EP3055078A1 - Rüttelvorrichtung - Google Patents

Rüttelvorrichtung

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EP3055078A1
EP3055078A1 EP14783588.8A EP14783588A EP3055078A1 EP 3055078 A1 EP3055078 A1 EP 3055078A1 EP 14783588 A EP14783588 A EP 14783588A EP 3055078 A1 EP3055078 A1 EP 3055078A1
Authority
EP
European Patent Office
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drive
amplifier
fixed
elements
vibrations
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP14783588.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roberto Maggioni
Kay HAUSCHULZ
Ralf Klimke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buehler AG
Original Assignee
Buehler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Buehler AG filed Critical Buehler AG
Publication of EP3055078A1 publication Critical patent/EP3055078A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65G27/16—Applications of devices for generating or transmitting jigging movements of vibrators, i.e. devices for producing movements of high frequency and small amplitude
    • B65G27/24—Electromagnetic devices
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    • B65G2201/02—Articles
    • B65G2201/0202—Agricultural and processed food products

Definitions

  • the present invention relates to a vibrating device in Be ⁇ special for machines for separating food piece good, especially for separating machines for dried fruits, nuts and the like, and a method for shaking with a RüttelVorraum.
  • singling machines are required which, by removing pieces of food, such as dried fruits, nuts, kernels, dragees, candies and the like, from disorderly accumulation, are able to place the individual pieces of food in appropriate positions.
  • the machines work with narrow width webs to allow feed of individual pieces of food.
  • the advance of the food pieces on the tracks will also be by a slight inclination of the webs and by the presence of a vibrator enables the vibrations to the sheets at appropriate time intervals transmits, so that it allowed the advance of the dried fruit in accordance with the gravity gradient ⁇ light.
  • the vibrating devices are therefore equipped with systems for fast hooking and unhooking, to enable the rapid Studentstra ⁇ supply and non-transmission of vibrations to the path of the separating machine.
  • the vibrating devices and their connection with the tracks are in fact very complex.
  • the complexity brings increased costs and requires ei ⁇ ne constant maintenance, which additionally increases the cost.
  • the complexity also entails an increased susceptibility of the device. The susceptibility can lead to fractures in the vibrator devices and associated devices, which in turn lead to problematic production stoppages.
  • a central eccentric drive can be provided, which can be coupled via pneumatic switches to individual vibrating troughs.
  • the present invention is the technical problem underlying to invent a shaker ⁇ device in particular for machines for separating bensstoff Swissen alloys, which is capable of counteracting said drawbacks substantially.
  • an important aim of the invention is to obtain a vibrating device in particular for machines for separating elements, which is simple and inexpensive.
  • Another important object of the invention is to invent a vibratory device, in particular for machines for singulating elements, which is functionally robust and less prone to malfunction.
  • a vibrating device in particular for machines for separating elements, as claimed in the appended independent claims.
  • the object is achieved according to the invention by means of a vibrating device, in particular for machines for separating pieces of foodstuff, which comprises a drive and transmission elements.
  • the drive is adapted to generate mechanical vibrations ei ⁇ ner frequency and amplitude, in particular with respect to a spatially fixed supporting plane.
  • the drive is driven in particular directly by means for generating electromagnetic waves, in particular means for generating electric fields.
  • the vibrations are in particular correlated with the electromagnetic wave or the electric field changes.
  • the transmission elements are particularly suitable to transmit vibrations generated by the drive to at least one outer Ele ⁇ element, for example a component of a separating device, such as a vibrating trough.
  • Each vibrating device is preferably associated with an outer element to be shaken.
  • a vibrating device can also drive a plurality of external elements. These may be arranged parallel or in series with respect to the vibrating device.
  • the drive is an electromechanical drive to ⁇ , preferably a linear electromechanical drive, in which an electromechanical transducer converts electrical energy into movement.
  • the transducer directly generates a linear reciprocating motion and the drive does not include an electric motor for a rotary motion.
  • the drive is an electromagnetic drive and / or the drive comprises a piezoelectric element, in particular egg ⁇ nen piezoelectric actuator.
  • Electromagnetic drives usually work according to the Lorentz principle. Thereafter, a current flowing through a conductor which is in a magnetic field is exerted by a force. It first does not matter whether the current induced or turned ⁇ is fed. For generating the magnetic one uses permanent ⁇ or electromagnets, which in turn are formed by energizing a coil.
  • Piezo actuators use the so-called reciprocal or inverse piezoceramic effect, after the change of an external electric field to a deformation of a piezoelectric element, which consists of a piezoelectric crystal or a piezoceramic.
  • a suitable kinematics the shape change can be converted into a desired form of movement, for example in ei ⁇ ne linear movement or rotation.
  • a vibration is generated, preferably a linear reciprocating motion.
  • the deformation of the piezoelectric element can be transferred directly or via a Re ⁇ sonator to the transmission element.
  • Electromagnetic and piezoelectric drives can be realized relatively inexpensively with small components.
  • the electromagnetic and piezoelectric drives can be controlled individually without much effort. Therefore, a separate drive can be provided for each component to be shaken. The separation and transport of food pieces are thus targeted and can be adjusted as needed.
  • the vibrator device comprises an amplifier which is suitable for amplifying the vibrations generated by the drive.
  • the amplifier includes at least one fixed element, at least one movable element and means for He ⁇ generation of potential, which are suitable to repel the fixed element and the movable element reciprocally and attract.
  • the fixed element is preferably firmly connected to a space-fixed Hal ⁇ tee level.
  • the movable member is preferably firmly connected to the affairsselemen ⁇ th.
  • the potential, a restoring force and / or a Verstär ⁇ kung generate power, so that the vibration generated from the drive of the movable member attenuated or amplified.
  • an amplification takes place, so that the amplitude of the Vibra ⁇ tion is increased.
  • the potential may be adjustable so that more or less attenuation / or amplification can be selected according to Radiomo ⁇ dus.
  • the amplifier comprises at least a fixed element and at least one bewegli ⁇ ches member, each fixed element is located next to a ⁇ be moveable elements and vice versa.
  • the vibrating device comprises a plurality of fixed elements and / or a plurality of movable elements, which are each arranged alternately side by side.
  • the vibrator device comprises an amplifier with two fixed elements and a movable element or an amplifier with two movable elements and a fixed element.
  • the amplifier is designed such that the means for generating potential comprise permanent magnets which face each other with opposite polarities.
  • the potential can thus act without contact on the fixed and movable elements. This is energetically favorable because, for example, no frictional force acts.
  • the permanent magnets are preferably Neo ⁇ dym magnets.
  • the vibrator may include an amplifier having means for generating potential, comprising elastic elements that are suited to the fixed ⁇ stationary elements and the adjacent movable elements mechanically to connect each other.
  • the potential can act in this way field-free on the fixed ⁇ and the movable elements, so that it can not come to the overlays with the fields used in the drive.
  • the vibrator device has an amplifier with a resonant frequency which is close to the frequency of the vibrations generated by the drive. This reinforcement is thus very fast.
  • the vibrator device comprises an electromechanical drive with a cylindrical coil, a ferromagnetic element and a permanent magnet.
  • the ferromagnetic element is angeord ⁇ net in the solenoid. It is capable of magnetizing due to an electric current existing in the solenoid.
  • the ferromagnetic element or the permanent magnet form an oscillatable element. When the electric current in the solenoid changes, the ferromagnetic element or the permanent magnet undergoes spatial oscillation to generate vibrations.
  • the vibrations are preferably forwarded to the transmission element wei ⁇ , from where they are optionally passed over a Verstär ⁇ ker, to a vibrating trough, which ensures that the pieces of food situated thereon to singulate.
  • the transmission elements consist of a transmission shaft, which is connected directly to the oscillatable element.
  • the movable elements of the amplifier can be arranged.
  • the fixed elements of the reinforce- kers may be arranged on the transfer elements and the Vib ⁇ ration is transmitted via the movable elements to the component to shaking, for example, a vibrating trough.
  • the vibrator device has a piezoactuator, then usually no amplifier is necessary.
  • the length changes of the piezoactuator induced by the changes in an electric field can be released directly onto the transmission element and thus transmitted to the component to be shaken and to the food item.
  • the system does not require an amplifier and can do without a springy reset.
  • the operation of the piezo actuator is interrupted, the vibration is stopped so un ⁇ forthwith and drove the trough into a de ⁇ finêt position.
  • the dynamics of the vibration movement can be freely adjusted via the movement curve of the piezoactuator.
  • the piezoactuator is preferably designed to generate a vibration with a frequency of about 10-100 Hz, preferably about 50 Hz and an amplitude, in particular a stroke, between 0.5 and 1.0 mm. If the vibration through a suitable kinematics the over ⁇ tragungselement, in particular out lever-like manner on a transmission ⁇ wave, such strokes may be generated up to 1.5 mm, with which a sufficient force can not be transferred to the to jogging Comp ⁇ component.
  • a verzelungsma ⁇ machine for food piece goods, especially dried fruit comprising a vibrator as described above.
  • the separating machine comprises a plurality of vibrating troughs, each vibrating trough each having a vibrating device associated with it and being displaceable by it into a vibration.
  • the object is also achieved by a method for thereby calls stuffs food piece goods, in particular nuts, kernels, Tro ⁇ ckenfr practically, coated tablets and candies with a vibrator, in particular as described above.
  • vibrations are generated by a drive in a frequency and amplitude.
  • the vibrations are preferably generated relative to a space-fixed holding plane.
  • the drive is driven directly by means for generating electromagnetic waves.
  • transmission elements transmit the vibrations generated by the drive to at least one outer element, preferably a vibrating trough.
  • the drive is an electromechanical drive, preferably a linear electro-mechanical drive, in particular an electro-magnetic drive ⁇ or it comprises a piezoelectric element, in particular a piezo actuator.
  • the vibrations from the drive via the over-tragungselement are preferably directly to an external element, in particular egg ⁇ ne vibrating transmitted.
  • the movement sequence of the outer element corresponds in particular to the course of motion generated by a piezoactuator.
  • the outer element therefore vibrates with the frequency and the Be ⁇ wegungsprofil, which dictates the piezoelectric actuator.
  • the piezoelectric actuator thus generated, for example, a drillge leopardbewe ⁇ supply, a sine-wave-like movement or a square wave, the external element of this dynamic follows without overlay ⁇ tion or an amplifier resonator oscillation.
  • the piezoactuator stops its activity, the outer element immediately comes to rest in a defined position.
  • the vibrations from the transmission element via an amplifier, in particular a sprung amplifier on at least one outer element, in particular a vibrating channel, are transmitted.
  • Figure 1 is a first schematic representation of a first case of ⁇ play for a vibrator device according to the invention, which is connected to a machine for separating elements;
  • FIG 2 shows the vibrating device according to the invention according to Figure 1 in cross section
  • Figure 3 is a schematic representation of another example of a vibrating device according to the invention, which is connected to a machine for separating elements;
  • Figure 4 is a schematic representation of a second example of a vibrating device according to the invention, which is connected to a machine for separating elements;
  • the vibrating device according to the invention is indicated in its entirety by the number 1. It is more particularly applied to machines for separating elements 100, and more particularly to machines for separating dried fruits, for example for food and in particular for sweets.
  • the singulating machines 100 described above generally include a plurality of webs 101 adapted to pass elements in rows of approximately one element at a time. These webs 101 are generally slightly inclined and vibrations must be transmitted to these webs 101 to allow the elements to advance in the direction of the severity gradient.
  • the vibrating device 1 is arranged on a holding plane la, that is, from the ground or from an element firmly connected thereto.
  • the vibrator 1 comprises in broad terms means for generating an electromagnetic wave 2, an electromagnetic drive 3, which is suitable for generating vibrations with respect to the holding plane la, an amplifier 5, which is suitable to amplify the vibrations that generates the electromagnetic drive 3, and transmission elements 4, which are ge ⁇ is suitable to transmit the vibrations from the drive to the amplifier and to an external element, in particular to a remaining part of the machine 100, in particular to the web 101 ,
  • the means for generating the electromagnetic wave 2 are known per se electronic means which are appro ⁇ net to be connected to the mains, to batteries or something else and a wave or an electromagnetic ⁇ cal signal in a desired and possibly to be able to generate preset shape and frequency. They are suitable, in particular, Ge, of a square wave with frequencies preferably Zvi ⁇ rule 0.5 s and 10 ms and more preferably between 100 ms and 50 ms, a voltage between 15V and 30V, preferably 24, and a current between 0, 5 A and 2 A, preferably 1 A, to be generated.
  • the square wave oscillates between a positive phase between the specified voltages and frequencies and a zero phase; moreover, the positive phase preferably has a longer duration compared to the negative phase, preferably more than twice, and more preferably between two and three times longer. Similar means are used in ⁇ example in distortion of electronic musical instruments or similar devices of various types and types and are easy to produce by a person skilled in this area.
  • the means for generating 2 are arranged on the holding plane la and electrically connected to the electromagnetic drive 3.
  • the electromagnetic wave 2 is sent directly to the electromagnetic drive.
  • the electromagnetic drive 3 is adapted to the holding plane la buildin ⁇ Untitled and to produce in view of the same support plane la vibrations having a correlated with the electromagnetic wave frequency Herten and rash. In essence, the electromagnetic drive 3 converts the electromechanical waves into mechanical vibrations.
  • the electromagnetic drive 3 includes a cylindrical coil 31, which is ver ⁇ prevented suitably directly to the means for generating 2, a ferromagnetic element 32 in the Zylinderspu ⁇ le 31, which is suitable in order to by the present in the solenoid 31 electric current
  • one of the ferromagnetic element 32 and the permanent magnet 33 is an oscillatable element 34 with respect to the holding plane la.
  • the vibrations are generated due to the fluctuation of the electromagnetic characteristics of the ferromagnetic element 32 due to the fluctuation of the polarity or the intensity of the electric current in the cylindrical coil 31 are due, and the vibrations he testifies ⁇ .
  • the vibrations preferably have the same frequencies as the mentioned electromagnetic waves and a deflection between 1 mm and 1 cm, and more preferably between 3 mm and 4 mm.
  • the oscillatable element 34 is the ferromagnetic element and, suitably, a prismatic or cylindri ⁇ cal or similar element concentrically on a festste ⁇ Henden, fixed to the holding plane la connected element 35 angeord ⁇ net, suitably through the permanent magnet 33rd is formed.
  • the fixed member 35 is preferably zy ⁇ lindrisch or similar and preferably a member having side walls 35a and 35b of only one base which is suitable to hold the oscillatable element.
  • an elastic member 36 is positio ⁇ ned, which is adapted to react against the shifts due to the electromagnetic forces.
  • the fixed element 35 is suitably surrounded by the cylindrical coil 31 and the axis of the cylindrical coil 3a coincides with the predominant direction of expansion of the oscillatable element 34 and preferably also with the depression in the fixed element and therefore preferably with the direction of the oscillations of the oscillating element oscillatable element.
  • the oscillatable member 34 is mechanically connected to the Studentstra ⁇ supply organs. 4 They comprise and / or are preferably comprised of a transmission shaft 40 which is directly connected to the os ⁇ zillierbaren element 34 and preferably has a Oh ⁇ se 40a which coincides with the axis of the solenoid 3a together ⁇ .
  • the amplifier 5, which is suitable for amplifying the vibrations generated by the electromagnetic drive 3, comprises at least one fixed element 51, which is fixedly connected to the holding plane la, at least one movable element 52, the is fixedly connected to the transmission members 4 and is preferably fixedly connected to the shaft 40, and means for generating potential 53, which are suitable for mutually repelling and attracting the fixed member 51 and the movable member 52.
  • the amplifier 5 comprises a plurality of at least one fixed element 51 and movable element 52, in particular the amplifier 5 comprises two of a fixed element 51 and movable element 52 and a remaining element, fixed 51 or movable 52.
  • festste ⁇ Hende elements 51 suitably arranged next to moving elements ⁇ and vice versa.
  • the fixed elements 51 and the movable elements 52 alternate and are three in total.
  • FIG. 1 For example, two lateral fixed ⁇ stationary elements 51 and a central movable member 52 are shown secured to the shaft 40; in Figure 3 on the other hand two lateral movable elements 52 are shown which are fixedly connected to a structure which in turn is fixedly connected to the shaft 40 and fasten ⁇ Untitled at the stop plane la with skids.
  • the means for generating potential 53 preferably comprise permanent magnets which face each other with opposite polarities (FIG. 2).
  • They are preferably rare earth magnets, preferably neodymium magnets, which are preferably annular, also have N / S axial polarization, and moreover preferably have an outer diameter between 1 cm and 5 cm, and also a magnetic attraction between 5 kgp and 15 kgp and more preferably between 7 kgp and 10 kgp. They are also preferably arranged at a distance of between 1 cm and 4 cm from each other.
  • the means for generating potential 53 comprise elastic elements comprising the fixed elements 51 and mechanically connect the adjacent movable elements 52.
  • the amplifier has a resonance frequency close to the frequency of the vibrations, which are generated by the electromagnetic actuator 3, and therefore close to the transferred from the drive 3 via ⁇ vibration so that the mechanical vibration of the actuator 3 are significantly multiplied, in particular with a transmission factor , that is with a ratio between the output and input vibrations, higher than 5 and preferably higher than 10.
  • the resonant frequencies depend on the physical properties of the system and are readily selectable by one of ordinary skill in the art.
  • the amplifier 5 can be arranged essentially in the region of a support of the track 101 (FIG. 3) or along the shaft 40 (FIG. 1).
  • the generation means 2 which may be connected to control means such as computers and the like and a power source, are simply regulated in frequency, amplitude and shape of the generated electromagnetic waves. They are also enabled with extreme quickness and speed and de ⁇ activated.
  • the electromagnetic waves are converted by the electromagnetic drive 3 into mechanical waves, or rather vibrations, in the direction of the axis 3a, which coincides with the axis 40a of the shaft 40. They are transmitted from the transmission organs 4 to the amplifier 5.
  • the movable elements 51 therefore vibrate at the same frequency in contrast to the means for generating po- Potential 53, which are attached to the fixed elements 52.
  • the vibrations amplify in the rash, in particular when the amplifier in the vicinity of the resonance frequency, and in particular when the means 53 are magnetic, so that essentially any abrasion and any damping due to abrasion are removed.
  • the transmission members 4 therefore transmit the vibrations to the external element, such as the web or a similar element.
  • the separating machine 100 can therefore advance or stop the elements contained therein by simple and rapid activation and deactivation of the means 2 for generating.
  • the vibrator 1 is simple and inexpensive. In particular, it does not include a complex mechanical part but only electrical means for activation and deactivation.
  • the cost of the finished singling machine is therefore about 40% of the cost of the machines of the known type. A large part of the cost was created by the shaking devices that are to be mounted on each track.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a second case ⁇ game for a vibrator according to the invention 11 which is connected to a machine for separating elements.
  • the vibrator device 11 roughly comprises means for generating an electric field 12, and a piezoactuator 13 which is suitable for generating vibrations with respect to the holding plane 1a .
  • the vibrations generated by the piezoelectric actuator 13 to be transmitted through a transmission member 14, and an ex ⁇ ternes element, in particular a too rütteln- de component 15, in particular a vibrating trough.
  • a Piezomove linear actuator PI company can be used, for example, a P-602, the travel paths up to 1mm and forces up to 100N allows.
  • the linear actuator has a housing made of stainless steel and is therefore easy to use in the food industry. With From ⁇ measurements of 12.6cm x 1.4cm x 3.4 cm, it allows a compact construction.
  • FIG. 5 shows examples of different movement curves which can be generated with the vibrator, the spatial deflection of the transmission element being plotted in mm over time.
  • Curve A corresponds to a sinusoidal oscillation, as can be generated with an electromechanical drive, as described above, or a piezoactuator.
  • Curves B and C are examples of deliberately set Be ⁇ movement curves that no natural vibration, for example, from an amplifier, correspond and can be transferred from the piezoelectric actuator directly to the transmission element and the component to be shaken.

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Abstract

Vorgesehen wird eine Rüttelvorrichtung (1; 11) im Besonderen für Maschinen zur Vereinzelung von Lebensmittelstückgut, die Folgendes umfasst: ein Antrieb (3), der geeignet ist, um Vibrationen mit einer Frequenz und mit einem Ausschlag zu erzeugen, Übertragungsorgane (4), die geeignet sind, um die vom Antrieb erzeugten Vibrationen auf ein externes Element zu übertragen, und insbesondere einen Verstärker (5), der geeignet ist, um die von dem Antrieb (3) erzeugten Vibrationen zu verstärken. Der Antrieb umfasst einen elektromagnetischen Antrieb und/oder einen Piezoaktuator.

Description

Rüttelvorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rüttelvorrichtung im Be¬ sonderen für Maschinen zur Vereinzelung von Lebensmittelstück- gut, insbesondere für Vereinzelungsmaschinen für Trockenfrüchte, Nüsse und dergleichen, sowie ein Verfahren zum Rütteln mit einer RüttelVorrichtung .
Derzeit sind in der Nahrungsmittelerzeugung und im Besonderen in der Süßwarenerzeugung Vereinzelungsmaschinen erforderlich, die durch Entnehmen von Lebensmittelstücken, wie Trockenfrüchte, Nüsse, Kerne, Dragees, Bonbons und ähnliches Stückgut aus einer ungeordneten Anhäufung in der Lage sind, die einzelnen Lebensmittelstücke in passenden Positionen anzuordnen.
Die Maschinen arbeiten mit Bahnen mit geringer Breite, um den Vorschub von einzelnen Lebensmittelstücken zu ermöglichen. Der Vorschub der Lebensmittelstücke auf den Bahnen wird außerdem durch eine leichte Neigung der Bahnen und durch das Vorhanden- sein einer Rüttelvorrichtung ermöglicht, die Vibrationen auf die Bahnen in passenden Zeitabschnitten überträgt, sodass sie den Vorschub der Trockenfrüchte gemäß dem Schweregradienten ermög¬ licht . Die Rüttelvorrichtungen sind daher mit Systemen zum schnellen Einhängen und Aushängen ausgestattet, um die schnelle Übertra¬ gung und NichtÜbertragung der Vibrationen auf die Bahn der Vereinzelungsmaschine zu ermöglichen. Der oben erwähnte Stand der Technik weist einige bedeutende Nachteile auf.
Die Rüttelvorrichtungen und ihre Verbindung mit den Bahnen sind nämlich sehr komplex.
Die Komplexität bringt erhöhte Kosten mit sich und erfordert ei¬ ne ständige Wartung, welche die Kosten zusätzlich erhöht. Die Komplexität bringt außerdem eine erhöhte Anfälligkeit der Vorrichtung mit sich. Die Anfälligkeit kann zu Brüchen in den Rüttelvorrichtungen und den damit in Verbindung stehenden Vor- richtungen führen, die wiederum zu problematischen Produktionsunterbrechungen führen.
Zum Beispiel kann ein zentraler Exzenterantrieb vorgesehen sein, der über pneumatische Schalter an einzelne Rüttelrinnen angekop- pelt werden kann.
Jede Rüttelrinne kann nur entweder über den gemeinsamen Exzenter oder gar nicht angetrieben werden. Eine gezielte und individuel¬ le Ansteuerung der jeweiligen Rüttelrinnen ist mit diesem System nicht möglich.
In Anbetracht dieser Situation besteht die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe darin, eine Rüttel¬ vorrichtung im Besonderen für Maschinen zur Vereinzelung von Le- bensmittelstücken zu erfinden, die in der Lage ist, den genannten Nachteilen im Wesentlichen entgegenzuwirken.
Im Rahmen der technischen Aufgabe besteht ein wichtiges Ziel der Erfindung darin, eine Rüttelvorrichtung im Besonderen für Ma- schinen zur Vereinzelung von Elementen zu erhalten, die einfach und günstig ist.
Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung besteht darin, eine Rüttelvorrichtung im Besonderen für Maschinen zur Vereinzelung von Elementen zu erfinden, die funktionell robust und wenig anfällig für Funktionsstörungen ist.
Die technische Aufgabe und die angegebenen Ziele werden durch eine Rüttelvorrichtung im Besonderen für Maschinen zur Vereinze- lung von Elementen erreicht, wie sie in den angehängten unabhängigen Ansprüchen beansprucht wird. Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Rüttelvorrichtung, im Besonderen für Maschinen zur Vereinzelung von Lebensmittelstückgut, gelöst, die einen Antrieb und Übertragungselemente umfasst .
Der Antrieb ist geeignet ist, um mechanische Vibrationen mit ei¬ ner Frequenz und Amplitude zu erzeugen, insbesondere in Bezug auf eine raumfeste Halteebene. Der Antrieb wird insbesondere direkt von Mitteln zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen, insbesondere Mitteln zur Erzeugung elektrischer Felder, angetrieben. Die Vibrationen sind insbesondere mit der elektromagnetischen Welle oder den elektrischen Feldänderungen in Korrelation.
Die Übertragungselemente sind insbesondere geeignet, um die vom Antrieb erzeugten Vibrationen auf mindestens ein äußeres Ele¬ ment, zum Beispiel eine Komponente einer Vereinzelungseinrichtung, wie eine Rüttelrinne, zu übertragen.
Bevorzugt ist jeder Rüttelvorrichtung ein zu rüttelndes äusseres Element zugeordnet. Alternativ kann eine Rüttelvorrichtung auch mehrere äussere Elemente antreiben. Diese können bezüglich der Rüttelvorrichtung parallel oder in Reihe angeordnet sein.
Erfindungsgemäss ist der Antrieb ein elektromechanischer An¬ trieb, bevorzugt ein linearer elektromechanischer Antrieb, bei dem ein elektromechanischer Wandler elektrische Energie in Bewegung umsetzt. Bevorzugt erzeugt der Wandler direkt eine lineare Hin- und Her-Bewegung und der Antrieb umfasst keinen Elektromo- tor für eine rotierende Bewegung.
Insbesondere ist der Antrieb ein elektromagnetischer Antrieb und/oder der Antrieb umfasst ein Piezoelement , insbesondere ei¬ nen Piezo-Aktuator .
Elektromagnetische Antriebe arbeiten zumeist nach dem Lorentz- prinzip. Danach wird auf einen Strom durchflossenen Leiter, der sich in einem Magnetfeld befindet, eine Kraft ausgeübt. Es spielt zunächst keine Rolle, ob der Strom induziert oder einge¬ speist wird. Zur Erzeugung des Magnetfeldes nutzt man Permanent¬ oder Elektromagnete, die wiederum durch Bestromung einer Spule entstehen .
Piezo-Aktuatoren nutzen den sogenannten reziproken oder inversen piezokeramischen Effekt aus, nach dem die Änderung eines äusseren elektrischen Feldes zu einer Verformung eines Piezoelements, das aus einem Piezokristall oder einer Piezokeramik besteht. Durch eine geeignete Kinematik lässt sich die Gestaltsänderung in eine gewünschte Bewegungsform umsetzen, beispielsweise in ei¬ ne lineare Bewegung oder eine Rotation. Im vorliegenden Fall wird eine Vibration erzeugt, bevorzugt eine lineare Hin- und Her-Bewegung .
Die Verformung des Piezoelements kann direkt oder über einen Re¬ sonator an das Übertragungselement übergeben werden.
Elektromagnetische und piezoelektrische Antriebe lassen sich mit kleinen Bauteilen relativ preisgünstig realisieren. Die Elektromagnetische und piezoelektrische Antriebe sind individuell ohne grossen Aufwand ansteuerbar. Es kann daher ein eigener Antrieb für jede zu rüttelnden Komponente vorgesehen werden. Die Vereinzelung und der Transport der Lebensmittelstücke sind somit ge- zielt und bedarfsgerecht einstellbar.
In einer vorteilhaften Ausführung umfasst die Rüttelvorrichtung einen Verstärker, der geeignet ist, um die vom Antrieb erzeugten Vibrationen zu verstärken.
Der Verstärker umfasst insbesondere mindestens ein feststehendes Element, mindestens ein bewegliches Element und Mittel zur Er¬ zeugung von Potenzial, die geeignet sind, um das feststehende Element und das bewegliche Element wechselseitig abzustoßen und anzuziehen.
Das feststehende Element ist bevorzugt mit einer raumfesten Hal¬ teebene fest verbunden. Das bewegliche Element ist bevorzugt mit den Übertragungselemen¬ ten fest verbunden. Das Potential kann eine Rückstellkraft und/oder eine Verstär¬ kungskraft erzeugen, so dass die vom Antrieb erzeugte Vibration des beweglichen Elements gedämpft oder verstärkt wird. Bevorzugt findet eine Verstärkung statt, so dass die Amplitude der Vibra¬ tion vergrössert wird.
Das Potential kann einstellbar sein, sodass je nach Betriebsmo¬ dus mehr oder weniger Dämpfung /oder Verstärkung gewählt werden kann .
In einer vorteilhaften Rüttelvorrichtung umfasst der Verstärker mindestens ein feststehendes Element und mindestens ein bewegli¬ ches Element, wobei jedes feststehendes Element neben einem be¬ weglichen Elementen befindlich ist und umgekehrt. Bevorzugt umfasst die Rüttelvorrichtung mehrere feststehende Elemente und/oder mehrere bewegliche Elemente, die jeweils abwechselnd nebeneinander angeordnet sind.
Insbesondere umfasst die Rüttelvorrichtung einen Verstärker mit zwei feststehenden Elementen und einem beweglichen Element oder einen Verstärker mit zwei beweglichen Elementen und einem feststehenden Element.
Der Verstärker ist insbesondere so ausgeführt, dass die Mittel zur Erzeugung von Potenzial Permanentmagnete umfassen, die mit umgekehrten Polaritäten einander zugewandt sind.
Das Potential kann somit berührungsfrei auf die feststehenden und beweglichen Elemente wirken. Dies ist energetisch günstig, weil beispielsweise keine Reibungskraft wirkt.
Bei den Permanentmagneten handelt es sich vorzugsweise um Neo¬ dym-Magnete . Alternativ oder zusätzlich kann die Rüttelvorrichtung über einem Verstärker mit Mitteln zur Erzeugung von Potenzial verfügen, die elastische Elemente umfassen, welche geeignet sind, um die fest¬ stehenden Elemente und die benachbarten beweglichen Elemente me- chanisch gegenseitig zu verbinden.
Das Potential kann auf diese Weise feldfrei auf die feststehen¬ den und beweglichen Elemente wirken, so dass es nicht zur Überlagerungen mit den beim Antrieb verwendeten Feldern kommen kann.
Vorteilhafterweise weist die Rüttelvorrichtung einen Verstärker mit einer Resonanzfrequenz auf, die nahe der Frequenz der Vibrationen ist, die vom Antrieb erzeugt werden. Dier Verstärkung stellt sich somit sehr schnell ein.
In einer beispielhaften Ausführung umfasst die Rüttelvorrichtung einen elektromechanischen Antrieb mit einer Zylinderspule, einem ferromagnetischen Element und einem Permanentmagneten.
Das ferromagnetische Element ist in der Zylinderspule angeord¬ net. Es ist geeignet, sich aufgrund eines in der Zylinderspule vorhandenen elektrischen Stroms zu magnetisieren . Das ferromagnetischen Element oder der Permanentmagnet bilden ein oszillierbares Element. Wenn sich der elektrische Strom in der Zylinderspule ändert, führen das ferromagnetischen Element oder der Permanentmagnet eine räumliche Oszillation durch und erzeugen so Vibrationen.
Die Vibrationen werden bevorzugt an das Übertragungselement wei¬ tergeleitet, von wo aus sie, gegebenenfalls über einen Verstär¬ ker, an eine Rüttelrinne weitergeleitet werden, die dafür sorgt, dass die darauf liegenden Lebensmittelstücke sich vereinzeln. Vorteilhafterweise bestehen die Übertragungselemente aus einer Übertragungswelle, die direkt mit dem oszillierbaren Element verbunden ist.
Auf der Übertragungswelle können die beweglichen Elemente des Verstärkers angeordnet sein sind.
Alternativ können auch die feststehenden Elemente des Verstär- kers auf den Übertragungselementen angeordnet sein und die Vib¬ ration wird über die beweglichen Elemente an die zu rüttelnde Komponente, zum Beispiel eine Rüttelrinne, weitergegeben.
Verfügt die Rüttelvorrichtung über einen Piezoaktuator, so ist zumeist kein Verstärker notwendig. Die durch die Änderungen eines elektrischen Feldes induzierten Längenänderungen des Piezo- aktuators lassen sich unmittelbar auf das Übertragungselement abgeben und damit auf die zu rüttelnde Komponente und auf das Lebensmittelstückgut übertragen. Das System benötigt keinen Ver- stärker und kann auf eine federnde Rückstellung verzichten.
Wird der Betrieb des Piezoaktuators unterbrochen, wird somit un¬ verzüglich auch die Vibration gestoppt und die Rinne in eine de¬ finierte Position gefahren.
Die Dynamik der Rüttelbewegung ist über die Bewegungskurve des Piezoaktuators frei einstellbar.
Mit dem Piezoaktuator können zudem im Rahmen der möglichen
Amplituden und Frequenzen beinahe beliebige Bewegungskurven eingestellt werden. Die Eigenschwingung eines Verstärkers braucht nicht berücksichtigt werden. Die Vibration kann somit bedarfsgerecht, wenn nötig lebensmit¬ telschonend, gewählt werden und auf Wunsch sofort unterbrochen werden . Der Piezoaktuator ist bevorzugt dafür ausgelegt, eine Vibration mit einer Frequenz von etwa 10-100 Hz, bevorzugt etwa 50 Hz und einer Amplitude, insbesondere einem Hub, zwischen 0.5 und 1.0 mm zu erzeugen. Wird die Vibration über eine geeignete Kinematik auf das Über¬ tragungselement, insbesondere hebelartig auf eine Übertragungs¬ welle, geführt, so können Hübe bis zu 1.5 mm erzeugt werden, mit denen noch eine ausreichende Kraft auf die zu rüttelnde Kompo¬ nente übertragen werden kann.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Vereinzelungsma¬ schine für Lebensmittelstückgut, insbesondere Trockenfrüchte, die eine Rüttelvorrichtung wie oben beschrieben umfasst. Insbesondere umfasst die Vereinzelungsmaschine eine Mehrzahl von Rüttelrinnen, wobei jeder Rüttelrinne je eine Rüttelvorrichtung zugeordnet ist und von dieser in eine Vibration versetzbar ist.
Die Aufgabe wird ausserdem gelöst durch eine Verfahren zum Rüt- teln von Lebensmittelstückgut, insbesondere Nüsse, Kerne, Tro¬ ckenfrüchte, Dragees und Bonbons, mit einer Rüttelvorrichtung, insbesondere wie oben beschrieben.
Erfindungsgemäss werden von einem Antrieb Vibrationen in einer Frequenz und Amplitude erzeugt.
Die Vibrationen werden bevorzugt relativ zu einer raumfeste Halteebene erzeugt. Der Antrieb wird insbesondere direkt von Mitteln zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen angetrieben. Erfindungsgemäss übertragen Übertragungselemente die vom Antrieb erzeugten Vibrationen auf mindestens ein äußeres Element, bevorzugt eine Rüttelrinne.
Der Antrieb ist ein elektromechanischer Antrieb, bevorzugt ein linearer elektromechanischer Antrieb, insbesondere ein elektro¬ magnetischer Antrieb oder er umfasst ein Piezoelement, insbesondere einen Piezoaktuator .
Bevorzugt werden die Vibrationen von dem Antrieb über das Über- tragungselement direkt auf ein äußeres Element, insbesondere ei¬ ne Rüttelrinne, übertragen.
Dabei entspricht insbesondere der Bewegungsablauf des äußeren Elements insbesondere dem von einem Piezoaktuator erzeugten Be- wegungsablauf .
Das äussere Element vibriert daher mit der Frequenz und dem Be¬ wegungsprofil, welche der Piezoaktuator vorgibt. Erzeugt der Piezoaktuator also zum Beispiel eine Sägezahnbewe¬ gung, eine sinuswellenartige Bewegung oder eine Rechteckschwingung, so folgt das äussere Element dieser Dynamik ohne Überlage¬ rung einer Verstärker- oder Resonatorschwingung. Beendet der Piezoaktuator seine Aktivität, so kommt das äussere Element so- fort in einer definierten Position zur Ruhe.
Alternativ können die Vibrationen vom Übertragungselement über einen Verstärker, insbesondere einen gefederten Verstärker, auf mindestens ein äußeres Element, insbesondere eine Rüttelrinne, übertragen werden.
Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt .
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend durch die detaillierte Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erklärt .
Es zeigen
Figur 1 eine erste schematische Darstellung eines ersten Bei¬ spiels für eine erfindungsgemäße Rüttelvorrichtung, die mit einer Maschine zur Vereinzelung von Elementen verbunden ist;
Figur 2 die erfindungsgemäße Rüttelvorrichtung gemäss Figur 1 im Querschnitt;
Figur 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Beispiels für eine erfindungsgemäße Rüttelvorrichtung, die mit einer Maschine zur Vereinzelung von Elementen verbunden ist ;
Figur 4 eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels für eine erfindungsgemäße Rüttelvorrichtung, die mit einer Maschine zur Vereinzelung von Elementen verbunden ist ;
Figur 5 Beispiele für verschiedene Bewegungskurven.
Unter Bezugnahme auf die genannten Figuren ist die erfindungsge- mäße Rüttelvorrichtung im Gesamten mit der Nummer 1 angegeben. Sie wird im Besonderen auf Maschinen zur Vereinzelung von Elementen 100 angebracht, und genauer gesagt auf Maschinen zur Vereinzelung von Trockenfrüchten, zum Beispiel für Nahrungsmittel und im Besonderen für Süßigkeiten.
Die vorhin beschriebenen Vereinzelungsmaschinen 100 umfassen im Allgemeinen mehrere Bahnen 101, die geeignet sind, um Elemente in Reihen von ungefähr jeweils einem Element weiterzuleiten. Diese Bahnen 101 sind im Allgemeinen leicht geneigt, und auf diese Bahnen 101 müssen Vibrationen übertragen werden, um den Vorschub der Elemente in Richtung des Schweregradienten zu ermöglichen .
Die Rüttelvorrichtung 1 ist auf einer Halteebene la angeordnet, das heißt vom Boden oder von einem damit fest verbundenen Element .
Die Rüttelvorrichtung 1 umfasst in groben Zügen Mittel zur Erzeugung einer elektromagnetischen Welle 2, einen elektromagneti- sehen Antrieb 3, der geeignet ist, um Vibrationen im Hinblick auf die Halteebene la zu erzeugen, einen Verstärker 5, der geeignet ist, um die Vibrationen zu verstärken, die der elektromagnetische Antrieb 3 erzeugt, und Übertragungsorgane 4, die ge¬ eignet sind, um die Vibrationen vom Antrieb auf den Verstärker und auf ein externes Element zu übertragen, im Besonderen auf einen verbleibenden Teil der Maschine 100, im Besonderen auf die Bahn 101.
Genauer gesagt sind die Mittel zur Erzeugung der elektromagneti- sehen Welle 2 an sich bekannte elektronische Mittel, die geeig¬ net sind, um an das Stromnetz, an Batterien oder etwas anderes angeschlossen zu werden und eine Welle oder ein elektromagneti¬ sches Signal in einer gewünschten und eventuell voreingestellten Form und Frequenz erzeugen zu können. Sie sind im Besonderen ge- eignet, um eine Rechteckwelle mit Frequenzen vorzugsweise zwi¬ schen 0,5 s und 10 ms und noch besser zwischen 100 ms und 50 ms, einer Spannung zwischen 15V und 30V, vorzugsweise 24, und einer Stromstärke zwischen 0,5 A und 2 A, vorzugsweise 1 A, zu erzeu- gen. Noch mehr zu bevorzugen ist es, wenn die Rechteckwelle zwischen einer positiven Phase zwischen den angegebenen Spannungen und Frequenzen und einer Nullphase schwingt; außerdem hat die positive Phase im Vergleich zur negativen Phase vorzugsweise ei- ne längere Dauer, vorzugsweise mehr als zweimal und noch besser zwischen zwei- und dreimal länger. Ähnliche Mittel werden bei¬ spielsweise in Verzerrern von elektronischen Musikinstrumenten oder in ähnlichen Vorrichtungen verschiedenster Arten und Typen verwendet und sind einfach durch einen Fachmann auf diesen Ge- bieten herzustellen.
Die Mittel zur Erzeugung 2 sind auf der Halteebene la angeordnet und elektrisch mit dem elektromagnetischen Antrieb 3 verbunden. Im Besonderen wird die elektromagnetische Welle 2 direkt an den elektromagnetischen Antrieb gesendet.
Der elektromagnetische Antrieb 3 ist an der Halteebene la befes¬ tigt und geeignet, um im Hinblick auf dieselbe Halteebene la Vibrationen mit einer mit der elektromagnetischen Welle korre- Herten Frequenz und Ausschlag zu erzeugen. Im Wesentlichen wandelt der elektromagnetische Antrieb 3 die elektromechanischen Wellen in mechanische Vibrationen um.
Der elektromagnetische Antrieb 3 umfasst eine Zylinderspule 31, die passenderweise direkt mit den Mitteln zur Erzeugung 2 ver¬ bunden ist, ein ferromagnetisches Element 32 in der Zylinderspu¬ le 31, das geeignet ist, um sich durch den in der Zylinderspule 31 vorhandenen elektrischen Strom zu magnetisieren, und einen Permanentmagneten 33. Außerdem ist eines vom ferromagnetischen Element 32 und vom Permanentmagneten 33 ein im Hinblick auf die Halteebene la oszillierbares Element 34. Die Schwingungen werden wegen der Schwankung der elektromagnetischen Eigenschaften des ferromagnetischen Elements 32 erzeugt, die auf die Schwankung der Polarität oder der Intensität des elektrischen Stroms in der Zylinderspule 31 zurückzuführen sind, und die Vibrationen er¬ zeugt . Die Vibrationen haben vorzugsweise dieselben Frequenzen wie die erwähnten elektromagnetischen Wellen und einen Ausschlag zwischen 1 mm und 1 cm und noch besser zwischen 3 mm und 4 mm. Vorzugsweise ist das oszillierbare Element 34 das ferromagneti- sche Element und passenderweise ein prismatisches oder zylindri¬ sches oder ähnliches Element, das konzentrisch an einem festste¬ henden, fest mit der Halteebene la verbunden Element 35 angeord¬ net ist, das passenderweise durch den Permanentmagneten 33 ge- bildet wird. Das feststehende Element 35 ist vorzugsweise zy¬ lindrisch oder ähnlich und vorzugsweise ein Element mit Seitenwänden 35a und nur einer Grundfläche 35b, die geeignet ist, um das oszillierbare Element zu halten. Zwischen der Grundfläche 35b und dem oszillierbaren Element 34 ist außerdem vorzugsweise ein elastisches Element 36 positio¬ niert, das geeignet ist, um gegen die Verschiebungen aufgrund der elektromagnetischen Kräfte zu reagieren. Das feststehende Element 35 ist schließlich passenderweise von der Zylinderspule 31 umgeben, und die Achse der Zylinderspule 3a fällt passenderweise mit der vorwiegenden Ausdehnungsrichtung des oszillierbaren Elements 34 zusammen und vorzugsweise auch mit der Vertiefung im feststehenden Element und daher vorzugs- weise mit der Richtung der Schwingungen des oszillierbaren Elements .
Das oszillierbare Element 34 ist mechanisch mit den Übertra¬ gungsorganen 4 verbunden. Sie umfassen und/oder bestehen vor- zugsweise aus einer Übertragungswelle 40, die direkt mit dem os¬ zillierbaren Element 34 verbunden ist und vorzugsweise eine Ach¬ se 40a hat, die mit der Achse der Zylinderspule 3a zusammen¬ fällt. Der Verstärker 5, der zur Verstärkung der vom elektromagnetischen Antrieb 3 erzeugten Vibrationen geeignet ist, umfasst mindestens ein feststehendes Element 51, das mit der Halteebene la fest verbunden ist, mindestens ein bewegliches Element 52, das mit den Übertragungsorganen 4 fest verbunden ist und vorzugsweise mit der Welle 40 fest verbunden ist, und Mittel zur Erzeugung von Potenzial 53, die geeignet sind, um das feststehende Element 51 und das bewegliche Element 52 gegenseitig abzustoßen und an- zuziehen.
Außerdem umfasst der Verstärker 5 mehrere von mindestens einem feststehenden Element 51 und beweglichen Element 52, im Besonderen umfasst der Verstärker 5 zwei von einem feststehenden Ele- ment 51 und beweglichen Element 52 und einem verbleibenden Element, feststehend 51 oder beweglich 52. Außerdem sind festste¬ hende Elemente 51 passenderweise neben beweglichen Elementen an¬ geordnet und umgekehrt. Im Wesentlichen wechseln die feststehenden Elemente 51 und die beweglichen Elemente 52 ab und sind ins- gesamt drei an der Zahl.
In Figur 1 und in Figur 2 sind zum Beispiel zwei seitliche fest¬ stehende Elemente 51 und ein mittleres bewegliches Element 52 dargestellt, das an der Welle 40 befestigt ist; in Figur 3 sind dagegen zwei seitliche bewegliche Elemente 52 dargestellt, die fest mit einer Struktur verbunden sind, die ihrerseits fest mit der Welle 40 verbunden und an der Haltebene la mit Kufen befes¬ tigt ist. Die Mittel zur Erzeugung von Potenzial 53 umfassen vorzugsweise Permanentmagneten, die einander mit umgekehrten Polaritäten zugewandt sind (Figur 2). Sie sind vorzugsweise Seltenerdmagnete, vorzugsweise Neodym-Magnete, die vorzugsweise ringförmig sind, außerdem eine axiale N/S-Polarisierung haben und außerdem vor- zugsweise einen Außendurchmesser zwischen 1 cm und 5 cm haben und außerdem eine magnetische Anziehungskraft zwischen 5 kgp und 15 kgp und weiter bevorzugt zwischen 7 kgp und 10 kgp haben. Sie sind außerdem vorzugsweise in einem Abstand zwischen 1 cm und 4 cm voneinander angeordnet.
Als Alternative umfassen die Mittel zur Erzeugung von Potenzial 53 elastische Elemente, die die feststehenden Elemente 51 und die daneben befindlichen beweglichen Elemente 52 mechanisch verbinden .
Außerdem weist der Verstärker 5 eine Resonanzfrequenz nahe der Frequenz der Vibrationen auf, die vom elektromagnetischen Antrieb 3 erzeugt werden, und daher nahe den vom Antrieb 3 über¬ tragenen Vibrationen, sodass die mechanischen Vibrationen des Antriebs 3 deutlich vervielfacht werden, im Besonderen mit einem Transmissionsfaktor, das heißt mit einem Verhältnis zwischen den Ausgangs- und Eingangsvibrationen, höher als 5 und vorzugsweise höher als 10.
Wie bekannt ist, hängen die Resonanzfrequenzen von den physikalischen Eigenschaften des Systems ab und sind vom branchenkundi- gen Fachmann einfach auswählbar. Der Verstärker 5 kann schließlich im Wesentlichen im Bereich einer Stütze der Bahn 101 (Figur 3) oder entlang der Welle 40 angeordnet werden (Figur 1) .
Die Funktionsweise der Rüttelvorrichtung 1, die oben strukturell beschrieben wurde, ist Folgende. Sie skizziert auch ein neues innovatives Verfahren.
Die Mittel zur Erzeugung 2, die eventuell mit Steuerungsmitteln wie Computern und Ähnlichem und einer Stromquelle verbunden sind, werden einfach in Frequenz, Ausschlag und Form der erzeugten elektromagnetischen Wellen reguliert. Sie werden außerdem mit extremer Schnelligkeit und Geschwindigkeit aktiviert und de¬ aktiviert . Die elektromagnetischen Wellen werden vom elektromagnetischen Antrieb 3 in mechanische Wellen, oder besser Vibrationen, in Richtung der Achse 3a umgewandelt, die mit der Achse 40a der Welle 40 zusammenfällt. Sie werden von den Übertragungsorganen 4 auf den Verstärker 5 übertragen. Die beweglichen Elemente 51 vibrieren daher in derselben Frequenz im Kontrast zu den Mitteln zur Erzeugung von Po- tenzial 53, die an den feststehenden Elementen 52 befestigt sind .
Dank der ausgewählten Eigenschaften, beispielsweise jener, die durch Anwendung der beschriebenen physikalischen Dimensionen erhalten werden, der Interaktion zwischen den feststehenden Elementen 52 und den beweglichen Elementen 51 und den Mitteln zur Erzeugung von Potenzial 53 verstärken sich die Vibrationen im Ausschlag, im Besonderen wenn der Verstärker in der Nähe der Re- sonanzfrequenz arbeitet und im Besonderen wenn die Mittel 53 magnetisch sind, sodass im Wesentlichen jeglicher Abrieb und jegliche Dämpfung durch den Abrieb aufgehoben werden.
Die Übertragungsorgane 4 übertragen daher die Vibrationen auf das externe Element, wie die Bahn oder ein ähnliches Element.
Die Vereinzelungsmaschine 100 kann daher die dort enthaltenen Elemente durch einfache und schnelle Aktivierung und Deaktivie- rung der Mittel zur Erzeugung 2 vorrücken lassen oder anhalten.
Mit der Erfindung werden bedeutende Vorteile erzielt.
Die Rüttelvorrichtung 1 ist nämlich einfach und günstig. Im Besonderen umfasst sie keinen komplexen mechanischen Teil, sondern ausschließlich elektrische Mittel zur Aktivierung und Deaktivie- rung .
Die Kosten für die fertige Vereinzelungsmaschine betragen daher etwa 40 % der Kosten der Maschinen bekannter Art. Ein großer Teil der Kosten entstand eben durch die Rüttelvorrichtungen, die auf jeder einzelnen Bahn anzubringen sind.
Die Maschine ist außerdem sehr robust und kaum störungsanfällig, da eben verschiedene mechanische Komponenten nicht vorhanden sind. Die Erfindung kann Varianten aufweisen, die in den Bereich der erfinderischen Idee und in den Schutzbereich fallen, der von den Ansprüchen und ihren technischen Äquivalenten definiert wird. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Bei¬ spiels für eine erfindungsgemäße Rüttelvorrichtung 11, die mit einer Maschine zur Vereinzelung von Elementen verbunden ist.
Die Rüttelvorrichtung 11 umfasst in groben Zügen Mittel zur Er- zeugung einer elektrischen Feldes 12, und einen Piezoaktuator 13, der geeignet ist, um Vibrationen im Hinblick auf die Halte¬ ebene la zu erzeugen. Die vom Piezoaktuator 13 erzeugten Vibrationen werden über ein Übertragungselement 14, und auf ein ex¬ ternes Element zu übertragen, im Besonderen auf eine zu rütteln- de Komponente 15, im Besonderen auf eine Rüttelrinne.
Als Piezoaktuator 13 kann beispielsweise ein Piezomove Linearaktor der Firma PI verwendet werden, zum Beispiel eine P-602, der Stellwege bis zu 1mm und Kräfte bis 100N ermöglicht.
Der Linearaktor hat ein Gehäuse aus rostfreiem Stahl und ist somit problemlos in der Lebensmittelindustrie einsetzbar. Mit Ab¬ messungen vom 12.6cm x 3.4 cm x 1.4cm erlaubt er einen kompakten Aufbau .
Figur 5 zeigt Beispiele für verschiedene Bewegungskurven, die mit der Rütteleinrichtung erzeugt werden können, wobei die räumliche Auslenkung des Übertragungselements in mm über der Zeit aufgetragen ist.
Kurve A entspricht einer sinusförmigen Schwingung, wie sie mit einem elektromechanischen Antrieb, wie oben beschrieben, oder einem Piezoaktuator erzeugt werden kann. Kurven B und C sind Beispiele für gezielt eingestellte Bewe¬ gungskurven, die keiner Eigenschwingung, beispielweise von einem Verstärker, entsprechen und vom Piezoaktuator direkt auf das Übertragungselement und die zu rüttelnde Komponente übertragen werden können.

Claims

Rüttelvorrichtung (1; 11), im Besonderen für Maschinen zur Vereinzelung von Lebensmittelstückgut, die Folgendes um- fasst : einen Antrieb (3; 13), der insbesondere direkt von Mitteln zur Erzeugung (2; 12) elektromagnetischer Wellen angetrieben wird, wobei der Antrieb (3; 13) geeignet ist, um, insbeson¬ dere im Hinblick auf eine raumfeste Halteebene (la), Vibra¬ tionen in einer Frequenz und Amplitude zu erzeugen, die insbesondere mit der elektromagnetischen Welle in Korrelation stehen,
Übertragungselemente (4; 14), die insbesondere geeignet sind, um die vom Antrieb (3; 13) erzeugten Vibrationen auf mindestens ein äußeres Element zu übertragen, wobei der Antrieb ein elektromechanischer Antrieb ist, be¬ vorzugt ein linearer elektromechanischer Antrieb, insbesondere ein elektromagnetischer Antrieb (3) ist oder ein Piezo- element, insbesondere einen Piezoaktuator (14), umfasst.
Rüttelvorrichtung (1) gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rüttelvorrichtung (1; 11) einen Verstärker (5) umfasst, der geeignet ist, um die vom Antrieb (3) erzeugten Vibrationen zu verstärken, wobei der Verstärker (5) insbesondere umfasst ein feststehendes Element (51), das mit der Halteebene (la) fest verbunden ist, mindestens ein bewegliches Element (52), das mit den Übertragungselementen (4) fest verbunden ist, Mittel zur Erzeugung von Potenzial (53), die geeignet sind, um das feststehende Element (51) und das bewegliche Element (52) wechselseitig abzustoßen und anzuziehen . Rüttelvorrichtung (1; 11) nach Anspruch 2, bei der der Verstärker (5) mehrere von mindestens einem von dem feststehenden Element (51) und dem beweglichen Element (52) umfasst und bei dem jedes feststehendes Element (51) neben bewegli¬ chen Elementen (52) befindlich und umgekehrt ist.
Rüttelvorrichtung (1; 11) nach Anspruch 2 oder 3, bei der der Verstärker (5) zwei eines von dem feststehenden Element (51) und dem beweglichen Element (52) und eines des übrigen von dem feststehenden Element (51) und dem beweglichen Element (52) umfasst.
Rüttelvorrichtung (1; 11) nach einem der Ansprüche 2-3, bei der die Mittel zur Erzeugung von Potenzial (53) Permanent¬ magnete umfassen, die mit umgekehrten Polaritäten einander zugewandt sind.
Rüttelvorrichtung (1; 11) nach Anspruch 5, bei der die Permanentmagnete Neodym-Magnete sind.
Rüttelvorrichtung (1; 11) nach einem der Ansprüche 2-6, bei der die Mittel zur Erzeugung von Potenzial (53) elastische Elemente umfassen, die geeignet sind, um die feststehenden Elemente (51) und die benachbarten beweglichen Elemente (52) mechanisch gegenseitig zu verbinden.
Rüttelvorrichtung (1; 11) nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-7, bei der der Verstärker (5) eine Resonanzfre¬ quenz aufweist, die nahe der Frequenz der Vibrationen ist, die vom Antrieb (3) erzeugt werden.
Rüttelvorrichtung (1; 11) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein elektromechanischer An- trieb (3) eine Zylinderspule (31), ein ferromagnetisches Element (32), das sich in der Zylinderspule (31) befindet und geeignet sich, um sich aufgrund des in der Zylinderspule
(31) vorhandenen elektrischen Stroms zu magnetisieren, und einen Permanentmagneten (33) umfasst, und bei der eines von dem ferromagnetischen Element (32) und dem Permanentmagnet
(33) ein oszillierbares Element wegen der Veränderung des elektrischen Stroms in der Zylinderspule (31) ist und Vibra¬ tionen erzeugt.
10. Rüttelvorrichtung (1) nach Anspruch 9, bei der die Übertragungselemente (4) aus einer Übertragungswelle bestehen, die direkt mit dem oszillierbaren Element verbunden ist und auf der insbesondere feststehende Elemente (51) eines Verstär¬ kers (5) positioniert sind.
11. Vereinzelungsmaschine für Lebensmittelstückgut, insbesondere Trockenfrüchte, die eine Rüttelvorrichtung (1; 11) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche umfasst, wobei insbesondere für jede Rüttelrinne eine jeweilige Rüttel¬ vorrichtung (1; 11) vorgesehen ist.
12. Verfahren zum Rütteln von Lebensmittelstückgut, insbesondere Trockenfrüchte, mit einer Rüttelvorrichtung (1; 11), insbe¬ sondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass
von einem Antrieb (3; 13), der insbesondere direkt von Mit¬ teln zur Erzeugung (2; 12) elektromagnetischer Wellen angetrieben wird, Vibrationen in einer Frequenz und Amplitude erzeugt werden,
dass Übertragungselemente (4; 14) die vom Antrieb (3; 13) erzeugten Vibrationen, auf mindestens ein äußeres Element übertragen, wobei der Antrieb ein elektromechanischer Antrieb ist, be¬ vorzugt ein linearer elektromechanischer Antrieb, insbesondere ein elektromagnetischer Antrieb (3) ist oder ein Piezo element, insbesondere einen Piezoaktuator (13), umfasst.
13. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationen von dem Antrieb (3; 13) über das Übertra¬ gungselement (4; 14) direkt auf ein äußeres Element, insbe¬ sondere eine Rüttelrinne, übertragen werden, wobei insbeson dere der Bewegungsablauf des äußeren Elements dem von dem Antrieb, insbesondere einem elektromagnetischen Antrieb (3) oder Piezoaktuator (13), erzeugten Bewegungsablauf entspricht .
14. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationen vom Übertragungselement (4; 14) über einen Verstärker, insbesondere einen gefederten Verstärker, auf mindestens ein äußeres Element, insbesondere eine Rütteirin ne, übertragen werden.
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