EP0835695A2 - Flachsiebsortierer für landwirtschaftliche Erntegüter in Stücken - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
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- B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
Definitions
- the invention relates to a flat screen sorter for chunky agricultural Crops for sorting these crops, especially potatoes, Vegetables and fruit.
- the sieves are in sieve boxes that are guided in handlebars assembled.
- These sorters have gear technology as the drive form Crank gear or a cam gear. While over a crank gear driven screens due to the low ratio crank length / handlebar length an approximately sinusoidal sieve movement is generated when driving a deviating screen movement possible via a cam mechanism.
- the invention has for its object a flat screen sorter for gentle movement of the sieve with low sorting errors and high throughput for the flat screen sorting of lumpy agricultural crops, especially of potatoes, vegetables and fruit to develop with the Flat screen sort the mechanical damage to the screened material significantly reduced and sieve errors are reduced and the effective working width related throughput is increased.
- the object is achieved by a flat screen sorter with a specially designed drive for the screens.
- the drive takes place and the movement of the screens over crankshafts, each by a drive wire be driven, which as a decentrally mounted on the crankshaft Is executed disc and each via a form-fitting envelope element with a drive wheel arranged decentrally or centrally on a drive shaft and if necessary with another decentralized also on a crankshaft
- the driven driven wheel is connected and the envelope element is a spring-loaded tensioning wheel assigned.
- the sieve boxes 2 mounted in the handlebars 3 are articulated with the sieves 1 via the coupling rods 4 to the crankshafts 5.
- a driven wheel 6 is arranged, which is designed as a decentrally mounted disc.
- Two driven wheels 6 each are driven by a drive wheel 8 arranged decentrally or centrally on a drive shaft 7 via a form-fitting envelope element 9.
- a sprung tensioning wheel 10 is arranged in each run between the two driven wheels 6 in order to ensure constant tightening of the form-fitting envelope element 9.
- the phase position of the two sieve boxes 2 driven by a form-fitting enveloping element 9 can be predetermined as desired, but in the sense of limiting the inertial forces acting on the machine frame have a difference of 60 ... 300 ° and in terms of of the spring travel should be optimized, the decentralized arrangement of the drive wheel 8 on the drive shaft 7, the phase position of the two sieve movements realized by a form-fitting enveloping element 9 is predetermined by the geometry of the enveloping drive.
- each of the 4 sieve boxes 2 changed from one another, by 60 ... 120 ° or a multiple thereof Has phase. This is the prerequisite for limiting the inertial forces acting on the machine frame and thus ensuring that the machine stands securely on the surface.
- the drive wheel 8 of the drive shaft 7 and the two driven wheels 6 of the crankshafts 5 are brought into the position in which the least deflection of the spring-loaded tensioning wheel 10 is achieved.
- the sieve movement Due to the uneven transmission ratio, the sieve movement has an uneven vibration curve, which includes a briefly acting area of intensive sieve accelerations during the upward stroke and a long-lasting area of less intensive sieve accelerations, the so-called rest phase, during the downward stroke.
- the high positive and negative accelerations make it possible to dissolve the pile and to align the individual tubers above the sorting openings when the inertia of the material to be sorted is used.
- the pronounced resting phase ensures that the tubers pass quickly through the sorting openings with low impact loads.
- the tubers In the area of increasing sieve acceleration opposite to the material conveying direction, in which the tuber is detached from the sieve 1, there is a high sieving speed and thus tuber speed, which causes the tuber to "roll on” from one sieving mesh to the next.
- the tubers are thus transported via the sieve 1 primarily through the sieve kinematics and less through good replenishment. This leads to a short dwell time of the tubers on the sieve 1 and thus to a lower mechanical product stress.
- the spring restoring force of the tensioning wheel 10 is to be matched to the kinematic requirements, on the one hand to ensure a constant tightening of the enveloping element 9 and thus the transmission of the required torques and on the other hand to limit the peak values with regard to the drive torque and the tensile force in the enveloping element 9. Toothed belts come into consideration as covering elements 9. They run with little wear and maintenance even under dusty conditions, have no permanent expansion and are particularly advantageous due to their low mass.
- the spring-loaded tensioning wheel 10 prevents overstretching of the enveloping element 9 as a result of manufacturing and assembly inaccuracies.
Landscapes
- Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
- Apparatuses For Bulk Treatment Of Fruits And Vegetables And Apparatuses For Preparing Feeds (AREA)
- Harvesting Machines For Root Crops (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft einen Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche
Erntegüter zur Größensortierung dieser Erntegüter, insbesondere von Kartoffeln,
Gemüse und Obst.
Der vorgestellte Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche Erntegüter ist
durch eine besondere Anordnung der Siebe und deren Antrieb gekennzeichnet. Die
Siebkästen 2 mit den darin aufgenommenen Sieben 1 sind auf Lenkern 3 gestützt
und werden über Kolbenstangen 4 gelenkig mit Kurbelwellen 5 verbunden, welche je
ein Antriebrad 6 besitzen, welches als dezentral gelagerte Scheibe ausgeführt ist. Je
zwei Antriebsräder 6 werden von einem auf einer Antriebswelle 7 dezentral oder
zentral angeordneten Antriebsrat 8 über ein formschlüssiges Hüllelement 9
angetrieben. Jeweils im Trum zwischen den beiden Antriebsrädern 6 ist ein
geferdertes Spannrad 10 angeordnet, um eine stetige Straffung des formschlüssigen
Hüllelementes 9 zu gewährleisten.
Description
Die Erfindung betrifft einen Flachsiebsortierer für stückige landwirdschaftliche
Erntegüter zur Größensortierung dieser Erntegüter, insbesondere von Kartoffeln,
Gemüse und Obst.
Bekannt sind Einrichtungen, bei denen eine Größensortierung mittels in der
vertikalen Ebene hin und her bewegter Siebe, die horizontal oder geringfügig in
Förderrichtung geneigt hintereinander, untereinander oder treppenförmig
angeordnet sind, erfolgt. Die Siebe sind in Siebkästen, die in Lenkern geführt sind,
montiert. Diese Sortierer weisen als Antriebsform getriebetechnisch ein
Kurbelgetriebe oder ein Kurvengetriebe auf. Während über ein Kurbelgetriebe
angetriebene Siebe auf Grund des geringen Verhältnisses Kurbellänge/Lenkerlänge
eine näherungsweise sinusförmige Siebbewegung erzeugt wird, ist beim Antrieb
über ein Kurvengetriebe eine davon abweichende Siebbewegung möglich.
Nachteile dieser Einrichtungen sind die hohen Gutbeanspruchungen und der auf die
wirksame Arbeitsbreite bezogene geringe Durchsatz sowie die hohen Fertigungskosten
und die geringe Standzeit des Kurvengetriebes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flachsiebsortierer für eine
gutschonende Siebbewegung bei geringem Sortierfehler und hohem Durchsatz für
die Flachsiebsortierung von stückigen landwirtschaftlichen Erntegütern,
insbesondere von Kartoffeln, Gemüse und Obst zu entwickeln, mit dem beim
Flachsiebsortieren die mechanischen Beschädigungen des Siebgutes wesentlich
verringert und Siebfehler reduziert werden und der auf die wirksame Arbeitsbreite
bezogene Durchsatz erhöht wird.
Gelöst wird die Aufgabe nach den Merkmalen des Patentanspruches.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flachsiebsortierer mit einem
besonders ausgestalteten Antrieb für die Siebe realisiert. Dabei erfolgt der Antrieb
und die Bewegung der Siebe über Kurbelwellen, welche je von einem Antriebsdraht
angetrieben werden, welches als eine auf der Kurbelwelle dezentral gelagerte
Scheibe ausgeführt ist und jeweils über ein formschlüssiges Hüllelement mit einem
dezentral oder zentral auf einer Antriebswelle angeordneten Antriebsrad und
gegebenenfalls mit einem weiteren gleichfalls auf einer Kurbelwelle dezentral
gelagerten Abtriebsrad verbunden ist und dem Hüllelement ein gefedertes Spannrad
zugeordnet ist.
Mit nachfolgendem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden.
In der dazugehörigen Zeichnung ist der Antrieb von vier Siebkästen über dezentral
auf den Kurbelwellen angeordneten Antriebsrädern dargestellt.
Nach der Zeichnung sind die in Lenkern 3 gelagerten Siebkästen 2 mit den Sieben 1
über die Koppelstangen 4 gelenkig mit den Kurbelwellen 5 verbunden. Auf den
Kurbelwellen 5 sind je ein Abtriebsrad 6 angeordnet, das als dezentral gelagerte
Scheibe ausgeführt ist. Je zwei Abtriebsräder 6 werden von einem auf einer
Antriebswelle 7 dezentral oder zentral angeordneten Antriebsrad 8 über ein
formschlüssiges Hüllelement 9 angetrieben. Jeweils im Trum zwischen den beiden
Abtriebsrädern 6 ist ein gefedertes Spannrad 10 angeordnet, um eine stetige
Straffung des formschlüssigen Hüllelementes 9 zu gewährleisten.
Zwischen der Kurbelwelle 5 und dem entsprechenden Abtriebsrad 6 liegt ein bestimmter Verdrehwinkel vor, der von der Anordnung des Hülltriebes sowie von der Drehrichtung und der Schwingungsrichtung des Siebes 1 abhängt. Er ist so zu wählen, daß bei maximaler Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 5 die maximale Siebgeschwindigkeit während des Aufwärtshubes in der Mittelstellung des Siebkastens 2 erreicht wird.
Während bei einem zentral auf der Antriebswelle 7 angeordneten Antriebsrad 8 die Phasenlage der beiden durch ein formschlüssiges Hüllelement 9 angetriebenen Siebkästen 2 beliebig vorgebbar ist, aber im Sinne der Begrenzung der auf den Maschinenrahmen wirkenden Massenkräfte eine Differenz von 60...300° haben und hinsichtlich des Federweges optimiert werden sollte, ist bei dezentraler Anordnung des Antriebsrades 8 auf der Antriebswelle 7 die Phasenlage der beiden durch ein formschlüssiges Hüllelement 9 realisierten Siebbewegungen durch die Geometrie des Hülltriebes vorgegeben.
Durch Aufrechterhaltung eines bestimmten Phasenversatzes beider Hülltriebe untereinander, der durch winkelversetzte Anordnung beider Antriebsräder 8 auf der Antriebswelle 7 realisierbar ist, wird gewährleistet, daß jeder der 4 Siebkästen 2 zueinander eine andere, um 60...120° bzw. um ein Mehrfaches davon veränderte Phasenlage hat. Dies ist die Voraussetzung, um die auf den Maschinenrahmen wirkenden Massenkräfte zu begrenzen und somit einen sicheren Stand der Maschine auf der Unterlage zu gewährleisten.
Zum Auflegen des formschlüssigen Hüllelementes 9 werden das Antriebsrad 8 der Antriebswelle 7 und die beiden Abtriebsräder 6 der Kurbelwellen 5 in die Position gebracht, in der die geringste Auslenkung des gefederten Spannrades 10 erreicht wird. Anschließend werden durch Verdrehen der Antriebswelle 7 das zweite Antriebsrad 8 und die beiden übrigen Abtriebsräder 6 des zweiten Hülltriebes in die zum günstigen Auflegen des Hüllelementes 9 zweckmäßige Position gebracht. Zum Abbau der hohen Drehmomentspitzen ist auf der Antriebswelle 7 eine Schwungscheibe anzuordnen.
Der Antrieb eines Siebkastens 2 über je ein formschlüssiges Hüllelement 9, ein Antriebsrad 8 und ein gefedertes Spannrad 10 ist ebenfalls möglich, erfordert aber einen höheren technischen Aufwand. Bei Maschinen mit gerader Anzahl von Siebkästen 2 ist dann die doppelte Anzahl der Hüllelemente 9, Spannräder 10 und Federn notwendig. Deshalb sollte dieser Einzelantrieb auf Sortierer mit nur einem Siebkasten 2 bzw. auf lediglich einen Siebkasten 2 bei Sortierern mit ungerader Anzahl von Siebkästen 2 begrenzt bleiben.
Die Siebbewegung weist auf Grund des ungleichmäßigen Übersetzungsverhältnisses eine ungleichmäßige Schwingkurve auf, die einen kurzzeitig wirkenden Bereich intensiver Siebbeschleunigungen während des Aufwärtshubes und einen langandauernden Bereich wenig intensiver Siebbeschleunigungen, die sog. Ruhephase, während des Abwärtshubes beinhaltet.
Die hohen positiven und negativen Beschleunigungen ermöglichen bei Ausnutzung der Trägheit des Sortiergutes ein Auflösen des Haufwerkes und ein Ausrichten der Einzelknollen über den Sortieröffnungen.
Zwischen der Kurbelwelle 5 und dem entsprechenden Abtriebsrad 6 liegt ein bestimmter Verdrehwinkel vor, der von der Anordnung des Hülltriebes sowie von der Drehrichtung und der Schwingungsrichtung des Siebes 1 abhängt. Er ist so zu wählen, daß bei maximaler Winkelgeschwindigkeit der Kurbelwelle 5 die maximale Siebgeschwindigkeit während des Aufwärtshubes in der Mittelstellung des Siebkastens 2 erreicht wird.
Während bei einem zentral auf der Antriebswelle 7 angeordneten Antriebsrad 8 die Phasenlage der beiden durch ein formschlüssiges Hüllelement 9 angetriebenen Siebkästen 2 beliebig vorgebbar ist, aber im Sinne der Begrenzung der auf den Maschinenrahmen wirkenden Massenkräfte eine Differenz von 60...300° haben und hinsichtlich des Federweges optimiert werden sollte, ist bei dezentraler Anordnung des Antriebsrades 8 auf der Antriebswelle 7 die Phasenlage der beiden durch ein formschlüssiges Hüllelement 9 realisierten Siebbewegungen durch die Geometrie des Hülltriebes vorgegeben.
Durch Aufrechterhaltung eines bestimmten Phasenversatzes beider Hülltriebe untereinander, der durch winkelversetzte Anordnung beider Antriebsräder 8 auf der Antriebswelle 7 realisierbar ist, wird gewährleistet, daß jeder der 4 Siebkästen 2 zueinander eine andere, um 60...120° bzw. um ein Mehrfaches davon veränderte Phasenlage hat. Dies ist die Voraussetzung, um die auf den Maschinenrahmen wirkenden Massenkräfte zu begrenzen und somit einen sicheren Stand der Maschine auf der Unterlage zu gewährleisten.
Zum Auflegen des formschlüssigen Hüllelementes 9 werden das Antriebsrad 8 der Antriebswelle 7 und die beiden Abtriebsräder 6 der Kurbelwellen 5 in die Position gebracht, in der die geringste Auslenkung des gefederten Spannrades 10 erreicht wird. Anschließend werden durch Verdrehen der Antriebswelle 7 das zweite Antriebsrad 8 und die beiden übrigen Abtriebsräder 6 des zweiten Hülltriebes in die zum günstigen Auflegen des Hüllelementes 9 zweckmäßige Position gebracht. Zum Abbau der hohen Drehmomentspitzen ist auf der Antriebswelle 7 eine Schwungscheibe anzuordnen.
Der Antrieb eines Siebkastens 2 über je ein formschlüssiges Hüllelement 9, ein Antriebsrad 8 und ein gefedertes Spannrad 10 ist ebenfalls möglich, erfordert aber einen höheren technischen Aufwand. Bei Maschinen mit gerader Anzahl von Siebkästen 2 ist dann die doppelte Anzahl der Hüllelemente 9, Spannräder 10 und Federn notwendig. Deshalb sollte dieser Einzelantrieb auf Sortierer mit nur einem Siebkasten 2 bzw. auf lediglich einen Siebkasten 2 bei Sortierern mit ungerader Anzahl von Siebkästen 2 begrenzt bleiben.
Die Siebbewegung weist auf Grund des ungleichmäßigen Übersetzungsverhältnisses eine ungleichmäßige Schwingkurve auf, die einen kurzzeitig wirkenden Bereich intensiver Siebbeschleunigungen während des Aufwärtshubes und einen langandauernden Bereich wenig intensiver Siebbeschleunigungen, die sog. Ruhephase, während des Abwärtshubes beinhaltet.
Die hohen positiven und negativen Beschleunigungen ermöglichen bei Ausnutzung der Trägheit des Sortiergutes ein Auflösen des Haufwerkes und ein Ausrichten der Einzelknollen über den Sortieröffnungen.
Die ausgeprägte Ruhephase gewährleistet einen zügigen Durchgang der Knollen
durch die Sortieröffnungen bei geringer Stoßbelastung.
Im Bereich zunehmender der Gutförderrichtung entgegengesetzter Siebbeschleunigung, in dem das Ablösen der Knolle vom Sieb 1 erfolgt, liegt eine hohe Sieb- und damit Knollengeschwindigkeit vor, die das "Weiterrollen" der Knolle von einer zur nächsten Siebmasche bewirkt. Damit erfolgt der Transport der Knollen über das Sieb 1 vorwiegend durch die Siebkinematik und weniger durch Gutnachschub. Dies führt zu einer geringen Verweilzeit der Knollen auf dem Sieb 1 und damit zu einer geringen mechanischen Produktbeanspruchung.
Bei einem Siebhub von 40 mm, einer Frequenz von 3 Hz und einer Übersetzungsänderung zwischen der Kurbelwelle 5 und der Antriebswelle 7 vonimax /imin = 4 werden Beschleunigungsmaxima von ± 20 m/s2 und eine Dauer der
Ruhephase mit absoluten Beschleunigungen ≤ 2,5 m/s2 von ca. 140 ms erreicht. Im
Ablösebereich sind hohe Siebgeschwindigkeiten zwischen 0,60 und 0,75 m/s
vorhanden.
Während bei dezentraler Anordnung des Antriebsrades 8 zur Gewährleistung der Schwingungsform ein gleicher Durchmesser des An- 8 und Abtriebsrades 6 vorliegen muß, ist dies bei zentraler Anordnung des Antriebsrades 8 nicht erforderlich.
Zweckmäßig ist, An- 8 und Abtriebsräder 6 einheitlich mit gleichem Durchmesser und gleicher dezentraler Kegelbohrung zur Übertragung der hohen wechselnden Drehmomente zu gestalten. Die Federrückstellkraft des Spannrades 10 ist auf die kinematischen Erfordernisse abzustimmen, um einerseits eine stetige Straffung des Hüllelementes 9 und damit die Übertragung der geforderten Drehmomente zu gewährleisten und andererseits die Spitzenwerte hinsichtlich des Antriebsdrehmomentes und der Zugkraft im Hüllelement 9 zu begrenzen. Als Hüllelemente 9 kommen Zahnriemen in Frage. Sie laufen verschleiß- und wartungsarm auch unter staubigen Bedingungen, haben keine bleibende Dehnung und sind infolge ihrer geringen Masse besonders vorteilhaft. Durch das gefederte Spannrad 10 wird einer Überdehnung des Hüllelementes 9 infolge von Fertigungs- und Montageungenauigkeiten vorgebeugt.
Im Bereich zunehmender der Gutförderrichtung entgegengesetzter Siebbeschleunigung, in dem das Ablösen der Knolle vom Sieb 1 erfolgt, liegt eine hohe Sieb- und damit Knollengeschwindigkeit vor, die das "Weiterrollen" der Knolle von einer zur nächsten Siebmasche bewirkt. Damit erfolgt der Transport der Knollen über das Sieb 1 vorwiegend durch die Siebkinematik und weniger durch Gutnachschub. Dies führt zu einer geringen Verweilzeit der Knollen auf dem Sieb 1 und damit zu einer geringen mechanischen Produktbeanspruchung.
Bei einem Siebhub von 40 mm, einer Frequenz von 3 Hz und einer Übersetzungsänderung zwischen der Kurbelwelle 5 und der Antriebswelle 7 von
Während bei dezentraler Anordnung des Antriebsrades 8 zur Gewährleistung der Schwingungsform ein gleicher Durchmesser des An- 8 und Abtriebsrades 6 vorliegen muß, ist dies bei zentraler Anordnung des Antriebsrades 8 nicht erforderlich.
Zweckmäßig ist, An- 8 und Abtriebsräder 6 einheitlich mit gleichem Durchmesser und gleicher dezentraler Kegelbohrung zur Übertragung der hohen wechselnden Drehmomente zu gestalten. Die Federrückstellkraft des Spannrades 10 ist auf die kinematischen Erfordernisse abzustimmen, um einerseits eine stetige Straffung des Hüllelementes 9 und damit die Übertragung der geforderten Drehmomente zu gewährleisten und andererseits die Spitzenwerte hinsichtlich des Antriebsdrehmomentes und der Zugkraft im Hüllelement 9 zu begrenzen. Als Hüllelemente 9 kommen Zahnriemen in Frage. Sie laufen verschleiß- und wartungsarm auch unter staubigen Bedingungen, haben keine bleibende Dehnung und sind infolge ihrer geringen Masse besonders vorteilhaft. Durch das gefederte Spannrad 10 wird einer Überdehnung des Hüllelementes 9 infolge von Fertigungs- und Montageungenauigkeiten vorgebeugt.
Claims (1)
- Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche Erntegüter, insbesondere für Kartoffeln, Gemüse und Obst, bestehend aus mehreren in Siebkästen gelagerten und auf Lenkern gestützten schwingbaren Sieben, mit als Kurven- oder Kurbelgetriebe ausgerüsteten Antrieben, dadurch gekennzeichnet, daßdie Kurbelwellen (5) der auf Lenkern (3) gestützten Siebkästen (2) von je einem Abtriebsrad (6) angetrieben werden, welches als eine auf der Kurbelwelle (5) dezentral gelagerte Scheibe ausgeführt ist und jeweils über ein formschlüssiges Hüllelement (9) mit einem dezentral oder zentral auf einer Antriebswelle (7) angeordneten Antriebsrad (8) und gegebenenfalls mit einem weiteren gleichfalls auf einer Kurbelwelle (5) dezentral gelagerten Abtriebsrad (6) verbunden und dem Hüllelement (9) ein gefedertes Spannrad (10) zugeordnet ist.
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| DE19641449A DE19641449C2 (de) | 1996-10-08 | 1996-10-08 | Flachsiebsortierer für stückige landwirtschaftliche Güter |
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Cited By (1)
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| CN111468388A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-31 | 新沂新硕混凝土有限公司 | 一种混凝土废料环保回收筛分装置 |
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| DE3208184C1 (de) * | 1982-03-06 | 1983-10-06 | Daimler Benz Ag | Spannvorrichtung fuer einen Huelltrieb,insbesondere Riementrieb |
| US4699713A (en) * | 1986-03-07 | 1987-10-13 | Tieben James B | Seed cleaner |
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