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(11) | EP 0 773 896 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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| (54) |
SAMMELSYSTEM FÜR RECYCLING-STOFFE COLLECTION SYSTEM FOR MATERIALS DESTINED FOR RECYCLING SYSTEME COLLECTEUR POUR PRODUITS DESTINES AU RECYCLAGE |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Entleerungsfahrzeug zum Entleeren von Wertstoffsammelbehältern in einem Sammelsystem für Recycling-Stoffe. Solche Sammelsysteme sind weit verbreitet. Sie umfassen einerseits Sammelbehälter, die für das Publikum zugänglich sind und Einwurföffnungen für das Sammelgut aufweisen sowie mit Entleerungsklappen versehen sind. Andererseits gehören zu dem Entleerungssystem Entleerungsfahrzeuge mit Ladebuchten, in welche die Sammelbehälter mittels Hebezeugen entleert werden, die auf den Fahrzeugen angeordnet sind.
[0002] Die gegenwärtig üblichen Sammelsysteme haben den Mangel, daß der Entleerungsvorgang recht umständlich und zeitaufwendig ist.
[0003] Aus der EP 0 388 618 A2 ist ein System zur Bestimmung der Lage eines Wertstoffsammelbehälters mit Hilfe eines videooptischen Sensors bekannt. Dazu ist der Wertstoffsammelbehälter in einem vorbestimmten Muster mit mindestens drei winkelig zueinander angeordneten, reflektierenden Marken versehen. Die Marken werden von einer an einem Entleerungsfahrzeug befestigten Lichtquelle beleuchtet. In räumlicher Zuordnung neben der Lichtquelle ist an dem Entleerungsfahrzeug ferner eine Halbleiterkamera in Form eines Flächensensors angeordnet. Hierdurch ist eine videooptische Erfassung der Wertstoffsammelbehälter aus dem Entleerungsfahrzeug heraus möglich, wobei eine Bildauswertung durch einen Rechner und eine rechnergesteuerte Steuerung einer Greiferklaue eines an dem Entleerungsfahrzeug angeordneten Krans durch Betätigung eines Aktivierungsschalters möglich ist. Das Ankoppeln und Aufnehmen der Wertstoffsammelbehälter kann durch dieses System automatisiert werden. Als nachteilig hat sich jedoch erwiesen, daß der Betätigungsaufwand des die Greiferklaue tragenden Hebezeugs weiterhin hoch ist.
[0004] Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Entleeren von Wertstoffsammelbehältern zu schaffen, das einfach und zuverlässig arbeitet.
[0006] Eine weitere Aufgabe der Erfindung istes, ein Sammelfahrzeug aufzuzeichnen Zur Durchführung der erfindungsmäßigen Verfahren.
[0008] Die Erfindung umfaßt demgemäß ein Verfahren zum Entleeren von Wertstoffsammelbehältern, in denen Glas -- gegebenenfalls nach Farbe sortiert --, Papier, Verbundstoffe usw. für das Recycling gesammelt werden. Üblicherweise bilden mehrere Behälter eine Batterie, und solche Batterien werden an Orten aufgestellt, die sowohl für das Antransportieren des Entsorgungsguts als auch für Transportfahrzeuge zwecks dessen Abfuhr zugänglich sind.
[0009] Auf den Transportfahrzeugen ist ein Hebezeug montiert, beispielsweise ein Kran, an dessen Ausleger Mittel zum Ankoppeln eines Behälters angebracht sind. Es gibt unterschiedliche Systeme, die jeweils zwei Funktionen erfüllen: Das Heben des Behälters über die Ladebucht des Fahrzeugs und das Betätigen eines Öffnungsmechanismus, mittels dem vorzugsweise bodenseitige Behälterklappen verschwenkt werden, so daß das Entsorgungsgut herunterfallen kann.
[0010] Nach dem Entleeren wird der Behälter wieder an seinen Platz zurückgestellt, was schwierig ist, wenn keine Zentriereinrichtung vorhanden ist.
[0011] Alle diese Vorgänge werden von dem Fahrzeugführer oder einem Beifahrer gesteuert, wofür das Fahrzeug auch bei schlechtem Wetter verlassen werden muß. Jeder Entleerungsvorgang dauert lange, und wegen der eintönigen Tätigkeit sind Bedienungsfehler häufig. Solche Bedienungsfehler führen dann oft zu Beschädigungen der Behälter oder von anderen Gegenständen, wenn das Hebezeug ungenau gesteuert wird, oder Wertstoff-Fraktionen werden vermischt, die getrennt gesammelt worden waren. Die gleichmäßige Beladung des Fahrzeugs hängt von der Sorgfalt der Bedienungsperson ab, ebenso die Geräuschentwicklung, wenn beispielsweise Glascontainer entleert werden.
[0012] Das Verfahren trägt dem Umstand Rechnung, daß die jeweilige relative Position von Behälter und Fahrzeug bei jedem Entleerungsvorgang eine andere ist. Im einzelnen läuft der Vorgang ab wie folgt:
- Der Fahrer manövriert sein Fahrzeug so nah an den zu leerenden Behälter, daß er diesen mit dem Hebezeug erreichen kann; dies ist im Anspruch 2 mit den Worten "in Reichweite'' ausgedrückt.
- Dann wird, vorzugsweise von der Fahrerkabine aus, das Hebezeug manuell und unter Beobachtung durch die Bedienungsperson so über den Behälter manövriert, daß der Behälter an das Hebezeug angekoppelt werden kann. Falls das Hebezeug nicht von Beginn an im Sichtbereich der Bedienungsperson ist, wird es in diesen hinein vorzugsweise automatisch verlagert. Der manuell vorgegebene Teil des Bewegungsablaufs wird in geeigneter Weise abgespeichert, etwa in Form von Steuerbefehlen der Bedienungsperson oder in Form von Raumkoordinaten. Dabei ist das Hebezeug mit Gebern für die Bewegungsabläufe aller seiner Bauteile bestückt, und die Gebersignale werden zu einer im Fahrzeug untergebrachten Steuereinheit übertragen. Diese errechnet aus den Gebersignalen die IST-Position des Hebezeuges bei Beendigung des manuellen Teils der Steuerung (es wäre auch möglich, diese IST-Position aus den Daten zu errechnen, die im manuellen Betrieb abgespeichert wurden; es ist aber aus Sicherheitsgründen bevorzugt, die Rückmeldung der Geber zu verarbeiten). Diese Daten werden benötigt, damit nach vorzugsweise automatischem Ankoppeln des Behälters an das Hebezeug die Steuereinheit den Antrieben des Hebezeuges jetzt im automatischen Ablauf die richtigen Befehle geben kann.
- Dabei wird der Behälter zunächst um eine seiner Höhe entsprechende Strecke senkrecht angehoben, über die Ladefläche oder den Laderaum des Transportfahrzeuges gebracht und entleert. Die dazu ausgegebenen Befehle oder äquivalente Daten werden von der Steuereinheit ebenfalls abgespeichert, denn nach Entleeren des Behälters werden diese Befehle nochmals benötigt, um den Behälter wieder genau an seinen alten Platz zu stellen; hierfür werden die Befehle ''rückwärts'' abgearbeitet. Es ist anzumerken, daß die erforderlichen Befehle für jeden Entleerungsvorgang neu berechnet werden. Dabei gehen nicht nur die Koppel- bzw. Entkoppelposition in die Berechnung der Bewegungsbefehle ein, sondern es ist bevorzugt, nach einem vorgegebenen Schema auch die Entleerungsposition der nacheinander zu entleerenden Behälter so zu variieren, daß eine gleichmäßige Befüllung des Fahrzeugladeraums gewährleistet ist.
- Nach Abkoppeln des Behälters werden nun auch die abgespeicherten Daten oder Befehle aus dem manuellen Teil des Steuervorgangs ''rückwärts'' abgearbeitet, um das Hebezeug wieder auf demselben Weg in seine Ruheposition gelangen zu lassen, wie er anfänglich von der Bedienungsperson vorgegeben worden war. Dieser Ablauf ist bevorzugt gegenüber der Variante, bei der das Hebezeug nochmals denselben Weg wie beim Entleeren durchläuft, um Zeitverluste zu vermeiden.
[0013] Aus Zeit- und Kostengründen wird man den manuellen Teil der Steuerung von der Fahrerkabine des Transportfahrzeugs aus durchführen, und vorzugsweise vom Fahrer selbst, beispielsweise mittels eines Steuerknüppels.
[0014] Im Idealfall erfolgt das An- und Abkoppeln der Behälter an das Hebezeug bereits im Automatikbetrieb. Je nach dem verwendeten System (Zweihakensystem, Zangensystem, Pilzsystem, oder andere) kann dies problematisch sein; es liegt im Rahmen der Erfindung, diese Koppelvorgänge manuell auszuführen.
[0015] Bevor der nächste Behälterstandplatz angefahren wird, wird vorzugsweise aus dem Automatikbetrieb wieder in manuellen Betrieb zurückgeschaltet; dieses Rückschalten kann auch der letzte Befehl des Automatikprogramms sein.
[0016] Es wurde oben erwähnt, daß vor dem Freigeben der Entleerungsklappe oder -klappen die horizontalen Koordinaten so neu gewählt werden, daß eine gleichförmige Beladung des Fahrzeug-Laderaums erfolgt. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, die Höhe des Hebezeuges in der Entleerungsposition an die Füllhöhe anzupassen, und zwar vorzugsweise derart, daß der Behälter im noch geschlossenen Zustand auf das auf der Fahrzeugladefläche lagernde Gut oder, bei leerem Fahrzeug, auf diese Fläche selbst aufgesetzt wird; die dabei eintretende Gewichtsentlastung des Hebezeuges kann mittels eines einfachen Sensors leicht erkannt werden. Danach werden die Entladeklappen freigegeben, und der Behälter wird unter öffnen der Klappen angehoben. Dadurch werden bei bestimmten Wertstoffen, wie Glas, die Bruchgefahr und Geräuschbelästigung minimiert.
[0017] Aus Sicherheitsgründen ist es zweckmäßig, wenn mit Inbetriebnahme des Hebezeugs automatisch das Fahrgetriebe des Transportfahrzeugs blockiert wird.
[0018] Um das automatische Koppeln zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, das Hebezeug mit einem Sensor auszustatten, der in Wirkverbindung mit Signalgebern bringbar ist, die an den Behältern angebracht sind, um das Hebezeug relativ zu den Behältern zu positionieren. Als Signalgeber können beispielsweise die behälterseitigen Elemente des Entleerungsmechanismus dienen, die beispielsweise von dem Sensor mechanisch abgetastet werden. Alternativ kann man magnetische, vorzugsweise permanentmagnetische Signalgeber an den Behältern anbringen, beispielsweise einen Magnetstreifen, oder auch optische Signalgeber, im einfachsten Fall Reflektoren.
[0019] Anhand der beigefügten Zeichnungen soll das Verfahren nachstehend näher erläutert werden.
Fig. 1 bis 3: illustrieren den Ablauf eines Entleerungsvorgangs,
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der einzelnen Verfahrensschritte, und
Fig. 5 ist ein Blockschema der Steuerung.
[0020] Gemäß Fig. 1 hat der Fahrer 10 das Entleerungsfahrzeug 12 so relativ zu einem zu entleerenden Behälter 14 zum Stillstand gebracht, daß er von der Fahrzeugkabine 16 aus den Behälter 14 sehen kann. Mittels einer in der Kabine angeordneten Handhebelanordnung 18 -- bei der es sich auch um einen oder mehrere sogenannte Joysticks handeln kann --manövriert er nun das Hebezeug, hier den Kran 20, in eine Position oberhalb des Behälters 14, wobei er den kürzesten Verfahrweg wählen wird, der ohne Behinderung durch abgestellte Fahrzeuge, Bepflanzung, weitere Behälter und dergleichen durchlaufen werden kann.
[0021] Am Behälter 14 einerseits, am Kranausleger andererseits sind Signalgeber- bzw. Signalaufnehmer angeordnet, die es ermöglichen, die am Kranausleger angeordneten Verankerungs- und Betätigungsmittel 22 mit den am Behälter 14 angebrachten Betätigungsmitteln 24 in Eingriff zu bringen. Im dargestellten Beispiel handelt es sich um Behälter mit der sogenannten Zwei-Haken-Mechnik: Eine erste Lasche 24a ist am Behälterdach fixiert und dient dazu, den Behälter zu heben, während eine zweite Lasche 24b mit einem im Behälterinnenraum angebrachten Gestänge verbunden ist, über das die Bodenklappen des Behälters geschlossen gehalten werden, solange auf diese zweite Lasche 24b mittels des Krans ein Zug ausgeübt wird. Für die Betätigung sind folglich zwei relativ zueinander bewegliche Haken am Kranausleger erforderlich, die mit den jeweils zugeordneten Laschen zu koppeln sind.
[0022] Bei dieser manuellen Verlagerung des Kranauslegers werden die tatsächlich durchlaufenen Bewegungen in Form entsprechender Daten abgespeichert; hierfür kann man die vom Fahrer eingegebenen Befehle verwenden, doch ist es bevorzugt, die beweglichen Teile des Krans mit Weg- und Winkelgebern zu bestücken und diese IST-Werte abzuspeichern, damit sie später für den Rücklauf des Krans in seine Ausgangs-Ruheposition gemäß Figur 1 verwendet werden können.
[0023] Figur 2 zeigt, bis zu welchem Punkt der Kranausleger unter manueller Steuerung durch den Fahrer 10 bewegt wird. Sobald ein Signalaustausch zwischen Ausleger und Behälter möglich ist, wird dies dem Fahrer signalisiert, etwa durch Aufleuchten einer optischen Anzeige, oder, vorzugsweise, durch ein akustisches Signal. Der Fahrer löst nun den Automatikßetrieb aus. Dabei erfolgt zunächst eine Verlagerung, gegebenenfalls einschließlich einer Verdrehung, des Kopfes 26 am freien Ende des Kranauslegers derart, daß die kranseitigen Haken sich an den Laschen 24 verankern können. Auch diese Daten werden für spätere Wiederverwertung abgespeichert. Da die Steuerung nun ''weiß'', wo sich der Kopf 26 relativ zum Fahrzeug befindet, kann die eigentliche Entleerung automatisch ablaufen, wobei zunächst der Behälter auf ein Niveau senkrecht angehoben wird, das mindestens seiner eigenen Höhenabmessung entspricht. Dies ist erforderlich, um Kollisionen mit anderen, benachbarten Behältern (14, 14') zu vermeiden. Danach erfolgt ein Verbringen des Behälters über die Ladebucht 28 des Fahrzeugs, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Behälter wird abgesenkt, bis er auf der Ladefläche oder auf bereits in der Ladebucht befindlichem Entleerungsgut aufsitzt; das macht sich durch eine Entlastung des Krans bemerkbar oder wird von der Steuereinheit errechnet. Erst dann werden die Bodenklappen des Behälters freigegeben, und der Behälter wird angehoben, so daß er sich mit minimaler Geräuschentwicklung entleert.
[0024] Von nun an werden die bisher abgespeicherten Daten in rückwärtiger Reihenfolge ausgelesen und der Kran entsprechend betätigt. Der Behälter durchläuft mithin seine bisherigen Wege in umgekehrter Richtung, und nach Absetzen des Behälters auf die Zentrierschiene 15 und Abkoppeln von dem Kopf 26 durchläuft dieser rückwärts die Bahn, die anfänglich bei der manuellen Steuerung eingegeben worden war, gegebenenfalls nach Optimierung durch die Steuerung, bis der Kranausleger wieder seine Ausgangsposition nach Figur 1 einnimmt. Der gesamte Ablauf ist in Figur 4 als Flußdiagramm zusammengefaßt, einschließlich der automatischen Betätigung der Feststellbremse.
[0025] Fig. 3 läßt erkennen, daß aufgrund der gespeicherten Daten die Steuerung auch im "Gedächtnis'' behält, welcher Teil der Ladebucht 28 bereits mit Entleerungsgut belegt worden ist, so daß auch in horizontaler Richtung eine gleichmäßige Belegung gesichert ist, wie durch die gestrichelt bzw. strichpunktiert angedeuteten Behälterpositionen illustriert ist. Entsprechendes gilt, wenn es sich um Mehrkammerbehälter handelt, deren Kammern nacheinander in zugeordnete Abteile der Ladebucht zu entleeren sind.
[0026] Fig. 5 zeigt schematisch die Steuerung als Blockbild. Ein Mikroprozessor 30 erhält Eingangssignale von der Handsteuerhebelanordnung 18 sowie von den Sensoren 38, aus denen der Mikroprozessor die notwendigen Steuerbefehle für die Aktuatoren 40 unter Verwendung von in einem Speicher 32 abgelegten Programmen errechnet. Die beiden anderen Speicher 34, 36 dienen zur Zwischenspeicherung der für jeden Entleerungsvorgang individuell eingegebenen Wegdaten aus der Anordnung 18 bzw. aus den Sensoren.
[0027] Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, den manuellen Abschnitt des Verfahrens ebenfalls zu automatisieren. Hierfür ist vorzusehen, daß das Transportfahrzeug mit Einrichtungen ausgestattet ist, die eine Ortung und Identifizierung des zu entleerenden Behälters ermöglichen. Solche Einrichtungen sind an sich im Markt verfügbar, doch wird ihr Einsatz von Wirtschaftlichkeitsüberlegungen abhängen.
- nach Anhalten des Fahrzeugs in Reichweite wird das Hebezeug manuell gesteuert in eine Position relativ zu einem zu leerenden Behälter gebracht, aus der das Hebezeug mit dem Behälter koppelbar ist, und die manuell vorgegebenen Daten des Bewegungsablaufs ablaufs werden abgespeichert,
- nach Ankoppeln des Behälters wird dieser zunächst um eine seiner Höhe entsprechende Strecke senkrecht angehoben, über das Transportfahrzeug gebracht und entleert und dabei der Bewegungsablauf gespeichert,
- für eine Rückführung des Behälters durchläuft das Hebezeug automatisch in umgekehrter Reihefolge, gegebenenfalls durch eine Steuerung optimiert, den abgespeicherten Bewegungsablauf und wird vom Behälter entkoppelt,
- das Hebezeug wird entsprechend den rückwärts ausgelesenen manuell vorgegebenen Daten eingezogen.
- nach Anhalten des Fahrzeugs in Reichweite wird das Hebezeug automatisch durch Ortung und Identifizierung eines zu entleerenden Behälters in eine Position relativ zu dem zu entleerenden Behälter gebracht; aus der das Hebezeug mit dem Behälter koppelbar ist,
- nach Ankoppeln des Behälters wird dieser zunächst um eine seiner Höhe entsprechende Strecke senkrecht angehoben, über das Transportfahrzeug gebracht und entleert und die dabei automatisch vorgegebene Daten des Bewegungsablaufs gespeichert,
- für eine Rückführung des Behälters durchläuft das Hebezeug automatisch in umgekehrter Reihenfolge, gegebenenfalls durch eine Steuerung optimiert, den abgespeicherten Bewegungsablauf und wird vom Behälter entkoppelt,
- das Hebezeug wird entsprechend rückwärts ausgelesener automatisch vorgegebener Daten eingezogen.
- after halting the vehicle within reach, the lifting unit is brought, under manual control, to a position relative to a container to be discharged, from which position the lifting unit is capable of being coupled with the container, and the manually preset data of the movement sequence is stored,
- after coupling on of the container, the container is first raised vertically by a distance corresponding to its height, moved over the transport vehicle and discharged, the movement sequence being stored in the process,
- to return the container, the lifting unit automatically runs through the stored movement sequence, optionally optimised by a control system, in reverse and is uncoupled from the container,
- the lifting unit is retracted in accordance with the manually preset data read in reverse.
- after halting the vehicle within reach, the lifting unit is brought automatically, by locating and identifying a container to be discharged, to a position relative to the container to be discharged, from which position the lifting unit is capable of being coupled with the container,
- after coupling on of the container, the container is first raised vertically by a distance corresponding to its height, moved over the transport vehicle and discharged, the automatically preset data of the movement sequence being stored in the process,
- to return the container, the lifting unit automatically runs through the stored movement sequence, optionally optimised by a control system, in reverse and is uncoupled from the container,
- the lifting unit is retracted in accordance with automatically preset data read in reverse.
- après arrêt du véhicule à portée, l'appareil de levage est commandé manuellement et amené dans une position relative par rapport à un conteneur à vider dans laquelle l'appareil de levage peut être couplé au conteneur, et les données du déroulement du mouvement produites manuellement sont mémorisées,
- après couplage du conteneur celui-ci est tout d'abord levé verticalement d'une distance correspondant à sa hauteur, amené sur le véhicule de transport puis vidé, et le déroulement du mouvement est alors mémorisé,
- pour un retour du conteneur, l'appareil de levage reproduit automatiquement, selon une séquence inverse, le cas échéant optimisé par une commande, le déroulement du mouvement mémorisé et est découplé du conteneur,
- l'appareil de levage est rentré selon les données produites manuellement lues en sens inverse.
- après arrêt du véhicule à portée, l'appareil de levage est amené automatiquement par localisation et identification d'un conteneur à vider dans une position relative par rapport au conteneur à vider dans laquelle l'appareil de levage peut être couple au conteneur,
- après couplage du conteneur celui-ci est tout d'abord levé verticalement d'une distance correspondant à sa hauteur, amené sur le véhicule de transport puis vidé. et les données du déroulement du mouvement ainsi produites automatiquement sont mémorisées,
- pour un retour du conteneur l'appareil de levage reproduit automatiquement, selon une séquence inverse, le cas échéant optimisé par une commande, le déroulement du mouvement mémorisé et est découplé du conteneur,
- l'appareil de levage est rentré selon les données produites automatiquement lues en sens inverse.