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Der Zweck, auf den sich die durch
dieses Patent geschützte
Erfindung bezieht, besteht aus einem Fördergerät für Obst und Gemüse zur Klassifizierung nach
Gewicht und elektrooptischen Parametern.
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Es besteht aus einem kontinuierlichen
Einschienen-Förderer,
dessen das Obst oder Gemüse tragenden
Elemente die aufeinander folgende, ununterbrochene Ausführung der
nachfolgend genannten Funktionen ermöglicht:
- a) Einzelwägung einer
jeden Frucht;
- b) geeignete Positionierung, so dass die Längsachse (in Richtung des Stiels)
quer zur Bewegungsrichtung des Förderers
angeordnet ist;
- c) kontinuierliche Drehung der Frucht in diejenige Richtung
und mit der idealen Geschwindigkeit, so dass ihre gesamte Oberfläche gesehen
werden kann, wenn sie durch das Blickfeld der Kameras, welche die
elektro-optischen Pa rameter erkennen, hindurchläuft;
- d) koordinierte Regelung der Vorschubgeschwindigkeiten des Förderers
und der Drehung der Frucht, so dass die genannte Visualisierung
bei bester Transportleistung vollständig erreicht werden kann;
- e) unverwechselbare Identifizierung einer jeden Frucht gemäß ihrer
Eigenschaften, so dasa das Abladen einer jeden Frucht ordnungsgemäß an der
dafür vorgesehenen
Stelle erfolgen kann, gemäß der vorher
festgelegten Klassifikation;
- f) automatisches Abladen an der entsprechenden Stelle, durch
Umkippen des Transport-Elements.
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Geschichte
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Auf dem Gebiet des Transportierens
von Obst und Gemüse
zum Zwecke der Klassifikation nach ihren physikalischen Eigenschaften
sind zahlreiche Methoden mit unterschiedlichen Ideen und Zielen
bekannt.
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So gibt es beispielsweise diejenigen,
die ausschließlich
mechanische Mittel (Rollenpaare mit variablem Abstand, Netze, auseinander
gehende Schnüre,
etc.) verwenden, die auf die Klassifizierung nach dem Durchmesser
beschränkt
sind und Stöße verursachen,
die die Frucht beschädigen
und die die statistische Information nicht ermöglichen.
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Förderer
mit elektronischer Klassifizierung sind ebenfalls bekannt, mit Schalen,
die das Gewicht ermitteln und die durch einen doppelkonischen Rollen-Senkrechtförderer bereitgestellt
werden, an dem ein elektro-optisches System installiert ist, um
die Parameter zu ermitteln.
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Diese Fördergeräte weisen Probleme beim Weitergeben
der Frucht von dem doppelkonischen Zufuhrapparat an die der Gewichtsermittlung
dienende Schale auf, weil diese die Geschwindigkeit (und, als Folge,
die Leistung) des Aggregats begrenzt. Ferner muss es sehr genau
sein, um die Identifizierung einer jeden einzelnen Frucht im doppelkonischen
Zufuhrapparat und in der Waagschale miteinander in Bezug setzen
zu können,
damit der zentrale Computer fehlerfrei die korrespondierende Ablade-Stelle
zuweisen kann.
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Schließlich sind auch elektronische
Einschienen-Klassifizierungs-Geräte
bekannt, bei denen die Elemente, welche die Früchte tragen und nachfolgend
an der geeigneten Stelle abladen, in Längsrichtung zu einer Transportkette
verbunden sind, ohne dass eine Weitergabe zwischen den Transportmit teln in
der Zeit zwischen der Wägung
und dem Ermitteln der optischen Parameter der Frucht verursacht
wird.
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Einige Fördergeräte dieses Typs, welche zur Wägung befähigt sind,
sind in der Weise gebaut, dass sich die Frucht unterhalb der Kameras
zur Ermittlung der optischen Parameter vorwärts bewegt, angetrieben von
den doppelkonischen Paaren, die sie in eine Drehung versetzen, so
dass der größte Teil
der Oberfläche
in das Blickfeld der Kameras gelangt.
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Die Anordnung des Fördergeräts beim.
Beladen ist entlang der transportierenden Kette gemäß der Reihenfolge
"doppelkonisch – Frucht – doppelkonisch"
usw. vorhanden; unterhalb davon befindet sich ein Frucht-auswerfendes
System, das arbeitet, wenn die Frucht durch die passende Ablade-Stelle
hindurchpassiert.
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Die Größe der zu klassifizierenden
Frucht ist bei einem Fördergerät dieses
Typs beschränkt,
sowohl hinsichtlich des maximalen Durchmessers (aufgrund des Abstandes
zwischen den Achsen jeweils zweier aufeinander folgender Doppelkonusse,
damit die einzelnen Früchte,
die von jedem aufgenommen werden, einander nicht berühren) als
auch hinsichtlich ihres Minimal-Durchmessers (damit die einzelnen
Früchte
vollständig
unter den Kameras rotiert werden).
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Ein Fördergerät dieses Typs ist beispielsweise
aus US-A-5 267 654 bekannt; im Hinblick darauf: wurde Anspruch 1
abgegrenzt.
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Beschreibung
der Erfindung
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Das Ziel der Erfindung, die Zweck
dieses Patents ist, besteht in der Beseitigung der bekannten Nachteile,
welche für
die Fördergeräte zum Klassifizieren
von Früchten
charakteristisch sind, wie oben beschrieben, und die Erfindung wurde
ersonnen und entworfen unter Berücksichtigung
dieses obersten Zieles.
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In diesem Sinne wurden die nachfolgend
beschriebenen Elemente und zweckmäßigen Mittel entworfen, welche
die Funktionen ausführen,
die ihnen in den genannten Beschreibungen zugewiesen wurden, gemäß der nachfolgenden
Konstruktions-Einzelheit:
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Wägefunktion:
Das Förder-Element
für die Frucht
ist aus zwei Doppelkonussen (Doppelkegeln) zusammengesetzt, die
durch einen Förder-Rahmen miteinander
verbunden sind, der während
einer Phase seiner Vorwärtsbewegung
auf Führungen
gleitet, die das Gewicht der die Frucht tragenden Einheit auf Belastungs-Zellen
(Wägezellen) übertragen,
welche das Gewicht registrieren und an den Zentralrechner weiterleiten.
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Die durch die zwei Doppelkonusse
und den Förderrahmen
gebildete Einheit ist mit der Transportkette mittels eines Verankerungsteils
verbunden, das zwei Vorsprünge
aufweist, die in einer Nut gleiten und es auf diese Weise ermöglichen,
dass die Einheit in vertikaler Richtung einen Freiheitsgrad der
Bewegung hat, welcher das Anheben der Einheit möglich macht, wenn der Rahmen
an den Führungen
entlang gleitet, wobei es die Belastung auf die Belastungs-Zellen,
auf denen es ruht, überträgt.
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Das Gewicht einer jeden einzelnen
Frucht wird mittels einer Tara vor den unterschiedlichen Gewichtskomponenten
des fruchttragenden Elements (Führungen,
Rahmen, Doppelkonusse) ermittelt, und durch Filtern und elektronischer
Analyse des Signals.
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Drehfunktion: Die Doppelkonusse rotieren, damit
sich die darauf befindliche Frucht dreht, so dass ihre gesamte Ober fläche den
Kameras für
die Erkennung der optischen Parameter präsentiert wird.
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Die Umdrehungsgeschwindigkeit ist
variierbar und regulierbar, da die Doppelkonusse an ihren Enden,
die auf den Motor-Treibriemen (vorzugsweise trapezförmig) aufliegen,
eine geschliffene Oberfläche aufweisen.
Die Treibriemen versetzen die Doppelkonusse mittels Reibung in Drehung,
und deren lineare Geschwindigkeit wird elektronisch geregelt bzw.
gesteuert.
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Folglich hängen die Umdrehungsgeschwindigkeit
und die Drehrichtung der Doppelkonusse von den linearen Vorschubgeschwindigkeiten
der Motor-Treibriemen und der Träger-Kette
der Doppelkonusse ab, und können
gegeneinander aufgehoben werden, wenn diese gleich groß sind.
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Die Steuerung bzw. Regelung der Umdrehungsgeschwindigkeit
ist sehr wichtig, weil dadurch eine Übereinstimmung mit anderen
Funktionen erreicht wird, wie z. B.:
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Positionierungs-Funktion: Im allgemeinen
ist es erwünscht,
dass die Drehachse der Frucht mit der Achse ihres Stiels (die gedachte
Linie, die den Blütenstiel
mit dem Schwerpunkt verbindet) zusammenfällt, und dass diese quer zur
Vorschubrichtung des Förderelements
positioniert wird.
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Mittels dieser Einrichtung bleibt
der Fruchtstiel oder Fruchtkelch auf einer Seite des Blickfeldes der
Kameras, so dass er nicht mit einem Oberflächen-Fehler (Fleck, Beule etc.)
verwechselt wird.
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Das erforderliche Positionieren wird
dadurch erreicht, dass die Frucht mit geeigneter Geschwindigkeit
in Drehung versetzt wird, indem die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Doppelkonusse reguliert wird.
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Visualisierungs-Funktion: Die lineare
Vorschubgeschwindigkeit der Transportkette muss mit der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Doppelkonusse kombiniert werden, um zu erreichen, dass die Frucht im
Blickfeld der Kameras eine Umdrehung um 360° vollführt und dass diese deshalb
vollständig
ihre Oberfläche
sehen.
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Identifizierungs-Funktion: Für die richtige Klassifizierung
ist es erforderlich, dass jede einzelne Frucht unverwechselbar durch
ihre physikalischen Eigenschaften (Gewicht, Größe, optisches Erscheinungsbild
der Oberfläche)
identifiziert wird.
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Zugleich ist es erforderlich, dass
jede einzelne Frucht ein Förder-Element
für diese
Besonderheit besetzt, das heißt,
dass sie zwischen jedes Paar von Doppelkonussen, die durch einen
Rahmen verbunden sind, positioniert ist. Dies wird mittels einer
angepaßten
Beschickung (im Bereich von 80% der maximalen Kapazität des Fördergeräts) und
durch Regulation der Geschwindigkeit und Drehrichtung der Doppelkonusse
erreicht.
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Entladungs-Funktion: Die durch jedes
Paar von Doppelkonussen und ihren Rahmen gebildeten Förderelemente
können
wahlweise von einer Seite zur anderen Saite der Transportkette gekippt
werden, indem eine Stützrampe,
die durch einen Elektromagneten betätigt wird, an der der Klassifizierung
entsprechenden Ablade-Stelle verschoben wird, gemäß den Eigenschaften
der Frucht, wobei das vom Zentralcomputer ausgegebene Signal befolgt
wird.
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Kurze Beschreibung
der Abbildungen
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Die folgenden Abbildungen ergänzen die
Beschreibung der Erfindung and erleichtern die Auslegung ihrer Form-,
Bau- und Funktionsmerkmale; in ihnen werden verschiedene Aspekte
ei ner bevorzugten Ausführungsform
eines Fördergeräts für Früchte und
Gemüse
für die
Klassifizierung nach Gewicht und elektro-optischen Parametern – und welches
das Ziel dieses Patents darstellt – in schematischer Weise veranschaulicht.
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In den genannten Abbildungen
zeigt 1 in einer Seitenansicht
zwei Träger-Elemente
(Einheiten von zwei Doppelkonussen und einem Rahmen), von denen
ein jedes mit einem Stück Frucht
beladen und in die Transportkette eingebaut ist;
zeigt 2 im Grundriss bzw. in Draufsicht
die Transportkette mit den Teilen, die die Träger-Einheiten verankern;
zeigt 3 im Grundriss bzw. in Draufsicht
die zwei Träger-Einheiten
der 1, entladen, losgelöst und getrennt
von der Transportkette, wobei der Tragrahmen, der die beiden Doppelkonusse
verbindet, sichtbar ist;
ist 4 eine
Vorderansicht eines vollständigen Doppelkonus,
mit dem Teil, das an der Transportkette verankert ist, zum seitlichen
Ausladen der transportierten Frucht gekippt. Das Entladen kann alternativ nach
der anderen Seite der Kette hin vorgenommen werden, wozu nur erforderlich
ist, die symmetrische Achse als die Drehachse zu nehmen, wie im
oberen Teil des Verankerungsteils ersichtlich;
zeigt 5 eine Vorderansicht eines
Doppelkonus ohne das Verankerungsteil, und wobei der Tragrahmen
im Schnitt dargestellt ist;
ist 6 eine
Vorderansicht eines Doppelkonus, die den Rahmen im Schnitt zeigt
und die Anordnung der Arme, die aus den Verankerungsteilen in Richtung auf
die Transportkette herausragen.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Um die Eigenschaften und den Umfang
der vorteilhaften Verwendung des Obst- und Gemüse-Fördergerätes zur Klassifizierung nach
Gewicht und elektro-optischen Parametern, welche den Zweck dieser
Erfindung verkörpern,
deutlich zu veranschaulichen, wird im Folgenden eine Beschreibung
seines Aufbaus und seiner Funktionsweise gegeben. Es wird auf die
Zeichnungen Bezug genommen, die – da sie eine bevorzugte Ausführungsform des
genannten Gegenstandes zum Zwecke der Information abbilden – in ihrem
breitesten Sinne verstanden werden sollten und nicht als eine Beschränkung der
Anmeldung und des Inhalts der Erfindung, deren Schutzumfang durch
die beigefügten
Ansprüche
definiert ist.
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Das Fördergerät ist vom Einschienen-Typ und
besteht aus Elementen, die das Obst tragen und an dem geeigneten
Ort abladen, und die an eine längsgerichtete
Endlos-Transportkette angekoppelt sind, die aus drehenden doppelkonischen
Rollen zusammengesetzt ist, welche die Frucht in Drehung versetzen,
so dass ihre gesamte Oberfläche
vor den Kameras, welche die optischen Parameter erkennen, präsentiert
wird.
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Das Förderelement für das Obst
ist aus zwei Doppelkonussen (1) zusammengesetzt, die durch
einen Tragrahmen (2) verbunden sind, wodurch eine Einheit
gebildet wird, die mittels eines Verankerungsteils (4)
in die Transportkette (3) eingebaut ist, wobei das Verankerungsteil
zwei in einer Nut gleitende Vorsprünge (5) aufweist;
der Einheit ist eine gewisse Bewegungsfreiheit in der vertikalen
Richtung gegeben.
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Diese Verschiebungsmöglichkeit
ermöglicht es,
dass, wenn der Rahmen (2) in einem Abschnitt seines Vorschubweges
an Führungen
entlang gleitet, diese Führungen
das Gewicht der die Frucht tragenden Einheit an die Wägezellen
weitergeben.
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Nachdem das Leergewicht (Tara) der
verschiedenen Komponenten des die Frucht tragenden Elements (Führungen,
Rahmen, Doppelkonusse) vorher bekannt ist, geben diese Zellen ein
Signal aus, welches – nach
Filterung und elektronischer Analyse – das Gewicht einer jeden einzelnen
Frucht registriert.
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Die rotierenden Doppelkonusse (1)
des Trag-Elements haben an ihren Enden, die auf Motor-Antriebsriemen – vorzugsweise
trapezförmig – aufliegen,
eine geschliffene Oberfläche;
die Antriebsriemen versetzen die Doppelkonusse aufgrund von Reibung
in Rotation, und die lineare Geschwindigkeit derselben wird elektronisch
gesteuert oder geregelt.
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Die Drehgeschwindigkeit und -richtung
der Doppelkonusse hängen
von dem Verhältnis
zwischen den linearen Vorschubgeschwindigkeiten der Treibriemen
und der Transportkette (3) ab, wobei durch deren Regulierung
die Bewegungen der Doppelkonusse (1) gesteuert oder geregelt
werden, und Folgendes davon abhängt:
vollständige
Visualisierung der Frucht-Oberfläche durch
die Kameras, welche die optischen Parameter ermitteln; unverwechselbare
Identifizierung einer jeden einzelnen Frucht; und die bevorzugte
Wahl der Fruchtstiel-Achse
als Drehachse, wie auch die richtige Positionierung der Frucht in
Quer-Richtung, relativ zur Vorschubrichtung der Transportkette.
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Nachdem die Beschaffenheit und der
Funktionsumfang der Erfindung sowie eine bevorzugte Art und Weise
zu ihrer praktischen Ausführung
beschrieben worden sind, wird festgehalten, dass bei der besagten
Erfindung die Materialien, Formen, Größen und – ganz allgemein – alle untergeordneten
oder sekundären
Merkmale, die die Hauptmerkmale der Erfin dung nicht verändern, abändern oder
modifizieren, variabel sein können.
Dies ist in den nachfolgenden Ansprüchen enthalten.