DE10021238A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Vereinzeln von Objekten - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Beförderung von Materialien und Elementen und insbesondere auf das Gebiet der Vereinzelung von Objekten aus einer Schichtung bzw. Stapeln übereinanderliegender Objekte heraus. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vereinzelung von beispielsweise Papier, Pappe bzw. Kunststoffolien und ist gekennzeichnet durch eine erste Transportvorrichtung, eine unterhalb deren Austrittsbereich angeordnete Stabanordnung aus zueinander im wesentlichen parallelen Stäben, die in Richtung der Transportrichtung der ersten Transportvorrichtung angeordnet sind, und eine darunterliegende zweite Transportvorrichtung, so daß Objekte, die zunächst in Schichtungen oder Stapeln übereinander angeordnet sind, im wesentlichen nebeneinander angeordnet werden und eine einschichtige Lage bilden. Die vorliegende Erfindung läßt sich insbesondere auf dem Gebiet der Sortierung von wiederaufbereitungsfähigen Materialien einsetzen, bei dem miteinander in einer Schichtung oder einem Stapel gemischt vorliegende verschiedene flächige Elemente voneinander zu trennen sind, um sie entsprechend ihren Materialeigenschaften einer Wiederverwertung zuführen zu können.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Beförderung von Materialien und Objekten und insbesondere auf das Gebiet der Vereinzelung von Objekten aus einer Schich­ tung bzw. Stapeln übereinanderliegender Objekte heraus. Insbesondere bezieht sich die vor­ liegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Vereinzelung von Objekten wie beispielsweise Papier, Pappe bzw. Kunststoffolien, speziell aus den Sammlungen des Dualen Systems, so daß Objekte, die zunächst in Schichtungen oder Stapeln übereinander angeordnet sind, im wesentlichen nebeneinander angeordnet werden und eine einschichtige Lage bilden.

In diesem Zusammenhang bezeichnen Schichtungen oder Stapel übereinander liegender Ob­ jekte lose Schüttungen und Aufhäufungen der zu vereinzelnden Objekte. Derartige lose Schüttungen werden beispielsweise erhalten, wenn gesammelte, miteinander gemischte Papie­ re, Kunststoffolien, Getränkekartons, Blisterverpackungen, vollständige, zerrissene oder zer­ quetschte Kunststoffflaschen oder -becher oder Aluminiumverpackungen und -folien auf eine Oberfläche, insbesondere eine Transportvorrichtung wie ein Förderband, aufgegeben werden und einen ungeordneten Haufen bilden, aus dem einzelne Bestandteile ohne besonderen Kraftaufwand entfernt werden könnten.

Die vorliegende Erfindung läßt sich insbesondere auf dem Gebiet der Sortierung von wieder­ aufbereitungsfähigen Materialien einsetzen, bei dem miteinander in einer Schichtung oder einem Stapel gemischt vorliegende verschiedene Objekte voneinander zu trennen sind, um sie entsprechend ihren Materialeigenschaften einer Wiederverwertung nach automatischer Sortie­ rung in Wertstofffraktionen zuführen zu können.

Bisher werden gesammelte Papiere oder Kunststoffolien auf ein Förderband geschichtet, das an Arbeitern vorbeiläuft. Eine Vereinzelung der geschichtet liegenden Papiere und Folien, die zur Sichtung der unten liegenden Objekte erfolgen muß, wird dabei von den Arbeitern per Hand durchgeführt. Das eigentliche Sortierverfahren, d. h. Aussondern bestimmter Materiali­ en, kann bei der manuellen Vorgehensweise quasi gleichzeitig mit der manuellen Vereinze­ lung oder Umschichtung erfolgen.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum automatischen Vereinzeln von Objekten bereitszustellen.

Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem Verfahren nach An­ spruch 18 gelöst.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht das automatische Vereinzeln von Objekten, so daß eine spätere Aussortierung bzw. Klassifizierung nach Materialeigenschaften auch maschinell er­ folgen kann, da die Objekte nebeneinander vorliegen und sich nicht gegenseitig abdecken. Die vorliegende Erfindung nutzt eine Stabanordnung aus parallel zueinander angeordneten Stäben oder Stangen, durch die die zu vereinzelnden Objekte hindurchtreten gelassen werden. Die Objekte werden von einer ersten Transportvorrichtung, beispielsweise einem Aufgabe­ trichter, einer Schwingrinne, einer Materialrutsche oder einem Förderband, von oben auf die Stabanordnung aufgebracht. Die Stabanordnung ist dabei so angeordnet, daß die parallel zu­ einander ausgerichteten Stäbe auch parallel zur Transportrichtung der Objekte, d. h. der Transportvorrichtung, liegen. Die Objekte, beispielsweise Papier, Pappe oder Kunststoffolien, treten durch die Stabanordnung hindurch, wobei sie entweder zwischen den einzelnen Stäben hindurchrutschen oder durch größere Lücken fallen, die innerhalb der Stabanordnung durch kürzere Stäbe geschaffen werden. Die zum Durchtritt durch die Ebene der Stabanordnung erforderliche kinetische Energie wird durch die Schwerkraft erzeugt, wobei auch der weitere Stoffstrom von der ersten Transportvorrichtung zum Durchtreten der Objekte durch die Stabanordnung beitragen kann. Die nach dem Durchtritt durch die Ebene der Stabanordnung vereinzelten Objekte werden von einer zweiten Transportvorrichtung, beispielsweise einem darunterliegenden Förderband oder einer Rutsche derart abtransportiert, daß sie vereinzelt, d. h. nebeneinander, auf der zweiten Transportvorrichtung abtransportiert werden. Die zweite Transportvorrichtung ist räumlich unterhalb der Stabanordnung und diese wiederum unterhalb der ersten Transportvorrichtung angeordnet, jedoch kann die zweite Transportvorrichtung in jedem Winkel bezüglich der ersten Transportvorrichtung angeordnet werden. Bevorzugt ist hier, daß die zweite Transportvorrichtung die Objekte in senkrechter Richtung zur Trans­ portrichtung der ersten Transportvorrichtung befördert. Sowohl die erste Transportvorrichtung als auch die Stabanordnung und die zweite Transportvorrichtung können mit einem gewissen Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen angeordnet werden, solange die Objekte von der ersten Transportvorrichtung auf die Stabanordnung transportiert werden können, die Objekte durch die Stabanordnung vereinzelt werden und nicht in einer Schichtung darüber hinweggleiten und schließlich nicht auf der zweiten Transportvorrichtung übereinanderrutschen können.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der Figurenbe­ schreibung deutlich.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vor­ richtung zur Vereinzelung von Objekten.

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Ausführungsform der Vorrichtung zur Vereinzelung von Objekten.

Fig. 3 bis Fig. 5 sind Aufsichten auf Stabanordnungen für die erfindungsgemäße Vorrich­ tung.

Fig. 6 und 7 sind Schnittansichten von Stabanordnungen für die erfindungsgemäße Vor­ richtung, wie sie beispielsweise bei einem Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 5 entstehen können.

Fig. 1 zeigt eine erste Transportvorrichtung 1, hier ein Förderband, die zur Beförderung von Objekten auf die Stabanordnung 2 dient. Die Stabanordnung 2 ist in einem Winkel α gegen die Horizontale geneigt. Die Stabanordnung 2 kann jedoch auch in der Horizontalen liegen oder eine entgegengesetzte Neigung aufweisen. Als bevorzugte Ausführungsform ist die zweite Transportvorrichtung 3 gegenüber der ersten Transportvorrichtung 1 im rechten Win­ kel angeordnet, beide Transportvorrichtungen 1, 3 liegen jedoch in der Horizontalen. Entspre­ chend ist die zweite Transportvorrichtung 3 hier in der Ansicht von vorn gezeigt und erstreckt sich aus der Figurenebene heraus, so daß die Transportrichtung senkrecht zur Figurenebene liegt.

Fig. 2 zeigt die erste Transportvorrichtung 1, die Stabanordnung 2, welche einseitig auf einer Strebe 5 liegt, und die zweite Transportvorrichtung 3 in einer Aufsicht und macht deutlich, daß die erste Transportvorrichtung 1 oberhalb der Stabanordnung 2 angeordnet ist und sich die zweite Transportvorrichtung 3 unterhalb der Stabanordnung 2 befindet. Auf der ersten Transportvorrichtung 1 befördertes Material wird beim Betrieb der ersten Transportvorrich­ tung 1 auf die Stabanordnung 2 fallen und nach Durchtritt durch die Ebene der Stabanordnung 2 auf die zweite Transportvorrichtung 3 auftreffen. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun erforderlich, daß die Objekte, die durch die Stabanordnung 2 auf die zweite Transportvorrichtung 3 treffen, auf dieser nebeneinander liegen, so daß sie sich nicht gegenseitig abdecken. Dies kann zum einen dadurch erreicht werden, daß die zweite Trans­ portvorrichtung 3 eine höhere Transportgeschwindigkeit der Elemente, beispielsweise eine höhere Bandgeschwindigkeit eines Förderbandes, als die Transportgeschwindigkeit der ersten Transportvorrichtung 1 aufweist. Als weitere Möglichkeit bietet sich an, die Laufbreite bzw. Breite der Transportebene der zweiten Transportvorrichtung 3 derart gegenüber der Trans­ portbreite der ersten Transportvorrichtung 1 zu erhöhen, daß die beförderten Objekte wieder­ um nebeneinander auf der zweiten Transportvorrichtung 3 vorliegen. Bevorzugt ist, die zweite Transportvorrichtung 3 sowohl mit höherer Geschwindigkeit, z. B. Bandgeschwindigkeit ei­ nes Förderbandes, zu betreiben, als auch die Transportbreite der zweiten Transportvorrichtung 3 größer als die Transportbreite der ersten Transportvorrichtung 1 zu wählen.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen Aufsichten auf Stabanordnungen 2, die in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vereinzelung von Objekten eingesetzt werden können, wobei die einzelnen Stäbe 4 unterschiedliche Längen aufweisen und in unterschiedlichen Abfolgen nebeneinander angeordnet sind. Gemeinsam ist allen Stabanordnungen 2 der vorliegenden Erfindung, daß die einzelnen Stäbe 4 zueinander parallel angeordnet sind. Dabei brauchen jedoch die Stäbe 4 nicht alle die gleiche Länge aufzuweisen, insbesondere ist eine Stabanordnung 2 gemäß Fig. 3 bevorzugt, bei der jeweils zwei kürzere Stäbe 4b neben zwei längeren Stäben 4a abwech­ selnd angeordnet sind. In Fig. 3 und 4 sind die relativen Ausrichtungen der Trans­ portrichtungen der ersten Transportvorrichtung 1 und der zweiten Transportvorrichtung 3 dargestellt. Die relativen Ausrichtungen der Transportvorrichtungen 1 und 3 sind unabhängig von dem Aufbau der Stabanordnung 2, dargestellt sind lediglich bevorzugte Ausführungsfor­ men.

Die in Fig. 6 und 7 dargestellten Querschnittsansichten durch Stabanordnungen 2 der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung machen deutlich, daß die Stäbe 4 zwar parallel zueinander ange­ ordnet sind, sich jedoch nicht notwendigerweise in derselben Ebene befinden müssen, d. h. gegeneinander horizontal versetzt sein können. Weiterhin können die einzelnen Stäbe 4, 4a, 4b in verschiedenem Abstand zueinander angeordnet sein.

Die bevorzugten Längen der Stäbe 4, 4a, 4b liegen zwischen 30 und 120 cm, die bevorzugten Querschnitte der Einzelstäbe 4, 4a, 4b zwischen 5 und 30 mm, die bevorzugten Abstände der Stäbe 4 4a, 4b innerhalb einer Stabanordnung 2 zwischen 5 und 30 cm.

Die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vereinzeln von Objekten kann noch durch Variieren der Querschnittsprofile der Stäbe 4 gesteigert werden. Als vorteilhaft können zunächst runde, aber auch drei-, vier-, fünf- oder sechseckige Profile eingesetzt wer­ den.

Zur Anpassung der Reibungseigenschaften der Staboberflächen sind Beschichtungen, bei­ spielsweise mit Fluorpolymer (Teflon®) zur Verringerung der Reibung, oder spezielle Ober­ flächenbearbeitungen wie Polieren möglich.

Weiterhin ist in Fig. 2 bis 7 eine Befestigungsvorrichtung 5, beispielsweise ein Träger oder eine Querstrebe, dargestellt, der zur Halterung der Stäbe 4 in der Stabanordnung 2 dient.

Die Stäbe 4 können in der Stabanordnung 2 derart festgelegt sein, daß sie weder ihre relative Lage verändern können, noch sich um ihre eigene Achse drehen können. Eine weitere, bevor­ zugte Ausführungsform weist jedoch eine Stabanordnung 2 auf, bei der die einzelnen Stäbe 4 derart drehbar gelagert sind, daß sie sich um ihre eigene Längsachse unabhängig voneinander drehen können. Kombiniert damit oder als Alternative können die Stäbe 4 schwingend gelagert sein, so daß sie vibrieren, wenn Material auf sie fällt. Die Stäbe 4 können auch mittels eines geeigneten Antriebs in Schwingungen versetzt werden, wobei die einzelnen Stäbe 4 in Phase oder außer Phase sein können.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Vorrichtung zum Ver­ einzeln von Objekten in einfacher Weise mit herkömmlichen Maschinenteilen zusammenge­ fügt werden kann, beispielsweise einem Förderband oder einer Rutsche als erster Transport­ vorrichtung 1, einer unterhalb deren Förderende, bzw. Austrittsöffnung, angeordneten Stabanordnung 2 sowie einer wiederum darunter angeordneten zweiten Transportvorrichtung 3. Da bereits heute geeignete Transportvorrichtungen die beförderten Materialien, beispiels­ weise Papier, Pappe oder Kunststoffolien, einander übergeben, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung durch einfaches Einfügen der Stabanordnung 2 in den Fallweg der transportierten Materialien hergestellt werden. Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung eine weiter­ gehende Mechanisierung der Auftrennung von Objekten und insbesondere auch flächiger Elemente zur Klassifizierung nach Materialeigenschaften zur anschließenden Wiederaufbe­ reitung.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbar­ ten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

Claims (21)

1. Vorrichtung zur Vereinzelung von Objekten, die eine erste Transportvorrichtung (1), eine unterhalb deren Austrittsbereich angeordnete Stabanordnung (2) aus zueinander im wesentlichen parallelen Stäben (4), die in Richtung der Transportrichtung der er­ sten Transportvorrichtung (1) angeordnet sind, und eine darunterliegende zweite Transportvorrichtung (3) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste und/oder zweite Transportvorrichtung (1, 3) ein Förderband, eine Schwingrinne oder eine Materialrutsche ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Transportvorrichtungen (1, 3) im wesentlichen horizontal angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die erste und zweite Transportvorrichtung (1, 3) im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der in der Stabanordnung (2) die Stäbe (4, 4a, 4b) in einer horizontalen Ebene angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stabanordnung (2) in Richtung der Stäbe (4, 4a, 4b) ein Gefälle aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) in der Stabanordnung (2) zueinander in vertikaler Richtung versetzt sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stabanordnung (2) Stäbe (4, 4a, 4b) in Längen von 30 bis 120 cm aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der in der Stabanordnung (2) abwechselnd zwei längere (4b) neben zwei kürzeren (4a) Stäben angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der in der Stabanordnung (2) Stäbe (4, 4a, 4b) mit zunehmender Länge nebeneinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) Durchmesser von 5 bis 30 mm aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) in der Stabanordnung (2) im Abstand von 5 bis 30 cm angeordnet sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) einen runden, ovalen, dreieckigen, viereckigen, fünfeckigen oder sechseckigen Quer­ schnitt aufweisen.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) in der Stabanordnung (2) bewegungssicher festgelegt sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) in der Stabanordnung (2) einzeln drehbar gelagert sind.

16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) schwingbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Stäbe (4, 4a, 4b) durch einen Antrieb in Schwingung zu versetzen sind.

18. Verfahren zum Vereinzeln von Objekten in einer Vorrichtung nach einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Objekte in einer Schichtung angefördert werden, die Objekte auf die darunterliegende Stabanordnung (2) aufgege­ ben werden und die Objekte nach Passieren der Ebene, in der sich die Stabanordnung (2) befindet, weggefördert werden.

19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem die Objekte durch die erste Transportvorrich­ tung (1) mit niedrigerer Geschwindigkeit als durch die zweite Transportvorrichtung (3) befördert werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, bei dem sich die Stäbe (4, 4a, 4b) in der Stabanordnung (2) frei um ihre Längsachse drehen.

21. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 zur Vereinzelung von Papier, Pappe, Kunststoffolien oder Verbundmaterialien aus Papier und Kunst­ stoff.