NO171546B - Innretning for fjerning av gjenstander - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en innretning for transport av gjenstander, særlig gjenstander på en beveget flate, eksempelvis et transportbelte, idet innretningen er som angitt i innledningen til krav 1.

I industrien blir et mangfold av gjenstander ofte transport-ert på ulike typer av transportører, og i mange tilfeller er det ønskelig at visse gjenstander, eksempelvis gjenstander med en gitt vekt eller volum eller som svarer til andre produksjonskrav, eller defekte gjenstander, kan fjernes på bestemte steder langs transportbanen.

Noen eksempler på anvendelsesområder hvor det er behov for en effektiv fjerning av gjenstander er gitt nedenfor.

I tobakksindustrien må snusesker som ikke inneholder full vekt sorteres ut for refylling. Postverket må kunne sortere pakker etter vekt, størrelse og destinasjon. Innenfor næringsmiddelindustrien må sjokolade, poteter, egg etc. kunne sorteres raskt og effektivt. Eksempelvis er det ønskelig at poteter klassifisert etter størrelse kan fjernes i bestemte stasjoner langs transportbanen.

I tillegg er det ønskelig at slik fjerning kan skje raskt og økonomisk og på en måte som ikke skader gjenstandene eller forstyrrer fremføringen av andre gjenstander.

Det er kjent fremgangsmåter og innretninger for fjerning av gjenstander fra en transportbane.

Er transportbanen i form av en ubrutt flate, særlig en endeløs sløyfe, så er fjerningsinnretningen fortrinnsvis plassert ved siden av eller over transportbanen. Dannes transportbanen av flere ruller eller lignende, så kan fjerningsinnretningen være plassert ved siden av, over og til og med under eller i selve transportbanen. Eksempelvis benyttes falldører, ekehjul som tar tak i hver gjenstand for overføring fra en transportør til en annen, og ulike typer armer og plungerstempler.

Det er klart at gjenstandene som transporteres langs transportbanen ikke behøver oppta hele bredden til transportbanen; de kan også ligge innenfor spesifikke transportspor, og i den etterfølgende beskrivelse benyttes uttrykket "transportspor" for et område av transportbanen som strekker seg i banens lengderetning. Transportsporet er ikke avhengig av noen fysiske begrensninger, såsom vegger eller lignende. Selvom transportsporet kan være like bredt som transportbanen kan man ha to eller flere parallelle, men innbyrdes avstandsplasserte transportspor i transportbanen, uten helt å fylle transportbanen. Flere transportspor benyttes eksempelvis når forskjellige frosne grønnsaker skal blandes i bestemte forhold og hvert transportspor fører frem en streng av eksempelvis bønner eller maiskorn. I en lossestasjon fjernes egnede mengder og fylles som en grønnsakblanding i poser for frysing.

I de tilfeller hvor plungerstempler er plassert ved transportbanen rager slike stempler i hovedsaken perpendikulært mot banens lengderetning, treffer gjenstanden som kastes av fra banen, og går så tilbake til en utgangsstilling. Ligger gjenstandene etter hverandre i et transportspor, men sideveis forskjøvne i sporet, så må gjenstandene ha en passe innbyrdes avstand, fordi stempelet må få tid til å strekke seg ut over hele transportsporbredden og gå tilbake mellom to suksessive gjenstander. Videre kreves det en god del energi fordi stempelet først må akselereres, så bremses til en stoppstill-ing, akselereres i motsatt retning igjen og så til slutt bremses ned mot utgangsstillingen.

En annen kjent innretning innbefatter en arm som i sin normale utgangsstilling ligger parallelt med transportbanens bevegelsesretning og ved aktivering svinges ut i et plan parallelt med transportbaneplanet og treffer en gjenstand, som kastes av. Også i dette tilfelle har man 1 hovedsaken samme vanskeligheter som i det foran beskrevne arrangement.

Også når armen bare blokkerer transportsporet, for varsom utstyring av gjenstanden, møter man på lignende vanskeligheter. De foran nevnte innretninger har således den ulempe at det er vanskelig å kunne fjerne gjenstanden på en så vel rask som varsom og effektiv måte.

Ifølge en annen kjent løsning blåses gjenstander av et transportspor ved hjelp av trykkluft. I tillegg til høye energitap i den utsendte trykkluft byr dette system på betydelige miljøproblemer, fordi utstyret er meget støyende og gir sterk støvutvikling.

DE 449.392 viser en innretning for fjerning av gjenstander fra et transportbelte, hvilken innretning innbefatter en anordning som løfter gjenstandene fra transportsporet når gjenstandene har nådd transportbeltets ende. Gjenstandene kastes over anordningen. Denne innretning fjerner samtlige gjenstander slik at man er sikret at gjenstandene ikke følger med transportbeltet forbi enden.

NO 104.444 viser en innretning som innbefatter en svingearm som, ved kontakt med en gjenstand, først dreier gjenstanden om en vertikal akse og så stryker den av transportsporet. Innretningen er montert over transportsporet, og armen svinger i hovedsaken tvers over transportbanen. I sin utgangsstilling befinner armen seg på det høyeste sted i sin bevegelsesbane. En motor driver armen og bevirker at den sveiper ned tvers over transportbeltet, med eller mot urviseren.

Den i NO 104.444 beskrevne løsning er til en viss grad i stand til å løse de foran nevnte problemer, men bare på bekostning av arbeidshastigheten.

US 4.057.138 viser en ekehjullignende innretning for overføring av stokker fra en første transportør til en andre transportør som går i en retning perpendikulært på den første. De gjenstander som håndteres med denne innretning adskiller seg helt fra de som foreliggende oppfinnelse tar sikte på, og denne tidligere kjente innretning har heller intet kontrollsystem som vil være nødvendig i en innretning beregnet for håndtering av skjøre gjenstander.

Med foreliggende oppfinnelse blir de foran nevnte problemer løst og de nedenfor angitte hensikter oppnådd.

Hovedhensikten med oppfinnelsen er å eliminere ulempene ved de tidligere kjente utførelser og å gjøre håndteringen av gjenstandene på et transportbelte mer effektiv.

En første særlig hensikt er å kunne fjerne gjenstander som følger tett på hverandre.

En andre særlig hensikt er å kunne fjerne gjenstandene på en varsom måte.

En tredje særlig hensikt er å kunne fjerne spesifikke gjenstander og tillate resterende gjenstander å passere uhindret.

En fjerde særlig hensikt er å kunne fjerne gjenstandene med et minimum av støy.

En femte særlig hensikt er å kunne fjerne gjenstander som beveger seg med en høy hastighet i et transportspor på et transportbelte.

Disse hensikter oppnås med innretningen som definert i krav 1. Foretrukne utførelser er definert i de uselvstendige krav. Oppfinnelsen skal beskrives mer detaljert nedenfor, under henvisning til tegningene.

Fig. IA og IB viser rent skjematisk en utførelse av en innretning for fjerning av gjenstander fra

en belte- eller rulletransportør,

fig. 2 viser et frontriss av et hjul som inngår i

innretningen ifølge oppfinnelsen,

fig. 3 viser et frontriss av en annen utførelse av

hjulet,

fig. 4 viser skjematisk hvordan Innretningen

ifølge oppfinnelsen virker,

fig. 5 viser skjematisk innretningen ifølge oppfinnelsen, særlig hvordan hjulet

arbeider, og

fig. 6 viser et tidsdiagram for signaler som genereres under innretningens arbelds-syklus.

Et antall gjenstander la,lb ligger i et transportspor 20 på en transportør 2 som beveger seg mot høyre i fig. IA. Over transportøren 2 er det montert en Innretning for fjerning av gjenstandene fra transportøren. Innretningen innbefatter en girmotor 3 som driver en motoraksel 4 på hvis ene ende det er anordnet en drivskive 5. Motoren 3 er fortrinnsvis en trefase vekselstrømmotor, og motorakselen 4 roterer kontinuerlig. Drivskiven 5 er anordnet i et koplingshus 6 som også inneholder en bremseskive 7 og en koplingsskive 8. Koplingsskiven er montert på den ene enden av en aksel 9, hvis andre ende går inn i et nav 10. Navet bærer i hovedsaken radielt utragende blad lla-e.

Når koplingsskiven 8 samvirker med drivskiven 5 vil akselen 9 og navet 10 settes i rotasjon. Når koplingsskiven 8 samvirker med bremseskivene 7, bremses bevegelsen.

Koplingsskiven koples inn og ut elektronisk, noe som vil bli forklart nærmere nedenfor.

Når navet 10 roterer og et av bladene 11 treffer en gjenstand lb, kastes denne gjenstand over 1 en beholder B ved siden av transportøren.

Fig. IB viser en alternativ utførelse av innretningen. Der er transportøren utført som et antall ruller 12 hvorimellom et blad 11 kan innføres for påvirkning av gjenstanden.

I fig. 2 er navet 10 vist med fem blad lla-e. Navet og bladene benevnes heretter sammen som et hjul 10a.

Bladene lla-e i hjulet har i hovedsaken to avsnitt, dvs. et slagavsnitt 13 og et radielt rettet hovedavsnitt 14 hvortil slagavsnittet er festet. Slagavsnittet 13 har en slagflate 15 og danner en vinkel med bladets hovedavsnitt 14. Er innretningen plassert under transportøren, så skrår slagavsnittet 13 bakover i rotasjonsretningen. Er innretningen plassert over transportøren, så skrår slagavsnittet 13 forover i rotasjonsretningen. Når slagflaten 15 treffer gjenstanden lb vil flaten ikke være vertikal, men skrå litt, hvilket betyr at gjenstanden vil beveges i hovedsaken parallelt med planet til transportøren 2 eller eventuelt i en retning vekk fra transportøren 2, slik at det ikke foreligger noen fare for at gjenstanden lb skal fanges mellom bladet og transportøren 2.

Under normal drift vil hjulet 10a alltid rotere i samme retning (med urviseren i fig. 2), men det er mulig å reversere bevegelsen, og det er også mulig selektivt å svinge bladet til og fra tvers over transportsporet, i hvilket tilfelle slagavsnittet bør ha to vinkelstilte slagflater, en på hver side av bladet.

Hjulets virkemåte skal nå beskrives under henvisning til fig. 2. Gjenstanden lb transporteres i sitt transportspor på transportøren 2, i en retning vekk fra betrakteren. En flate 17 definerer det område hvor gjenstander vil kunne forekomme. Det betyr at bredden til flaten 17 er bestemt av transport sporet, og at høyden til flaten 17 er bestemt av gjenstandenes maksimale høyde. Hjulet er plassert på et sted langs transportsporet hvor det er ønskelig å fjerne gjenstander av en spesifikk type. Så lenge det er ønskelig med fri passasje for gjenstandene, befinner hjulet seg i en bestemt stilling hvor samtlige blad lla-e ligger utenfor flaten 17. I den viste utførelse roterer hjulet med urviseren. Når en gjenstand skal fjernes fra transportøren 2, bringes koplingsskiven 8 til samvirke med drivskiven 5 (fig. 1). Propellen begynner praktisk talt momentant å rotere, og bladet 11b, som i fig. 2 befinner seg til høyre for flaten 17, i utgangsstillingen I, beveges mot venstre i figuren. Slagflaten 15 på bladet slår mot gjenstanden lb, som vist med strekpunkter te linjer i posisjon II. Bladet fortsetter sin bevegelse helt til det har nådd en hvilestilling III, til venstre for flaten 17 i fig. 2. Samtidig har neste blad lic inntatt sin utgangsstilling I, til høyre for flaten 17.

For å sikre at bladene lla-e Inntar sine forutbestemte stillinger er en føler 504 montert overfor navet 10 (se fig. 5). Føleren kan være av den optiske, mekaniske eller, som i utførelseseksempelet, den induktive type. I den viste utførelse er det på navet 10, radielt innenfor hvert blad lla-e, plassert metallplater 18.

Dette betyr at selv om bladene ikke skulle være plassert i nøyaktige innbyrdes vinkelavstander, vil alltid et blad 11, etter hvert arbeidstrinn, befinne seg i utgangssti11 ingen I nær flaten 17. Operasjonen styres slik at de ønskede bladstillinger oppnås, hvilket eksempelvis betyr at drivskiven bare går til inngrep under en begynnende fase av rotasjonsbevegelsen. Har den fjernede gjenstand en stor masse, så kan bladets periferihastighet avta betydelig, og det kan da være nødvendig med et ytterligere koplingsInngrep.

I den viste utførelse har hjulet 5 blad lla-e. Antall blad, deres lengde og spesifikke konstruktive utførelse må tilpasses hver spesifikk gjenstandstype. Fig. 3 viser en alternativ utførelse med åtte blader, som kan egne seg for høye og smale gjenstander. Det bemerkes at bladene 1 dette tilfelle Ikke strekker seg helt ned til transportørens 2 flate.

I noen anlegg kan det være ønskelig å transportere større gjenstandsmengder på en og samme transportør. Det kan da være hensiktsmessig å plassere gjenstandene side om side i innbyrdes avstandsplasserte transportspor på transportøren, og også med en slik disponering kan transportøren ifølge oppfinnelsen være anvendbar, fordi to hjullignende transport-organer kan plasseres nær hverandre, så lenge bare bladene på det ene hjul ikke forstyrrer arbeidsflaten 19 til det andre hjul. Fig. 2 viser en andre arbeidsflate 19 ved siden av arbeidsflaten 17.

Slagf laten 15 bør treffe gjenstanden på en slik måte at, vektorielt sett, den impuls som genereres av hastigheten går gjennom gjenstandens massesentrum. Gjenstanden lb vil forlate transportsporet 20 i en retning som bestemmes av flere faktorer. Mekanisk sett er støtet mer eller mindre elastisk, og man må derfor ta hensyn til gjenstandens masse, transport-ørens hastighet, bladets hastighet i støt-øyeblikket, og friksjonskoeffisienten mellom gjenstanden lb og transportøren 2. Er bladets hastighet tilstrekkelig høy i forhold til transportørens hastighet, så kan man imidlertid betrakte bladets hastighet som den mest vesentlige faktor. Gjenstanden vil således fjernes i en bane som ligger i hovedsaken i hjulplanet. Jo mindre avviket er fra dette plan, jo mindre vil faren være for at andre gjenstander på transportøren treffes av den avkastede gjenstand.

Ømfintlige gjenstander, såsom poteter, rå egg etc, kan hensiktsmessig kreve blad utført av et ettergivende mater-iale, fortrinnsvis plast. Dette bidrar til lavt støynivå.

Fortrinnsvis gjøres bladet utskiftbar, fordi det vil utsettes for et stort antall slag eller støt under drift.

Fig. 4 viser rent skjematisk og sett ovenfra hvordan transportøren ifølge oppfinnelsen virker. I dette tilfelle danner transportøren 2 hele transportsporet 20 og beveger seg med en hastighet V2 mot høyre i fig. 4. Et blad beveger seg med en i hovedsaken konstant hastighet Vil oppover i fig. 4. Bladets bredde er betegnet med 111. Bladet vil sveipe over en flate 113 som er avmerket med stipl ing i fig. 4. I denne stiplede sone må det bare befinne seg en gjenstand. For å muliggjøre at neste blad treffer neste gjenstand må den neste gjenstand ikke befinne seg Innenfor en sone 114 rundt området 113.

Når bladet 11 har nådd bortre side 115 vil neste blad 11 befinne seg i sin utgangsstilling I (se fig. 2) ved en første side 116. For å muliggjøre at det neste blad skal kunne treffe neste gjenstand nær siden 115, må gjenstanden ligge utenfor sonen 114. Den ideelle minimumsavstand mellom to suksessive gjenstander vil således være avstanden 117.

I en tidligere kjent utførelse beveger et plungerstempel seg tvers over transportøren. Fordi imidlertid stempelet må gå tilbake til sin utgangsstilling mellom hver slagbevegelse, må gjenstandene ha en innbyrdes større avstand 118. Den bandlyste sone 200 er vist i fig. 4.

Den elektroniske styring for hjulet skal nå beskrives nærmere under henvisning til fig. 5 og 6.

En transduser 503, heretter benevnt beltetransduser, overfører pulser synkront med transportbeltets 2 forover-bevegelse. Pulsene telles av en mikrocomputer 501. En stillingsdetektor 502 som i en enkel utførelse kan innbefatte en fotocelle, avføler når en gjenstand på transportbeltet har nådd en gitt stilling. Stillingsdetektoren sender så instruks til mikrocomputeren om avlesing av et antall beltetransducerpulser. Gjenstanden klassifiseres ved hjelp av tilleggs-informasjon, eksempelvis ved hjelp av vekt- eller bilde-analyse. Denne klassifisering er ikke vist i flg. 5, og utgjør dessuten ingen del av oppfinnelsen. Fordi vanligvis et antall hjul er anordnet langs transportbeltet vil klassifi-seringen muliggjøre og bestemme hvilket hjul som skal sortere ut gjenstanden lb fra transportbeltet. Avstandene til hjulene lagres i mikrocomputeren. Etter valg av det hjul som skal aktiveres teller mikrocomputeren antall beltetransducerpulser som svarer til avstanden til det ønskede hjul 10a.

I utførelsen i fig. IA er koplingen 6 av den elektromagnetiske type. Motoren 3 er konstant aktivert og det roterende hjul styres således med koplingen.

En følger 504 er montert overfor hjulet 10a. I den viste utførelse (fig. IA) er føleren av den induktive type og er tilknyttet et krafttrinn 500 som innbefatter en enkel logisk krets. Dersom føleren ikke aktiveres av noen av metallplatene 18 (fig. 2) på navet 19, vil krafttrinnet levere en strøm til elektromagnet-kopl ingen 6, slik at kopl ingsski ven 8 går til inngrep med drivskiven 5. Strøm tilføres helt til føleren avføler en av metallplatene 18. Da gir føleren et bremsesignal til krafttrinnet, som så bryter koplingsstrømmen og tilfører en bremsestrøm til koplingen, slik at koplingskiven går til samvirke med bremseskiven 7. Et av bladene lla-e vil nå være i utgangsst111 ingen I. Når mikrocomputeren har regnet ut det tidspunkt hvor en gjenstand skal kastes av transportbeltet, leverer den et startsignal til krafttrinnet 500, som i sin tur sender en koplingsstrøm til koplingen 6. Startsignalet til krafttrinnet overkjører bremsesignalet fra føleren, og en koplingsstrøm sendes til koplingen til tross for at føleren befinner seg utfor en metallplate. Hjulet 10a begynner å rotere, og startsignalet fra mikrocomputeren vil etter en kort tid stoppe, men hjulet stopper ikke før føleren 504 aktiveres av en ny metallplate, slik at et nytt blad kommer til utgangsstillingen. Som følge av denne oppbygging vil alltid et blad være i utgangsstillingen etter et avbrudd, eksempelvis en strømsvlkt, når avbruddet er eliminert, dvs. at en driftssyklus ikke begynner før et blad er i utgangsstillingen. Arrangementet ifølge oppfinnelsen kan ta hensyn til variasjoner i beltehastigheten så lenge bare gjenstandene ikke glir på beltet etter stillingsbestemmelsen, fordi mikrocomputeren teller antall pulser fra beltetransduceren.

Krafttrinnet tilfører strøm fra en hovedstrømkilde 505.

Det har hittil vært vanskelig å fjerne gjenstandene ved høy hastighet. Dette problem har man løst med foreliggende oppfinnelse derved at den elektromagnetiske kopling har en relativ lang reageringstid før magnetfeltene har bygget seg opp tilstrekkelig til å gjøre elektromagnetene operative. Ved intermitterende tilføring av en høyspenning over magnet-kjernene vil strømmen øke raskere. Når strømmen har øket kan spenningen reduseres, for å hindre overoppheting av koplingen og for stort strømforbruk.

Koplingsstrømmen er dessuten tilpasset slik at koplingen slurer akkurat nok, og dette, i kombinasjon med de ettergivende blad, gjør det mulig også å stortere ut meget skjøre produkter ved høy hastighet. Et eksempel er 15 rå egg/sek.

Ved å variere koplingsstrømmen oppnås en effektiv overbelast-ningsbeskyttelse.

Fig. 6 viser et diagram med fire signaler som brukes i innretningens arbeidssyklus. Kurven A viser at en startpuls er gitt fra mikrocomputeren 501 til krafttrinnet 500 på tidspunktet 0. Startsignalet varer bare til t£, eller en brøkdel av arbeidssyklusen. Kurven C viser oppbyggingen av spenningen over koplingsviklingen, begynnende ved tidspunktet 0. Etter en viss periode reduseres spenningen og brytes helt på tidspunktet t3» som bestemmes av føleren. Kurven B viser følerens signal, og man ser at bremsesignalet fra føleren holdes etter tiden 0, men at startsignalet fra mikrocomputeren vil overkjøre bremsesignalet. Etter en tid t^ brytes bremsesignalet fordi metallplaten har forlatt avfølingsområdet til føleren 504. Kurven D viser den spenning som tilføres bremseviklingen i koplingen. På tidspunktet t3 vil føleren 504 gi et bremsesignal til krafttrinnet, som med en gang begynner å bygge opp en spenning over bremseviklingen i koplingen. På samme måte som spenningen over koplingsviklingen vil spenningen over bremseviklingen ha en høy startverdi og så gå mot en konstant spenningsverdi, som holdes helt til spenningen brytes på tidspunktet t4, svarende til tidspunktet 0 ved begynnelsen av arbeidssyklusen, som således varer fra 0 til t4- PÅ tidspunktet t4 begynner en ny arbeidssyklus, styrt av mikrocomputeren og den informasjon som gis til denne av denevnte klassifiseringsorganer.

Tettpakkede gjenstander kan sorteres dersom mikrocomputeren alltid tar hensyn til gjenstandenes sideveis stilling på transportbeltet. Ved å måle og beregne størrelsen og stillingene til tyngdekraftsenterne kan bladbredden reduseres slik at gjenstandene kan plasseres tettere sammen, selv om de varierer med hensyn på størrelsen.

I den foretrukne utførelse av oppfinnelsen oppnås fjerningen ved hjelp av et så godt som elastisk støt, og gjenstanden følger en bane vekk fra transportsporet. Mikrocomputeren kan tilføres signaler som indikerer gjenstandens masse, utstrekn-ing og volum, og bladets samvirke med gjenstanden kan styres slik at gjenstanden kastes av i en styrt bane.

Claims (5)

1. Innretning for overføring av gjenstander (la,lb) fra en transportør (2) til en mottaksstasjon (B) ved siden av transportøren, hvilken innretning innbefatter en rotor (10a) med en aksel (9,10) som strekker seg i hovedsaken i transportørens lengderetning og innbefatter minst tre blad (lla-e) som rager ut fra rotorakselen og er beregnet til å gå mot og overføre gjenstanden, en anordning (3,6) for drift av rotoren, en anordning (502) for avføling av gjenstandens stilling på transportøren (2), og en styreanordning (500,501, 504,505) beregnet til å motta et stillingsavfølingssignal fra avfølingsanordningen og i respons dertil sende et aktiver-ingssignal til drivanordningen (3,6) for aktivering av rotoren (10a), karakterisert ved en anordning (503) for måling av transportørens bevegelsesstrek-ning og levering av et lengdemålesignal til styreanordningen (500,501,504,505), og ved en beregningsenhet (501) I styreanordningen, hvor informasjon om avstanden mellom stlllingsavfølingsanordningen (502) og rotoren kan lagres, og som mottar stillingsavfølingssignalet og lengdemålesIgnalet for beregning av tidspunktet for levering av aktiverings-slgnalet til drivanordningen (3,6).

2. Innretning ifølge krav 1, karakterisert ved at styreanordningen innbefatter en transducer (504) beregnet for bestemmelse av stillingene til bladene (lla-e) og, når et av bladene nærmer seg en utgangsstilling (I) å levere et deaktiverlngssignal til drivanordningen (3,6).

3. Innretning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at drivanordningen innbefatter en kontinuerlig innkoplet motor (3) og en elektromagnetisk koplingsanordning (6) som er tilknyttet motorens aksel (4) og rotoren (10a).

4. Innretning ifølge krav 1-3, karakterisert ved en logisk krets (500) beregnet for mottak av aktiveringssignalet fra beregningsenheten (501) og deaktiver-ingssignalet fra transduceren (504) og til i samsvar dermed å levere henholdsvis et koplings- og frikoplingssignal til den elektromagnetiske koplingsanordning (6).

5. Innretning ifølge krav 1-4, karakterisert ved at bladene (lla-e) har et Indre radielt rettet avsnitt (14) og et ytre vinkelstilt slagavsnitt (13), hvor i det minste slagavsnittet er ettergivende.