DE4440748C2 - Separationseinrichtung für eine Sortieranlage - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Separationseinrichtung für eine Sortieranlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer Sortierung eines Gemenges von Objekten in einer Sortieranlage werden von ein­ ander verschiedene Objekte in unterschiedliche Fraktionen weitgehend gleicher Objekte getrennt.

Im allgemeinen wird das Gemenge auf eine Fördervorrichtung aufgegeben und während des Transports ein Objekt mit Hilfe einer Abtrennvorrichtung aus dem Gemenge separiert. Hierbei werden vorzugsweise die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Objek­ te ausgenutzt. In einem einfachen Fall kann beispielsweise ein Magnetabscheider die ma­ gnetischen Objekte aus einem Gemenge abtrennen, ohne das es dabei eines separaten Sensors bedarf. In vielen Fällen weisen die Objekte eines Gemenges jedoch keine derart günstige Unterscheidungsmöglichkeit auf, bzw. läßt sich hiermit nur ein erster Separations­ schritt durchführen.

Zur Identifizierung von schwieriger zu unterscheidenden Objekten werden Sensoren ein­ gesetzt, die Eigenschaften, wie beispielsweise Farbgebung, Oberflächenbeschaffenheit, Formgebung, Material und andere erkennen können. Sobald ein Objekt durch einen Sensor identifiziert ist, erfolgt im allgemeinen eine Ansteuerung einer Abtrennvorrichtung, die dann das identifizierte Objekt aus dem Gemenge abtrennt. Eine derartige Abtrennung kann ma­ schinell, beispielsweise über einen Luftstrahl erfolgen, wobei für eine ausreichende Verein­ zelung der Objekte Sorge zu tragen ist, da anderenfalls umliegende Objekte mit abgetrennt werden können und somit die Reinheit einer Fraktion stark beeinträchtigt wird. Im Extremfall müssen die Objekte einander folgen und dürfen nicht nebeneinander liegen, was entspre­ chend den Durchsatz in einer Sortieranlage einschränkt.

Bei einigen Sortieranlagen werden daher Aufgaben von Sensor- und Abtrennvorrichtung von Menschen übernommen, die an Förderbändern stehend einzelne Objekte aus dem Ge­ menge identifizieren und greifen und bestimmten Fraktionen zuordnen.

Die Sortierung von Hausmüll, hausmüllähnlichen Gewerbeabfällen, Sperrmüll, dem durch das DSD bekannten Gelben Sack, Papier, Reststoffen und anderen ist zudem dadurch erschwert, daß derartige Gemenge oft eine sehr heterogene Zusammenset­ zung von zum Teil sogar erheblich verschmutzten Objekten aufweisen. Die Heterogeni­ tät derartiger Gemenge erschwert ferner eine ausreichende Vereinzelung der Objekte.

Aus der DE 40 02 806 A1 ist eine Separationseinrichtung zum Sortieren von Abfällen mit einer Fördervorrichtung, einem Sensor und einem Greifroboter bekannt, wobei der ersten Fördervorrichtung weitere Fördervorrichtungen mit zugeordneten Greifrobotern parallel geschaltet und die Greifroboter zwischen den Fördervorrichtungen an Portalen verfahrbar vorgesehen sind. Ein auf der zentralen Fördervorrichtung ankommendes Gemenge wird über den sich über diese Fördervorrichtung erstreckenden Sensor be­ obachtet. Sobald der Sensor ein entsprechendes Signal abgibt, wird einer der Greifro­ boter an dem entsprechenden Portal über das identifizierte Objekt gefahren und greift es. Anschließend wird der Greifroboter über eine benachbarte Fördervorrichtung ge­ fahren, auf die das Objekt abgelegt wird.

Hierbei müssen die Greifroboter relativ große Weglängen zurücklegen, um das Ge­ menge in einzelne Fraktionen von Objekten gleicher Merkmale aufteilen bzw. sortieren zu können. Ferner erschweren die beim Abbremsen des Greifroboters zu überwinden­ den Trägheitskräfte eine genaue Positionierung eines Greifarms über einem identifi­ zierten Objekt.

Die DE 40 21 815 A1 offenbart ein Verfahren zum Sortieren von Bauschutt, nach dem der Bauschutt auf dem Transportband über Erhebungen geführt wird, so daß große Teile aus dem Bauschutt herausgehoben werden und auf einfache Weise herausgele­ sen werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Separationseinrichtung für eine Sortieranlage mit einer Fördervorrichtung für ein Gemenge von Objekten, und einem das Gemenge beobachtenden Sensor zur Verfügung zu stellen, die ein genaues und weitgehend verzögerungsfreies Positionieren einer Abtrennvorrichtung über einem identifiziertem Objekt gewährleistet und ein rasches Separieren des identifizierten Objekts von umliegenden Objekten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise kann die Abtrennvorrichtung exakt über ein zu separierendes Objekt positioniert werden, wobei zu überwindende Trägheitskräfte weitgehend minimiert sind und ein rasches Separieren des Objekt ermöglicht ist.

Um der Abtrennvorrichtung eine Bewegung, z. B. eine pendelartige Bewegung in einer Ebene zu ermöglichen, kann das Gehäuse in dem Lager scharnierartig geführt sein. Das Lager kann jedoch vorteilhaft als Kreuz- oder Kardangelenk oder Kugelpfanne ausgebildet sein, um Bewegungen in mehreren Ebenen zu ermöglichen. Solche Lager sind auch bei Anordnung von zwei Schubstangen an dem Gehäuse von Vorteil.

Durch Verbindung des Gehäuses mit einer im wesentlichen in Förderrichtung des Gemenges hin- und her beweglichen Schubstange ist eine zumindest kurzzeitige Verfolgung eines zu separierenden Objektes möglich, wodurch die Zeit zur Separierung vorteilhaft verlängert werden kann.

Eine Ausbildung des Verschiebeelements als Kolbenstange und des Gehäuses als Zylinder ermöglicht eine besonders kompakte und robuste Bauweise. Hierbei kann besonders vor­ teilhaft eine standardisierte Kolben/Zylinder Pneumatikeinheit vorgesehen werden.

Das Verschiebeelement kann auch als eine antreibbare Spindel ausgebildet werden, wobei die Spindel von dem Gehäuse aufgenommen ist. Die Schubstange kann in einfacher Weise als Kolbenstange einer pneumatisch arbeitenden Kolben/Zylindereinheit ausgebildet sein. Die Schubstange kann auch vorteilhaft von einem Gehäuse hin- und her beweglich aufgenommen werden, in dem ein Spindeltrieb für die Schubstange vorgesehen ist. Zweckmäßigerweise kann hierbei ein elektrisch steuerbarer Spindeltrieb vorgesehen sein, der eine rasche translatorische Bewegung der Schubstange ermöglicht. In einem einfachen Fall kann ein Spindeltrieb durch eine in dem Gehäuse vorgesehene Spindelmutter und durch das Verschiebelement oder eine Schubstange selbst ausgebildet sein. Die Wir­ kungsrichtung der Schubstange ist von der Förderrichtung verschieden, kann jedoch belie­ bige Winkel zu dieser bilden. Von besonderem Vorteil ist die Richtung im wesentlichen quer zur Förderrichtung. Es können auch mehrere Schubstangen mit unterschiedlicher Wir­ kungsrichtung vorhanden sein.

Die Abtrennvorrichtung kann vorteilhaft als pneumatisch oder elektrisch betätigbarer Greifer ausgebildet sein, wobei ein gegriffenes Objekt fixierend gehalten werden kann. Die Ab­ trennvorrichtung kann zweckmäßigerweise als Widerhaken aufweisender Dom oder als mit einem Schraubengewinde versehener Dom ausgebildet sein. Hiermit lassen sich in einfa­ cher Weise voluminöse Objekte von der Förderrichtung entfernen. Bei einer Ausbildung der Abtrennvorrichtung als Saugrohr können insbesondere flächige Materialien vorteilhaft entfernt werden. Eine Ausbildung der Abtrennvorrichtung als Blasdüse ermöglicht ein be­ rührungsloses und beschädigungsfreies Entfernen eines Objekts sowie eine schußartige Separierung, beispielsweise in einen Schacht eines Sammelbehälters. Zudem ermöglicht eine derartig ausgebildete Abtrennvorrichtung eine Freiblasen ggf. überdeckter Objekte und/oder die Separierung einer Leichtstofffraktion, wie beispielsweise Folien oder Papier­ schnitzel.

Bei Anordnung eines Sensors an dem Gehäuse oder dem Verschiebeelement kann ein Ob­ jekt unmittelbar nach der Identifizierung abgetrennt werden, so daß eine Separationsfehler ermöglichende Lageveränderung auf der Fördervorrichtung weitgehend ausgeschlossen ist.

Um stets einen bestimmten Abschnitt auf der Fördervorrichtung zu überwachen, ist es zweckmäßig, einen Sensor stationär an dieser anzuordnen. Ein Vorsehen von gegenüber der Fördervorrichtung stationär und/oder mobil angeordneten Sensoren ermöglicht eine Vielzahl von Identifizierungsmöglichkeiten.

Durch einen an dem Gehäuse oder dem Verschiebeelement gegenüber der Fördervorrich­ tung mobil angeordneten Sensor kann die Identifizierung eines Objektes durch einen vor­ geschalteten Sensor unmittelbar vor der Abtrennung des Objektes überprüft werden, so daß Identifikationsfehler minimiert werden können.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Separationseinrichtung.

Fig. 2 zeigt eine ausschnittsweise Aufsicht auf die Separationseinrichtung aus Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Separationseinrichtung umfaßt eine Fördervorrichtung 1 mit ei­ nem Transportband 2, dem beidseitig quer zur Förderrichtung jeweils 2 Einwurfschächte 3 zugeordnet sind.

Oberhalb der Fördervorrichtung 1 ist ein als Zylinder 4 ausgebildetes Gehäuse für ein als Kolbenstange 5 ausgeführtes hin- und her bewegliches Verschiebeelement in einem Lager 6 beweglich, z. B. pendelartig gelagert. Die Kolbenstange 5 nimmt an ihrem freien Ende ei­ ne als Greifer 7 ausgebildete Abtrennvorrichtung auf.

An dem dem Lager 6 gegenüberliegenden Ende des Zylinders 4 sind beispielhaft zwei als Kolbenstange 8, 9 ausführte Schubstangen angelenkt. Die Kolbenstangen 8, 9 sind hin- und her beweglich in als Zylinder 10, 11 ausgebildeten Gehäusen aufgenommen. Die Zy­ linder 10, 11 sind in Lagern 12, 13 jeweils mit einem Ende pendelartig gelagert.

Die Lager 6, 12 und 13 sind an einem der Fördervorrichtung 1 zugeordneten Gerüst (nicht dargestellt) befestigt. An einer Seitenwand 14 der Fördervorrichtung 1 ist ein auf das Transportband 2 gerichteter Sensor 15 angeordnet. Von dem Sensor 15 führt eine Signal­ leitung 16 zu einem Prozeßrechner 17, der über eine Leitung 18 mit einem Aktorikmodul 19 verbunden ist. Von dem Aktorikmodul 19 führen Steuerleitungen 20, 21, 22 zu den Zylin­ dern 4, 10, 11. Der Sensor kann auch beispielsweise an der Kolbenstange 5 oder dem Zy­ linder 4 angeordnet sein oder auch an anderen Stellen der Separationseinrichtung, die eine zuverlässige Erfassung von Objekten ermöglichen. Es können auch mehrere Sensoren vor­ liegen.

Die Kolbenstangen 5, 8, 9 bzw. die Zylinder 4, 11, 12 sowie der Greifer 7 sind pneumatisch betätigbar vorgesehen.

Ein auf dem Transportband 2 angekommendes Objekt 23 wird über den Sensor 15 erfaßt. Der Sensor 15 gibt über die Signalleitung 16 ein entsprechendes Signal an den Prozeß­ rechner 17. Der Prozeßrechner 17 bildet unter Berücksichtigung der Transportgeschwindig­ keit und des eingegangenen Signals vom Sensor 15 ein entsprechendes Signal, das über die Leitung 18 an das Aktorikmodul 19 weitergegeben wird. Von dem Aktorikmodul 19 werden entsprechende Aktoriksignale über die Steuerleitungen 20, 21, 22 an die Zylinder 4, 11, 12 zur Betätigung von Steuerventilen (nicht dargestellt) weitergegeben. Die Kolben­ stangen 5, 8, 9 werden entsprechend den Steuersignalen in den jeweiligen Zylindern 4, 10, 11 in die Greifposition für das Objekt 23 verschoben. Nachdem Greifer 7 in Greifstellung über dem Objekt 23 angelangt ist, wird das Objekt 23 durch Ansteuerung des Greifers 7 gegriffen und von dem Transportband 2 abgehoben sowie über einen von dem Prozeß­ rechner 17 zugewiesenen Einwurfschacht 3 verfahren und abgeworfen. Um beim Separati­ onsvorgang des Objekts 23 von dem Förderband 2 einen versehentlichen Austrag umlie­ gender Objekte zu vermeiden, wird der Greifer 7 im allgemeinen von oben in eine Greif­ position gefahren und beim Separieren des Objekts 23 von dem Transportband 2 um einen ausreichenden Abstand zu umliegenden Objekten hochbewegt. In Fig. 2 ist der Greifra­ dius der Abtrennvorrichtung 7 mit einer gestrichelten Linie angedeutet. Der Greifradius überdeckt die Einwurfschächte 3 und das Transportband 2.

Bei einer Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels ist das Lager 6 scharnierartig ausgebildet und das Gehäuse 4 mit dem Verschiebeelement 5 und der Ab­ trennvorrichtung 7 quer zur Förderrichtung hin- und herbeweglich in dem Lager 6 geführt und durch die Schubstange 8 verstellbar vorgesehen. Hierbei wird das Gehäuse 4 lediglich in einer Ebene hin- und hergeschwenkt.

Bei einer besonders kompakten Bauweise der Separationseinrichtung kann in dem Lager 6 eine drehantreibbare Welle vorgesehen sein, die das Gehäuse 4 hin- und herschwenkbar aufnimmt. Hierbei ist die beim vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel zum Verschwen­ ken dienende Schubstange 8 durch einen nah an der Drehachse des Gehäuses 4 angrei­ fenden Schwenkantrieb ersetzt. Die Welle kann direkt von dem Schwenkantrieb ausgebildet oder über ein Getriebe mit diesem gekoppelt sein. Als Schwenkantrieb ist hierbei zweck­ mäßigerweise ein Servomotor vorgesehen.

Die Abtrennvorrichtung 7 kann auch in Abwandlung der Ausführungsbeispiele als eine Kombination eines Greifers mit einem Saugrohr oder einer Blasdüse, oder eines Dorns mit einer Blasdüse oder eines Saugers ausgebildet sein.

Die Abtrennvorrichtung 7 kann beispielsweise einen in ein Objekt pneumatisch eintreibba­ ren Dorn und eine Saug-/Blaseinheit umfassen. Hierbei ist ein abzutrennendes Objekt durch den eingetriebenen Dorn fixierbar und kann durch das Saugen sicher am Dorn gehal­ ten sowie durch das Blasen rasch abgeworfen werden.

In einer modulartigen Bauweise kann das Verschiebeelement 5 mit einer Kupplung verse­ hen sein, an die verschiedenartig ausgebildete Abtrennvorrichtungen ankuppelbar sind, wobei die jeweilige Abtrennvorrichtung den Eigenschaften des zu separierenden Objekts in einfacher Weise angepaßt werden kann.

Claims (14)

1. Separationseinrichtung für eine Sortieranlage mit einer Fördervorrichtung (1) für ein Gemenge von Objekten (23), einem das Gemenge beobachtenden Sensor (15) und einem mit diesem verbundenen Prozeßrechner (17) zur automatischen Identifizierung eines aus dem Gemenge abzutrennenden Objekts (23) sowie einer Abtrennvorrichtung (7) für dieses Objekt (23), dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennvorrichtung (7) von dem freien Ende eines in einem Gehäuse (4) hin- und her beweglich geführten Verschiebeelements (5) aufgenommen, das Gehäuse (4) einseitig in einem über der Fördervorrichtung (1) ortsfest angeordneten Lager (6) beweglich gelagert und eine im wesentlichen quer zur Förderrichtung des Gemenges bewegliche Schubstange (8) an dem dem Lager (6) gegenüberliegenden unteren Bereich des Gehäuses (4) angelenkt ist.

2. Separationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) mit einer im wesentlichen in Förderrichtung des Gemenges hin- und her bewegli­ chen Schubstange (9) verbunden ist.

3. Separationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebeelement (5) als Kolbenstange und das Gehäuse (4) als Zylinder ausgebil­ det ist.

4. Separationseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschiebeelement (5) als über eine in dem Gehäuse (4) angeordnete, antreibbare Spindel ausgebildet ist.

5. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (8) als eine in einem Zylinder (10) geführte Kolbenstange aus­ gebildet ist.

6. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubstange (8) in einem Gehäuse aufgenommen und über einen in dem Ge­ häuse vorgesehenen Spindeltrieb hin- und her beweglich vorgesehen ist.

7. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennvorrichtung (7) als Greifer ausgebildet ist.

8. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennvorrichtung (7) einen mit Widerhaken versehenen Dorn aufweist.

9. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennvorrichtung (7) einen mit einem Schraubengewinde versehenen dreh­ baren Dorn aufweist.

10. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennvorrichtung (7) ein Saugrohr aufweist.

11. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennvorrichtung (7) eine Blasdüse aufweist.

12. Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sensor (15) an dem Gehäuse (4) oder dem Verschiebeelement (5) befestigt ist.

13. Abwandlung der Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) im wesentlichen frei hängend vorgesehen und durch eine drehantreibbar in dem Lager (6) vorgesehene Welle hin- und herschwenk­ bar aufgenommen ist.

14. Verfahren zur Abtrennung von Objekten aus einem Gemenge von Objekten unter Verwendung einer Separationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.