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Die Erfindung bezieht sich auf eine Abfallsortiervorrichtung mit einer Abfalldetektionsvorrichtung und Abfallsammler dazu.
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Die
DE 20 2019 103 055 U1 offenbart eine automatische Abfallsortiervorrichtung mit einer in einer Recyclingbox angeordnete Bilderfassungseinheit, wobei eine Eingabeöffnung und eine Starttaste auf der oberen Seite der Recyclingbox angeordnet sind. Die Bilderfassungseinheit, eine elektronische Einrichtung und eine Drehscheibe sind unterhalb der Eingabeöffnung angeordnet. Im Weiteren ist unterhalb der Drehscheibe ein bewegliches Element angeordnet und unterhalb des beweglichen Elements sind mehrere Aufnahmeräume vorgesehen. Nachdem ein Abfallstück über die Eingabeöffnung in die Recyclingbox eingeführt wurde ruht es auf der Drehscheibe und wird nach dem Drücken der Starttaste von der Bilderfassungseinheit fotografiert, wobei das Bild an die elektronische Einrichtung übertragen wird. Anschließend werden die Kategorieinformationen durch die elektronische Einrichtung entsprechend dem Bild mittels eines Algorithmus bereitgestellt, die Drehscheibe und das bewegliche Element werden in Drehbewegung versetzt und das Abfallstück wird gemäß den Kategorieinformationen in einen entsprechenden Aufnahmeraum eingeführt, um die Abfallsortierung abzuschließen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abfallsortiervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die insbesondere ein am Aufstellort häufig auftretende Abfallart von anderen Abfallarten unterscheidet und getrennt sortiert.
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Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine in einem Waschraum aufstellbare Abfallsortiervorrichtung zu schaffen, die Papier, insbesondere Papierhandtücher, von anderem Abfall unterscheidet und eine sortierte Entsorgung ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Eine Abfallsortiervorrichtung umfasst eine verschwenkbare Klappe und eine elektronische Steuerung, die mit einer Abfalldetektionsvorrichtung gekoppelt ist, wobei der in einer Mulde angeordneten Klappe ein mit der Steuerung verbundener Motor zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von dem detektierten Abfall die Klappe in eine bestimmte Richtung verschwenkt.
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Die Abfalldetektionsvorrichtung erkennt anhand von an der Steuerung anliegenden Signalen und Informationen, ob sich Abfall auf der Klappe befindet und welcher Art der Abfall ist. In Abhängigkeit von der Art des auf der Klappe erkannten und klassifizierten Abfalls verschwenkt die Klappe, um den Abfall in einen der darunter angeordneten Sammelbehälter zu entsorgen. Beispielsweise kann einem Papierhandtuch, das üblicherweise in einem Waschraum verwendet wird, eine besondere Farbe und/oder ein Gewicht, sowohl im trockenen als auch im nassen Zustand zugeordnet werden. Mittels dieser Kriterien lässt sich demzufolge das Papier, dem bei einer Verwendung des Abfallsortiersystems in einem Waschraum der größte Anteil des zu entsorgenden Abfalls beizumessen ist, getrennt von dem Restabfall entsorgen. Selbstverständlich sind auch andere Sortierkriterien an der Steuerung hinterlegbar. Beispielsweise kann bei einem in der Nähe eines Getränkeautomaten die Separierung von Getränkebechern und/oder Getränkedosen oder sonstigen Getränkebehältern von anderem Abfall insbesondere mittels des Gewichts und/oder der Farbe erfolgen. Weitere Beispiele, die der Fachmann nach Belieben umsetzen kann, sind selbstverständlich denkbar. Es sind auch andere Sortierkriterien bzw. Sortiermerkmale an der Steuerung hinterlegbar. Beispielsweise können magnetische Werkstoffe von nichtmagnetischen Werkstoffen, transparente Produkte von intransparenten Produkten separiert werden, um nur einige Beispiele zu nennen.
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Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.
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Zur Erkennung ob in der Mulde, also auf der Klappe, Abfall vorhanden ist umfasst die Abfalldetektionseinrichtung der Klappe zugeordnete Fotozellen und/oder in Seitenwandungen der Mulde angeordnete Lichtschranken, wobei die Fotozellen und/oder die Lichtschranken mit der Steuerung gekoppelt sind. In Abhängigkeit von der Anordnung und/oder der Anzahl der installierten Fotozellen bzw. Lichtschranken ist es auch möglich, die Menge des vorhandenen Mülls zu ermitteln. Mittels der Fotozellen und/oder Lichtschranken ist auch die Ermittlung der Lage des Abfalls auf der Klappe möglich.
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Vorzugsweise umfasst die Abfalldetektionseinrichtung mindestens einen Farbsensor im Bereich der Mulde, der mit der Steuerung verbunden ist. Bei dem Farbsensor kann es sich um einen so genannten LAB-Farbsensor, True-Color-Sensor oder RGB-Sensor handeln, der beispielsweise als Lichtquelle Hochleistungs-Weißlicht-LEDs und als Detektor Fotodioden mit integrierten Farbfiltern umfasst. Der Vorgang der Farberkennung erfolgt auf bekannte Weise, wobei in einem Mikroprozessor Spannungen in Farbmaßzahlen überführt werden, die mit gespeicherten Vergleichsfarbmaßzahlen verglichen werden, um eine binäre Information zur Verfügung zu stellen.
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In Ausgestaltung umfasst die Abfalldetektionseinrichtung einen von einem Elektromotor angetriebenen Schieber, der innerhalb der Mulde an mindestens eine Seitenwandung verschiebbar ist, wobei der Elektromotor zur Überwachung der Motorspannung mit der Steuerung verbunden ist. Mittels des Schiebers lässt sich der Abfall insbesondere gezielt im Bereich des Farbsensors platzieren. Die erfasste Spannung des als Schrittmotor ausgebildeten Elektromotors lässt einen Rückschluss auf die Verformbarkeit des Abfalls zu, der mit dem Schieber gegen eine Seitenwandung der Mulde gedrückt wird. Aus der Verformbarkeit respektive der Motorspannung lässt sich beispielsweise herleiten, ob es sich bei dem Abfall um Papier handelt.
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Um den Abfall in einfach entleerbaren Behältern zu sammeln, sind zweckmäßigerweise auf der der Mulde abgewandten Seite der Klappe mehrere Abfalleimer entsprechend einer der Schwenkrichtungen der Klappe angeordnet. Es sind mindestens zwei entnehmbare Abfalleimer vorhanden, um beispielsweise den eindeutig detektierten Abfall, vorzugsweise Papier, insbesondere Handtuchpapier, von dem übrigen Abfall getrennt zu sammeln. Die Abfalleimer können grundsätzlich im Querschnitt beliebig gestaltet sein beispielsweise rund, oval, eckig.
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Damit der Abfall zuverlässig in den zugeordneten Abfalleimer befördert wird, ist die Klappe wippenartig gelagert und mittels eines Motors aus einer einen Boden der Mulde bildenden Lage in die eine oder andere die Mulde öffnende Richtung verschwenkbar. Die die Mulde verschließende Rückstellbewegung kann selbstverständlich ebenfalls mittels des Motors, der insbesondere an einer Wippenachse eine Drehbewegung bzw. Schwenkbewegung der Klappe erzeugt, oder mittels einer Rückstellfeder erfolgen.
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Nach einer Weiterbildung sind der dem Schieber zugeordnete Elektromotor und der die Klappe verschwenkende Motor mit der Steuerung gekoppelt, und der Schieber ist vor den Verschwenken der Klappe an die eine oder andere Seitenwand der Mulde verfahrbar. Sonach gibt der Schieber bevorzugt die Klappe komplett frei und wirkt sich nicht störend auf deren Schwenkbewegung während der Beseitigung des Abfalls in einen der Abfalleimer aus.
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Um den Abfall zuverlässig in den zugeordneten Abfalleimer zu verlagern, insbesondere komprimierbares zerknülltes Papier, ist zwischen den Abfalleimern eine Füllstandsklappe mittels eines Schwenkantriebs oberhalb der Öffnungen der Abfalleimer angeordnet ist, wobei der Schwenkantrieb mit der Steuerung in Verbindung steht. Zweckmäßigerweise entspricht die Fläche der Füllstandsklappe dem Querschnitt der Öffnung der Abfalleimer und die Füllstandsklappe ist zur Erfassung des Füllstandes des Abfalls in den Abfalleimern in die eine oder andere Richtung verschwenkbar. In weiterer Ausgestaltung ist in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung des Schwenkantriebs und/oder der Stellung der Füllstandsklappe an der Steuerung ein Füllstand des Abfalls in dem einen oder anderen Abfalleimer ermittelbar und optisch und/oder akustisch anzeigbar ist. Befindet sich die Klappe in ihrer die Mulde verschließenden Lage, dann kann die Füllstandsklappe derart verschwenkt werden, dass sie sich oberhalb der Öffnung des Abfalleimers befindet und den zugeordneten Abfalleiner quasi verschließt. Hierbei wird der Abfall zuverlässig in den Abfalleimer gedrückt. Beim Verschwenken der Füllstandsklappe kann die Spannung oder der Strom des Schwenkantriebs von der Steuerung überwacht werden. Übersteigt die Spannung oder der Strom bei einem bestimmten Schwenkwinkel einen an der Steuerung vorgegebenen Grenzwert, ist der Abfalleimer voll und muss geleert werden. Die wird optisch und/oder akustisch wahrnehmbar signalisiert, beispielsweise durch Leuchtdioden (LEDs), die in verschiedenen Farben, insbesondere ampelartig aufleuchtbar, angeordnet sein können.
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Zweckmäßigerweise umfasst die Steuerung zumindest eine Rechnereinrichtung und eine damit verbundene Speichereinrichtung zur Datenverarbeitung und Datenspeicherung, insbesondere zur Hinterlegung bestimmter Referenz- oder Grenzwerte und zum Abgleich dieser Referenz- oder Grenzwerte mit Ist-Werten.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Abfallsammlers mit einer Abfallsortiervorrichtung nach der Erfindung,
- 2 eine weitere perspektivische Darstellung des Abfallsammlers nach 1,
- 3 eine perspektivische Teildarstellung des Abfallsammlers nach 1 mit einer in eine erste Richtung verschwenkten Klappe,
- 4 eine perspektivische Teildarstellung des Abfallsammlers nach 1 mit einer in eine zweite Richtung verschwenkten Klappe,
- 5 eine perspektivische Teilschnittdarstellung des Abfallsammlers nach 1 mit einer in eine erste Richtung verschwenkten Füllstandsklappe,
- 6 eine perspektivische Teilschnittdarstellung des Abfallsammlers nach 1 mit einer in eine zweite Richtung verschwenkten Füllstandsklappe,
- 7 eine perspektivische Teildarstellung des Abfallsammlers nach 1 mit auf der Klappe aufliegendem Abfall,
- 8 eine perspektivische Teildarstellung des Abfallsammlers nach 1 mit verschwenkter Klappe zum Entsorgen des Abfalls und
- 9 eine schematische Darstellung einer Steuerung mit gekoppelten Komponenten.
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Der Abfallsammler 1 umfasst ein Gestell 2, das gegebenenfalls mit einer Verkleidung umhüllt ist und zur entnehmbaren Aufnahme von zwei im Querschnitt viereckigen Abfalleimern 5, die nicht näher dargestellt sind, dient. Der Abfallsammler 1 ist in erster Linie im Zusammenhang mit Haushaltsabfällen verwendbar, insbesondere zum Trennen relativ leichter Abfälle, wie beispielsweise Papier, vorzugsweise Handtuchpapier, das in einem Handtuschpapierspender in Waschräumen Verwendung findet, oder Getränkedosen oder Kunststoffbehälter für Lebensmittel oder dergleichen Verpackungen. Zwischen den Abfalleimern 5 erstreckt sich eine Trennwand 3. In seiner bestimmungsgemäßen Gebrauchslage oberseitig weist der Abfallsammler 1 die Abfallsortiervorrichtung 4 auf. Die Abfallsortiervorrichtung 4 kann von dem Gestell 2 des Abfallsammlers 1 abnehmbar oder fest mit dem Gestell 2 verbunden sein.
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Die Abfallsortiervorrichtung 4 umfasst im Wesentlichen einen Rahmen 6 zur Einfassung einer Mulde 7, deren Boden durch die wippenartig verschwenkbare Klappe 8 gebildet ist. In dem Rahmen befinden sich Leuchtdioden 9, die mit einer elektronischen Steuerung 10 einer Abfalldetektionseinrichtung 12 der Abfallsortiervorrichtung 4 zur Anzeige eines Füllstandes des Abfalls 11 in den Abfalleimern 5 gekoppelt sind. Der Steuerung 10 ist mindestens eine Rechnereinrichtung (CPU) 15 sowie mindestens eine Speichereinrichtung 16 zugeordnet, um gespeicherte Grenzwerte und Vergleichswerte mit aufgenommenen Ist-Werten abzugleichen.
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Die Abfalldetektionseinrichtung 12 umfasst mehrere der Klappe 8 zugeordnete Fotozellen 13, die mit der Steuerung 10 gekoppelt sind und das Vorhandensein von Abfall 11 auf der Klappe 8 signalisieren. Im Weiteren ist ein mit der Steuerung 10 verbundener Farbsensor 14 Bestandteil der Abfalldetektionseinrichtung 12. Der Farbsensor 14 kann als sogenannter RGB-Farbsensor mit zumindest einer Lichtquelle und einer Fotodiode mit integrierten Farbfiltern ausgebildet sein. In der Steuerung 10 werden die digitalen Werte des Farbsensors 14 in Farbmaßzahlen überführt, die mit gespeicherten Vergleichsfarbmaßzahlen verglichen werden, um einen bestimmten Abfall 11 von einem anderen Abfall 11 zu unterscheiden.
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Damit der auf der Klappe angeordnete Abfall 11 farblich bestimmt werden kann, ist oberhalb der Klappe 8 ein Schieber 17 angeordnet, der in seiner Ausgangslage unmittelbar an einer Seitenwandung 21 des Rahmens 6 der Mulde 7 anliegt oder in den Rahmen 6 eingefahren ist. Zur Bewegung des Schiebers 17 an die gegenüberliegende Seitenwandung 21 ist dieser mit einem als Schrittmotor 18 ausgebildeten Elektromotor 19 verbunden, der wiederum mit der Steuerung 10 gekoppelt ist, die die im Betrieb anliegende Motorspannung/ den Motorstrom mit gespeicherten Vergleichswerten abgleicht, um einen Rückschluss auf die Verformbarkeit des Abfalls 11 zu ziehen, der von dem Schieber 17 an die Seitenwandung 21 des Rahmens 6 der Mulde 7 im Bereich des Farbsensors 14 gepresst wird.
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Zum Verschwenken der Klappe 8 in die eine oder andere Richtung ist ein mit der Steuerung 10 verbundener Motor 20 vorgesehen, der beispielsweise eine mittige Wippachse der Klappe 8 betätigt.
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Zum Verdichten des Abfalls 11 in den Abfalleimern 5 und zur Erfassung des Füllstandes des Abfalls 11 in den Abfalleimern 5 ist der Trennwand 3 in einer Ebene oberhalb der Öffnungen der Abfalleimer 5 eine Füllstandsklappe 22 mit einem mit der Steuerung 10 verbundenen Schwenkantrieb 23 zugeordnet, wobei die Füllstandsklappe 22 in ihrer Größe an die Größe der Öffnungen der Abfalleimer 5 angepasst ist.
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In der vorliegenden Anwendung des Abfallsammlers 1 soll dieser zur Trennung von Papier aus einem Handtuchspender in einem Waschraum dienen, das insbesondere eine definierte Farbe sowie in Grenzen bestimmbare mechanische Eigenschaften bei seiner Entsorgung im trockenen oder feuchten Zustand, insbesondere als Knäuel, aufweist. Hierbei ist keine 100% Trennung angestrebt, vielmehr soll eine Trennung unterschiedlicher Abfallarten mit einem vertretbaren technischen Aufwand realisiert werden, da mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit bzw. zu einem sehr großen Anteil in einen solchen Abfallsammler das vorbezeichnete Papier und nur zu einem sehr geringen Anteil anderweitiger Abfall 11 entsorgt wird. Gleichzeitig ist eine möglichst saubere Entsorgung unter Vermeidung eines Überquellens bzw. Überfüllens der Abfalleimer 5 angestrebt.
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In einer Ausgangslage ist die Mulde 7 durch die bodenseitige Klappe 8 geschlossen und der Schieber 17 liegt an der zugeordneten Seitenwandung 21 dem Farbsensor 14 gegenüberliegend an. Die Füllstandsklappe 22 ist in einer Flucht mit der Trennwand 3 sowie parallel zur mittig angeordneten Wippachse der Klappe 8 ausgerichtet. Wird Abfall 11 in die Mulde 7 gegeben, dann erfassen die in der Klappe 8 angeordneten Fotozellen 13 diesen Sachverhalt und es liegt an der Steuerung 10 ein entsprechendes Signal an. Die Steuerung 10 schaltet daraufhin den als Schrittmotor 18 ausgebildeten Elektromotor 19 zum Antrieb des Schiebers 18 in Richtung der den Farbsensor 14 aufweisenden Seitenwandung 21 zum Transport des Abfalls 11 auf der Klappe 8 in die entsprechende Richtung. Hierbei wird die an dem Schrittmotor anliegende Spannung durch die Steuerung 10 überwacht und zumindest mit einem Grenzwert, der im Zusammenhang mit dem Anpressen von Papier aus dem Handtuchspender an die den Farbsensor 14 aufweisenden Seitenwandung 21 empirisch ermittelt wurde und d er in einer Abhängigkeit zu der Verformbarkeit des Papierknäuels steht. Gleichzeitig prüft der Farbsensor 14 die Farbe des Abfalls 11 die im Zusammenhang mit dem Papier aus dem Handtuchspender eingrenzbar ist. Hierbei ist es möglich, beispielsweise Vergleichsfarbmaßzahlen für weißes, graues, braunes und/oder grünes Papier, selbstverständlich auch auswählbar, in der Speichereinrichtung 15 der elektronischen Steuerung zu hinterlegen. Bei diesen Vorgängen werden verhältnismäßig kleine Anteile von dem Papier abweichenden Abfalls 11 nicht erkannt, aber relativ große Anteile von dem Papier abweichenden Abfalls 11 sind detektierbar, wie beispielsweise eine Getränkedose, deren Farbe deutlich von dem Papier abweicht und die auch ein von dem Papier abweichendes Verformungsverhalten aufweist, wodurch die Motorspannung des den Schieber antreibenden Elektromotors einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet. Wird durch die Steuerung 10 mittels der gespeicherten Vergleichs- und Referenzwerte und den erfassten Ist-Werten an der Rechnereinrichtung 15 festgestellt, dass es sich bei dem Abfall 11 um Papier handelt, dann wird der der Klappe 8 zugeordnete Motor 20 zum Verschwenken der Klappe in die eine Richtung, beispielsweise nach rechts, angesteuert. Wird erkannt, dass es sich hauptsächlich um einen von Papier verschiedenen Abfall 11 handelt, dann verschwenkt der Motor 20 die Klappe 8 in die entgegengesetzte Richtung, also beispielsweise nach links. Während der Schwenkbewegung der Klappe 8 fällt der Abfall von der Klappe 8 in einen darunter entnehmbar angeordneten Abfalleimer 5. Nachdem die Klappe 8 ihre verschwenkte Endlage erreicht hat, verschwenkt sie in die Ausgangslage, in der sie den Boden der Mulde 7 bildet. Anschließend wird der Schwenkantrieb 23 der Füllstandsklappe 22 durch die Steuerung 10 zum Verschwenken der Füllstandsklappe 22 in die Richtung, in die die Klappe 8 zum Entsorgen des Abfalls 11 verschwenkt ist, verlagert. Die Füllstandsklappe 22 kann beispielsweise um 90° verschwenkt werden, so dass sie quasi deckelartig auf der Öffnung des zugeordneten Abfalleimers 5 aufliegt. Bei diesem Schwenken wird insbesondere die Winkelstellung der Füllstandsklappe als auch die an dem Schwenkantrieb 23 anliegende elektrische Spannung / der elektrische Strom durch die Steuerung 10 überwacht und mit in der Speichereinrichtung 16 hinterlegten Grenzwerten verglichen. Hierbei wird zum einen der der Abfall 11 zuverlässig in den zugeordneten Abfalleimer 5 gedrückt und gegebenenfalls komprimiert und zum anderen der Füllstand des Abfalls 11 in dem Abfalleimer 5 ermittelt. Ist der Abfalleimer 5 derart gefüllt, dass er entleert werden muss, steigt die an dem Schwenkantrieb 23 anliegende Spannung und die 90°-Lage wird nicht mehr erreicht. Die Steuerung 10 steuert die Leuchtdioden 9 zur optisch wahrnehmbaren Signalisierung des Füllstandes an. Hierbei können die Leuchtdioden 9 beispielsweise ampelartig verschiedene Farben erzeugen oder es leuchtet eine bestimmte Anzahl von Leuchtdioden 9, die auf den Füllstand des Abfalls 11 in dem Abfalleimer 5 schließen lässt, beispielsweise eine weiße Leuchtdiode 9 oder eine grüne Leuchtdiode 9 signalisieren, dass der Abfalleimer leer ist, und drei weiße Leuchtdioden 9 oder eine rote Leuchtdiode 9 signalisieren, dass der Abfalleimer voll ist. Zwei weiße oder eine gelbe Leuchtdiode 9 können auf einen Zwischenfüllstand hindeuten. Bei einem vollen Abfalleimer 5 kann ein Verschwenken der Klappe 9 durch die Steuerung mittels des zugeordneten Motors 20 verhindert werden, um eine Beschädigung des Abfallsammlers 1 und insbesondere der Abfallsortiervorrichtung 4 zu vermeiden.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Abfallsammler
- 2.
- Gestell
- 3.
- Trennwand
- 4.
- Abfallsortiervorrichtung
- 5.
- Abfalleimer
- 6.
- Rahmen
- 7.
- Mulde
- 8.
- Klappe
- 9.
- Leuchtdiode
- 10.
- Steuerung
- 11.
- Abfall
- 12.
- Abfalldetektionseinrichtung
- 13.
- Fotozelle
- 14.
- Farbsensor
- 15.
- Rechnereinrichtung
- 16.
- Speichereinrichtung
- 17.
- Schieber
- 18.
- Schrittmotor
- 19.
- Elektromotor
- 20.
- Motor
- 21.
- Seitenwandung
- 22.
- Füllstandsklappe
- 23.
- Schwenkantrieb
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202019103055 U1 [0002]
