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Die
Erfindung betrifft allgemein die Sortierung von Wertstoffen und
bezieht sich gemäß Anspruch
1 auf eine Sortiervorrichtung und gemäß Anspruch 9 auf eine Sortieranlage,
die insbesondere zur Trennung von Altpapier geeignet sind.
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Weltweit
wird Altpapier als Rohstoff zur Herstellung von neuem Papier eingesetzt.
Aufgrund der hohen Nachfrage nach Altpapier sind in vielen Ländern Altpapiererfassungssysteme
installiert worden. So existiert auch in Deutschland seit 1990 mit
Einführung
des Dualen Systems eine flächendeckende
Erfassung aller in Haushalt und Gewerbe anfallenden Papiersorten.
Derzeit werden in Deutschland etwa 65 kg Altpapier pro Einwohner
und Jahr erfasst und der Wiederverwertung zugeführt. Da dabei die unterschiedlichsten
Papiersorten anfallen, hängt
der Erfolg der Wiederverwertung in hohem Maße davon ab, in wie weit die
Wiederverwertungsbetriebe dazu in der Lage sind, das Altpapier der
Altpapier verarbeitenden Industrie nach Papierqualitäten sortiert
zur Verfügung
zu stellen.
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Als
Verständigungsgrundlage
zwischen der Altpapier verarbeitenden Papierindustrie und den Anbietern
von Altpapier wurde in Deutschland ein sogenanntes Altpapierverzeichnis
aufgestellt, das die Zusammensetzung und Qualität der in Deutschland gehandelten
Altpapierstandardsorten beschreibt. Das Altpapier wird dabei mittels
Buchstabenkennzeichnung in Sorten unterer, mittlerer und besserer
Qualität
und mittels Zifferkennzeichnung wertfrei in Einzelsorten klassifiziert.
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Haushaltsnah
gesammeltes Altpapiermaterial setzt sich typischerweise zu 20–30% aus
der Altpapiersorte B12 (Mischaltpapier), zu 20–30% aus der Altpapiersorte
B19 (Kaufhausaltpapier), zu 40–60% aus
der Altpapiersorte D39 (Deinkingware) sowie zu 2–3% aus Störstoffen zusammen. Die Sorte
B12 ist eine Mischung verschiedener Papier- und Pappequalitäten, die
weniger als 40% Zeitungen und Illustrierte und nicht mehr als insgesamt
1% papierfremde Bestandteile und unerwünschte Papiere und Pappen enthält. Die
Sorte B19 enthält
gebrauchte Karton- und Papierverpackungen mit mindestens 70% Wellpappe,
Rest Vollpappe und Packpapiere, sowie papierfremde Bestandteile
und unerwünschte
Papiere und Pappen von insgesamt nicht mehr als 1%. Die Sorte D39
steht schließlich
für sortiertes
grafisches Papier aus haushaltsnaher Erfassung mit einem Zeitungs-
und Illustriertenanteil von jeweils mindestens 40% sowie papierfremden
Bestandteilen und für
das Deinking ungeeigneten Papieren und Pappen von insgesamt bis
zu 1%.
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5 zeigt das Fließschema
einer Papiersortieranlage nach derzeitigem Stand der Technik, in dem
die bei der Sortierung von aus Haushaltssammlungen stammenden Altpapier
anfallenden Materialströme
dargestellt sind. Das Altpapier wird in diesem Beispiel auf ein
Unterflurband aufgegeben und dann einem Sternsieb zugeführt. Im
Sternsieb wird der Altpapierstrom auf mechanischem Weg in drei Fraktionen,
eine kleine, eine mittlere und eine große Fraktion, aufgeteilt.
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Die
durch das Sternsieb ausgeworfene kleine Fraktion umfasst im Durchschnitt
etwa 15% bis 20% der Gesamtpapiermenge und besteht aus Materialien
mit einer Größe von kleiner
als DIN A4 oder DIN A5, die eine eher niedrige Qualität besitzen
und nur schwer per Hand aussortierbar sind. Bei Störstoffen,
die der kleinen Fraktion beigemischt sein können, kann unter Umständen eine
manuelle Nachsortierung erforderlich sein. Die kleine Fraktion ist
ansonsten vollständig
der Altpapierklasse B12 (= Mischaltpapier) zuzuordnen.
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Die
durch das Sternsieb ausgeworfene große Fraktion umfasst im Durchschnitt
etwa 10% bis 20% der Gesamtpapiermenge und besteht vorwiegend aus
Pappen und Kartonagen, Papiersäcken, sowie
Zeitungen und Illustrierten mit einer Größe von mehr als DIN A3 oder
DIN A2. Bei dieser Fraktion fällt zu
einem überwiegenden
Teil von etwa 80% Altpapier der Klasse B19 (= Kaufhausaltpapier)
an. Um den etwa 20% großen
Anteil der anderen Altpapierklassen und der Störstoffe von der Klasse B19
zu trennen, ist eine manuelle Nachsortierung erforderlich.
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Auf
die von dem Sternsieb ausgeworfene mittlere Fraktion mit Papiergrößen zwischen
etwa DIN A4 und DIN A2 entfällt
mit etwa 60% bis 70% der Gesamtmenge der größte Altpapieranteil. In der
mittleren Fraktion befinden sich neben Zeitungen und Illustrierten
auch Pappen und Kartonagen, durchgefärbte Papiere, Bücher und
Verbundverpackungen für
Lebensmittel. Neben gewissen Mengen der oben genannten Altpapierklassen
B12 und B19 enthält
die mittlere Fraktion mit einem Anteil von etwa 80% vor allem Altpapier
der Klasse D39 (= Deinkingware). Während der Aufwand der manuellen
Nachsortierung bei der kleinen und großen Fraktion verhältnismäßig gering
ist, muss bei der mittleren Fraktion ein erheblicher manueller Nachsortieraufwand
betrieben werden, um das Altpapier der Klasse D39 von den anderen
Bestandteilen zu trennen.
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Seit
Jahren wird daher versucht, den manuellen Nachsortieraufwand bei
der mittleren Altpapierfraktion zu reduzieren. So ist eine Papiersortieranlage
bekannt, bei der das Altpapier mit Unterdruck auf einem Band fixiert
und mittels Farbsensoren einer optischen Erkennung unterzogen wird,
um die Altpapieranteile brauner und grauer Farbe, die im Allgemeinen
Pappen entsprechen, durch mit Saugnäpfen versehene Roboterarme
auszutragen.
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Darüber hinaus
ist eine Anlage zur automatischen Sortierung der mittleren Altpapierfraktion
bekannt, bei der das Altpapier mittels Farb- und Glanzsensoren einer
Erkennung unterzogen wird und auszutragende Anteile mit Hilfe von
Luftdüsenreihen
entfernt werden. Diese Anlage zeichnet sich durch einen hohen Durchsatz
aus. Jedoch können
bei der optischen Erkennung unterschiedliche Papiersorten gleicher
Farbe nicht voneinander unterschieden werden, so dass die Anlage
maximal 30% der auszusortierenden Materialien ausschleust und dass
daher nach wie vor mit verhältnismäßig hohem
Aufwand eine manuelle Nachsortierung betrieben werden muss.
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Aus
anderen Bereichen der Wertstoffsortierung sind außerdem Verfahren
bekannt, bei denen das zu sortierende Material mit einem Unterdruck
beaufschlagt wird, um die Bewegungsrichtung der leichteren, flexibleren
oder flächigeren
Materialien zu beeinflussen.
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So
schlägt
die
DE 44 15 069 A1 eine
Vorrichtung zur Trennung von Gegenständen vor, bei der das zu sortierende
Material auf eine sich drehende luftdurchlässige Trommel geleitet wird.
Im oberen Teil des Trommelinneren befindet sich eine Ansaugkammer,
in der ein Unterdruck herrscht, durch den leichtere, flächigere
Gegenstände
an der Trommeloberfläche
haften bleiben und mit der Trommel mitgeführt werden. Die mitgeführten Gegenstände lösen sich bei
Erreichen einer von der Ansaugkammer getrennten Ausblaskammer, in
der ein Überdruck
herrscht. Die schwereren, weniger flächigen Gegenstände haften
nicht an der Trommeloberfläche
an und gleiten entgegen der Drehrichtung an der Trommel herunter.
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Des
Weiteren ist aus der
DE
299 12 585 U1 eine Sortier anlage für Schnitttabak bekannt, bei
der der Schnitttabak auf einem luftdurchlässigen Endlosband befördert wird,
das an seinem in Transportrichtung fernen Ende von einer luftdurchlässigen Trommel
umgelenkt wird, die einen ähnlichen
Kammeraufbau wie die in der
DE
44 15 069 A1 beschriebene Trommel aufweist. Die leichteren
Tabakblätter
folgen durch den Unterdruck in der Ansaugkammer der Richtungsänderung
des Endlosbands und werden spätestens
bei Erreichen des Überdruckbereichs
abgeworfen, während
die größeren holzartigen
Tabakstücke
eher von dem Endlosband abgeworfen werden und eine längere Fallkurve
beschreiben.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sortiervorrichtung und
eine Sortieranlage zur Verfügung
zu stellen, die insbesondere bei der Nachsortierung der mittleren
Fraktion von haushaltsnah erfasstem Altpapier bessere Ergebnisse
liefern.
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Die
obige Aufgabe wird durch eine Sortiervorrichtung nach Anspruch 1
und eine Sortieranlage nach Anspruch 9 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte
Weiterbildungen angeben.
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Bei
der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung
wird das zu sortierende Material auf der Oberseite eines luftdurchlässigen Endlosbandes
transportiert, das an seinem in Bewegungsrichtung fernen Ende über eine
Umlenkung eine Richtungsänderung erfährt, die
dazu geeignet ist, das Material von der Transportfläche abzuwerfen.
In dem vom Endlosband gebildeten Innenraum befindet sich eine Ansaugkammer,
die mit Unterdruck beaufschlagt wird, um im Bereich der Umlenkung
durch das Endlosband hindurch Luft anzusaugen, wodurch das Material
der Richtungsänderung
des Endlosbandes mehr oder weniger stark folgt. Die Sortiervorrichtung
zeichnet sich dadurch aus, dass die Umlenkung über eine luftdurchlässige Rolle
erfolgt, die sich zumindest teilweise in der Ansaugkammer befindet
oder an sie angrenzt, so dass die Luft durch das Endlosband hindurch
in die luftdurchlässige
Rolle und aus der luftdurchlässigen
Rolle heraus in die Ansaugkammer angesaugt wird.
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Die
luftdurchlässige
Rolle kann beispielsweise ein Hohlzylinder mit perforierter Mantelfläche sein, sie
kann aber auch aus einem kompakten Material mit einem durchgängigen Porennetzwerk
bestehen.
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Die
genaue relative Lage der luftdurchlässigen Rolle zur Ansaugkammer
ist beliebig, solange durch das luftdurchlässige Endlosband hindurch Luft in
die luftdurchlässige
Rolle treten und von dort in die Ansaugkammer gelangen kann, in
der sie abgesaugt wird. Dabei ist es jedoch vorteilhaft, wenn die
Begrenzungswand der Ansaugkammer bündig mit entweder dem Umfang
oder den Seitenflächen
der luftdurchlässigen
Rolle abschließt,
um eine Luftleckage zu vermeiden.
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Die
oben beschriebene Sortiervorrichtung macht sich das Prinzip zunutze,
dass die Abwurfbewegung des zu sortierenden Materials je nach Beschaffenheit
unterschiedlich stark von dem in der Ansaugkammer wirkenden Unterdruck
beeinflusst wird. Wie stark der Unterdruck die Bewegungsrichtung
des Materials beeinflusst, ist dabei im Einzelnen von Parametern
wie der Masse, der Geschwindigkeit, der Auflagefläche und
der Steifigkeit des Materials abhängig. So lässt sich durch das Ansaugen
die Bewegung leichter, großflächiger oder
flexibler Materialien stärker
beeinflussen als die Bewegung schwerer, kompakter oder steifer Materialien.
Dieser Umstand kann bei der Altpapiersortierung dazu genutzt werden,
um Papier von Pappe zu trennen, da ein Papierblatt nicht nur eine
geringere Masse als ein gleichgroßes Pappstück hat, sondern sich auch aufgrund
seiner geringen Steifigkeit leichter an das Endlosband schmiegt
und dessen Richtungsänderung
folgen kann.
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Bei
der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung
wird die Luft im Umlenkungsbereich des Endlosbandes quer durch die
luftdurchlässige
Rolle hindurch zur Ansaugkammer abgesaugt. Dadurch vereinfacht sich
der Aufbau der Sortiervorrichtung gegenüber einer Vorrichtung, bei
der die Luft direkt aus dem Innern der Rolle in Längsrichtung
der Rolle abgesaugt wird. Außerdem
erlaubt der beschriebene Aufbau, höhere Unterdrücke und
Endlosbandbreiten zu realisieren, da die Ansaugfläche der
luftdurchlässigen
Rolle auf der Seite der Ansaugkammer größer als auf der Seite des Endlosbandes
eingestellt werden kann und die Länge der luftdurchlässigen Rolle um
ein Vielfaches größer als
ihr Radius sein kann. Dabei lässt
sich im Übrigen
der Rollenradius und damit die Stärke, mit der das Endlosband
seine Richtung ändert,
unabhängig
von der auf die Ansaugkammer zu bringenden Ansaugleistung festlegen.
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Der
Unterdruck in der Ansaugkammer sollte vorzugsweise so eingestellt
werden, dass nur ein Teil des Materials durch die Richtungsänderung
des Endlosbandes von der Transportfläche abgeworfen wird. Der durch
das Ansaugen stärker
an dem Endlosband haftende Teil des Materials sollte dagegen mit
dem Endlosband mitgeführt
werden und somit der Richtungsänderung
folgen. Wenn die luftdurchlässige Rolle
das Endlosband in Vertikalrichtung umlenkt, löst sich der mit dem Endlosband
mitgeführte
Teil des Materials spätestens
dann, wenn er den Unterdruckbereich verlässt, und fällt durch die Schwerkraft nach unten,
wo er entfernt werden kann. Das vertikal verlaufende Endlosband
kann dabei als Führung
dienen.
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Damit
das Material, das der Richtungsänderung
des Endlosbandes weniger stark folgt, besser von dem Material getrennt
werden kann, das eine stärkere
Richtungsänderung
erfährt,
sollte sich im Abstand zu dem in Transportrichtung fernen Ende des
Endlosbandes eine Anblaseinrichtung befinden, die das der Richtungsänderung
weniger stark folgende Material auf seiner Unterseite und das der
Richtungsänderung
des Endlosbandes stärker
folgende Material auf seiner Oberseite mit Luft anbläst. Besonders
günstig
ist es, wenn die Anblaseinrichtung in Form einer rotierenden Düsenbürste vorliegt,
die dem Material, das der Richtungsänderung weniger stark folgt,
einen nach oben gerichteten Impuls verleiht, während das Material, das der
Richtungsänderung
des Endlosbandes folgt, zusätzlich
gegen das Endlosband gedrückt
wird, so dass sich die Trennschärfe
zwischen beiden Materialströmen
vergrößert.
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Darüber hinaus
ist es empfehlenswert, wenn die Luft nicht nur in dem Bereich angesaugt
wird, in dem das Endlosband der Richtungsänderung unterliegt, sondern
durch die gesamte als Transportfläche dienende Oberseite des
Endlosbandes hindurch angesaugt wird. Dadurch kann verhindert werden,
dass das Material vor Erreichen der luftdurchlässigen Umlenkrolle von der
Transportfläche
fällt.
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Die
Sortiergüte
der besprochenen Sortiervorrichtung kann verbessert werden, indem
mehrere solcher Sortiervorrichtungen hintereinander angeordnet werden,
damit diejenigen Materialstücke
aussortiert werden können,
die der Unterdruck zuvor nicht erfassen konnte. Die Sortiergüte hängt also
stark davon ab, ob das zu sortierende Material in vollem Umfang
mit Unterdruck beaufschlagt wird. Das zugeführte Material sollte daher
nicht übereinanderliegen, wenn
es von dem Unterdruck in der Ansaugkammer erfasst wird. Es kann
deswegen sinnvoll sein, der Transportfläche einen Materialstrom zuzuführen, in dem
die Materialstücke
zuvor vereinzelt wurden.
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Die
erfindungsgemäße Sortieranlage
umfasst daher statt einer, vorzugsweise mehrere hintereinander angeordnete
Sortiervorrichtungen der oben besprochenen Art und optional eine
davor angeordnete Vereinzelungseinrichtung, die den zugeführten Materialstrom
entzerrt und auf die Geschwindigkeit des Endlosbandes der Sortiervorrichtung
beschleunigt.
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Selbstverständlich kann
die Sortieranlage neben der mindestens einen erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung
auch eine aus dem Stand der Technik bekannte zusätzliche Sortiervorrichtung
anderer Bauart enthalten.
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Umgekehrt
lassen sich mit der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung auch
mit verhältnismäßig geringem
Aufwand bereits bestehende Sortieranlagen nachrüsten.
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Die
Erfindung ist besonders effizient bei der Trennung von Altpapier
und insbesondere bei der Trennung der angesprochenen mittleren Altpapierfraktion.
Unter der Voraussetzung, dass leichte, großflächige oder flexible Materialien
von schweren, kompakten oder steifen Materialien getrennt werden sollen,
ist die Erfindung jedoch auch bei anderen Anwendungen verwendbar.
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Die
obengenannten und weitere Lösungen der
erfindungsgemäßen Aufgabe
mit ihren Vorteilen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen
für die
erfindungsgemäße Sortiervorrichtung und Sortieranlage. Dabei wird auf
die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen, die Folgendes zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung;
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2 ein
Blick von oben auf die in 1 gezeigte
Sortiervorrichtung;
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3 schematisch
eine Sortieranlage mit drei wie in 1 gezeigten
Sortiervorrichtungen und einer Vereinzelungsvorrichtung;
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4 eine
Draufsicht auf die in 3 gezeigte Vereinzelungsvorrichtung;
und
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5 ein
Fließschema
der Materialströme bei
einer Sortieranlage nach dem Stand der Technik, die zur Vorsortierung
aus Haushaltssammlung stammenden Altpapiers dient.
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Die
in den 1 und 2 gezeigte Sortiervorrichtung 30 umfasst
ein luftdurchlässiges
Endlosband 6, beispielsweise ein gelochtes PVC-Band, das um
drei Umlenkrollen 5, 8, 15 geführt ist,
von denen die etwas größere Rolle 5 als
Antriebsrolle dient. Das Endlosband verläuft zwischen den beiden Umlenkrollen 8, 15 waagerecht
und wird an dem in Transportrichtung fernen Ende vertikal um die
Rolle 15 gelenkt, um schließlich um die darunter befindliche
Antriebsrolle 5 zu der Umlenkrolle 8 zurückzulaufen.
Die Rollen 5, 8, 15 sind über Lager 17 an
einem Bandgestell 14 befestigt, das auf Füßen 1 ruht.
Die Spannung des Endlosbandes 6 kann über eine Schraubspanneinrichtung 7 an
den Umlenkrollen 5, 8 eingestellt werden. Die
als Transportfläche
dienende waagerechte Oberseite des Endlosbandes 6 zwischen
den Umlenkrollen 8, 15 ruht dabei auf Bandabstandhaltern 10.
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In
dem von dem Endlosband 6 gebildeten Innenraum befinden
sich drei Ansaugkammern 4, 11, 12, die
zu dem als Transportfläche
dienenden waagerechten Abschnitt des Endlosbandes 6 hin
mit Lochblechen versehen sind und im Großen und Ganzen die gesamte
Transportfläche
abdecken. In den beiden Ansaugkammern 11, 12,
die am in Transportrichtung nahen Ende und in der Mitte des Endlosbandes 6 liegen,
befindet sich jeweils ein Ventilator 9, der durch das luftdurchlässige Endlosband 6 hindurch Luft
ansaugt. Die angesaugte Luft wird über einen gemeinsamen Ausblasstutzen 13 aus
den beiden Ansaugkammern 11, 12 seitlich ausgeblasen.
Die Ansaugkammer 4, die am in Transportrichtung fernen Ende
des Endlosbandes 6 liegt, ist über einen Verbindungsschacht 3 mit
einem separaten Ventilator 2 verbunden, dessen Ansaugleistung über eine
Drosselklappe 16 regulierbar ist.
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Die
am fernen Ende des Endlosbandes 6 gelegene Umlenkrolle 15,
an der das Endlosband 6 vertikal nach unten umgelenkt wird,
ist luftdurchlässig und
hat die Form eines Hohlzylinders, dessen Mantelfläche aus
einem perforierten Blech besteht und dessen Seitenflächen verschlossen
sind. Die luftdurchlässige
Umlenkrolle 15 taucht mit ihrem Durchmesser teilweise in
die Ansaugkammer 4 ein. Die Begrenzungswand der Ansaugkammer 4 schließt dabei bündig mit
den verschlossenen Seitenflächen
der luftdurchlässigen
Umlenkrolle 15 ab, um den seitlichen Eintritt von Luft
zu vermeiden.
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Auf
etwa gleicher Höhe
wie der waagerechte Abschnitt des Endlosbandes 6 befindet
sich in einem gewissen Abstand zu dessen fernen Ende eine rotierende
Düsenbürste 21.
Diese Düsenbürste 21 setzt sich
aus einem Hohlrohr zusammen, dessen Mantelfläche eine Vielzahl von Düsen aufweist
und das von einem Lager 17 gehalten auf einem Fuß 1 ruht.
Die Düsenbürste 21 wird
von der einen Seite von einem Motor 18 angetrieben und
von der anderen Seite über
eine Leitung 19 und einen Ventilator 20 mit Überdruck
versorgt, der aus den Düsen
ausgeblasen wird. Die Düsenbürste 21 dreht
sich in der gleichen Richtung wie die Antriebsrolle 5.
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Die
waagerechte Oberseite des Endlosbandes 6 dient wie gesagt
als Transportfläche
für das
zu sortierende Material. Das Material wird während des Transports durch
die in die Ansaugkammern 4, 11, 12 gesaugte
Luft an dem Transportband festgehalten, so dass ihm ein waagerechter
Bewegungsimpuls verliehen wird. Durch diesen Bewegungsimpuls würde das
Material bei Erreichen der Stelle, an der das Endlosband an dem
in Transportrichtung fernen Ende von der luftdurchlässigen Rolle 15 vertikal
nach unten umgelenkt wird, von der Transportfläche geworfen werden, wenn es
nicht durch die luftdurchlässige
Rolle 15 hindurch angesaugt würde. Der in der Ansaugkammer 4 herrschende
Unterdruck wirkt der durch die Trägheit des Materials bestimmten
Bewegung entgegen und lässt
es mehr oder weniger stark der Richtungsänderung des Endlosbandes 6 folgen. Leichte,
großflächige oder
flexible Materialien haften dabei stärker an dem Endlosband 6 an
als schwere, kompakte oder steife Materialien. Das stärker an
dem Endlosband haftende Material zeigt demnach eher die Tendenz,
der Richtungsänderung
des Endlosbandes zu folgen und vertikal nach unten mitgeführt zu werden,
während
das weniger stark haftende Material eher die Tendenz zeigt, von
dem Endlosband 6 in Richtung des waagerechten Bewegungsimpulses abgeworfen
zu werden. Dieser Effekt wird zur Sortierung genutzt.
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Die
Sortierwirkung wird durch die Düsenbürste 21 weiter
verstärkt.
Die Düsenbürste 21 ist
in diesem Ausführungsbeispiel
so angeordnet, dass nur das Material 51, das die als Transportfläche dienende
Oberseite des Endlosbandes 6 beinahe waagerecht verlässt, über die
Düsenbürste 21 gerät. Durch die
Drehung der Düsenbürste 21 bildet
die durch die Düsen
ausgeblasene Luft einen Luftwirbel, der dem darüber kommenden Material 51 einen
nach oben gerichteten Impuls verleiht. Durch diesen zusätzlichen
Impuls wird die Flugkurve des Materials 51 verlängert, so
dass es in ausreichendem Abstand von dem Endlosband 6 herunterfällt. Das übrige Material 50,
das neben oder unter die Düsenbürste 21 gerät, erfährt dagegen
einen Impuls, der es nach unten oder in Richtung des vertikal verlaufenden
Abschnitts des Endlosbandes 6 drückt. Durch diesen zusätzlichen
Impuls verkürzt
sich die Flugkurve des Materials 50, sodass es ungefähr senkrecht
nach unten fällt.
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Anhand
von 3 wird im Folgenden das Konzept für eine Sortieranlage
vorgestellt, die zur Trennung von haushaltsnah erfasstem Altpapiermaterial
geeignet ist, das einer durch Vorsortierung entzogenen mittleren
Fraktion entspricht. Wie im einleitenden Teil der Beschreibung erläutert wurde,
enthält die
mittlere Altpapierfraktion Material mit einer Größe zwischen etwa DIN A4 und
DIN A2, beispielsweise Zeitungen und Illustrierte, Pappen und Kartonagen, durchgefärbte Papiere,
Kataloge und auch Verbundverpackungen für Lebensmittel. Neben der Altpapierklasse
D39 (= Deinkingware), der das Material in einer Menge von typischerweise
etwa 80% zuzuordnen ist, fallen auch in Mengen von etwa 8%, 10%
und 2% die Altpapierklassen B19 (= Kaufhausaltpapier) und B12 (=
Mischaltpapier) sowie Störstoffe
an.
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Die
Sortierung dieses Altpapiergemischs erfolgt bei dem in 3 gezeigten
Ausführungsbeispiel mit
Hilfe von drei hintereinander angeordneten Sortiervorrichtungen 30 der
in den 1 und 2 gezeigten Bauart. Bevor jedoch
in der in 3 gezeigten Sortieranlage der
Papier 50 und Pappe 51 enthaltende Altpapierstrom
auf die Sortiervorrichtungen 30 geleitet wird, wird er
von einem Zuführband 80 auf eine
Vereinzelungsvorrichtung 90 geleitet.
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Die
Vereinzelungsvorrichtung 90 hat den in 4 gezeigten
Aufbau mit einem zweigeteilten Rahmenbauteil 91, dessen
Hälften
jeweils vier parallel zueinander angeordnete Radachsen 92 tragen. Die
Radachsen 92 sind mit jeweils acht Rädern 93 bestückt, die
einen Durchmesser von 20 bis 50 cm haben. Die vier Radachsen 92 jeder
Rahmenhälfte sind
so angeordnet, dass sich ihre Räder 93 auf
gleicher Höhe
befinden, wobei der Abstand zwischen den Rädern 93 in Achsenrichtung
etwas mehr als die Dicke der Räder 93 und
der Abstand der Räder 93 in Richtung
ihres Durchmessers etwas mehr als der Durchmesser der Radachsen 92 beträgt. In den
auf diese Weise geschaffenen Zwischenräumen zwischen den Rädern 93 jeder
Rahmenhälfte
befinden sich die Räder 93 der
jeweils anderen Rahmenhälfte. Diese
zweiteilige Ausführung
der Vereinzelungsvorrichtung 90 hat den Vorteil, dass sich
die beiden Rahmenhälften
mit den zugehörigen
Radachsen 92 und Rädern 93 voneinander
lösen lassen,
sodass Wartungs- und Reinigungsarbeiten an der Vereinzelungsvorrichtung 90 erleichtert
werden.
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An
den acht Radachsen 92 sind je nach Rahmenhälfte an
entweder dem einen oder dem anderen Ende jeweils eine kleine und
eine große
Keilriemenscheibe 94, 95 angebracht. Die kleinen
und großen Keilriemenscheiben 94, 95 sind
bei benachbarten Radachsen 92 derselben Rahmenhälfte jeweils
im Wechsel zueinander angeordnet. Die kleine Keilriemenscheibe 94 der
vordersten Radachse 92 jeder Rahmenhälfte ist über einen Keilriemen mit einem Antriebsmotor 96 verbunden.
Dadurch, dass die große
Keilriemenscheibe 95 einer Radachse 92 jeweils mit
der kleinen Keilriemenscheibe 94 der darauffolgenden Radachse 95 derselben
Rahmenhälfte
verbunden ist, ist für
eine Übersetzung
gesorgt, die die von dem Motor 96 weiter entfernten Räder 93 jeder Rahmenhälfte bei
gleicher Umdrehungsrichtung mit höherer Umdrehungsgeschwindigkeit
als die jeweils näher
zum Motor 96 liegenden Räder 93 antreibt.
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Die
Vereinzelungsvorrichtung 90 wird so betrieben, dass die
Räder 93,
auf denen der zu entzerrende Materialstrom weitertransportiert wird,
mit in Richtung des Materialtransports zunehmender Umdrehungsgeschwindigkeit
angetrieben werden. Durch die zunehmende Umdrehungsgeschwindigkeit der
Räder 93 werden
die einzelnen Materialstücke
in dem Altpapierstrom beschleunigt, sodass der Altpapierstrom in
der Fläche
auseinandergezogen oder entzerrt wird. Übereinander liegende Materialstücke werden
dabei voneinander getrennt und auf diese Weise vereinzelt.
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Wie
sich 3 entnehmen lässt,
können kleine
Materialstücke,
deren Größe nicht
der mittleren Altpapierfraktion entspricht, während des Vereinzelungsvorgangs
aus der Vereinzelungsvorrichtung 90 nach unten herausfallen.
Diese kleinen Materialstücke
werden von einem Trichter 97 aufgefangen und zu einem Abführband 98 geleitet,
mit dem sie abtransportiert werden. Das übrige, nunmehr vereinzelte
Material 50, 51 wird dann den Sortiervorrichtungen 30 zugeführt.
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In
den Sortiervorrichtungen 30 wird das leichte, flexible
Papier 50 durch die Unterdruckbeaufschlagung definiert
senkrecht nach unten auf ein Abfuhrband 35 ausgetragen, während die
schwerere, steifere Pappe 51 auf die jeweils folgende Sortiervorrichtung 30 und
schließlich
auf ein Abfuhrband 34 geworfen wird. Durch den Abwurfvorgang
wird Papier 50, das von dem Unterdruck zunächst nicht
erfasst wurde, von der Pappe 51 oder anderen Papierstücken 50 gelöst, so dass
es von der folgenden Sortiervorrichtung 30 aussortiert
werden kann.
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Der
auf das Abführband 35 ausgetragene Materialanteil
bildet bei richtiger Parametereinstellung der Sortiervorrichtungen
den größeren Anteil des
Altpapiers, das der Sortieranlage zugeführt wurde. Die Fraktion besteht
idealerweise fast ausschließlich
aus Altpapier der Klasse D39 (= Deinkingware) mit einem kleinen
Anteil weniger steifen Altpapiers der Klasse B12 (= Mischaltpapier).
Bei dieser Fraktion ist allenfalls noch ein minimaler Nachsortieraufwand
erforderlich, um beispielsweise Papier der Klasse B12 (= Mischaltpapier)
auszusortieren. Die kleinere Menge des Altpapiers, das dem Abführband 34 zugeführt wird,
enthält
Pappen und Kartonagen, die den Altpapierklassen B19 (= Kaufhausaltpapier) und
B12 (= Mischaltpapier) angehören,
aber auch dickere Papierbündel
oder Kataloge, die der Altpapierklasse D39 (= Deinkingware) angehören, sowie
die festen Störstoffe.
Die Papieranteile der Altpapierklasse D39 lassen sich aufgrund ihrer
Größe leicht
manuell aussortieren. Insgesamt kann die mittlere Altpapierfraktion
mit der vorgeschlagenen Sortieranlage im Vergleich zum Stand der
Technik mit höherer
Sortiergüte
und geringerem Aufwand in die entsprechenden Altpapierklassen getrennt
werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
für die
Sortieranlage beschränkt.
So kann die Sortieranlage beispielsweise über die beschriebenen erfindungsgemäßen Sortiervorrichtungen 30 hinaus
auch nicht der Erfindung entsprechende Sortiervorrichtungen enthalten,
um die verschiedenen Materialien noch besser zu trennen. Zum Beispiel
kann eine auf optischer Erkennung basierende Sortiervorrichtung
Verwendung finden, um bei der Altpapiertrennung aus der durch Ansaugen
ausgetragenen Altpapierklasse D39 (= Deinkingware) durchgefärbtes Papier
zu entfernen oder um aus dem verbleibenden Restanteil des Altpapierstroms
graue oder braune Pappen auszusortieren. Auch können statt der nur einen Vereinzelungsvorrichtung
vor der ersten Sortiervorrichtung 30 auch vor jeder weiteren
Sortiervorrichtung 30 Vereinzelungsvorrichtungen angeordnet
sein, um die Zuführung des
Materialstroms zu optimieren. Als Minimalbestandteil enthält die Sortieranlage
aber zumindest eine der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtungen.
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Die
Sortiergüte
der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtungen
ist von einer Vielzahl von Parametern wie der Art des zugeführten Materials,
der Geschwindigkeit, mit dem das Material transportiert wird, der
Geometrie der Transportfläche
und dem erzeugten Unterdruck abhängig
und kann dementsprechend eingestellt werden. Die geeigneten Parameter lassen
sich für
den Fachmann jedoch leicht ermitteln. Die Sortiergüte lässt sich
außerdem
wie besprochen durch eine Anblaseinrichtung verbessern, die die Trennung
zwischen dem mit dem Endlosband mitgeführten Teil und dem von dem
Endlosband abgeworfenen Teil des Materials verbessert. Neben der
oben angesprochenen rotierenden Düsenbürste 21 kann beispielsweise
auch eine feststehende Düsenleiste Verwendung
finden. Darüber
hinaus kann auch eine in der Nähe
des Abwurfstelle befindliche Leitschiene Verwendung finden, auf
der das sich von der Transportfläche
lösende
Material abrutschen kann.
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Darüber hinaus
kann die Vereinzelungsvorrichtung 90 anders als im beschriebenen
Ausführungsbeispiel
gestaltet sein. Die Vereinzelungsvorrichtung kann je nach Art des
zugeführten
Materials Räder
anderer Größe und Form
enthalten. Je nach Größe der Räder und
in Abhängigkeit
von der erforderlichen Entzerrungsstrecke kann die Vereinzelungsvorrichtung 90 auch
mehr oder weniger als die acht im Ausführungsbeispiel verwendeten
Radachsen aufweisen. Die Größe der Keilriemenscheiben
ist dann entsprechend an die Anfangs- und die gewünschte Endgeschwindigkeit
anzupassen. Neben der beschriebenen Verwendung von zwei Motoren und
der Keilriemenübersetzung
können
zum Antrieb der Vereinzelungsvorrichtung auch nur ein einzelner Motor
und ein Zahnradgetriebe eingesetzt werden.