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Die Erfindung betrifft eine Sortiervorrichtung.
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Insbesondere bei Altpapiergemengen müssen Papieranteile und Pappanteile voneinander getrennt werden. Nach dem Stand der Technik geschieht dies beispielsweise über Stachelwalzen. Die Stacheln der Stachelwalzen sind in der Lage, festere Pappanteile eines als Materialstrom einlaufenden Altpapiergemenges zu durchstoßen, während flexiblere Papieranteile in dem Altpapiergemenge von den Stacheln nicht durchstoßen, sondern weiter gefördert werden.
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Diese Vorgehensweise funktioniert bei klassischen Zusammensetzungen solcher Materialströme verhältnismäßig gut. In den vergangenen Jahren ist der Anteil der Kartonagen im Altpapier jedoch aus unterschiedlichen Gründen stark angestiegen, insbesondere, weil der Anteil von Versandware, die üblicherweise in Kartons versandt werden, stark zugenommen hat.
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Mithin findet sich im Papiermüll daher auch ein hoher Anteil an Karton. Die oben beschriebene Methode der Stachelwalzen setzt voraus, dass ein Pappteil verhältnismäßig flach auf einem Förderband oder dergleichen zugeführt wird. Die Stacheln sind allerdings nicht in der Lage, Kartonagen zu penetrieren, die aus mehrlagigem Karton bestehen bzw. bei denen es sich einfach um einen zusammengedrückten Karton handelt. Folglich enthält der Mengenstrom, der bei Einsatz der oben genannten Stachelwalze erzeugt wird, in jüngerer Zeit häufig neben den ohnehin durchlaufenden Papieranteilen immer noch einen beachtlichen Anteil von Kartons.
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Entsprechend sind auch andere Gegenstände eines Mengenstroms - unabhängig vom Material - durch bestehende Sortieranlagen nicht gut auszusortieren.
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Bislang ist daher die Aussonderung von ausgewählten Teilen in einem solchen Mengenstrom vor allem händisch erfolgt. Der allgemeine Fachkräftemangel führt allerdings dazu, dass in vielen Sortieranlagen immer weniger Personal für die händische Aussonderung zur Verfügung steht. Das geht zulasten der Durchsatzmenge.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Sortiervorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe sich aus dem schon einmal sortierten Mengenstrom im Wege der Nachsortierung auch die noch störenden Anteile automatisiert aussondern lassen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Sortiervorrichtung, insbesondere Nachsortiervorrichtung, mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Sortiervorrichtung, welche bevorzugt als Nachsortiervorrichtung im Anschluss an einen vorgeschalteten Sortiervorgang eingesetzt werden kann, dient dem Aussondern von ausgewählten Teilen, zum Beispiel von Pappkartonteilen, aus einem Materialgemenge, bei welchem es sich z. B. um einen Mengenstrom mit Papier und Kartonanteilen handeln kann. Die Sortiervorrichtung umfasst dazu
- a) eine Zuführvorrichtung, die das Materialgemenge in einer Förderrichtung bewegt,
- b) eine Aufnahmevorrichtung, die dazu ausgelegt ist, in einen Erfassungsbereich gelangende, ausgewählte Teile aus dem zugeführten Materialgemenge aufzunehmen, wobei im Erfassungsbereich der Aufnahmevorrichtung eine, insbesondere als schwenkbarer Kamm ausgebildete, Haltevorrichtung angeordnet ist, die dazu ausgelegt ist, die ausgewählten Teile im Erfassungsbereich aufzuhalten, bis die Aufnahmevorrichtung ein aufgehaltenes ausgewähltes Teil aufgenommen hat,
- c) eine Auswahlerfassungsvorrichtung, insbesondere eine Kamera oder einen Scanner, die aus dem zugeführten Materialgemenge auszusondernde Teile erkennt, und
- d) eine Steuerung, die die Haltevorrichtung steuert.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, über die Auswahlerfassungsvorrichtung bestimmte Teile aus dem zugeführten Materialgemenge zu identifizieren und an die Steuerung zu kommunizieren. Bevorzugt ist die Steuerung so ausgebildet, dass sie die Haltevorrichtung in den Förderweg des zugeführten Materialgemenges, insbesondere unter Berücksichtigung der Fördergeschwindigkeit, hinein bewegt, insbesondere hineinschwenkt, nachdem die Auswahlerfassungsvorrichtung ein auszusonderndes Teil erkannt hat. Die Steuerung steuert die Haltevorrichtung also so, dass die identifizierten, auszusondernden Teile aufgehalten werden. Mittels der Aufnahmevorrichtung können diese aufgehaltenen Teile dann aufgenommen und dadurch aus dem Materialgemenge ausgesondert werden. Vor allem ist es auf diese Weise möglich, bei der Aufbereitung von Altpapier Kartonagen, die beispielsweise mit Stachelwalzen nicht erfasst werden können, aus einem Materialgemenge im Wege einer Nachsortierung auszusondern.
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Die Aufnahmevorrichtung kann auf unterschiedliche Weise ausgebildet werden. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Aufnahmevorrichtung eine um eine, insbesondere quer zur Förderrichtung verlaufende, Drehachse drehbar gelagerte Vorrichtung ist. Diese ist mit einer oder einer Mehrzahl auf einer ersten Welle drehfest angeordnete(n) Scheibe(n) ausgestattet, an deren Außenumfang Aufnehmer, insbesondere Greifer, zur Aufnahme von ausgewählten Teilen angeordnet sind. Die Aufnehmer können dann die zuvor identifizierten Teile aus dem Materialgemenge aufnehmen und abführen. Sind, wie es nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, eine Mehrzahl Scheiben vorhanden, sind bevorzugt Aufnehmer benachbarter Scheiben über gemeinsame zweite Wellen miteinander gekoppelt. Dadurch sind sie synchron aus einer Haltestellung in eine Nicht-Haltestellung bewegbar. In der Haltestellung sind die Aufnehmer in der Lage, identifizierte Teile festzuhalten, während in der Nicht-Haltestellung entsprechende Teile freigegeben werden.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Aufnahmevorrichtung wenigstens einen mit wenigstens einem Aufnehmer, insbesondere über eine zweite Welle, gekoppelten Hebel. Dieser wiederum umfasst einen, insbesondere als Rolle ausgebildeten, Steuerabschnitt. Die Aufnahmevorrichtung weist weiter eine Steuerkurve auf, die mit dem Steuerabschnitt des Hebels zusammenwirkt. Dies geschieht so, dass bei Drehung der Aufnahmevorrichtung um die Drehachse der Aufnehmer im Erfassungsbereich aus einer Nicht-Haltestellung in eine Haltestellung bewegt wird, um ein ausgewähltes Teil im Erfassungsbereich aufzunehmen. Auf diese Weise wird also der gesamte Prozess des Aufnehmens von identifizierten Teilen automatisiert. Mittels der Steuerkurve kann dafür gesorgt werden, dass die Steuerung selbst entlastet wird, da sie das Verbringen der Aufnahmevorrichtung aus einer Haltestellung in eine Nicht-Haltestellung nicht gesondert steuern muss, sondern dies rein mechanisch erfolgt. Natürlich ist es denkbar, anstatt einer oben beschriebenen mechanischen Lösung entsprechende Aufnehmer auch mit Aktoren zu versehen, die dann durch die Steuerung betätigt werden können.
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Bevorzugt ist jedenfalls vorgesehen, dass der eine oder eine Mehrzahl Aufnehmer als Greifer mit zwei relativ zueinander beweglichen Greifabschnitten ausgebildet ist/sind. Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass einer der Greifabschnitte fest und der andere der Greifabschnitte schwenkbar an der Scheibe angeordnet ist. Letzteres reduziert die Anzahl der benötigten Teile, da ein Teil der entsprechenden Scheibe bereits so ausgebildet ist, dass diese die Form eines Greifabschnitts hat. Demgegenüber ist also an der Scheibe lediglich ein schwenkbare Greifabschnitt vorzusehen. Bevorzugt kann der schwenkbare Greifabschnitt drehfest mit einer zweiten Welle verbunden sein. Mehrere Greifabschnitte, die dann drehfest mit einer zweiten Welle verbunden sind, können also gleichzeitig bewegt werden. Auch diese Bauweise reduziert die Anzahl der erforderlichen Bauteile und führt dazu, dass prinzipiell eine einzige Steuerkurve zur Bewegung der Aufnehmer genügt. Bevorzugt ist jedoch, dass die Aufnahmevorrichtung aus Symmetriegründen über zwei axial voneinander beabstandete Steuerkurven verfügt, sodass die mechanische Verstellung der Aufnehmer an beiden Enden der zweiten Wellen erfolgt.
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Die erfindungsgemäße Sortiervorrichtung kann weiter so ausgestaltet sein, dass sie von der Aufnahmevorrichtung übernommene Teile, die aus dem Materialgemenge ausgesondert worden sind, abführt. Dazu kann bei der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung auf der der Zuführvorrichtung abgewandten Seite der Aufnahmevorrichtung eine zweite Vorrichtung angeordnet sein, die von der Aufnahmevorrichtung aufgenommene Teile übernimmt, insbesondere weiter transportiert. Im einfachsten Fall kann es sich dabei um eine Transportvorrichtung handeln, z. B. ein Förderband oder dergleichen. Die verwendete Steuerkurve kann bei dieser Anordnung so ausgebildet sein, dass auf der der Zuführeinrichtung zugewandten Seite die Aufnehmer in die Haltestellung verbracht werden, um Teile aufzunehmen, und auf der Seite der zweiten Vorrichtung in die Nicht-Haltestellung verbracht werden, sodass die Aufnahmevorrichtung die ausgesonderten Teile automatisch freigibt und der zweiten Vorrichtung zuführt. Die Steuerkurve wirkt dazu bevorzugt so mit dem Steuerabschnitt des Hebels so zusammen, dass bei Drehung der Aufnahmevorrichtung um die Drehachse der Aufnehmer in einem vom Erfassungsbereich verschiedenen Abgabebereich aus der Haltestellung in die Nicht-Haltestellung bewegt wird, um ein ausgewähltes Teil im Abgabebereich loszulassen. Auch diese Vorgehensweise führt dazu, dass die Übergabe rein mechanisch erfolgt, sodass keine zusätzlichen Aufgaben die Steuerung entstehen.
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Natürlich bleiben Teile im Materialstrom zurück, die nicht zur Aussonderung identifiziert worden sind. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass auf der der Zuführvorrichtung abgewandten Seite der Aufnahmevorrichtung eine erste Vorrichtung angeordnet ist, die von der Aufnahmevorrichtung nicht aufgenommene Teile von der Zuführvorrichtung übernimmt, insbesondere in einer ersten Transportrichtung weiter transportiert. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise unterhalb der zweiten Vorrichtung angeordnet sein, z. B. auf demselben Niveau wie die Zuführeinrichtung, und ebenfalls eine Transportvorrichtung wie z. B. ein Förderband sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 bis 7 näher erläutert.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung.
- 2 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Details B aus 1.
- 3 zeigt eine Draufsicht auf die in 1 dargestellte Sortiervorrichtung.
- 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie A-A der 3.
- 5 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Details 7 aus 4.
- 6 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Details C aus 4.
- 7 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Details D aus 6.
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Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Sortiervorrichtung 1 weist eine Zuführeinrichtung 2 auf, die im gezeigten Beispiel bevorzugt als Förderband ausgebildet ist und in der Lage ist, ein Materialgemenge (nicht gezeigt) in einer Förderrichtung P3 zu bewegen. Das Materialgemenge gelangt dadurch in den Bereich der Aufnahmevorrichtung 3, die bevorzugt als um eine Achse A1 in Richtung des Pfeils P2 rotierende Walze ausgebildet ist, und wird von der Aufnahmevorrichtung 3 selektiv aufgenommen. Zur Weiterförderung des von der Aufnahmevorrichtung 3 nicht aufgenommenen Materials dient beispielsweise eine in Förderrichtung hinter der Aufnahmevorrichtung 3 gelegene erste Vorrichtung, die bevorzugt ebenfalls ein Förderband ist, die in der Lage ist, von der Aufnahmevorrichtung 3 nicht aufgenommenes Material in einer Richtung P1 weiter zu bewegen. Ferner dient bevorzugt eine zweite Vorrichtung 6 dazu, von der Aufnahmevorrichtung 3 aufgenommenes Material weiter zu fördern. Bevorzugt ist auch die zweite Vorrichtung als Förderband ausgebildet und befindet sich ebenfalls auf der der Zuführeinrichtung 2 abgewandten Seite der Aufnahmevorrichtung 3.
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In 2 ist der Bereich B aus 1 etwas detaillierter dargestellt. In 3 ist eine Draufsicht der Anordnung von 1 dargestellt. Man erkennt die Aufnahmevorrichtung 3, die eine oder eine Mehrzahl koaxial mit der Drehachse A1 angeordnete und bevorzugt drehfest mit einer Welle 31 verbundene Scheibe(n) 4 aufweist. Die Welle 31 ist entsprechend in einer Lagerung 30 gelagert. Der Antrieb der Welle 31 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit hier nicht dargestellt. Jede Scheibe 4 ist auf eine ganz bestimmte Art und Weise ausgebildet und umfasst hierzu an ihrem Außenumfang Aufnehmer 40, die bevorzugt als Greifer ausgebildet sind. In der dargestellten Bauweise sind die Greifer 40 zweiteilig ausgebildet, wobei ein erster Greifabschnitt 41 jeweils fest an der Scheibe 4 oder einstückig mit derselben ausgebildet ist, während ein zweiter, beweglicher Greifabschnitt 42 gegenüber der jeweiligen Scheibe 4 drehbeweglich ist. Wie im gezeigten Beispiel ist bevorzugt, dass eine Mehrzahl zweiter Greifabschnitte 42 drehfest an einer gemeinsamen Drehwelle W angeordnet sind. Auf diese Weise werden klauenartige Greifer ausgebildet, die durch Drehen der Drehwelle W geöffnet bzw. geschlossen werden können. Im gezeigten Beispiel ist die Welle W als Vierkantwelle ausgebildet. Bei dieser Bauform ist es auch möglich, Greifer 40 an unterschiedlichen Scheiben 4 gleichzeitig zu bewegen. Wie im gezeigten Beispiel dargestellt, befindet sich bevorzugt eine Mehrzahl von miteinander über Wellen W verbundenen Greifern 40 am Außenumfang der Scheiben 4 der Aufnahmevorrichtung 3.
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Zur Betätigung, d. h. zum Öffnen und/oder Schließen, der Greifer 40 oder einer Gruppe über eine Welle W miteinander verbundener Greifer 40 sind eine Mehrzahl verschiedener Antriebsmöglichkeiten denkbar. Im gezeigten Beispiel ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt, bei der an wenigstens einem Ende einer Welle W, bevorzugt an beiden Enden einer Welle W, jeweils Hebel H angeordnet sind, die drehfest mit der jeweiligen Welle W verbunden sind. Im gezeigten Beispiel sind diese Hebel H bevorzugt als Kniehebel ausgebildet. Das Verschwenken der Hebel H bewirkt eine Drehung der jeweiligen Welle W und damit das Öffnen oder Schließen der an der Welle befindlichen Greifer 40 bzw. das Drehen der an den Wellen W angeordneten zweiten Greifabschnitte 42 relativ zu den ersten Greifabschnitten 41.
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Dargestellt ist in 2 in perspektivischer Ansicht und in den 4 und 5 in seitlicher Ansicht, ebenfalls eine Haltevorrichtung 7, die mehrere, voneinander bevorzugt parallel zur Achse A1 und bevorzugt senkrecht zur Förderrichtung P3, beabstandete, Haltevorsprünge 74 bis 78 aufweist. Die Haltevorrichtung 7 ist verstellbar, sodass sie in den Förderweg der Zuführeinrichtung 2 bewegt werden kann. In diesem Fall würden die Haltevorsprünge 74 bis 78 etwaiges Material aus dem an der Zuführeinrichtung 2 einlaufenden Materialgemenge aufhalten, wenn entsprechende Teile nicht zwischen benachbarte Haltevorsprünge hindurch passen. Erfindungsgemäß erfolgt die Betätigung der Haltevorrichtung 7 über die hier nicht dargestellte Steuerung der erfindungsgemäßen Sortiervorrichtung. Dazu ist eine ebenfalls nicht gezeigte Auswahlerfassungsvorrichtung angeordnet, die in der Lage ist, dass auf der Zuführeinrichtung 2 in Richtung der Sortiervorrichtung geförderte Materialgemenge zu sichten und auszusortierende Teile zu erkennen und zu erfassen und der Steuerung mitzuteilen, dass diese Teile von der Aufnahmevorrichtung 3 aufgenommen werden sollen. Wie man in 4 und noch besser in der Ausschnittvergrößerung von 5, die das Detail 7 der 4 genauer zeigt, zu erkennen ist, kann die erfindungsgemäße Haltevorrichtung über einen Antrieb 72 verstellt werden, der hier als Stellzylinder ausgebildet und gelenkig mit der Anordnung 71 verbunden ist, die die Haltevorsprünge 74 bis 78 trägt. Die Betätigung des Stellzylinders 72 bewirkt eine Drehung der Anordnung 71 in Richtung des Pfeils P4 (oder entgegengesetzter Richtung) um eine Drehachse A2 in eine Position, welche durch 71` angedeutet ist. In dieser Position liegen die Haltevorsprünge oberhalb der Förderebene der Zuführeinrichtung 2, sodass etwaige Teile des Materialgemenges entsprechend im Erfassungsbereich der Aufnahmevorrichtung 3 gehalten werden.
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Die Funktionsweise der Aufnahmevorrichtung soll anhand der 6 und 7 noch näher erläutert werden. Wie bereits oben beschrieben, befinden sich bevorzugt eine Mehrzahl von zweiten Greifabschnitten 42 auf entsprechenden Wellen W und können gemeinsam relativ zu den ersten Greifabschnitten 41 bewegt werden. In 6, in der eine Ausschnittvergrößerung des Details C aus 4 dargestellt ist, erkennt man außerdem, dass eine Steuerkurve K im Bereich einer oder beider axialen Stirnseiten der Aufnahmevorrichtung 3 angeordnet ist. Diese Steuerkurve K ist so ausgebildet, dass die Hebel H auf diese Steuerkurve auflaufen können und dadurch verschwenkt werden. Erfindungsgemäß ist die Steuerkurve K so ausgebildet, dass die Verschwenkung der Hebel H in dem der Zuführeinrichtung 2 zugewandten Bereich so erfolgt, dass die Aufnehmer oder Greifer 40 zumindest im Erfassungsbereich, also dem Bereich, in welchem einlaufendes Material von der Aufnahmevorrichtung 3 erfasst werden kann, aus einer Nicht-Haltestellung in eine Haltestellung überführt werden.
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Bevorzugt sind die Hebel H, wie in 7 gezeigt, dazu als Kniehebel ausgebildet, die zwei Schenkel H1 und H2 aufweisen. Bevorzugt sind die Hebel H vorgespannt, beispielsweise mit einer Torsionsfeder T, welche beim Öffnen des Aufnehmers bzw. des Greifers 40 gespannt wird. Dadurch kann das Greifen mit Federunterstützung erfolgen. Der eine Schenkel H2 weist am freien Ende bevorzugt eine Gleitfläche oder Rolle R auf, mit welcher das freie Ende über die Steuerkurve K rollen oder gleiten kann. Die Steuerkurve K ist so ausgebildet, dass im in 6 dargestellten oberen Bereich, also etwa ab dem Bereich, in welchem (vgl. 1 u. 4) von der Aufnahmevorrichtung 3 losgelassenes Material auf den Förderer 6 fallen kann, die Greifer 40 geöffnet werden. Wie man in 6 und der Ausschnittvergrößerung des Details D in 7 erkennt, beginnt hier die Steuerkurve K und verläuft dann in Drehrichtung P2 etwa über einen Winkelbereich von 180° weiter und endet im Erfassungsbereich (vgl. 6), also bevorzugt etwa in dem Bereich, in welchem auch die Haltevorrichtung im aktivierten Zustand 71` angeordnet ist.
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Gelangt (vgl. 7) der Hebel H mit seinem Schenkel H2 in den Bereich der Steuerkurve K, wird der Hebel H und damit auch die Welle W gegen den Uhrzeigersinn, d. h. in Drehrichtung P2 verschwenkt und der Greifer 40 öffnet sich, d. h. Greifabschnitt 42 wird von Greifabschnitt 41 wegbewegt. Mit fortlaufender Drehung der Aufnahmevorrichtung 3 bzw. der Scheiben 4 bleibt der Greifer 40 im geöffneten Zustand, solange die Steuerkurve mit dem Schenkel H2 des Hebels H in Kontakt bleibt. Im gezeigten Beispiel ist dies (vgl. 6) solange der Fall, bis der jeweilige Hebel H in den Erfassungsbereich gelangt. An dieser Stelle soll der Greifer von der Haltevorrichtung 7 aufgehaltenes Material festhalten können. Werden die Haltevorsprünge 74 bis 78 (hier angedeutet durch die Position 71`) aufgestellt und befinden sich im Förderweg, können bestimmte Materialanteile die Haltevorrichtung nicht passieren; die Greifer 40 werden in diesem Bereich geschlossen, Greifabschnitt 42 bewegt sich auf Greifer 40 zu und der Schenkel H2 verlässt die Steuerkurve und der Hebel H wird aufgrund der Torsionsfeder T entgegen der Drehrichtung P2 verschwenkt. Entsprechend werden bestimmte Materialanteile im Erfassungsbereich auf diese Weise festgehalten. Da das Öffnen und Schließen der Greifer 40 über die Steuerkurve K automatisiert erfolgt, muss die Steuerung der Sortiervorrichtung lediglich das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Haltevorrichtung 7 übernehmen. Dies geschieht wie bereits angedeutet dadurch, dass eine nicht dargestellte Auswahlerfassungsvorrichtung, beispielsweise eine Kamera oder ein Scanner, auszusondernde Teile erkennt und an die Steuerung meldet, die daraufhin zum richtigen Zeitpunkt, beispielsweise abhängig von der Fördergeschwindigkeit der Zuführvorrichtung 2 und/oder der Drehgeschwindigkeit der Aufnahmevorrichtung 3 in Richtung P2 um die Achse A1, die Haltevorrichtung 7 aktiviert, damit auszusonderne Teile im Erfassungsbereich festgehalten werden.
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Mithilfe der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, mittels konventioneller Sortiervorrichtungen, insbesondere solchen für Altpapiergemenge, bislang nicht oder ausschließlich händisch aussonderbare Teile im Wege einer Nachsortierung aus einem Materialgemenge auszusondern. Es versteht sich, dass die Erfindung gemäß Sortiervorrichtung nicht ausschließlich für Materialströme und Materialgemenge aus Papier und Pappe, sondern auch für andere Materialströme grundsätzlich geeignet ist.
