-
Die
Erfindung betrifft eine Sortiervorrichtung zum Sortieren von Schüttmaterial,
insbesondere zum Aussortieren von Kartonagen aus einem Altpapiergemenge.
-
Im
Stand der Technik sind zahlreiche Sortiervorrichtungen zum Sortieren
von Schüttmaterial
bekannt. Hierzu sei beispielhaft auf die folgenden Druckschriften
verwiesen:
-
Ferner
beschreibt die europäische
Patentanmeldung
EP
1 291 092 A2 ein Verfahren und eine Maschine zum Aussondern
der Pappanteile aus einem Altpapiergemenge, wobei die aus dieser
Schrift bekannten Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1 zusammengefasst
sind. Wie diese Patentanmeldung betrifft die vorliegende Erfindung
in einer ihrer Hauptanwendungen entsprechend das Aussondern der
Pappanteile aus einem Altpapiergemenge.
-
Altpapier
bzw. Altpapiergemenge besteht in der Regel überwiegend aus hochwertigen
recycelbaren Papieren sowie einem häufig geringeren Anteil von
Kartonagen, bei welchen man wiederum zwischen Verpackungen und flachem
Karton unterscheiden kann. Um aus diesem Altpapiergemenge hochwertiges
recyceltes Papier herzustellen, werden von Seiten der Papierindustrie
immer höhere
Anforderungen an die Qualität
des Altpapiergemenges gestellt. So sind beispielsweise maximal 2,5
% Störstoffe
bzw. Kartonagen im sogenannten Deinking-Material D39 erlaubt. Dieses
Material wird für
die Erzeugung hochwertigen neuen Papiers verwendet. Somit ergibt
sich ein Bedarf für
Sortiervorrichtungen, welche den überschüssigen Anteil von Störstoffen
bzw. Kartonagen aus dem Altpapiergemenge heraussortieren.
-
In
der Papierindustrie wird zwischen den Kategorien Papier, Kartonagen
und Pappen anhand der Größe des Flächengewichts
unterschieden. Das Flächengewicht
wird in der Einheit g/m2 angegeben, d.h. in
Gramm pro Quadratmeter. Diese Angabe ist die Summe der Massen der
eingesetzten Faserstoffe, Füllstoffe,
Hilfsstoffe usw. auf einem Quadratmeter. Papier weist definitionsgemäß ein Flächengewicht von
höchstens
150 g/m2 auf und Pappe ein Flächengewicht
von mehr als 600 g/m2. Bei einem Flächengewicht
zwischen diesen beiden Grenzwerten spricht man von Karton. Das Flächengewicht
ist die einfachste und wichtigste Qualitätsangabe für das Papier. Andere Papiereigenschaften,
wie z. B. die Dicke, die Festigkeit und die Steifigkeit sind von
dem Flächengewicht
abhängig.
-
Heutzutage
werden die Qualitätsvorgaben für Altpapiergemenge
regelmäßig durch
das folgende Verfahren erreicht: In einem ersten Schritt werden große Kartonagen
oder Pappen durch eine Größen-Siebung
in Ballistik-Sichtern oder Scheibensieben abgesiebt. In einem zweiten
Schritt werden die Störstoffe
ebenfalls durch eine Größensiebung
abgesiebt. Als dritter Schritt erfolgt das Aussortieren restlicher,
verbleibender Störstoffe
und Kartonagen per Hand. Zur Automatisierung können zusätzlich zur Sortierung per Hand
Sortiersysteme eingesetzt werden, welche eine Unterscheidung nach
optischen Kriterien ermöglichen.
Diese bekannten Systeme sowie die Sortierung von Hand sind jedoch
kostenintensiv.
-
Den
bekannten optischen Lösungen
haftet ferner das Problem an, dass verschiedene Störstoffe dieselben
optischen Merkmale aufweisen, wie hochwertiges recycelbares Papier.
Beispielsweise weisen zum Recycling unerwünschte weiße Pizzakartons dieselbe Farbe
wie weißes
Büropapier
auf, welches gut recycelt werden kann. Auch gebündelte bzw. zusammengelegte Zeitungen,
gebundene Zeitschriften, Kataloge und Verpackungen sind häufig durch
optische Systeme von einzelnen bedruckten Papieren optisch nur schwer
zu unterscheiden.
-
Mechanische
Sortiervorrichtungen sind diesbezüglich als leistungsfähiger anzusehen.
Allerdings können
auch die mechanischen Eigenschaften von Störstoffen und hochwertigem recycelbarem
Papier übereinstimmen
oder sich ähneln.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sortiervorrichtung darzustellen,
welche hinsichtlich des gewünschten
Sortierergebnisses gegenüber dem
Stand der Technik verbessert ist. Insbesondere soll eine Sortiervorrichtung
zum Aussortieren von Kartonagen aus einem Altpapiergemenge angegeben
werden, welche besonders zuverlässig
Kartonagen und andere ungewollte Störstoffe aus einem zugeführten Altpapiergemenge
aussondert.
-
Die
erfindungemäße Aufgabe
wird jeweils durch eine Sortiervorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch
1 und Anspruch 10 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben
vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung.
-
Die
erfindungsgemäße Sortiervorrichtung umfasst
eine Fördereinrichtung
zum liegenden Transportieren des Schüttmaterials, insbesondere des
Altpapiergemenges. Ferner ist eine Aufnahmeeinrichtung im Bereich
eines Förderendes
der Fördereinrichtung
vorgesehen, welche eine Vielzahl von Rotationselementen umfasst.
Die Rotationselemente weisen vorstehende Stacheln auf und sind derart
gegenüber
der Fördereinrichtung
positioniert, dass die Stacheln wenigstens einen Teil des durch
die Fördereinrichtung
zu der Aufnahmeinrichtung transportierten Schüttmaterials, insbesondere des
Altpapiergemenges, durch Aufspießen aufnehmen. In einer ersten
Ausführung
werden nahezu sämtliche
Bestandteile des Altpapiergemenges, bis auf aufgrund des zu großen Eindringwiderstandes
nicht einstechbare Anteile von den Stacheln der Rotationselemente
durchstochen und insbesondere aufgenommen. Gemäß einer anderen Ausführungsform
erfolgt die Aussortierung der unerwünschten Kartonagen aus dem
Altpapiergemenge dadurch, dass nur die hinsichtlich ihrer Durchbiegung
stabileren Kartonagen aufgespießt werden,
wohingegen das biegeschlaffere Papier von den Stacheln nur mitgezogen
wird und aufgrund seiner Biegeschlaffheit einem Aufspießen und
Aufnehmen durch die Stacheln ausweicht, wie dies beispielsweise
in der
EP 1 291 092
A2 beschrieben wird.
-
Gemäß eines
ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung sind die Rotationselemente
mittels Aktuatoren einzeln oder in Gruppen, insbesondere in einzelnen
Gruppen, im Betrieb der Fördereinrichtung gegenüber der
Fördereinrichtung
abfahrbar. Dabei ist wenigstens eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, welche
die Höhe
der auf der Fördereinrichtung
liegenden Gegenstände
erfasst. Dabei werden zumindest solche Gegenstände erfasst, die einen vorgegebenen
Grenzwert mit ihrer Höhe überschreiten.
-
Gemäß des ersten
Aspekts der Erfindung ist eine Steuervorrichtung vorgesehen, welche
mit der Erfassungseinrichtung und mit den Aktuatoren verschaltet
ist. Die Steuervorrichtung ist derart eingerichtet, dass sie bei
der Erfassung einer nicht zulässigen
Höhe von
Gegenständen
auf der Fördereinrichtung,
d.h. bei einer Grenzwertüberschreitung durch
die erfasste Höhe
eines Gegenstandes, wenigstens einen Aktuator oder ausgewählte Aktuatoren
derart betätigt,
dass das Rotationselement oder die Gruppe von Rotationselementen,
welches/welche in Förderrichtung
vor den Gegenständen
mit der unzulässigen
Höhe liegt/liegen,
von der Fördereinrichtung
abgefahren wird/werden, so dass der die Grenzüberschreitung auslösende Gegenstand
bzw. die die Grenzüberschreitung
auslösenden
Gegenstände
bei aufrechterhaltenem Betrieb der Fördereinrichtung zwischen dem
oder den angehobenen bzw. abgefahrenen Rotationselementen und der
Fördereinrichtung
hindurchgeleitet wird/werden.
-
Es
ist somit nicht notwendig und wird vorteilhaft vermieden, dass die
Fördereinrichtung
und damit die Sortiervorrichtung angehalten wird, weil sich ein zu
großer
bzw. zu hoher Gegenstand auf der Fördereinrichtung befindet. Vielmehr
weichen die Rotationselemente, an welche der Gegenstand anzustoßen droht,
von der Fördereinrichtung
zurück
und geben einen Förderraum
frei, durch welchen der Gegenstand hindurchpasst.
-
Wie
dargestellt sind die Rotationselemente vorteilhaft ein einzeln oder
gruppenweise abfahrbar, d.h. ist werden bei zu hohen Gegenständen auf
der Fördereinrichtung,
die sich nicht über
die gesamte Breite der Fördereinrichtung
und damit der Aufnahmeeinrichtung erstrecken, nur über der
Breite der Aufnahmeeinrichtung ausgewählte und nicht alle Rotationselemente
abgefahren.
-
Die
erfindungsgemäße Sortiervorrichtung umfasst
zwei räumlich
voneinander getrennte Abwurfbereiche für das sortierte Schüttmaterial,
insbesondere für
das sortierte Altpapiergemenge, wobei in den einen Abwurfbereich
der Ausschuss, d.h. Störstoffe
beispielsweise Kartonagen, abgeworfen werden und in den anderen
Abwurfbereich die Fraktion abgeworfen wird, welche zur gewünschten
Weiterverarbeitung geeignet ist, d.h. insbesondere der nicht aussortierte
Anteil des Altpapiergemenges.
-
Die
Abwurfbereiche sind dabei derart im Bereich der Aufnahmeeinrichtung
und des Förderendes der
Fördereinrichtung
positioniert, dass das Schüttmaterial,
insbesondere das Altpapiergemenge, entweder in Abhängigkeit
seiner Aufnahme von den Stacheln der Rotationselemente in die beiden
Abwurfbereiche aufgeteilt wird, oder beim Aufspießen und
Aufnehmen von im wesentlichen dem gesamten Schüttmaterial bzw. dem gesamten
Altpapiergemenge durch unterschiedliches Abwerfen von den Stacheln der
Rotationselemente aufgeteilt wird. Dieses unterschiedliche Abwerfen
kann beispielsweise in Abhängigkeit
der Haftung des Schüttmaterials,
insbesondere des Altpapiers auf den Stacheln und/oder seiner Masse
und/oder seiner Reißfestigkeit
erfolgen.
-
Ferner
haben die Erfinder erkannt, dass insbesondere die folgenden Sortierkriterien
zur Aussortierung der Störstoffe,
insbesondere der Kartonagen aus dem Altpapiergemenge geeignet sind:
Als
erstes Sortierkriterium wird die Stechbarkeit (Durchdringbarkeit)
des Schüttmaterials,
insbesondere der Bestandteile des Altpapiergemenges herangezogen.
Für die
notwendige Kraft zum Durchdringen der Bestandteile kann der folgende
Zusammenhang herangezogen werden:
- – Die Kraft
zur Durchdringung eines Blattes Papier ist kleiner als die Kraft
zur Durchdringung einer Kartonage, welche wiederum kleiner als die Kraft
zur Durchdringung einer Pappe ist (hinsichtlich der Unterscheidung
zwischen den Begriffen siehe die oben stehende Definition);
- – die
Kraft zur Durchdringung eines Papierstapels ist größer als
die Kraft zur Durchdringung einer Kartonage, unter der Voraussetzung
derselben Dicke;
- – die
Kraft zur Durchdringung eines Papierstapels ist größer als
die Kraft zur Durchdringung einer Pappe, unter der Voraussetzung
derselben Dicke.
-
Dabei
kann als Papierstapel beispielsweise eine Zeitung, eine Zeitschrift,
ein Katalog oder dergleichen betrachtet werden, d.h. flächig aufeinander aufliegend
geschichtetes, in der Regel gebundenes Papier.
-
Die
Stechbarkeit bzw. Durchdringbarkeit wird einerseits durch die Festigkeit
des Materials und andererseits durch die auf das Stechwerkzeug,
d.h. den einzelnen Stachel, ausgeübte Kraft. In der Regel ist ferner
ein Hohlraum unterhalb des Materials für die Spitze eines durchdringenden
Stachels notwendig, um eine vollständige Durchdringung des zu
stechenden Materials mit dem gesamten Durchmesser des Stachels zu
ermöglichen.
-
Wie
man anhand der obigen Darstellung erkennen kann, ist die bloße Unterscheidung
von Teilen des Schüttmaterials,
insbesondere des Altpapiergemenges, ausschließlich anhand ihrer Stechbarkeit bzw.
-
Durchdringbarkeit
nicht immer aussagekräftig.
Vorteilhaft wird daher als zusätzliches
unterscheidendes Merkmal die Reißfestigkeit des Materials herangezogen,
wobei gilt, dass die Reißfestigkeit
von Papier kleiner als die Reißfestigkeit
von Kartonagen ist, wobei die letztere wiederum kleiner als die
Reißfestigkeit
von Pappe ist. Als zusätzliches
unterscheidendes Merkmal kann das Gewicht des entsprechenden Materialteils
dienen.
-
Die
Aussortierung gemäß der vorliegenden Erfindung
erfolgt vorteilhaft anhand eines oder mehrerer dieser genannten
Sortierkriterien.
-
Gemäß eines
zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ist eine der beiden Abwurfbereiche während des
Betriebs der Fördereinrichtung
spontan gegen das Einfallen von Schüttmaterial verriegelbar. Beispielsweise
kann anhand einer erfassten Eigenschaft des sich den beiden Abwurfbereichen
nähernden
Schüttmaterials,
insbesondere des Altpapiergemenges, beispielsweise mittels einer
Erfassungseinrichtung und zugeordneter Steuervorrichtung entschieden
werden, dass dieser sich nähernde
Anteil nicht in einen der beiden Abwurfbereiche einfallen soll,
obwohl er durch die Aufnahmeeinrichtung und/oder Fördereinrichtung
ohne Verriegelung des entsprechenden Abwurfbereichs in diesen Abwurfbereich
transportiert würde.
Hier kann durch Aktivieren einer Verriegelungsvorrichtung, welche
beispielsweise oberhalb des entsprechenden Abwurfbereichs und/oder
in Förderrichtung
vor dem Abwurfbereich positioniert sein kann, der entsprechende
Abwurfbereich verriegelt und vor dem Eindringen des unerwünschten
Materialanteils geschützt
werden.
-
Beide
Aspekte der vorliegenden Erfindung können in einer einzigen Sortiervorrichtung
bzw. in einem Sortierverfahren, welches die dargestellten von der
erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung
durchgeführten
Sortier- und Transportschritte ausführt, kombiniert werden oder
sie können
einzeln ausgeführt werden.
So ist es beispielsweise möglich,
dass immer dann, wenn bestimmte Rotationselemente von der Transporteinrichtung
abfahren, um einen Gegenstand mit einer übermäßigen Höhe durchzulassen, zumindest
in dem Breitenbereich (in Transportrichtung gesehen) hinter Rotationselement
der Abwurfbereich, in welchen der Gegenstand mit übermäßiger Höhe hineintransportiert
würde,
verriegelt wird, so dass der Gegenstand beispielsweise über diesen
Abwurfbereich hinweg in den zweiten Abwurfbereich, welcher den Ausschuss
aufnimmt, transportiert wird.
-
Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und den zugehörigen Figuren erläutert werden.
Es zeigen:
-
1 eine
seitliche Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgeführte Sortiervorrichtung;
-
2 den
Bereich der Aufnahmeeinrichtung der Sortiervorrichtung aus der 1;
-
3–6 Einzelheiten
einer Aufnahmeeinrichtung mit zwei von einem Motor angetriebene, in
einem Drehhebel gelagerte, kreisförmige Scheiben, die auf ihrem
Umfang Stacheln tragen;
-
7 eine
Draufsicht schräg
von oben auf die Aufnahmeeinrichtung der 3 bis 6;
-
8–10 Einzelheiten
eines Gegenhalters in drei Ansichten;
-
11 eine
Draufsicht schräg
von oben auf den Gegenhalter der 8 bis 10;
-
12 den
Gegenhalter mit einer daran angeschlossenen, im aktiven Zustand
ausgefahrenen Verriegelungsvorrichtung für den ersten Abwurfbereich
in einer seitlichen Ansicht schräg
von oben;
-
13 den
Gegenhalter aus der 12 in einer Ansicht schräg von vorne;
-
14 eine
seitliche Ansicht des Gegenalters und der Aufnahmeeinrichtung;
-
15 eine
Draufsicht schräg
von oben auf den Aufnahmebereich der Fördereinrichtung;
-
16 eine
seitliche Draufsicht schräg
von oben auf die Sortiervorrichtung;
-
17 eine
weitere seitliche Ansicht des Bereichs der Aufnahmeeinrichtung;
-
18–20 mögliche Ausführungsformen
für die
Stacheln der Aufnahmeeinrichtung.
-
Anhand
der Figuren wird nun ein Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung,
welche beide Aspekte der vorliegenden Erfindung beinhaltet bzw.
ein entsprechendes Sortierverfahren beschrieben.
-
Das
Schüttmaterial,
insbesondere das Altpapiergemenge wird mittels einer oder mehrerer
Fördereinheiten,
z. B. Förderbänder (nicht
gezeigt), schichtweise auf die Fördereinrichtung 1 in
deren Aufnahmebereich, welche in der 1 ganz rechts dargestellt
ist, geworfen. Die Fördereinrichtung 1 ist in
Form eines sogenannten Beschleunigungsbandes ausgebildet, welches
das aufgeworfene Material in Richtung der Aufnahmeeinrichtung 2,
d.h. in der Darstellung in der 1 nach links,
transportiert.
-
Durch
die Beschleunigung erfolgt eine sogenannte Vereinzelung der Teile
bzw. Gegenstände
des zu sortierenden Materials, so dass diese weitgehend nebeneinander
zu liegen kommen und somit eine Monoschicht ausbilden, d.h. eine
Schicht, die hinsichtlich ihrer Dicke und substantiellen Verteilung
auf dem Band möglichst
gleichmäßig ausgebildet
ist.
-
Durch
das Transport- bzw. Beschleunigungsband der Fördereinrichtung 1 wird
das Schüttmaterial,
insbesondere das Altpapiergemenge, unter die Aufnahmeeinrichtung 2 transportiert,
welche sich in Querrichtung und senkrecht zur Förderrichtung der Fördereinrichtung 1 und über die
gesamte Breite des Bandes erstreckt. Dabei wird das Schüttmaterial durch
das Förderband
in einen Einzugsbereich der Aufnahmeeinrichtung 2 geworfen,
welcher sich in Förderrichtung
hinter dem Förderband
und vor der senkrechten Ebene des gemeinsamen Drehpunktes der mit
Stacheln 6 besetzten Kreisscheiben, welche die Aufnahmeeinrichtung 2 ausbilden,
auf einem im wesentlichen plattenförmigen Gegenhalter 12 erstreckt.
-
Der
Gegenhalter 12 weist eine ebene obere Oberfläche auf,
welche vorzugsweise mit der Transportebene der Fördereinrichtung 1 fluchtet,
und in welcher pro Kreisscheibe ein Schlitzen 11 ausgebildet
ist, der insbesondere über
seinem gesamten Umfang geschlossen ist und von unten derart abgedeckt ist,
dass er eine Tasche ausbildet, welche mit dem Flugkreis des äußeren Endes
der Stacheln 6 unter belassen eines gleichförmigen Radialspaltes übereinstimmt,
siehe insbesondere die 8 und 12.
-
Wie
dargestellt, weist die Aufnahmeeinrichtung 2 eine Vielzahl
von Rotationselementen 7 in Form von kreisförmigen Scheiben
auf, die auf ihrem äußeren Umfang
mit Stacheln 6 besetzt sind, welche in Radialrichtung von
den Scheiben hervorstehen. Die Rotationselemente 7 werden
durch Motoren 15 angetrieben, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
(siehe insbesondere die 3 bis 7) genau
zwei Kreisscheiben mittels eines einzigen Drehhebels 9 schwenkbar über einer
Drehachse 23 gelagert sind und von einem einzigen Motor 15 angetrieben
werden. Der Drehhebel 9 weist an seinem vorderen Ende (in
Förderrichtung
gesehen das hintere Ende), d.h. an dem Ende, welches entgegengesetzt
zu dem Ende mit der Drehachse 23 angeordnet ist, eine röhrenförmige Struktur 14 auf,
welche einen integrierten Träger
für den
Motor 15 umfasst und die Welle 16 der mit Stacheln 6 besetzten
Scheiben weitgehend oder vollständig
umschließt.
Die röhrenförmige Struktur 14 ist
an ihren beiden Enden mit einem scheibenförmigen Ring 17 versehen,
welcher durch die scheibenförmigen
Rotationselemente 7 umschlossen wird. Die scheibenförmigen Rotationselemente 7 sind
im Bereich ihres Drehzentrums mit der Welle 16, die von
dem Motor 15 angetrieben wird, verbunden, so dass eine
Labyrinth-Dichtung erzeugt wird, welche ein Aufwickeln von bandförmigen Material,
insbesondere von Schnüren
in dem Altpapiergemenge, verhindert.
-
Die
röhrenförmige Struktur 14 trägt einen
Abstreifer 3, welcher die Rotationselemente 7 derart umgreift,
dass das auf den Stacheln 6 aufgenommene Material abgestreift
wird. Die Führungsfläche des Abstreifers 3,
entlang welcher das von den Rotationselementen 7 abgestreifte
Material geführt
wird, d.h. vorliegend die nach unten gerichtete Oberfläche des Abstreifers 3,
ist in einem in Förderrichtung
gesehen ansteigenden Winkel gegenüber der Horizontalen ausgerichtet
(zumindest wenn sich das entsprechende Rotationselement 7 in
seiner nicht abgefahrenen Betriebsposition nahe der Fördereinrichtung 1 bzw. mit
seinen Stacheln 6 eingreifend in die Schlitze 11 des
Gegenhalters 12 befindet), so dass das abgestreifte Material
in einer ballistischen Parabel in den zweiten Abwurfbereich 4,
welcher weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird, geworfen
wird, eine ausreichende Masse und damit Trägheit des aufgenommenen Materials
vorausgesetzt, wohingegen nicht aufgenommenes Material bzw. Material
mit einer geringen Masse, wie einzelne Blätter, im wesentlichen senkrecht
nach unten in den in Förderrichtung vor
dem zweiten Abwurfbereich 4 angeordneten ersten Abwurfbereich 5 fallen,
gegebenenfalls nachdem sie an der Prallwand 13, welche
die beiden Abwurfbereiche 4 und 5 voneinander
trennt, abgeprallt sind.
-
Selbstverständlich ist
es alternativ zu dem gezeigten Ausführungsbeispiel möglich, den
Gegenhalter als Teil der Fördereinrichtung 1 auszubilden, beispielsweise durch
Vorsehen entsprechender Schlitze oder allgemein Hohlräume in der
Fördereinrichtung.
-
Die
Drehhebel 9, welche die Rotationselemente 7 tragen,
sind drehbar über
ihrer Drehachse 23 in einem Rahmen 19 gelagert,
welcher der gesamten Sortiereinrichtung ihre strukturelle Stabilität verleiht.
Die Rotationselemente 7 sind somit mittels der Drehhebel 9 von
der Fördereinrichtung 1 bzw. dem
Gegenhalter 12 abfahrbar, wobei dieses Abfahren durch Aktuatoren 8 bewirkt
wird, welche vorliegend in Form von Hydraulik- oder Pneumatikzylindern
ausgebildet sind. Die Aktuatoren 8 sind dabei mit einem
axialen Ende an dem Rahmen 19 und mit dem anderen entgegengesetzten
axialen Ende auf der Oberseite der Drehhebel 9 angeschlossen
und umfassen einen Zylinder und einen Kolben, wobei der letztere
in den Zylinder einfahrbar und aus diesem ausfahrbar ist.
-
Das
Ausfahren des Kolbens aus dem Zylinder bzw. das Druckbeaufschlagen
des Kolbens durch Befüllen
des Zylinderinnenraumes bewirkt, dass die Drehhebel 9 und
damit die Rotationselemente 7 nach unten gedrückt werden,
wohingegen das Einfahren oder Einfahrenlassen der Kolben in die
Zylinder das Abfahren der Rotationselemente 7 von der Fördereinrichtung 1 bzw.
dem Gegenhalter 12 bewirkt und somit unterhalb des Rotationselementes 7 Platz
für den
Durchtritt eines Gegenstandes, welcher eine vorgegebene Höhe überschreitet
und anderenfalls in der Sortiervorrichtung verklemmen könnte, freigibt.
Es ist somit möglich
und wird gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorteilhaft vorgesehen, dass die Transporteinrichtung 1 und
insbesondere die gesamte Sortiervorrichtung auch dann im Betrieb
bleibt, wenn ein Gegenstand auf die Sortiereinrichtung 1 gelangt,
der eine vorgegebene Höhe überschreitet
und ohne das Abfahren von entsprechenden Rotationselementen 7 in
der Sortiervorrichtung steckenbleiben könnte.
-
Mittels
der Aktuatoren 8 ist es ferner möglich, den Anpressdruck der
Rotationselemente 7 auf das von ihnen erfasste Material
einzustellen, wobei der Anpressdruck insbesondere während des
Betriebs der Sortiervorrichtung gezielt variiert werden kann, beispielsweise
in Abhängigkeit
von erfassten Eigenschaften des momentan auf der Fördereinrichtung 1 transportierten
Schüttmaterials.
Das Einstellen des Anpressdruckes kann in Abhängigkeit von durch Sensoren
erfassten Eigenschaften des in Richtung der Rotationselemente 7 transportierten
Materials erfolgen, um beispielsweise bei Erkennen eines gebundenen
Buches oder Kataloges den Anpressdruck zu erhöhen, sodass die Stacheln 6 in
der Lage sind, den Widerstand des Buches gegen ein Eindringen der Stacheln 6 zu überwinden
und das Buch aufzuspießen.
Sobald ein solches Buch die Rotationselemente 7 passiert
hat und anschließend
nur Gegenstände mit
einem geringeren Eindringwiderstand auf der Fördereinrichtung 1 liegen,
kann der Anpressdruck wieder vermindert werden, um einen möglichst
verschleißarmen
Betrieb der Sortiervorrichtung zu ermöglichen.
-
Die
Einstellung des Anpressdruckes sowie die Betätigung des Abfahrens der Rotationselemente 7 kann
vorteilhaft für
jeden einzelnen Drehhebel 9 einzeln gesteuert werden, in
Abhängigkeit
des auf die jeweiligen Rotationselemente 7, die in dem
jeweiligen Drehhebel 9 gelagert sind, zukommenden Schüttmaterials.
Das bedeutet, nur der Anpressdruck solcher Rotationselemente 7,
welche auch tatsächlich
aufgrund ihrer Position relativ zu der Fördereinrichtung 1 und
des darauf befindlichen Materials in der Lage sind, einen bestimmten
Gegenstand mit erhöhtem
Eindringwiderstand zu erfassen, wird erhöht. Entsprechend werden auch
nur die Rotationselemente 7, welche auf einem Drehhebel 9 gelagert sind,
abgefahren, an welchen ein Gegenstand im Schüttmaterial droht hängen zu
bleiben.
-
Die
Steuerung des Abfahrens bzw. des Anpressdruckes von Rotationselementen 7 kann
auch gruppenweise erfolgen, nämlich
vorteilhaft dann, wenn sich ein entsprechender Gegenstand über die Breite
von Rotationselementen 7 mehrerer Drehhebel 9 erstreckt.
-
In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
weisen die Drehhebel 9 auf ihrer Unterseite, welche dem Transportband
bzw. allgemein der Transporteinrichtung 1, welche alternativ
oder ergänzend
auch in Form von beispielsweise Transportwalzen ausgeführt sein
könnte,
jeweils eine Erfassungseinrichtung 10 auf, die vorliegend
in Form eines Tasters ausgeführt
ist. Beim Anstoßen
eines Gegenstandes an der Erfassungseinrichtung 10, welche
mit der Steuervorrichtung 18 verschaltet ist, betätigt die
Steuervorrichtung 18 zumindest mittelbar, den oder die
entsprechenden Aktuatoren 8, um ein Abfahren der entsprechenden
Rotationselemente 7 zu bewirken.
-
Wie
man sieht, sind die Drehhebel 9 und somit auch die entlang
der Unterseite verlaufenden Taster der Erfassungseinrichtung 10 in
einem spitzen Winkel zu der Transportoberfläche der Transporteinrichtung 1 angeordnet.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
wird jegliches Schüttmaterial,
welches stechbar bzw. durch die Stacheln 6 durchdringbar
ist, durch die Stacheln 6 durchstochen, welche in die taschenförmigen Schlitze 11 des
Gegenhalters 12 eintauchen, um eine Durchdringung des zu
stechenden Gegenstandes mit dem gesamten Durchmesser des Stachels 6 zu ermöglichen.
Die Umfangsgeschwindigkeit der mit den Stacheln 6 besetzten
Scheiben, welche gemäß einer
Ausführungsform
ebenfalls teilweise in die Schlitze 11 eintauchen, liegt
vorteilhaft bei dem 1,2- bis 2-fachen der Oberflächengeschwindigkeit der Fördereinrichtung 1,
so dass das von den Rotationselementen 7 erfasste Schüttmaterial
gegenüber
seiner Transportgeschwindigkeit auf der Transporteinrichtung 1 beschleunigt
wird.
-
Das
Material wird durch die Drehbewegung der Rotationselemente 7,
d.h. vorliegend der Scheiben, gleitend auf der Oberfläche des
Gegenhalters 12 zwischen der Aufnahmeeinrichtung 2 und
dem Gegenhalter 12 durchgezogen. Bei genügend großer Reißfestigkeit
des Materials sowie ausreichender Haftreibung zwischen dem Material
und dem Stachel 6 haftet das Material am Stachel 6 und
wird zum Abstreifer 3 transportiert und von diesem dort
vom Stachel 6 abgestreift. Wie bereits beschrieben, wird
das Material aufgrund seiner Geschwindigkeit sowie der Anordnung
des Abstreifers 3 mit seiner Führungsoberfläche in einer
Parabel über
die Prallwand 13 hinweg in den zweiten Abwurfbereich 4 geschleudert,
in welchem beispielsweise, wie dargestellt, ein Austragsförderer für Ausschuss,
d.h. die unerwünschten Störstoffe,
angeordnet sein kann.
-
Leichtere
Teile, wie einzelne Blätter
Papier lassen sich aufgrund ihres Luftwiderstandes von der Aufnahmeeinrichtung 2 nicht
bis in den Abwurfbereich 4 transportieren und gelangen
somit in den in Förderrichtung
vor dem zweiten Abwurfbereich 4 angeordneten ersten Abwurfbereich 5.
-
Ist
die Reißfestigkeit
eines Objektes im Material kleiner als die Reibkraft, die zwischen
dem Objekt und dem Gegenhalter 12 wirkt, so wird das Objekt durch
die Stacheln 6 ganz oder teilweise ein- bzw. angerissen.
Hierdurch ist eine Anschmiegung des Lochrandes gegen die Oberfläche des
Stachels 6 so unvollständig,
dass die Haftreibung zwischen dem Stachel 6 und dem Objekt
verloren geht oder zumindest stark gemindert wird. Ein Transport
des Objekts bis zum Abstreifer 3 ist nicht mehr möglich. Das
Material bzw. das entsprechende Objekt wird aufgrund der Beschleunigung
durch das Rotationselement 7 an die Prallwand 13 geschleudert
und fällt
in den zweiten Abwurfbereich 5, der vorliegend in Form
eines Schachtes ausgebildet ist, selbstverständlich jedoch auch beispielsweise
mit einem Austragsförderer
versehen werden kann.
-
Auch
Objekte im Schüttmaterial,
welche nicht stechbar sind, werden zwischen den Rotationselementen 7 bzw.
den darauf angeordneten Stacheln 6 und dem Gegenhalter 12 hindurch
transportiert und aufgrund ihrer Beschleunigung an die Prallwand 13 geschleudert,
von welcher sie in den ersten Abwurfbereich 5 fallen.
-
Die
Sortierqualität
kann durch die folgenden Faktoren beeinflusst werden:
- – den
Anpressdruck der Rotationselemente 7 auf den Gegenhalter 12,
welcher durch die Gewichtskraft der Aufnahmeinrichtung 2 sowie
den jeweiligen Aktuator 8 erzeugt wird;
- – den
Geschwindigkeitsunterschied der Rotationselemente 7 und
der Zuführgeschwindigkeit durch
die Fördereinheit 1;
- – die
Form der Stacheln 6, siehe insbesondere die 18 bis 20.
-
Die
Sortiervorrichtung kann vorteilhaft neben der Sortierung des Schüttmaterials
aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften durch das Zusammenspiel
der Rotationselemente 7 und dem Gegenhalter 12 eine
Sortierung durch Verriegeln von wenigstens einem der beiden Abwurfbereiche 4, 5 umfassen.
Unter Verriegeln ist dabei jegliche Maßnahme zu verstehen, welche
vermeidet, dass vorbestimmtes Schüttmaterial in den entsprechenden
Abwurfbereich, in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den ersten Abwurfbereich 5 gelangt.
Hierzu ist es nicht unbedingt notwendig, die gesamte Eintrittsfläche des
Abwurfsbereiches 5 mechanisch zu sperren, sondern es kann
beispielsweise eine Verriegelungsvorrichtung vorgesehen werden,
welche derart in den Transportweg des Schüttmaterials einbringbar ist,
dass sie eine Umleitung des Schüttmaterials über den
Abwurfbereich 5 hinweg oder an diesem vorbei bewirkt.
-
Bei
der in den Figuren gezeigten Ausführungsform umfasst die Verriegelungsvorrichtung
eine Vielzahl von drehbar gelagerten Fingern, welche über Aktuatorelemente 21,
beispielsweise Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, ausrückbar sind,
um sie von einem sogenannten passiven in einen sogenannten aktiven
Zustand zu verbringen. Die Aktuatorelemente 21 sind mit
den drehbar gelagerten Fingern 22 zu einer Einheit zusammengefasst,
welche am Gegenhalter 12 montiert ist. Wie man insbesondere
in den 12 bis 14 erkennen
kann, verlängern
die Finger 22 in ihrem aktiven, d.h. ausgeschwenkten bzw.
ausgefahrenen Zustand, die Oberfläche bzw. die Gleitfläche des
Gegenhalters 12 in Transportrichtung, und zwar mit einem
Winkel schräg nach
oben über
die Horizontale hinaus.
-
Es
ist eine Erfassungseinrichtung vorgesehen, welche entweder mechanische
und/oder optische Eigenschaften des Schüttmaterials erfasst. Diese
Erfassungsvorrichtung kann beispielsweise die Erfassungsvorrichtung 10,
die auch zum Abfahren der Rotationselemente 7 herangezogen
wird, sein, so dass der Abwurfbereich 5 immer dann zumindest in
seiner Breite teilweise verriegelt wird, wenn ein oder mehrere Rotationselemente
abgefahren werden, um zu vermeiden, dass das Objekt mit einer unerwünschten
Höhe in
den ersten Abwurfbereich 5 gelangt. Alternativ oder zusätzlich kann
jedoch die in den 15 bis 17 dargestellte
Sensoreinheit 24 mit den Sensoren 20, welche oberhalb
der Fördereinrichtung 1 angeordnet
ist, um optische Eigenschaften des auf der Fördereinrichtung 1 transportierten Schüttmaterials
zu erfassen, vorgesehen sein, und/oder ein Kamerasystem vorgesehen
sein, welche/welches mit der Steuerung 18 verschaltet ist.
Die Steuerung 18 betätigt
die Aktuatorelemente 21 in Abhängigkeit der von den Sensoren
erfassten Merkmalen. Somit können
als Sortierkriterium beispielsweise die Farbe, die Form, die Größe, die
Oberflächenstruktur
und/oder die Oberflächenbeschaffenheit
des Schüttmaterials
verwertet werden.
-
Wenn
ein bestimmtes Merkmal des Schüttmaterials
durch die Sensoren 20 der Sensoreinheit 24 erkannt
(oder nicht erkannt, je nach Modus der Sortierung) wird, betätigt die
Steuerung 18 zumindest mittelbar eines oder mehrere der
Aktuatorelemente 21, welche den oder die Finger 22 aus
dem passiven Zustand in den aktiven Zustand verschwenken. Das auf
die ausgeschwenkten Finger transportierte Objekt wird durch die
Rotationselemente 7 mit den Stacheln 6 an die
Finger 22 angepresst. Durch die Haftreibung zwischen den
Stacheln 6 und/oder dem Rotationselement 7 und
dem Objekt wird es auf die Umfangsgeschwindigkeit der Rotationselemente 7 beschleunigt
und bis zum Ende der Finger 22 transportiert. Da die Finger 22,
wie in den Figuren gezeigt, in ihrem aktiven Zustand mit ihrer Oberfläche ansteigend
angeordnet sind, wird das Objekt aufgrund seiner Geschwindigkeit
sowie der Positionierung des Abstreifers 3 in einer ballistischen
Parabel auf den Auftragsförderer
in den zweiten Abwurfbereich 4 geworfen. Nach Beendigung
dieses Vorganges werden die Finger 22 wieder in den passiven
Zustand gebracht, d.h. unter den Gegenhalter 12 eingezogen.
-
Bei
einem Objekt in dem Schüttmaterial,
welches nicht durch eine durch die Sensoreinheit 24 zu bestimmenden
Eigenschaft gekennzeichnet ist, verbleiben die Finger 22 in
Ruhestellung. Das Objekt wird zwischen den Rotationselementen 7 und
dem Gegenhalter 12 hindurchtransportiert und prallt, sofern
keine mechanische Sortierung gemäß des ersten
Aspekts der vorliegenden Erfindung durch die Rotationselemente 7 im
Zusammenspiel mit dem Gegenhalter 12 vorgenommen wird,
an der Prallwand 13 ab und gelangt in den Abwurfschacht
des ersten Abwurfbereiches 5. Selbstverständlich ist
es möglich, die
mechanische Sortierung gemäß des ersten
Aspekts der vorliegenden Erfindung zusätzlich vorzunehmen.
-
Um
eine Schwerteiltrennung vorzusehen, können in dem Aufnahmebereich
der Fördereinrichtung 1 (ganz
rechts in der 1 bzw. der vordere Teil der
Fördereinrichtung 1 in
der 15) ein oder mehrere Beschleunigungssensoren (nicht
dargestellt) vorgesehen sein, welche insbesondere unterhalb des
Aufnahmebereichs der Fördereinrichtung 1 angeordnet
sind und den Aufprallimpuls von auf die Fördereinrichtung 1 aufprallendem
Schüttmaterial
ermitteln.
-
Insofern
der Aufprallimpuls einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet erkennt die Steuervorrichtung 18,
welche mit den Beschleunigungssensoren verschaltet ist, dass momentan
Schüttmaterial mit
Objekten, die ein unerwünscht
hohes Gewicht aufweisen, auf den Aufnahmebereich 1 geschüttet worden
ist. Die Steuervorrichtung 18 kehrt die Förderrichtung
der Fördereinrichtung
um, d.h. bei der Darstellung in der 15 läuft das
Förderband
der Fördereinrichtung 1 nun
nach vorne im wesentlichen aus der Zeichenebene heraus.
-
Die
Objekte mit dem unerwünscht
hohen Gewicht werden dadurch weg von der Aufnahmeeinrichtung 2 transportiert
und von der Fördereinrichtung 1 herunterbefördert, beispielsweise
indem sie an dem Ende der Fördereinrichtung 1,
welches dem Ende mit der Aufnahmeinrichtung 2 entgegengesetzt
ist, herunterfallen. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne wird die
Drehrichtung der Fördereinrichtung 1 wieder umgekehrt,
so dass der „normale" Transport von auf den
Aufnahmebereich 1 auftreffendem Schüttmaterial in Richtung der
Aufnahmeeinrichtung 2 fortgesetzt wird.
-
Somit
ist es möglich,
Schwerteile aus dem Schüttmaterial
herauszusortieren, was vom Fachmann als Schwerteiltrennung bezeichnet
wird.