DE3001130C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Steuer­ vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge­ nannten Art.

Bei einer solchen, aus der CH-PS 3 96 591 bekannten Steuervorrichtung wird die Einstelleinrichtung zum Ein­ stellen des Walzenspaltes zwischen den Schälwalzen durch ein eine Kupplung aufweisendes mechanisches Getriebe ge­ bildet, das von einer vorgespannten Schraubenfeder und vom elektrischen Hauptmotor so beaufschlagt bzw. ange­ trieben wird, daß der von den Schälwalzen auf die Körner ausgeübte Druck unabhängig von einem Abrieb an den Ober­ flächen der Schälwalzen konstant gehalten wird. Dadurch wird bei einem Schälvorgang die Summe der von den einzel­ nen Körnern in dem Walzenspalt aufgenommenen Druckkräfte konstant, die von den Schälwalzen auf die Körner ausgeübt werden, wenn die Schälwalzen zum Einstellen eines be­ stimmten Walzenspaltes aufeinander zu bewegt werden. Wird bei der bekannten Steuervorrichtung dagegen eine zu große Menge an zu schälenden Körnern oder aber ein Fremdkörper mit gegenüber den zu schälenden Körnern zu großen Abmes­ sungen in den Walzenspalt gegeben, so bewegen sich die Schälwalzen unter Zusammendrückung der Vorspannfeder kurzfristig weiter auseinander, wobei die Kupplung des mechanischen Getriebes ausgerückt und damit die Einstell­ einrichtung für den Walzenspalt kurzzeitig außer Betrieb gesetzt wird.

Zum wirksamen Schälen von Körnern ist jedoch nicht nur die von den Schälwalzen auf die Körner im Walzenspalt aufgebrachte Druckkraft von Wichtigkeit, sondern vielmehr auch die auf die Körner ausgeübte Scherkraft, die durch unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Schälwalzen bedingt ist und im wesentlichen tangential auf die Körner wirkt. Diese Scherkraft ist dabei gleich dem Produkt der Druckkraft und dem Reibungskoeffizienten zwischen den zu schälenden Körnern und der Oberfläche der Schälwalzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art so weiterzubilden, daß der Walzenspalt automatisch so einge­ stellt wird, daß die am Hauptmotor liegende Last vorgege­ bene Grenzwerte nicht übersteigt bzw. unterschreitet.

Bei einer Steuervorrichtung der genannten Art ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Mit Hilfe der bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung vorgesehenen Detektoreinrichtung zum Feststellen der am elektrischen Hauptmotor liegenden Last kann die Summe der auf die Körner im Walzenspalt ausgeübten Scherkräfte in Form einer Last erfaßt werden, wobei erfindungsgemäß die­ se Last konstant gehalten wird. Damit ist aber dann auch die Summe der auf die Reiskörner ausgeübten Scherkräfte konstant zu halten. Bei konstanter Last am Hauptmotor än­ dert sich das Scherverhältnis bei einer sich ändernden Menge des zugeführten ungeschälten Reises nur unwesentlich, so daß also auch bei unterschiedlichen zugeführten Mengen an Schälgut die auf das einzelne zu schälende Reiskorn ausgeübte Schälarbeit im wesentlich gleich und ausrei­ chend groß ist, um annähernd jedes zugeführte Reiskorn ausreichend zu schälen.

Ausgestaltungen der Erfidung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht einer Schälmaschine mit der erfindungsgemäßen automatischen Steuervorrich­ tung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 die elektrische Schaltung für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel und

Fig. 3 die Vorderansicht einer Schälmaschine mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, weist eine Schälma­ schine einen Maschinenrahmen 1, eine Schälwalze 3, die auf einer festen Drehachse 2 im Maschinenrahmen 1 gehal­ ten ist, und eine weitere, bewegliche Schälwalze 5 auf einer Drehachse 4 auf. Die Drehachse 4 ist in einem Lager 8 an einem Arm 7 gelagert, der schwenkbar durch eine Ba­ sisache 6 gehalten ist, die ihrerseits an einer Verlän­ gerung 1′ des Maschinenrahmens 1 gehalten ist, so daß sich die Drehachse 4 auf die Drehachse 2 zu und von die­ ser fort immer parallel dazu bewegen kann. Der Arm 7 ist an seinem freien Ende gegabelt, um ein Aufnahmeelement 9 für eine freie Bewegung zu halten. Das Aufnahmeelement 9 ist mit einer Öffnung versehen, durch die ein Ende einer Stange 10 drehbar und gleitend verschiebbar verläuft, wo­ bei die Stange 10 am anderen Ende einen mit einem Gewinde versehenen Teil 11 aufweist, der in Gewindeeingriff mit einem Mutterelement 12 steht, das drehbar von einer Wand des Maschinenrahmens 1 gehalten ist. Ein Kettenrad 13 ist an dem mit einem Gewinde versehenen Teil 11 angebracht, wobei sich die Stange zusammen mit dem Kettenrad 13 dreht. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, die eine Axialbewegung der Stange 10 relativ zum Kettenrad 13 erlaubt. Eine derartige Einrichtung kann beispielsweise eine nicht dargestellte axiale Keilnut sein, die in dem mit einem Gewinde versehenen Teil 11 ausgebildet ist, wobei ein nicht dargestellter Keil, der vom Innenumfang des Kettenrades 3 nach innen vor­ steht, in die Keilnut eingreift.

Um das zuerst genannte Ende der Stange 10 herum ist eine Schraubenfeder 14 angebracht, die an einem Ende an einer Mutter 15 anliegt, die in Schraubverbindung mit dem Ende der Stange 10 steht, und die mit ihrem anderen Ende am Aufnahme­ element 9 anliegt. Ein Träger 16, der mit der Wand des Maschinenrahmens 1 verbunden ist, trägt einen reversier­ baren Elektromotor 17 zum Einstellen des Spaltes zwischen den Schälwalzen 3, 5, dessen Ausgangswelle ein Kettenrad 18 trägt. Eine Kette 19 ist über das Kettenrad 18 und das Kettenrad 13 auf der Stange 10 gezogen. Der umschaltbare Elektromotor 17 zur Einstellung des Walzenspaltes kann ein Induktionsmotor, ein Servomotor oder ein Impulsmotor sein.

Wenn sich der Elektromotor 17 in die eine Richtung oder in die umgekehrte Richtung dreht, wird diese Drehung über das Kettenrad 13 auf die Stange 10 übertragen, die entweder in Fig. 1 nach rechts, wenn sich der Elektromotor 17 in die eine Richtung dreht, oder in Fig. 1 nach links, wenn sich der Elektromotor 17 in die umgekehrte Richtung dreht, über den Gewindeeingriff des mit einem Gewinde versehenen Teils 11 mit dem Mutterelement 12 bewegt wird. Auf diese Weise kann die Dreh­ achse 4 auf die ortsfeste Drehachse 2 zu und von dieser fort durch eine Schwenkbewegung des Armes 7 bewegt werden, wodurch der Walzenspalt zwischen den beiden Schälwalzen 3 und 5 verstellt wird.

Es versteht sich, daß die Basisachse 6, der Arm 7, das Lager 8, das Aufnahmeelement 9, die Stange 10, der mit einem Gewinde versehene Teil 11, das Mutterelement 12, das Ketten­ rad 13, die Schraubenfeder 14, die Mutter 15, der umschalt­ bare Motor 17, das Kettenrand 18 und die Kette 19 die Einstell­ einrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes bilden.

Die Schälmaschine weist weiterhin einen Trichter 20 zum Zuliefern von ungeschältem Reis zu den Schälwalzen 3 und 5 sowie ein Schaltventil 21 auf, das im Trichter 20 ange­ bracht ist. Über dem Schaltventil 21 ist ein Detektor 24 für die Höhe des ungeschälten Reises angebracht, der eine Leuchtdiode 22 und einen Fotodetektor 23 aufweist, der das vom ungeschälten Reis reflektierte Licht aufnimmt, wenn das von der Leuchtdiode 22 ausgesandte Licht auftritt. Die Diode 22 und der Fotodetektor 23 sind in Form einer Bau­ gruppe in einem Block angebracht. Die Schaltung des Detektors 24 und die Signalschaltung eines weiteren Sensors 27, der das Öffnen oder Schließen des Schaltventils 21 erfaßt, eine Leuchtdiode 25 und einen Fotodetektor 26 aufweist und ein Signal erzeugt, stehen mit einem UND-Glied 28 in Verbindung, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Das UND- Glied 28 ist mit einer Steuerschaltung 31 verbunden, die mit einem Stromwandler 30 in Verbindung steht, der als Last­ detektoreinrichtung dient, die im Hauptschaltkreis eines elektrischen Hauptmotors 29 liegt, der die Schälwalzen 3 und 5 jeweils antreibt. Die Steuerschaltung 31 weist an zwei Ausgangsklemmen Relais 32 und 33 auf, die mit dem reversierbaren Elektromotor 17 verbunden sind, um die Einstellung des Walzenspaltes zu bewirken. Die Steuer­ schaltung 31 weist einen Integrator 34, Grenzwertgeber 35 und 36 sowie UND-Glieder 37 und 38 auf.

Während des Betriebes wird ungeschälter Reis durch den Trichter 20 dem Walzenspalt zwischen den beiden Schälwalzen 3 und 5 zugeführt, um den Reis zu schälen.

Wenn der Walzenspalt bezogen auf die Menge an ungeschältem Reis, der durch den Trichter 20 zugeführt wird, zu groß ist, tritt eine Unterlast am Hauptmotor 29 auf, dessen Laststrom abnimmt. Wenn der Laststrom einen unteren Grenzwert unterschreitet, gibt der Grenzwertgeber 35 ein Signal an das Relais 32 , damit der Elektromotor 17 in die eine Richtung dreht, um dadurch die Last am Hauptmotor 29 auf einen normalen Wert einzustellen. Wenn der Walzenspalt bezogen auf die Menge an ungeschältem Reis, der durch den Trichter 20 zugeführt wird, zu klein ist, tritt eine Über­ last am elektrischen Hauptmotor 29 auf, dessen Laststrom zunimmt. Wenn der Laststrom einen oberen Grenzwert über­ schreitet, gibt der Grenzwertgeber 36 ein Signal an das Relais 33, damit sich der Elektromotor 17 in die andere Richtung dreht. Dadurch wird die Drehachse 4 von der Drehachse 2 fortbewegt, wodurch der Walzenspalt zwischen den beiden Schälwalzen 3 und 5 vergrößert wird und die Last am Hauptmotor 29 auf einem zulässigen Wert gehalten wird. Der Schaltkreis des reversierbaren Elektromotors 17 zum Einstellen des Walzenspaltes wird durch ein Signal, das vom Detektor 24 für die Reishöhe geliefert wird, wenn der Trichter 20 leer ist, und durch ein Signal blockiert, das vom Sensor 27 abgegeben wird, wenn das Schaltventil 21 geschlossen ist, so daß kein Strom zum Elektromotor 17 fließt. Nur wenn im Trichter 20 ungeschälter Reis vorhanden ist und das Schaltventil 21 offen ist, fließt ein Strom zum Elektromotor 17, damit dieser entweder in die eine oder die andere Richtung dreht.

Im folgenden wird die in Fig. 2 dargestellte elektrische Schaltung im einzelnen beschrieben. Ein elektromagnetisches Schaltschütz MC liegt im Hauptschaltkreis, der die Speiseklemmen R, S und T mit dem Haupt­ motor 29 verbindet, und die Schaltschützspule MC′ und ein Druckknopfschalter ST sind in Reihe zwischen die Klemmen R und S geschaltet. Im Schaltkreis der Klemme T liegt ein Stromwandler 30, dessen Ausgang mit der Steuerschaltung 31 verbunden ist, deren Integrator 34 mit seinem Eingang am Ausgang des Stromwandlers 30 liegt, wobei ein Gleichrichter 39 und ein Überstromschutz 40 zwischen den Stromwandler 30 und den Integrator 34 geschaltet sind. Der Ausgang des Integrators 34 ist mit einem Eingang des Grenzwertgebers 35 und mit einem Eingang des Grenz­ wertgebers 36 verbunden. Der Grenzwertgeber 36 ist an seinem anderen Eingang mit einem Begrenzungswiderstand 41 für einen oberen Grenzwert verbunden. Der Grenzwertgeber 35 ist an seinem anderen Eingang mit einem Begrenzungswiderstand 42 für einen unteren Grenzwert verbunden. Das UND-Glied 37 ist mit seinem einen Eingang mit dem Ausgang des Grenz­ wertgebers 35 und mit seinem anderen Eingang mit dem Ausgang des UND-Gliedes 28 verbunden. Der Ausgang des UND-Glieds 37 ist über das Relais 32 mit dem Elektromotor 17 verbunden. Das UND-Glied 38 ist mit seinem einen Eingang mit dem Ausgang des Grenzwertgebers 36 und mit seinem anderen Ein­ gang mit dem Ausgang des UND-Gliedes 28 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 38 ist über das Relais 33 mit dem Elektromotor 17 verbunden. Ein Eingang des UND-Gliedes 28 ist mit dem Fotodetektor 23 des Detektor 24 für die Reis­ höhe, und der andere Eingang ist mit dem Fotodetektor 26 des Sensor 27 verbunden. Wenn der Walzenspalt zu klein wird und der Last­ strom des elektrischen Hauptmotors 29 den Sollwert des Be­ grenzungswiderstandes 41 überschreitet, erzeugt der Grenz­ wertgeber 36 ein Ausgangssignal. Wenn der Walzenspalt zu groß wird und der Laststrom kleiner als der Sollwert des Begrenzungswiderstandes 42 für den unteren Grenzwert wird, erzeugt der Grenzwertgeber 35 ein Ausgangssignal. Die Signale der Grenzwertgeber 35 und 36 betätigen zusammen mit einem Signal, das das Zusammen­ treffen der Ausgangssignale des Detektors 24 für die Reis­ höhe und des Sensors 27 angibt, die Relais 32 und 33, so daß der Elektromotor 17 entweder in die eine oder die andere Richtung dreht, um dadurch den Walzenspalt immer auf einem normalen Wert zu halten.

Im folgenden wird anhand von Fig. 3 ein zweites Ausführungsbei­ spiel der Steuervorrichtung beschrieben, bei dem die mechanischen Einrichtungen einschließlich der Stange 10, des mit einem Gewinde versehenen Teils 11, des Mutter­ elementes 12, des Kettenrades 13, der Schraubenfeder 14, der Mutter 15, des Kettenrades 18 und der Kette 19, die die Einstellrichtung zum Bewegen der beweglichen Schälwalze in Fig. 1 bilden, durch eine Fluiddruckeinrichtung ersetzt sind.

Im Maschinenrahmen 1 ist ein Träger 43 befestigt, auf dem ein Fluiddruckzylinder 45 schwenkbar zwischen zwei aufrechtstehenden Stützen 44 angebracht ist. Eine Kolbenstange 46, die mit einem nicht dargestellten Kolben im Fluiddruck­ zylinder 45 verbunden ist, ist an ihrem freien Ende mit dem Aufnahmeelement 9 verbunden, das beweglich durch die Gabelung gehalten ist, die am freien Ende des Armes 7 ausgebildet ist, der um die Basisachse 6 schwenkbar ist, wie es bereits anhand des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde. Zuführungs- und Abführungsleitungen 47, die jeweils mit einem der gegenüberliegenden Enden des Fluiddruckzylinders 45 verbunden sind, sind an eine Seite eines Umschaltventils 48 angeschlossen, das auf einer Verlängerung 1′ des Maschinenrahmens 1 angebracht ist. Die andere Seite des Umschaltventils 48 ist mit einer Öl­ versorgungsleitung 51, die über eine Ölversorungspumpe 49 mit einem Öltank 50 verbunden ist, und mit einer Ölrück­ führungsleitung 52 verbunden, die am oberen Teil des Öltanks 50 mündet. Das Umschaltventil 48 wird über ein Getriebe 53 von dem Elektromotor 17 angetrieben, um den Walzenspalt ein­ zustellen.

Durch Drehen des Elektromotors 17 in die eine oder andere Richtung wird das Umschalt­ ventil 48 betätigt, so daß die eine oder andere Seite des Fluiddruckzylinders 45 mit Öldruck beaufschlagt wird. Dadurch wird die Kolbenstange 46 in die eine oder andere Richtung bewegt, um das Aufnahme­ element 9, das mit der Kolbenstange 46 verbunden ist, in Fig. 3 nach rechts oder links zu bewegen, wodurch der Arm 7 um die Basisachse 6 nach rechts oder links geschwenkt wird. Dadurch wird die Schälwalze 5, die am Arm 7 gelagert ist, auf die Schälwalze 3 zu oder von dieser fort bewegt.

Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dem in Fig. 1 dar­ gestellten Ausführungsbeispiel ähnlich und die elektrische Schaltung zur Steuerung des reversierbaren Elektromotors 17 gleicht der in Fig. 2 gezeigten Schaltung.

Wenn ungeschälter Reis dem Walzenspalt über den Trichter 20 zugeführt wird, um ihn zu schälen, tritt eine Überlast am elektrischen Hauptmotor 29 dann auf, wenn der Walzenspalt bezogen auf die Menge an zugeführtem ungeschältem Reis zu klein ist. Dadurch nimmt der Laststrom am Hauptmotor 29 zu, wobei dieser bei Überschreiten des oberen Grenzwerts bewirkt, daß der Grenzwertgeber 36 ein Signal an das Relais 33 gibt, um den Elektromotor 17 in die andere Richtung zu drehen, und das Umschaltventil 48 zu betätigen. Das Umschaltventil 48 wird umgeschaltet, um Drucköl zu dem Ende des Fluiddruckzylinders 45 in der Nähe des Aufnahmeelementes 9 zu führen und dadurch die Kolbenstange zurückzuziehen. Dadurch wird die Drehachse 4 von der Drehachse 2 fortbewegt, wodurch der Walzenspalt vergrößert wird und die Last am Hauptmotor 29 verringert. Wenn der Walzenspalt bezogen auf die Menge an zugeführtem unge­ schältem Reis zu groß ist, gibt der Grenzwertgeber 35 ein Signal an das Relais 32, um den Elektromotor 17 in die eine Richtung zu drehen. Dadurch wird das Um­ schaltventil 48 umge­ schaltet, so daß der Arm 7 durch den Fluiddruckzylinder 45 nach rechts bewegt wird, wodurch der Walzenspalt verkleinert und die Last am Hauptmotor auf den gewünschten Wert eingestellt wird. Der Schaltkreis des Elektromotors 17 zur Einstellung des Walzenspaltes wird durch ein Signal vom Detektor 24 für die Reishöhe, das dann geliefert wird, wenn der Trichter 20 leer ist, und durch ein Signal vom Sensor 27, das dann ge­ liefert wird, wenn das Schaltventil 21 geschlossen ist, blockiert - wie es bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist - so daß kein Strom zum Elektromotor 17 fließt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Aus­ führungsbeispiel erfolgt die Steuerung der Bewegung der Dreh­ achse 4 mittels eines Fluiddruckzylinders, so daß die Einstellung des Walzenspaltes sicher, genau und zuverlässig mit großer Kraft erfolgt. Es versteht sich, daß die Fluid­ druckeinrichtung pneumatisch oder hydraulisch arbeiten kann.

Claims (5)

1. Automatische Steuervorrichtung für eine Schälmaschine mit einer festen Schälwalze und einer parallel hierzu be­ weglichen Schälwalze, einem elektrischen Hauptmotor zum Antreiben der beiden Schälwalzen, einer Einrichtung zum Zuführen von ungeschältem Reis zum Walzenspalt zwischen den beiden Schälwalzen und einer die bewegliche Schälwal­ ze betätigenden Einstelleinrichtung zum Einstellen des Walzenspaltes, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) eine Detektoreinrichtung (30) die am elektrischen Hauptmotor (29) liegende Last feststellt und daß
• b) eine mit der Detektoreinrichtung (30) verbundene Steuerschaltung (31) einen oberen Grenzwertgeber (36) und einen unteren Grenzwertgeber (35) aufweist, die die Ein­ stelleinrichtung (10-19; 17, 43-53) beim Überschreiten der oberen Grenze zum Vergrößern des Walzenspalts und beim Unterschreiten der unteren Grenze zum Verkleinern des Walzenspalts ansteuern.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Detektoreinrichtung (30) aus einem Stromwandler besteht, der im Schaltkreis des elektrischen Hauptmotors (29) liegt.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (10-19; 17, 43-53) einen reversierbaren Elektromotor (17) aufweist.

4. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (31) UND-Glieder (37, 38) aufweist, von denen jedes zwischen einen der beiden Grenzwertgeber (35, 36) und eines von zwei Relais (32, 33) geschaltet ist, und daß die Einrich­ tung zum Zuführen von ungeschältem Reis zum Walzenspalt zwischen den beiden Schälwalzen (3, 5) ein Schaltventil (21), einen Sensor (27), der wahrnimmt, ob das Schaltven­ til (21) geöffnet oder geschlossen ist, einen Detektor (24) für die Höhe an ungeschältem Reis, der stromaufwärts vom Schaltventil (21) angeordnet ist, und ein UND-Glied (28) aufweist, an dem ein Signal vom Sensor (27) und ein Signal vom Detektor (24) für die Reishöhe liegen und des­ sen Ausgang mit einem Eingang jedes UND-Gliedes (37, 38) der Steuerschaltung (31) verbunden ist.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Ein­ stelleinrichtung einen Fluiddruckzylinder, der über eine Kolbenstange die bewegliche Schälwalze verstellt, und ein Umschaltventil zum Umschalten eines Arbeitsfluids, das dem Fluiddruckzylinder zuführbar ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschaltventil (48) von dem rever­ sierbaren Elektromotor (17) betätigbar ist.