-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fördersystem
zum Transport von Materialien (insbesondere von Schüttgut)
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf
ein entsprechendes Förderverfahren zum Transport von Materialien
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 16.
-
Schüttgüter
wie beispielsweise Kunststoffgranulate, Mineralien oder Erze werden über
Rutschen, Vibrationsrinnen oder Förderbänder Maschinen
zugeführt, die das Schüttgut im Rahmen der Aufbereitung
und Veredlung weiterbearbeiten. Sollen solche Schüttgüter
in einem dieser Prozesse mithilfe beispielsweise eines optischen
Sensors, der senkrecht zur Transportrichtung angeordnet ist, direkt nach
dem Abwurf von einem horizontal laufenden Förderband geprüft
oder vermessen werden, so ist es für die Auswertung und Aussortierung
erforderlich, dass die Schüttgüter möglichst
ruhig auf dem Förderband liegen und die Transportgeschwindigkeit
der Schüttgüter über die gesamte Breite
des Förderbands zum Zeitpunkt des Abwurfs konstant ist.
-
Insbesondere
bei Schüttgütern mit geringem spezifischen Gewicht
bzw. mit geringer spezifischer Dichte (wie beispielsweise Schnittgütern
in Form von Tabak oder von Gewürzen) ist diese Voraussetzung aufgrund
des Gewichts bzw. der Dichte und/oder der Form nur sehr schwer zu
erfüllen: Haben die Schüttgüter eine
sehr geringe Dichte, so werden die einzelnen Objekte mit unterschiedlicher
Geschwindigkeit am Sichtbereich des optischen Sensors vorbeigeführt.
-
Das
Ziel der Schüttgutsortierung, Schüttgüter
auf deren Qualität zu prüfen, um im Ergebnis den Unterschied
von gutem Schüttgut von schlechtem Schüttgut zu
erkennen und in den meisten Fällen dann auch eine entsprechende
Trennung durchzuführen, lässt sich für
Schüttgüter mit geringer Dichte somit nur schwer
verwirklichen.
-
1 zeigt
nun zunächst die Hauptkomponenten einer Schüttgutsortierung,
wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind. Die entsprechenden Komponenten
können einzelnen (d. h. unabhängig von anderen
gezeigten Komponenten) oder auch zusammen auch im Rahmen der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden.
-
In
dieser Darstellung wird das Schüttgut über eine
Vibrationsrinne (Rüttelwanne) auf ein Förderband
bzw. Transportband übergeben. Sowohl der Transport des
Schüttguts über die Vibrationsrinne als auch der
Transport über das Förderband dienen beide dazu,
das Schüttgut so zu vereinzeln, dass sich die Objekte des
Schüttguts nicht mehr überlappen oder berühren,
wenn sie nach dem Abwurf vom Förderband vom optischen Sensor
erfasst werden.
-
Das
Schüttgut wird hier von einer Beleuchtung senkrecht zur
Bewegungsrichtung von oben gleichmäßig beleuchtet.
Dies ist in der Regel notwendig, da der optische Sensor ebenfalls
von oben auf das Schüttgut und einen wohldefinierten Hintergrund schaut.
Je nach Bedarf kann das Schüttgut auch von der anderen
Seite (von unten her) aufgenommen werden oder gleichzeitig von beiden
Seiten, d. h. sowohl von oben als auch von unten. Der optische Sensor
kann entweder ein Flächen- oder ein Zeilensensor sein (z.
B. CCD-Kamera). Im Falle eines Zeilensensors entsteht durch die
Bewegung des Schüttguts ein endloses zweidimensionales
Bild, das in gleichmäßigen Abschnitten von beispielsweise
einigen hundert oder tausend Zeilen zur Auswertung an die Bildverarbeitungseinheit
weitergeleitet wird. In der Bildverarbeitungseinheit wird die Klassifizierung
in gut und schlecht, also in gewünschtes Produkt und in unerwünschte
Fremdkörper durchgeführt. Diese Information steuert
dann eine Reihe von Ventilen zum richtigen Zeitpunkt am richtigen
Ort so an, dass unerwünschtes Material zurückgewiesen
wird: Jedes Ventil kann dazu mit mindestens einer Düse
verbunden sein, die wiederum beispielsweise parallel zum Sichtbereich
des optischen Sensors angeordnet sind und für ein Austreiben
des zurückgewiesenen Materials aus dem abgeworfenen Schüttgutstrahl
sorgen.
-
Damit
die Klassifizierung eindeutige Ergebnisse bezüglich beispielsweise
Geometrie, Form und/oder Farbe des Schüttguts liefert (insbesondere wenn
eine Farbzeilenkamera eingesetzt wird), ist eine konstante Transportgeschwindigkeit
und eine fehlende Eigengeschwindigkeit (d. h. Geschwindigkeit relativ
zur Oberfläche des Transportbandes) aller Objekte auf dem
Transportband eine zwingende Voraussetzung, da die Abtastrate des
optisches Sensors immer konstant ist. Variiert dagegen die Geschwindigkeit
bzw. treten Eigengeschwindigkeiten auf, so treten mehrere Effekte
auf, die die Sortierqualität in erheblichem Maße
herabsetzen, wobei sich diese Effekte bei (Farb-)Zeilensensoren
besonders deutlich bemerkbar machen:
- – Ist
die Geschwindigkeit kleiner (größer) als die vorgesehene
Geschwindigkeit, werden Objekte (kleiner), d. h., die Bildverarbeitung
berechnet eine größere (kleinere) Gesamtfläche
des Objekts, als dieses in Wirklichkeit aufweist. Hierdurch finden
fehlerhafte Klassifizierungen statt.
- – Ist die Geschwindigkeit kleiner (größer)
als die vorgesehene Geschwindigkeit, werden die Düsen den
Luftstoß zur Aussortierung zu früh (zu spät) ausgeben.
Hierdurch gelangen nicht ausgeschleuste Fremdkörper in
den Behälter des ”Gut”-Produkts, und
gutes Material gelangt in den Behälter für Fremdkörper.
Es wird somit eine fehlerhafte Sortierung durchgeführt.
- – Beim Einsatz von Farbzeilenkameras mit einem trilinearen
Sensor entstehen Falschfarben, wenn der Sensor so aufgebaut ist,
dass die Sensoren für Rot, Grün und Blau mit konstantem
Abstand parallel angeordnet sind. Dies ist jedoch eine sehr gängige
Bauart von Farbzeilensensoren. Ist die Geschwindigkeit der Schüttgutobjekte
nicht mit den Verzögerungszeiten durch die Sensorabstände
abge stimmt, so wird die Rot-Grün-Blau-Information von ein
und derselben Flächeneinheit des Schüttgutobjekts
nicht einem einzigen Bildpunkt zugeordnet, sondern über
mehrere Bildpunkte verschmiert. Das führt zu sogenannten
Regenbogeneffekten, da die Farbinformation wie bei einem Regenbogen
in Form separater Spektralbereiche sichtbar ist.
-
Aus
dem Stand der Technik sind nun bereits Vorrichtungen und Verfahren
bekannt, die auch bei Schüttgütern mit geringer
Dichte, geringem Gewicht und/oder flächiger Form (also
insbesondere bei Schüttgütern wie beispielsweise
Tabakblättern, die deutlich unterschiedliche Luftwiderstände
aufweisen und in der Folge unterschiedliche Transportgeschwindigkeiten
während der Bildaufnahme und Aussortierung besitzen) den
oben geschilderten Problemen entgegenwirken sollen, also eine stabilisierende Wirkung
auf die zu transportierenden leichten Materialien haben sollen.
-
So
zeigt die
DE 10
2004 008 642 A1 eine Vorrichtung zum Entfernen von Fremdstoffen,
die zum Abnehmen von Fremdstoffen direkt oberhalb eines den Materialstrom
beschleunigenden Förderelements angeordnet ist. Am Ende
dieser Anlage (vor dem Materialabwurf) wird mithilfe zweier übereinander
angeordneter Förderelemente bzw. Transportbänder
ein Luftstrom erzeugt, der dazu dient, eine Monolage des transportierten
Materials auf dem unteren Förderelement bzw. Förderband
zu halten. Der zwischen den beiden Förderbändern
entstehende Luftstrom verringert bei leichten Schüttgütern
den Luftwiderstand während des Transports und führt
somit zu einer gleichmäßigeren Transportgeschwindigkeit über
die Förderbandbreite. Der erzeugte Luftstrom unterstützt
somit das Herabsetzen des Luftwiderstands und sorgt für
eine konstantere Abwurfgeschwindigkeit.
-
Aus
dem Stand der Technik ist des Weiteren (
DE 697 34 198 T2 ) ein Fördersystem
bekannt, das ein Stabilisierungssystem umfasst und bei dem mithilfe
eines oberhalb des zum Transport des Materials eingesetzten Transportbandes
ein Tunnel ausgebildet wird. Dieser Tunnel und das Stabilisierungssystem
ermöglichen, dass sich im Tunnel, also zwischen Haubenunterseite
und Oberseite des Transportbandes, eine Strömung aus einem
Fluid ausbildet (Luft), die sich über die Länge
des Bandes und entlang von diesem bewegt. Durch die beschriebene
Anordnung ergeben sich besser vorhersagbare und homogenere Strömungsverhältnisse,
so dass eine sich dem Tunnel anschließende Sortierstation
die zu sortierenden Materialien bzw. Gegenstände genauer
behandeln kann. Das leichte Schüttgut besitzt dann eine
konstante Abwurfgeschwindigkeit und eine vorhersagbare Trajektorie,
so dass Fremdkörper gezielt ausgeschleust werden können.
Drei Maßnahmen sind bei dieser Vorrichtung wesentlich:
Es muss Luft im Bereich der Materialaufgabe eingeströmt
werden (und zwar in Richtung der Transport- bzw. Bewegungsrichtung
des Bandes), das Förderband muss abgedeckt sein, damit
der Tunnel entsteht (aus dem keine Luft entweichen kann), und der
Abwurfbereich muss komplett durch einen Haubenabschnitt umschlossen sein.
-
Die
aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen, insbesondere
auch die letztbeschriebene, zeigen jedoch Geschwindigkeitsverteilungen über
dem Förderband und im Bereich des Materialabwurfs, die
so ausgebildet sind, dass die Luftgeschwindigkeit parallel und senkrecht
zur Transport- bzw. zur Bewegungs richtung noch in erheblichem Maße
variiert und deutlich von der Förderbandgeschwindigkeit
abweicht. Durch solche Variationen bzw. Abweichungen von der Förderbandgeschwindigkeit
werden die leichten Materialien nach wie vor einer Eigenbewegung
unterworfen (aufgrund der durch die Geschwindigkeitsvariationen
und -abweichungen resultierenden Kräfte), so dass auch
hier kein gleichmäßig-konstanter Transport und
keine konstante Sortierqualität erzeugt werden können.
-
Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es somit, ausgehend vom Stand der
Technik ein Fördersystem (bzw. ein entsprechendes Förderverfahren) zur
Verfügung zu stellen, mit dem unterschiedlichen Fördergeschwindigkeiten
insbesondere von leichten Materialien bzw. Schüttgütern
entgegengewirkt werden kann, mit dem eine konstante Transportgeschwindigkeit
für sämtliches Schüttgut realisiert werden
kann und mit dem somit eine konstante und vorhersagbare Sortierqualität
erreicht werden kann.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Fördersystem gemäß Anspruch
1 sowie durch ein Förderverfahren gemäß Anspruch
16 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des erfindungsgemäßen
Fördersystems bzw. Förderverfahrens lassen sich
jeweils den abhängigen Patentansprüchen entnehmen.
Erfindungsgemäße Verwendungen sind im Anspruch
18 beschrieben.
-
Nachfolgend
wird die vorliegende Erfindung zunächst generell, dann
in Form eines ausführlichen Ausführungsbeispiels
beschrieben. Die im Rahmen des Ausführungsbeispiels bzw.
dessen Aufbaus verwendeten bzw. eingesetzten einzelnen Vorrichtungselemente
können dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung (die
durch die anhängenden Patentansprüche definiert
wird) auch in anderen Kombinationen als der gezeigten Kombination
eingesetzt bzw. verwendet werden. Einzelne der gezeigten Elemente können
daher auch unabhängig von anderen einzelnen gezeigten Elementen
im Rahmen der vorliegenden Erfindung realisiert werden. Insbesondere
kann die vorliegende Erfindung, wie bereits vorbeschrieben, auch
in Kombination mit einzelnen der in 1 gezeigten
Elemente (beispielsweise: Farbzeilenkamera und Bildverarbeitungseinheit)
realisiert sein.
-
Grundlegende
Idee der vorliegenden Erfindung ist es, um die Schüttgüter
ruhig und mit konstanter Geschwindigkeit zu transportieren, neben dem
zum Materialtransport bzw. Schüttguttransport verwendeten
Förderelement (z. B. Förderband; nachfolgend auch
als erstes Förderelement bezeichnet) ein weiteres Förderelement
(nachfolgend auch als zweites Förderelement bzw. Förderband
bezeichnet) einzusetzen, welches bevorzugt oberhalb des ersten Förderelements
(oder auch seitlich davon) montiert wird und welches sich bevorzugt
mit genau derselben Geschwindigkeit wie das zum Materialtransport
eingesetzte Förderelement bewegt. Das weitere (zweite)
Förderelement weist dann Querrippen, die bevorzugt senkrecht
zur Transportrichtung angeordnet sind, auf, die so ausgebildet sind,
dass das auf dem ersten (zum Materialtransport eingesetzten) Förderelement
angeordnete Material sich in bewegenden bzw. bewegten, durch die
Querrippen voneinander abgetrennten Abteilen (nachfolgend auch als
Container bezeichnet) befindet und gleichförmig transportiert
wird. Die Abteile bzw. Container sind durch geeignete Ausgestaltung
der Querrippen, der beiden Förderelemente und/oder von
an letzteren angeordneten Seitenwänden bevorzugt nahezu vollstän dig
oder tatsächlich (ohne Luftspalte oder dgl.) vollständig
geschlossen.
-
Ein
erfindungsgemäßes Fördersystem zum Schüttguttransport
umfasst daher ein zum Aufnehmen der Materialien und zum Transport
derselben in eine Transportrichtung (Bandlaufrichtung) ausgebildetes,
in die Transportrichtung bewegbares erstes Förderelement
und ein gleichsinnig dazu (bzw. zu diesem Förderelement),
also ebenso in die Transportrichtung bewegbares, beabstandet vom
ersten Förderelement angeordnetes zweites Förderelement. Wesentliches
Merkmal ist dann, dass das zweite Förderelement mit mehreren
mit dem zweiten Förderelement in die Transportrichtung
bewegbaren Querrippen versehen ist, die so ausgeformt und am zweiten Förderelement
angeordnet sind, dass sie das erste Förderelement auf dessen
zur Aufnahme des Schüttgutes ausgebildeten Seite überdecken
und zusammen mit dieser Seite voneinander abgetrennte, durch Bewegung
der beiden Förderelemente bewegbare Abteile zur Aufnahme
und zum Transport der Materialien bilden.
-
Dabei
ist bei der vorliegenden Erfindung auf der Materialaufgabeseite
und entlang der Förderstrecke zwischen den beiden Förderelementen
funktionsgemäß gerade kein Luftstrom vorhanden.
-
In
einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante handelt es
sich bei einem oder bei beiden der Förderelemente um Förderbänder
bzw. Transportbänder (insbesondere um Endlosbänder).
Diese sind dann bevorzugt parallel zueinander und beabstandet voneinander
sowie in ein und dieselbe Transportrichtung verlaufend bzw. bewegbar
angeordnet. Die beiden Förderbänder können dabei
senkrecht übereinander oder seitlich nebeneinander angeordnet
sein.
-
Bei
der Übereinanderanordnung der beiden Transportbänder
bildet sich so zwischen der Oberseite des unteren Transportbandes
(Materialaufnahmeseite) und der Unterseite des oberen (zweiten) Transportbandes
ein Zwischenraum mit konstantem Abstand. Die Querrippen sind dann
an dem oberen Transportband angeordnet und stehen von der Unterseite
des oberen Transportbandes aus nach unten, d. h. in Richtung zum
ersten Transportband bzw. dessen Oberseite hin so weit vor, dass
besagter Zwischenraum von den vorstehenden Querrippen nahezu vollständig
oder vollständig ausgefüllt wird (die Querrippen
verlaufen dann von der Oberseite des unteren Transportbandes bis
zur Unterseite des oberen Transportbandes, wobei sie an letzterem
befestigt sind und mit diesem in Transportrichtung bewegt werden).
-
Besonders
bevorzugt sind dabei die beiden Förderelemente bzw. Förderbänder
so ausgebildet, dass sie mit identischer Geschwindigkeit in die Transportrichtung
bewegt werden. Die einzelnen Querrippen können dabei am
zweiten Förderband fest fixiert sein, es ist jedoch auch
möglich, sie lösbar an diesem Förderband
zu fixieren, so dass ein einfacher Austausch beispielsweise von
defekten Querrippen möglich ist.
-
Bevorzugt
sind die einzelnen Querrippen dabei senkrecht zur Transportrichtung
ausgerichtet (die Querrippe bzw. Transportelemente können
beispielsweise als rechteckige Platten aus Hartgummi oder Ähnlichem
ausgebildet sein) und stehen auch senkrecht zur Transportebene (die
Transportebene ist die Ebene, in der die Materialien transportiert
werden, entspricht also in der Regel der oben liegenden Oberfläche
des oben liegenden Abschnittes des unteren, ersten Transportbandes).
Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, die einzelnen
Querrippen unter einem anderen Winkel als 90° zur Transportrichtung, also
beispielsweise mit einem Winkel von 75° zu dieser Richtung
(also leicht schräg geneigt) anzuordnen.
-
Benachbarte
Querrippen sind dabei vorteilhafterweise in Transportrichtung gesehen
jeweils in konstantem Abstand voneinander am zweiten Förderelement
angeordnet.
-
Alternativ
zur Übereinanderanordnung von zwei Transportbändern
bzw. Förderelementen ist es jedoch auch möglich,
zwei solche Förderelemente bzw. Transportbänder
parallel zueinander und auf derselben Höhe seitlich nebeneinander
anzuordnen. Die Querrippen kragen dann seitlich über die
obere Fläche des zweiten Förderelements in Richtung
des ersten Förderelements so weit aus, dass sie den Raum
oberhalb der Oberfläche des ersten Förderelements
in die einzelnen bewegten Abteile, mit denen dann der Materialtransport
stattfindet, unterteilen. Ebenso wie bei der Variante mit übereinander
angeordneten Förderelementen bzw. -bändern können
die einzelnen Querrippen dabei über die gesamte Breite der
Oberfläche des ersten Förderelements (also deren
Ausdehnung senkrecht zur Transportrichtung) ausgebildet sein.
-
Am
ersten und/oder am zweiten Förderelement können
dann seitlich Seitenwände ausgebildet sein, die zusammen
mit den Querrippen und der das Material tragenden Oberfläche
des ersten Förderelements (sowie ggf. auch mit der Unterseite
eines oberhalb des ersten Förderelements angeordneten,
die Querrippen tragenden zweiten Förderelements) die teilweise
oder ganz geschlossenen, bewegten Abteile zum Transport der Materialien
ausbilden.
-
Besonders
bevorzugt ist es dabei, mithilfe (senkrecht zur Transportrichtung
und in der Transportebene gesehen) beidseits der oder des Förderelemente/-elements
angeordneter Seitenwände die Abteile allseits zu umschließen.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, die Seitenwände auf
beiden Seiten des ersten Förderelements auszubilden. Die
Seitenwände können dabei ortsfest seitlich neben
dem ersten Förderband ausgebildet sein (so dass dieses
Förderband zwischen den Seitenwänden entlang bewegt
wird), es ist jedoch auch denkbar, geeignete (z. B. klapp- oder
faltbare) Wandelemente, die am bewegten ersten Förderelement
bzw. Teilen desselben fixiert sind und somit mit letzterem mitbewegt
werden, auszubilden.
-
Bei
der Variante mit nebeneinander liegenden Förderbändern
ist es auch möglich, Seitenwände anzuordnen, z.
B. indem die Querrippe entsprechende Aussparungen aufweisen, um
sie über eine zwischen den beiden Förderbändern
angeordnete Seitenwand hinweg führen zu können.
-
In
einer weiteren vorteilhaften Variante weist bei übereinander
liegenden Förderelementen das zweite, oben liegende Förderelement
auf der Abwurfseite des Materials (also in Transportrichtung gesehen
am Ende der Bänder) eine (in Transportrichtung gesehen)
vom ersten Förderelement weggerichtete Neigung auf. So
kann beispielsweise das Bandende des unten liegenden Bandabschnittes
des zweiten Förderbandes nach oben geneigt sein.
-
In
einer weiteren Variante mit übereinander liegenden Förderbändern
sind diese in Transportrichtung gesehen unterschiedlich lang, wobei
das oben liegende Förderband kürzer ist als das
unten liegende und wobei im überstehenden Bereich oberhalb des
ersten Förderelements auf der Materialabwurfseite optional
eine das erste Förderelement abdeckende Haube angeordnet
ist.
-
Um
möglicherweise noch auftretende, geringfügige
Unterschiede in der Geschwindigkeit des transportierten Materials
und der Geschwindigkeit des ersten Förderelements noch
weiter zu verringern, ist es möglich, auf der Materialabwurfseite,
insbesondere in Transportrichtung gesehen hinter der Material-Abwurfkante,
eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Luftstroms im abwurfseitigen
Bereich anzuordnen. Diese Vorrichtung kann insbesondere als Luftabsaugvorrichtung
mit regelbarem Luftabsaugstrom bzw. mit regelbarer Absauggeschwindigkeit
der abgesaugten Luft ausgebildet sein.
-
In
besonders vorteilhaften Varianten ist es möglich, diese
Vorrichtung zur Erzeugung des Luftstroms kombiniert mit einem Ausblasbehälter
für Schlechtmaterial oder einem Behälter für
Gutmaterial auszubilden: Die Luftabsaugvorrichtung kann dann die
Luft durch einen solchen Ausblasbehälter oder Behälter
für Gutmaterial absaugen und so bei geeigneter Regelung
die vorgenannten Geschwindigkeitsunterschiede weiter minimieren.
-
Erfindungsgemäß kann
somit leichtes Schüttgut über eine zuführeinheit
auf ein schnell (z. B. mit 3 m/s) laufendes Förderband
(erstes Förderelement) transpor tiert werden. Durch das
zweite Förderelement (welches vorteilhafterweise oberhalb
und parallel zum unteren ersten Förderband verlaufend angeordnet)
kann dann das Schüttgut während des Transports
in Abteile bzw. Container eingeschlossen werden. Dies geschieht
dadurch, dass das obere Förderband Querrippen in beliebigen,
aber definierten Abständen besitzt. Die Abstände
können vorteilhafterweise zwischen 100 und 200 mm liegen.
Der Abstand des oberen vom unteren Förderband kann z. B.
30 mm betragen (entsprechend die Höhe der abgetrennten
Abteile). Bei 100 mm Abstand benachbarter Querrippen und einer Höhe
von 30 mm ergibt sich so bei einer Sortierbreite von z. B. 700 mm
(Breite der Förderbänder in der Transportebene
und senkrecht zur Transportrichtung T) z. B. ein Abteilvolumen von 2100
cm3.
-
Diese
Querrippen umschließen dann das Schüttgut auf
der Materialaufgabeseite und transportieren es im (quasi geschlossenen)
Container bis kurz vor Ende des unteren Förderbandes. Das
obere Förderband verläuft dabei vorteilhafterweise
nicht bis zum Ende, d. h. bis zur Umlenkrolle auf der Abwurfseite,
horizontal, sondern neigt sich an diesem Ende leicht nach oben hin.
Der Neigungswinkel kann dabei zwischen 5° und 25°,
bevorzugt zwischen 10° und 15° (z. B. bei 13°)
liegen. Diese Neigung dient dazu, das Schüttgut, das mit
einer Querrippe Kontakt hat, durch die Bewegung der Querrippe um
die Umlenkrolle des zweiten Förderelements herum bzw. durch eine
entsprechende Winkelbewegung so wenig wie möglich in Unruhe
zu versetzen.
-
Optional
kann der Bereich über dem unteren Förderband abwurfseitig
zusätzlich durch eine Haube abgedeckt sein. Der Bereich
zwischen dem oberen Förderband und dem unteren Förderband
(mit den darin ”laufenden” Querrippen) sowie mit
den optionalen Seitenwänden und dem nachfolgenden Endabschnitt
des unteren Förderbandes samt abdeckender Haube bildet
dann einen Tunnel insbesondere auch in dem Bereich, ab dem die Querrippen des
oberen Bandes den minimalen, horizontal gemessenen Abstand zur Abwurfkante
des unteren Förderbandes haben.
-
Wenn
eine transparente Haube angebracht wird, kann eine symmetrisch und
parallel zur Abwurfkante verlaufende Beleuchtung montiert werden.
Somit verläuft die Sichtlinie der Zeilenkamera zwischen den
parallel gegenüberliegenden Beleuchtungen. Damit ist keine
Hellfeldbeleuchtung (siehe hierzu weiter unten) mittels Strahlteiler
notwendig (ein verspiegelter Strahlteiler lässt aufgrund
seiner Funktion nur 50 des eingestrahlten und 50 des reflektierten Lichts
durch, dadurch nimmt die Bildqualität ab, was vermieden
werden sollte).
-
Eine
vorteilhafte Haubengeometrie stellt eine horizontal, parallel zum
unteren Förderelement verlaufende Glasplatte dar, die unmittelbar
vor dem Bereich der Sichtlinie der Kamera endet. Dadurch wird das
leichte Schüttgut in einem nahezu geschlossenen Kanal vom
Ort der Öffnung der Container bis zum Ort der Prüfung
durch die Kamera geführt. Äußere Einflüsse,
die z. B. durch das Fehlen einer Haube auftreten würden
und sich in einer Eigenbewegung des Schüttguts äußern
würden, sind somit minimiert. Direkt hinter der Sichtlinie
kann erneut eine Haubenkonstruktion beginnen, damit auch hinter
der Abwurflinie vom Förderband der Produktstrom möglichst
ruhig weiter geführt wird. Daher ist die Haubenkonstruktion
der Wurfparabel für eine vorgegebene Fördergeschwindigkeit,
z. B. 3 m/s, angepasst.
-
Vorteilhafterweise
besitzt das untere Förderband seitliche Begrenzungen bzw.
Seitenwände, die dann die Seitenwände der sich
bewegenden Abteile bzw. Container bilden (die Querrippen bilden
die Vorder- und Rückwand eines solchen Containers, und der
obere und untere Fördergurt des Förderbandes bilden
die Ober- und Unterseite eines Containers).
-
Sollte
bei leichtem Material der Einfluss der äußeren
Kräfte, die auf das Schüttgut wirken, sobald der
Container nicht mehr geschlossen ist (da die Querrippen abwurfseitig
die Containervorderseite öffnen), so groß sein,
dass ein solches Material noch eine messbar andere Geschwindigkeit
als diejenige des unteren Förderbandes bzw. der beiden
Förderbänder aufweist, kann dieser Einfluss noch
durch das Erzeugen eines Luftstroms mit der vorbeschriebenen Vorrichtung
(z. B. Absaugvorrichtung) weiter verringert werden.
-
Ein
solcher Luftstrom kann dadurch erzeugt werden, dass die Luft variabel
einstellbar hinter der Abwurfkante angesaugt wird. Dies kann beispielsweise
realisiert werden, indem die Luft durch einen Ausblasbehälter
(in den Schlechtmaterial eingeworfen wird) angesaugt wird oder indem
die Luft durch denjenigen Behälter, der das Gutmaterial
enthält, angesaugt wird.
-
Die
Absaugregelung ist im Zusammenhang mit dem Ausblasen der Fremdkörper
zu sehen. Vorteilhaft ist eine Absaugung, die in Abhängigkeit
der angesteuerten Ventile geregelt wird. Dabei hat es sich als vorteilhaft
erwiesen, die Absaugung im unteren Bereich des Ausblaskorbs anzubringen.
-
Die
vorliegende Erfindung weist gegenüber den aus dem Stand
der Technik bekannten Fördersystemen eine Reihe von Vorteilen
auf:
- – Dadurch, dass das Material
und die umgebende Luft mithilfe der Querrippen sich in einem quasi geschlossenen
Bereich (Abteil) befinden, erfährt das leichte Material
trotz der Bewegung durch den Fördergut bzw. das erste Förderelement
keinen Luftwiderstand bzw. Gegenwind. Durch das Ausbleiben dieses
Luftwiderstandes liegt das Schüttgut somit ohne Eigenbewegung
ruhig auf dem Förderband.
- – Durch die beschriebenen konstruktiven Merkmale werden
insbesondere auch ortsabhängige Geschwindigkeiten vertikal
zur Förderrichtung vermieden. Solche Strömungsgeschwindigkeiten werden
leichtem Schüttgut insbesondere durch zwei parallel laufende
Förderbänder ohne Querrippen aufgeprägt
und dadurch verursacht, dass die Luft zwischen solchen Fördergurten
lediglich durch die beiden Gurte selbst mitgerissen wird. 3 zeigt
die Strömungsgeschwindigkeit der Luft schematisch nahe
dem Fördergurt in einem solchen Fall anhand von Vektoren
(Strömungsprofil nahe dem unteren Fördergurt):
Eine solche Parabel der Geschwindigkeitsvektoren existiert im Fall
ohne Querrippen immer, da hier Gase zwischen zwei ebenen ”Platten” mit
seitlich konstanter Geschwindigkeit strömen. Bei einem
ausgedehnten leichten Objekt wirken sich die Geschwindigkeitsunterschiede
jedoch derart aus, dass ein und dasselbe Objekt an unterschiedlichen
Flächenelementen verschiedene Impulsgrößen
erfährt, die dazu führen, dass sich das Objekt bewegt
und somit eine vom Förderband unterschiedliche Ge schwindigkeit
(Eigengeschwindigkeit) besitzt. Gerade solche vertikalen Geschwindigkeitsunterschiede,
die bei ausgedehnten Objekten Eigenbewegungen verursachen, können jedoch
mit der vorliegenden Erfindung verhindert werden.
- – Dadurch, dass das Schüttgut und die Luft
in Abteilen transportiert werden (geschlossenes System) unterliegen
sie keinen äußeren Kräften, wodurch das
leichte Schüttgut ohne Eigenbewegung mit der Geschwindigkeit
des Förderbandes transportiert wird.
- – Kurz vor Erreichen der Abwurfkante wird dann das
Abteil geöffnet, indem sich beispielsweise das obere Band
leicht nach oben neigt. In einem solchen letzten kurzen Abschnitt
können dabei noch geringfügige äußere
Kräfte auf das leichte Schüttgut wirken, die sich
jedoch nur minimal auswirken, da aufgrund der kurzen Strecke bis
zum Abwurf und der Massenträgheit (auch wenn letztere nur gering
ist) der Einfluss dieser Parameter nicht mehr signifikant ist.
- – Sollte der Einfluss bei einzelnen Schüttgütern doch
noch messbar sein, kann das zusätzliche Absaugen der Luft
dazu dienen, dass die äußeren Kräfte
keine negativen Auswirkungen auf die Bewegungen solchen Schüttguts
haben.
-
Die
vorliegende Erfindung kann somit insbesondere für die Förderung
von leichten Schüttgütern wie beispielsweise Schnittgütern
in Form von Tabak oder Gewürzen eingesetzt werden, die
bei Verlassen der Fördereinheit eine beliebige, aber konstante
Geschwindigkeit besitzen sollen.
-
Bei
den beigefügten 1 bis 3 zeigen:
-
1 wesentliche
Elemente eines Fördersystems nach dem Stand der Technik,
die auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden
können;
-
2 ein
Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes
Fördersystem in einer Schnittansicht in Transportrichtung
und senkrecht zur Transportebene;
-
3 eine
Skizze zu den Geschwindigkeitsverhältnissen bei Fördersystemen
nach dem Stand der Technik.
-
2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Fördersystems im Querschnitt in Transportrichtung T senkrecht
durch die Transport- bzw. Förderebene.
-
Über
eine Vibrationsrinne wird Schüttgut S auf die oben liegende
Oberfläche eines ersten, unteren Förderbandes 1 geführt.
Dieses Förderband 1 ist als Endlos-Transportband
ausgebildet, dessen oben liegender Bandabschnitt horizontal in der
Transportebene in Transportrichtung T verläuft.
-
Parallel
zum unteren Förderband ist oberhalb des unteren Förderbandes
und beabstandet von der Oberseite des unteren Förderbandes 1 ein
weiteres Förderelement in Form eines ebenfalls als Endlosband
ausgebildeten oberen Förderbandes 2 angeordnet.
Das obere Förderband 2 ist dabei ebenfalls in Horizontalrichtung
und so angeordnet, dass der unten liegende Bandabschnitt des oberen
Förderbandes 2 über die gesamte Länge
in Transportrichtung T (bis auf den Endabschnitt, siehe später)
einen konstanten definierten Abstand vom oberen Bandabschnitt des
unteren Förderbandes 1 aufweist. Der obere Bandabschnitt
des Bandes 1 und der untere Bandabschnitt des Bandes 2 laufen
mit derselben Geschwindigkeit in Transportrichtung T.
-
Das
obere Förderband 2 weist nun außenumfangsseitig
eine Vielzahl einzelner in konstanten Abständen A zueinander
angeordneter Querrippen 3 auf. Die einzelnen Querrippen 3 sind
am oberen Förderband 2 quer zur Transportrichtung
T so fixiert, dass sie dessen gesamte Breite überdecken
und von diesem senkrecht abstehen. Die am unteren Bandabschnitt
des oberen Förderbandes angeordneten Querrippen 3 sind
somit senkrecht zur Transportebene und senkrecht zur Transportrichtung
T ausgerichtet.
-
Die
Höhe der einzelnen Querrippen 3 ist dabei so ausgebildet,
dass der Zwischenraum zwischen dem oberen Bandabschnitt des unteren
Förderbandes 1 und dem unteren Bandabschnitt des
oberen Förderbandes 2 praktisch vollständig
ausgefüllt wird. Seitlich neben dem unteren Förderband
sind hier lediglich angedeutete Seitenwände 5 senkrecht
zur Transportebene und in Transportrichtung T angeordnet. Diese
weisen eine Höhe bzw. Ausdehnung senkrecht zur Transportebene
auf, die mindestens derjenigen der Querrippen 3 entspricht,
und überdecken den vorgenannten Zwischenraum.
-
Durch
die Oberseite des oberen Bandabschnittes des unteren Förderbandes 1,
die Unterseite des unteren Bandabschnittes des oberen Förderbandes 2,
die Quer rippen 3 und die Seitenwände 5 wird
somit zwischen den beiden Förderbändern eine Vielzahl
einzelner Abteile 4 ausgebildet, die sich aufgrund der
Bewegung der Förderbänder und der Querrippen mit
einer der Vorschubgeschwindigkeit der Förderbänder
entsprechenden Geschwindigkeit in die Transportrichtung T bewegen.
Diese Abteile 4 sind somit quasi abgeschlossene Container,
in denen sich das Schüttgut S wie vorbeschrieben (aufgrund
des fehlenden Luftwiderstandes durch entsprechende Mitbewegung der
Luft in den Abteilen 4) mit einer der Geschwindigkeit der
Förderbänder in Vorschubrichtung T entsprechenden
Geschwindigkeit, also ohne zusätzliche Geschwindigkeitskomponenten
relativ zu den Bandoberflächen, transportieren lässt.
Die beiden Förderbänder 1 und 2 weisen hierzu
ein und dieselbe Geschwindigkeit in Transportrichtung T auf.
-
Am
abwurfseitigen Ende (rechts im Bild) weist der untere Bandabschnitt
des oberen Förderbandes 2 (in Transportrichtung
T gesehen) zum Ende des oberen Förderbandes 2 hin
eine von der Oberfläche des oberen Bandabschnitts des unteren
Förderbandes 1 weggerichtete Neigung 6 auf.
Der Neigungswinkel beträgt hier etwa 13°.
-
Am
abwurfseitigen Ende steht das untere Förderband 1 über
das obere Förderband 2 über; zwischen
dem abwurfseitigen Ende des oberen Förderbandes und demjenigen
des unteren Förderbandes sind oberhalb des unteren Förderbandes
die der Beleuchtung des Abwurfbereiches B dienenden Lampen und die
zur Bildaufnahme für die Bildverarbeitungsvorrichtung (vgl. 1)
dienende Kamera hinter der Abwurfrolle des unteren Förderbandes
angeordnet (Bildaufnahmerichtung der Kamera senkrecht zur Transportebene).
In Transport richtung gesehen dahinter sind oberhalb des unteren
Förderbandes auch die Ventile zur Steuerung der Düsen
zur Zurückweisung von Schlechtmaterial ausgebildet (vgl. 1).
-
Wie
vorbeschrieben ist das untere Förderband hier am abwurfseitigen
Ende mit einer Abdeckhaube 7 versehen, die dazu dient,
dass äußere Einflüsse, die z. B. durch
das Fehlen einer Haube auftreten würden und sich in einer
Eigenbewegung des Schüttguts äußern würden,
somit minimiert sind. Auch ist durch eine Haube die Wirkung durch
eine Absaugung kontrollierbar.
-
In
Transportrichtung T gesehen hinter dem unteren Förderband 1 (also
hinter der Material-Abwurfkante des unteren Förderbandes
und unterhalb der Abdeckhaube 7) ist ein Fangkorb 9 (Ausblasbehälter
für Schlechtmaterial) angeordnet. Wie hier lediglich skizziert,
ist in diesem Fangkorb 9 eine Luftabsaugvorrichtung 8 integriert,
mit der im Abwurfbereich B ein zusätzlicher Luftabsaugstrom
eingeregelt werden kann, um wie vorbeschrieben ggf. noch auftretende
Unregelmäßigkeiten in der Geschwindigkeit des
Schüttgutes S relativ zur Transportgeschwindigkeit der
Förderbänder 1, 2 weiter zu
minimieren.
-
Die
im vorgestellten Beispiel gezeigte Konstruktion kann insbesondere
auch wie folgt sein: Beim Einsatz einer Umlenkrolle mit Radius 80
mm, einem Fördergut mit einer Stärke von 3 mm
und Querrippen mit einer Höhe von 30 mm kann die Neigung
243 mm vor dem abwurfseitigen Ende des unteren Förderelementes
beginnen. Dann befindet sich die Querrippe nach 130 mm direkt unterhalb
des Zentrums der Umlenkrolle und zwar genau 30 mm über dem
unteren Förderelement. Ab diesem Zeitpunkt erfährt
die Querrippe eine Rotati onsbewegung entlang der Umlenkrolle. Wenn
die Querrippe sich 90° um die Umlenkrolle bewegt hat, liegt
sie horizontal und darf nicht in die Sichtlinie der Kamera ragen.
Der Abstand von Kamerasichtlinie zum Achsmittelpunkt der Umlenkrolle
beträgt 113 mm. Die Zeilenkamera ist so positioniert, dass
sie direkt hinter der Abwurfrolle des unteren Förderelements
auf das abgeworfene Produkt schaut.
-
Der
Abstand zwischen Neigungsbeginn und Haubenkante beträgt
135 mm unter der Annahme, dass die Haubenoberkante sich 32 mm über
dem unteren Förderelement befindet bei einer Glasstärke von
2 mm und einer Neigung von 13°. Damit ist der Abstand von
Haubenunterseite zu Oberkante des unteren Förderelements
gleich bleibend bei 30 mm.
-
Wenn
das obere Förderelement samt Fördergurt mit Querrippen
den minimalen Abstand zur Sichtlinie der Kamera hat, d. h. gerade
so, dass die Querrippe in ihrer Horizontalposition die Sichtlinie
der Kamera nicht berührt, kann die Beleuchtung, bei einer
sogenannten Auflichtbeleuchtung nicht oberhalb der Förderelemente
angebracht werden, da das obere Förderelement sich im Lichtkegel
der Beleuchtung befinden würde. Eine Auflichtbeleuchtung
beleuchtet kameraseitig das Produkt. Eine Beleuchtung ist in dem
Fall über eine Hellfeldbeleuchtung möglich, d.
h. dass über einen halbverspiegelten Strahlteiler Licht in
den Strahlengang der Kamera geleuchtet wird. Zusätzlich
kann von der Abwurfseite, d. h. in Förderrichtung der Kamerasichtlinie,
eine Beleuchtung angebracht werden.
-
Bei
geeigneter Ausbildung und Anordnung von Lampe und Kamera kann das
materialabwurfseitige Ende des oberen Förderbandes auch
auf derselben Höhe wie das abwurf seitige Ende des unteren Förderbandes
angeordnet sein (oder gar über dieses hinausragen, d. h.
das obere Förderband ragt auf der Abwurfseite über
die Abwurfkante des unteren Bandes hinaus und überdeckt
diese). Die Unterkante der Querrippen verläuft dann am
abwurfseitigen Ende parallel zur Abwurfkante des unteren Förderbandes.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004008642
A1 [0010]
- - DE 69734198 T2 [0011]