal das Produkt sich befindet, wenn es einer Sichtung in einer Beobachtungsstation unterzogen wird.
• Da die Erfassung des Produktes in einem Kanal das Abfeuern des Auswerfers für diesen Kanal bestimmt, werden erfaßte Fremdgegenstände gelegentlich nicht ausgeworfen, selbst wenn sie so groß sind, daß sie durch den Kanal gezwängt werden müssen, weil sie mehr Reibung als üblich erzeugen, was den Auswerfer dazu veranlaßt, abzufeuern, bevor solche Fremdgegenstände in Position sind. Solche Bedingungen werden durch das erfindungsgemäße, oben beschriebene Kanalteilerrippenschema minimiert, weil Fremdgegenstände nicht gequetscht werden, sondern dazu zugelassen werden, über eine niedrige Kanalteilerrippe in den benachbarten Kanal zu ragen, was ihre Fördergeschwindigkeit nicht verlangsamt. Ferner veranlaßt ein Fremdgegenstand oder -produkt, welches eine Auswerferaktivierung veranlaßt und in einen benachbarten Kanal überlappt, nicht nur das Abfeuern nur eines Auswerfers sondern zweier Auswerfer, weil die Erfassung ein Auswerfsignal für beide Kanäle erzeugt. Durch Verteilen der Auswerfer in entsprechender Position über die Rutschenbreite gemäß Fig. 3 wird erreicht, daß zwei Auswerfer, die mit den Kanälen mit gleichzeitiger Beobachtung und Erfassung augerichtet sind, beide gemeinsam abfeuern, um den auszuwerfenden Gegenstand zu entfernen, während das Abfeuern eines einzelnen Auswerfers nicht ausreichen dürfte, um ein übergroßes und möglicherweise überschweres Teil, sei es nun ein Produkt oder ein Fremdgegenstand, auszuwerfen.
• Gemäß Fig. 8 ist eine Rutsche ähnlich der in Fig. 6 gezeigten Rutsche dargestellt mit Ausnahme der Tatsache, daß jede dritte Kanalteilerrippe 110, 112, 114 die Führung 100 abstützt, welche einem übergroßen Gegenstand ein Überlappen von zwei benachbarten Kanälen zusätzlich zu dem ursprünglichen Kanal erlaubt, um Stau zu vermeiden. Gleichzeitiges Abfeuern zum Entfernen oder Auswerfen kann durch Aktivieren von drei benachbarten Auswerfern geschehen, um das nicht standardgemäße Objekt zu entfernen.
• Fig. 7 zeigt eine Rutsche mit gerundeten Kanälen sehr ähnlich den Kanälen nach Fig. 5. Jedoch sind nur jede zweiten Kanalteilerrippen 120, 122,124 und 126 ausreichend hoch, um allgemein einen Produktfluß in den entsprechenden Kanälen aufrechtzuerhalten, wie vorher beschrieben. Die damit abwechselnden Kanalteilerrippen 130, 132, 134 und 136 großer Höhe unterstützen die Führung 100. Im übrigen ist die Rutschenkonstruktion ähnlich derjenigen nach Fig. 5. Ein übergroßes oder vielgestaltetes Produkt kann unter der Führung 100 passieren und in Abwärtsbewegung längs der Rutsche ohne Schwierigkeiten verbleiben.
• Schließlich zeigt Fig. 9, die ähnlich Fig. 7 ist, daß die Kanalböden entsprechend der Gestalt des Produktes in dem Produktfluß gerundet sind, wobei jede dritte Kanalteilerrippe eine Kanalteilerrippe großer Höhe ist, tun die Führung 100 abzustützen. Jedoch bewirkt wie bei der Ausführung nach Fig. 8 die Tatsache, daß drei benachbarte Kanäle gemeinsam zwischen den hohen Rippen geöffnet bleiben, daß ein übergroßes oder mißgestaltetes Produkt oder ein Fremdgegenstand, welcher die drei Kanäle überspannt oder überbrückt, immer noch keinen Stau hervorruft. Auch können bis zu drei benachbarte oder Seite-an-Seite aufgereihte Auswerfer gleichzeitig betätigt oder abgefeuert werden, um den nicht standardgemäßen Gegenstand auszusondern.
• Eine Kanalteilerrippe großer Höhe liegt vorzugsweise im Bereich von zwei- bis achtmal der Höhe der übrigen Kanalteilerrippen, wobei sechs ein repräsentatives Verhältnis ist. Bei einer anwendungsorientierten Ausführung sind die hohen Kanalteilerrippen 12 mm hoch, während die kurzen Kanalteilerrippen 2 mm hoch sind. Selbst wenn jedoch eine Kanalteilerrippe nur geringfügig höher als die übrigen Rippen ist, führt dies zu einem Nutzen bezüglich Verringern von Staus.
• Während verschiedene bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben und gezeigt worden sind, ist verständlich, daß die Erfindung darauf nicht beschränkt ist, weil zahlreiche Abwandlungen getroffen werden können und den Fachleuten auf diesem Gebiet deutlich werden. Beispielsweise kann eine Zwei-Kanalrutsche nur zwei seitliche Stützen für eine Produktführung aufweisen, wobei die Kanalteilerrippe zwischen den Kanälen niedrig genug ist, um irregulären und/oder übergroßen Produkten und Fremdgegenständen ein Überlappen in den anderen Kanal zu gestatten, wie oben beschrieben.

Claims (11)

1. Rutsche (12) für einen Schwerkraftrutschensortierer (10) umfassend mindestens zwei benachbarte Kanäle zum Ermöglichen separaten Sortierdektektierens und -auswerfens von Produkten durch entsprechend ausgerichtete Auswerfer (36) von in der Rutsche geförderten Produkten, einen Kanalteiler (120-136), der zwischen den benachbarten Kanälen angeordnet und zumindest so hoch ist, daß er den Produktstrom generell in den betreffenden Kanälen aufrechterhält, Stützmittel für eine Produktführung (100), eine Produktführung zum Minimieren übermäßigen Springens der Produkte, wobei die Produktführung oberhalb der benachbarten Kanäle von den Stützmitteln abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Produktführung (100) und der Kanalteiler (120, 122, 124, 126) einen Anteil von übergroßen oder unregelmäßig geformten Produkten sowie Fremdgegenständen oberhalb der Kanalteiler und unterhalb der Produktführung (100) passieren lassen, um dadurch einen ununterbrochenen Produktstrom in jedem der benachbarten Kanäle ohne Verstopfen irgendeines der benachbarten Kanäle zu ermöglichen.

2. Rutsche (12) nach Anspruch 1, bei der einige Kanalteiler (130-136), welche eine die Höhe der übrigen Kanalteiler (120-126) übersteigende große Höhe aufweisen, die Stützmittel umfassen, welche die Produktführung (100) unterstützen.

3. Rutsche (12) nach Anspruch 2, bei der die Kanalteiler großer Höhe in regelmäßigen Intervallen zwischen den übrigen Kanalteilern angeordnet sind.

4. Rutsche (12) nach Anspruch 3, bei der jeder zweite der Kanalteiler (120-136) ein Kanalteiler (130-136) großer Höhe ist.

5. Rutsche (12) nach Anspruch 3, bei der jeder dritte der Kanalteiler (120-136) ein Kanalteiler (130-136) großer Höhe ist.

6. Rutsche (12) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Kanalteiler (130-136) großer Höhe etwa sechsmal so hoch wie die übrigen Kanalteiler (120-126) sind.

7. Rutsche (12) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei der die Kanalteiler (130-136) großer Höhe zwei- bis achtmal so hoch wie die übrigen Kanalteiler (130-136) sind.

8. Rutsche (12) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei der die Kanalteiler (130-136) großer Höhe 12 mm hoch und die übrigen Kanalteiler (120-126) 2 mm hoch sind.

9. Rutsche (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei denen die Böden der Kanäle eben sind.

10. Rutsche (12) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Böden der Kanäle gerundete Gestalt haben, so daß sie an die Form der zu sortierenden Produkte angepaßt sind.

11. Elektro-optische Sortiermaschine (10) zum Sortieren einer großen Menge Produkte mit einer Mehrkanalrutsche (12), auf der Produkte durch Schwerkraft gefördert werden, wobei die Sortiermaschine (10) ferner entsprechende optische Beobachtungsstationen (20), die bezüglich der entsprechenden Kanäle gemeinsam ausrichtet sind, und kanalausgerichtete Auswerfer (36) hat, die gemeinsam bezüglich der entsprechenden Kanäle stromabwärts von den entsprechenden optischen Beobachtungsstationen (20) positioniert sind, wobei die Rutsche (12) mehrere Seite-an-Seite angeordnete Kanäle aufweist, die zu getrenntem Sortierdetektieren und Auswerfen der Produkte mittels auf die Kanäle ausgerichteten Auswerfern von in den Kanälen geförderten Produkten mittels entsprechender kanalausgerichteter Auswerfer (36) eingesetzt sind, wobei mehrere Kanalteiler (120-136) zwischen den entsprechenden Kanälen angeordnet sind, jeder Kanalteiler (120-136) eine Höhe über die Länge der ihm benachbarten Kanäle hat, die mindestens zum Aufrechterhalten des Produktstromes in den entsprechenden benachbarten Kanälen ausreicht, und eine von einigen Kanalteilern (130-136) unterstützte Produktführung (100) zum Minimieren übermäßigen Springens der Produkte vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutsche verstopfungssicher ist, wobei einige Kanalteiler (130-136) eine die Höhen der verbleibenden Kanalteiler (120-126) übersteigende große Höhe haben und die Produktführung (100) von diesen Kanalteilern (130-136) großer Höhe unterstützt ist, um einen Anteil von übergroßen oder unregelmäßig geformten Produkten sowie Fremdgegenständen oberhalb der übrigen Kanalteiler (120-126) und unterhalb der Produktführung (100) passieren zu lassen und dadurch einen ununterbrochenen Fluß zu sortierender Produkte ohne Verstopfen der Kanäle zu ermöglichen; und die Auswerfmittel (36) die entsprechenden kanalausgerichteten Auswerfer umfassen, wobei benachbarte Auswerfer gleichzeitig abgefeuert werden, um ein übergroßes oder unregelmäßig geformtes Produkt oder einen Fremdgegenstand auszuwerfen, der von den entsprechenden benachbarten Beobachtungsstationen (20) detektiert wird, die den benachbarten Auswerfern zugeordnet sind.