[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Sortierung von Behältnissen,
insbesondere Säcke, Kisten, Kartons oder ähnliche verschlossene Behältnisse jeglicher
Form, unterschiedlicher Kategorie in einer Anlage, in der die Behältnisse durch sich
drehende wellenlose Spiralen in einem geschlossenen System gefördert werden, wobei
die Förderspiralen in wannenförmige Gehäuse genau eingepasst sind, so dass die Behältnisse
nicht durch die zur Förderung und Sortierung nötige Krafteinwirkung zerstört werden,
und die Sortierung durch eine Ausfuhr der Behältnisse gleicher Kategorie aus der Förderspirale
an einer kategoriespezifischen Stelle realisiert wird, sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens. Das hier beschriebene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung
dient dem Sortieren von Müllsäcken unterschiedlicher Kategorie, kann aber ebenso für
jede andere Sortieraufgabe von geschlossenen Behältnissen jeglicher Form angewandt
werden.
[0002] Bei der Entsorgung von Haushaltsabfall reduziert sich der kommunale Aufwand deutlich,
wenn der Müll bereits in den Einzelhaushalten in Kategorien getrennt wird. Schon heute
wird in den Einzelhaushalten zuverlässig in die Kategorien Metall, Glas, Papier, Verpackung,
biologische Abfälle und Restmüll getrennt. Die Trennung im Einzelhaushalt ist aber
nur bedingt günstiger, wenn der Aufwand der Kommunen in einer getrennten Einsammlung
der verschiedenen Müllkategorien trotzdem entsteht. Metall, Glas und Papier wird daher
normalerweise von den Verursachern direkt zu einer zentral gelegenen Sammelstelle
gebracht, während eine Trennung von Verpackung, biologischen Abfällen und Restmüll
in geschlossene Behältnisse (zum Beispiel verschließbare Müllsäcke verschiedener Farbe)
im Einzelhaushalt durchgeführt werden kann.
[0003] Wird der Müll der angesprochenen Kategorien jeweils in verschließbare verschiedenfarbige
Behältnisse getrennt, kann die Sammlung aller Behältnisse unabhängig vom Inhalt erfolgen.
Die verschlossenen Behältnisse halten die jeweilige Müllkategorie auch während eines
gemeinsamen Transports zusammen. An der zentralen Sammelstelle müssen die Behältnisse
verschiedener Kategorie allerdings wieder in die jeweilige Kategorie getrennt werden,
um den Müll jeweils spezifisch entsorgen beziehungsweise weiterverarbeiten zu können.
[0004] Ein derartiges Sortierverfahren sollte möglichst automatisch in einer geschlossenen
Anlage durchgeführt werden, um Kosten und Geruchsbelästigung der Umgebung möglichst
gering zu halten. Eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens wurde
bereits in
W00158604 beschrieben.
[0005] Der Müll wird als Mischung geschlossener verschiedenfarbiger Behältnisse aller Kategorien
in die Anlage eingebracht und mittels Förderbänder in Sortierstrecken gefördert. Die
Sortierstrecken bestehen aus Förderstrecken, in denen die Behältnisse mittels sich
drehender, in ein wannenförmiges Gehäuse eingepasster, wellenloser Spiralen, gefördert
werden. Die Behältnisse sind in der Sortierspirale so gemischt, wie sie durch die
Förderbänder in die Spirale eingebracht wurden. Im Gegensatz zum Förderband befinden
sie sich aber in einer definierten Position zwischen den Steigungen der Spiralwindungen.
Zusätzlich wird durch die Einpassung der Förderspiralen in die wannenförmigen Gehäuse
eine Verschmutzung des Bodens vermieden. Mit der Förderspirale werden die Behältnisse
an einem optischen Sensorsystem (zum Beispiel Kamera) vorbeigeführt, das die Farbe
des Behältnisses und somit die Müllkategorie identifiziert und die Ausführung der
Behältnisse über eine Öffnung an einer kategoriespezifischen Stelle am Boden des wannenförmigen
Gehäuses auslöst.
[0006] Die Schwierigkeiten der beschriebenen Einrichtung zur Sortierung verschiedenfarbiger
Behältnisse in die jeweiligen Kategorien liegen in der Identifizierung der Farbe und
damit der jeweiligen Kategorie der Behältnisse. Während des gemeinsamen Transports
zur Sortieranlage und in der Förderspirale kann es sehr leicht zur Verschmutzung der
Behältnisse kommen, wodurch die optische Identifizierung über eine Kamera deutlich
erschwert wird. Dadurch entstehen häufige Fehlsortierungen, die Entsorgung der einzelnen
Müllkategorien wird erschwert und die Wirtschaftlichkeit der Anlage verringert sich.
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten
Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung derart auszugestalten, dass die Zuverlässigkeit
der Sortierung der Behältnisse in die jeweilige Kategorie deutlich erhöht wird.
[0008] Diese Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass die Ausfuhr aus der Förderspirale
durch ein Erkennungssystem ausgelöst wird, das ein Radiofrequenz Identifikationssignal
(RFID) zur Identifizierung der Kategorie verwendet.
[0009] Ein Radiofrequenz Identifikationssignal System besteht im Wesentlichen aus einem
Transponder, einer Sende-Empfangs Einheit und einem computergestützten Steuerungssystem
(siehe http://de.wikipedia.org/wiki/RFID). Von der Sende-Empfangs Einheit wird ein
elektromagnetisches Hochfrequenzfeld erzeugt, welches die Antenne des RFID-Transponders
empfängt. In der Antennenspule entsteht, sobald sie in die Nähe des elektromagnetischen
Feldes kommt, Induktionsstrom. Dieser aktiviert den Mikrochip im Transponder. Ist
der Mikrochip einmal aktiviert, so empfängt er vom Lesegerät Befehle. Indem der Transponder
eine Antwort in das von der Sende-Empfangs Einheit ausgesendete Feld moduliert, sendet
er seine Seriennummer oder andere von der Sende-Empfangs Einheit abgefragte Daten.
Die Herstellungskosten der Transponder und Sende-Empfangs Einheit belaufen sich zurzeit
auf 5-10 Cent in der Massenproduktion und werden künftig noch deutlich sinken.
[0010] Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die verschiedenen Behältnisse mit einem
Transponder auszustatten und so die jeweilige Kategorie der Behältnisse unabhängig
vom Verschmutzungsgrad zuverlässig durch das eindeutige Auslesen der Kategorieinformation
mittels RFID identifizieren zu können und so die Ausfuhr der Behältnisse aus der Förderspirale
präzise zu steuern.
[0011] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Vereinzelung
der Behältnisse sichergestellt, indem die Behältnisse mindestens einmal aus einer
Förderspirale in eine nächste aufnehmende Förderspirale überführt werden, wobei die
aufnehmende Förderspirale bei einer höheren Drehgeschwindigkeit als die abgebende
Förderspirale betrieben wird. Bei der Einfüllung der Behältnisse in die Förderspirale
werden die Behältnisse durch die vorgegebene Wellenstruktur der Förderspirale schon
ziemlich vereinzelt. Bei der Übergabe der Behältnisse von einer Förderspirale in eine
Förderspirale, die bei höherer Drehgeschwindigkeit betrieben wird, erhöht sich die
Wahrscheinlichkeit noch mal deutlich, dass die übergebenen Behältnisse jeweils in
verschiedenen Windungen der Spirale landen bzw. wird der Abstand zwischen Behältnisse
aus benachbarten Spiralwindungen deutlich erhöht. Dadurch wird eine eindeutige Identifizierung
der Behältnisse durch das RFID-system gewährleistet und sichergestellt, dass die kategoriespezifische
Öffnung nach der Ausfuhr eines Behältnisses der entsprechenden Kategorie rechtzeitig
vor dem Eintreffen eines Behältnisses anderer Kategorie wieder verschlossen wird.
[0012] Des Weiteren erfolgt in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Ausfuhr
der Behältnisse über eine Bodenplatte nach unten, wobei die Bodenplatte entweder über
einen Schub- oder Klappmechanismus geöffnet wird. Nach der Ausfuhr über die Öffnung
aus der Förderspirale gelangen die Behältnisse entweder direkt in die Sammeleinrichtung
ihrer jeweiligen Kategorie oder werden bevorzugt über eine weitere Förderspirale in
ihre jeweiligen Sammeleinrichtungen geführt. Um eine gleichmäßige Verteilung der Behältnisse
in ihrer jeweiligen Sammeleinrichtung zu gewährleisten, werden die Behältnisse bevorzugt
über sich periodisch öffnende und schließende Öffnungen, die über die gesamte Länge
der Förderspiral über der Sammeleinrichtung verteilt sind, aus der Förderspirale ausgeführt.
Eventuell aus den Behältnissen ausgetretenes loses Material wird vorteilhafterweise
über ein Sieb am Boden des wannenförmigen Gehäuses in eine separate Sammeleinrichtung
ausgeführt. Zur optimalen Anpassung der Anlage an die jeweilige Zahl der Behältnisse,
die Zahl der möglichen Kategorien und den Durchmischungsgrad werden die jeweilige
Drehzahl und die Geschwindigkeit der Öffnungs- und Schließungsvorgänge zweckmäßigerweise
separat gesteuert.
[0013] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur Identifizierung der Kategorie
der Behältnisse im Erkennungssystem zusätzlich zum RFID-system eine Kamera, ein Magnetkartenerkennungssystem
und/oder ein Strichcodeerkennungssystem verwendet, um auch Behältnisse mit verlorenem
oder beschädigtem Transponder identifizieren zu können. Wird die Erfindung bei hoher
Stückzahl der zu sortierenden Behältnisse und somit bei hoher Drehzahl der Förderspiralen
betrieben, ist es nicht mehr völlig unwahrscheinlich, dass sich zwei Behältnisse verschiedener
Kategorie in einer Spiralwindung befinden. Daher erfolgt in einer anderen Ausgestaltung
der Erfindung bei der Identifizierung von mindestens zwei Behältnissen verschiedener
Kategorie in einer Spiralwindung die Ausfuhr aus der Förderspirale an einer für diesen
Fall spezifischen Stelle in eine weitere Förderspirale, die die Behältnisse zurück
zum Aufnahmebereich der Behältnisse befördert.
[0014] Vorrichtungsseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass die Einrichtung
zum Auslösen der Ausfuhr mit einer Einrichtung zur Identifikation der Kategorie gekoppelt
ist, die eine Sende-Empfangs Einheit zum Abruf und zur Verarbeitung eines Radiofrequenz
Identifikationssignales (RFID) enthält.
[0015] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Einrichtung mindestens
einen Punkt auf, an dem sich das Ende von einer Behältnisse abgebenden Förderspirale
mit dem Anfang einer Behältnisse aufnehmenden Förderspirale höherer Drehgeschwindigkeit
überlappt, wodurch die Behältnisse übergeben und deutlich stärker vereinzelt werden.
Zweckmäßigerweise befinden sich im wannenförmigen Gehäuse nach unten öffnende Bodenplatten
zur Ausführung der Behältnisse über den Sammeleinrichtungen der jeweiligen Kategorie
oder über Förderspiralen die zu den Sammeleinrichtungen der jeweiligen Kategorie führen.
Bevorzugt verfügen die Öffnungen über einen Schub- oder Klappmechanismus. Die Förderspirale
zur jeweiligen Sammeleinrichtung nach der Sortierung in die jeweilige Kategorie verfügt
zweckmäßigerweise über mehrere Öffnungen im Boden verteilt über die Länge der Förderspirale
über der Sammeleinrichtung, die periodisch geöffnet und geschlossen werden, um so
die Behältnisse über die gesamte Sammeleinrichtung zu verteilen. Am Anfang der Sortierstrecke
befindet sich bevorzugt ein Sieb am Boden des wannenförmigen Gehäuses zum Aussieben
von losem Material.
[0016] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verfügt die Einrichtung zur Identifikation
der Kategorie zusätzlich zum RFID-system über eine Kamera, eine Einrichtung zur Magnetkartenerkennung
und/oder eine Einrichtung zur Strichcodeerkennung, wodurch auch Behältnisse mit beschädigtem
oder verlorenem Transponder richtig identifiziert und sortiert werden können. In einer
anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung eine Förderspirale von der
Sortierstrecke zurück zum Aufnahmebereich der Behältnisse auf. Damit werden bei der
Identifizierung von mindestens zwei Behältnissen verschiedener Kategorie in einer
Spiralwindung, diese zurück zum Aufnahmebereich der Behältnisse befördert.
[0017] Mit der vorliegenden Erfindung gelingt es insbesondere Behältnisse verschiedener
Kategorie effizient mit einer sehr geringen Fehlerquote zu sortieren, wodurch die
Wirtschaftlichkeit der Sortieranlage deutlich erhöht wird.
[0018] Im Folgen soll die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
[0019] Es zeigen
- Figur 1
- eine Sortieranlage mit Behältnissen aus zwei verschiedenen Kategorien in der Aufsicht
- Figur 2
- eine Sortieranlage mit Behältnissen aus zwei verschiedenen Kategorien in der Seitenansicht
[0020] Wie in Figur 1 dargestellt, werden die Behältnisse in den beiden unterschiedlichen
Kategorien aus dem Aufnahmeraum (1) in die erste Förderspirale (2) dosiert. Die Dossierung
der Behältnisse erfolgt über die Regulation der Aufgabegeschwindigkeit zum Beispiel
über die Regulation der Geschwindigkeit eines Schubbodens. Durch die Übergabe der
Behältnisse von der ersten Förderspirale zur zweiten und dritten Förderspirale (2,
3, 4), die sich jeweils mit höherer Drehzahl als die jeweils abgebende Spirale drehen,
wird sichergestellt, dass sich jeweils nur ein Behältnis in einer Spiralwindung befindet
und sich der Abstand zwischen den Behältnissen in den einzelnen Spiralwindungen erhöht.
So wird ein optimales Wirken des Identifizierungs- und Ausführungssystems gewährleistet.
Mit der vierten Förderspirale beginnt die eigentliche Sortierstrecke (5). Die Behältnisse
der beiden Kategorien passieren das Identifizierungssystem (RFID) vor der Förderspirale
(6), welches die jeweilige Kategorie erkennt und entsprechend die Ausführung aus der
Förderspirale (5) auslöst. Werden Behältnisse der hell dargestellten Kategorie identifiziert,
wird die Öffnung der Bodenplatte über der Förderspirale (6) ausgelöst. Nach einer
von der Drehgeschwindigkeit der Förderspirale (5) und der Kategorie der als nächstes
identifizierten Behältnisse abhängigen Zeit wird die Bodenplatte wieder verschlossen.
Bei Identifizierung von Behältnissen der dunkel dargestellten Kategorie wird entsprechend
der noch benötigten Laufzeit der Behältnisse in der Förderspirale die Öffnung der
Bodenplatte über der Förderspirale (7) ausgelöst. Loses Material, das nicht durch
das Sieb zwischen Position (5) und (6) ausgesiebt wurde, wird ebenso wie unidentifiziertes
und bisher unaussortiertes Material in die Förderspirale (8) ausgeführt. Die Förderspiralen
(6, 7, 8) sorgen durch sich periodisch öffnende Bodenplatten verteilt über die Länge
der Förderspiralen über den jeweiligen Sammeleinrichtungen für eine gleichmäßige Verteilung
des Materials in die entsprechenden Sammeleinrichtungen.
[0021] Figur 2 zeigt die Sortieranlage in der Seitenansicht. Dargestellt sind die eigentliche
Sortierstrecke (5) mit dem Sieb zur Ausfuhr von losem Material aus der Förderspirale
(4), das RFID-Identifikationssystem (6) und die sich öffnenden und schließenden Bodenplatten
zur Ausfuhr der Behältnisse der jeweiligen Kategorie (3).
1. Verfahren zur automatischen Sortierung von Behältnissen, insbesondere Säcke, Kisten,
Kartons oder ähnliche verschlossene Behältnisse jeglicher Form, unterschiedlicher
Kategorie in einer Anlage, in der die Behältnisse durch sich drehende wellenlose Spiralen
in einem geschlossenen System gefördert werden, wobei die Förderspiralen in wannenförmige
Gehäuse genau eingepasst sind, so dass die Behältnisse nicht durch die zur Förderung
und Sortierung nötige Krafteinwirkung zerstört werden, und die Sortierung durch eine
Ausfuhr der Behältnisse gleicher Kategorie aus der Förderspirale an einer kategoriespezifischen
Stelle realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfuhr durch ein Erkennungssystem ausgelöst wird, das ein Radiofrequenz Identifikationssignal
(RFID) zur Identifizierung der Kategorie verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse vor der Ausführung vereinzelt werden, indem die Behältnisse mindestens
einmal aus einer Förderspirale in eine nächste, aufnehmende Förderspirale überführt
werden, wobei die aufnehmende Förderspirale bei einer höheren Drehgeschwindigkeit
als die abgebende Förderspirale betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausfuhr der Behältnisse aus der Förderspirale an den kategoriespezifischen Stellen
über eine Bodenplatte nach unten erfolgt, wobei die Bodenplatte entweder über einen
Schub- oder Klappmechanismus geöffnet und wieder verschlossen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse nach der kategoriespezifischen Ausfuhr aus der Förderspirale direkt
in die Sammeleinrichtung der jeweiligen Kategorie gelangen oder über eine weitere
Förderspirale in die Sammeleinrichtung der jeweiligen Kategorie transportiert werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Behältnisse nach der Sortierung in verschiedene Kategorien aus den Förderspiralen
zur Sammeleinrichtung der jeweiligen Kategorie durch mehrere Öffnungen im Boden verteilt
über die Länge der Förderspirale über der Sammeleinrichtung ausgeführt werden, die
periodisch geöffnet und geschlossen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Anfang der Sortierstrecke nicht in den Behältnissen enthaltenes loses Material
über ein Sieb am Boden des wannenförmigen Gehäuses ausgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Identifizierung der Kategorie der Behältnisse im Erkennungssystem zusätzlich
zum RFID-system eine Kamera, ein Magnetkartenerkennungssystem und/oder ein Strichcodeerkennungssystem
verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit aller Spiralen ebenso wie die Geschwindigkeit der Öffnung und
Schließung der Bodenplatte gesteuert und an die jeweilige Zahl der Behältnisse, die
Zahl der möglichen Kategorien und den Durchmischungsgrad angepasst wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Identifizierung von mindestens zwei Behältnissen verschiedener Kategorie
in einer Spiralwindung die Ausfuhr aus der Förderspirale an einer für diesen Fall
spezifischen Stelle in eine weitere Förderspirale erfolgt, die die Behältnisse zurück
zum Aufnahmebereich der Behältnisse befördert.
10. Vorrichtung zur automatischen Sortierung von Behältnissen, insbesondere Säcke, Kisten,
Kartons oder ähnliche verschlossene Behältnisse jeglicher Form, unterschiedlicher
Kategorie in einer Anlage, in der die Behältnisse durch sich drehende wellenlose Spiralen,
die in wannenförmige Gehäuse genau eingepasst sind, in einem geschlossenen System
gefördert werden, und einer Einrichtung zur Ausfuhr der Behältnisse gleicher Kategorie
aus der Förderspirale an einer kategoriespezifischen Stelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Auslösen der Ausfuhr mit einer Einrichtung zur Identifikation
der Kategorie gekoppelt ist, die eine Sende-Empfangs Einheit zum Abruf und zur Verarbeitung
eines Radiofrequenz Identifikationssignales (RFID) enthält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens einen Punkt aufweist, an dem sich das Ende von einer Behältnisse
abgebenden Förderspirale mit dem Anfang einer Behältnisse aufnehmenden Förderspirale
höherer Drehgeschwindigkeit überlappt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich im wannenförmigen Gehäuse eine nach unten öffnende Bodenplatte zur Ausführung
der Behältnisse befindet, die über einen Schub- oder Klappmechanismus verfügt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich unter der Bodenplatte die Sammeleinrichtung für die jeweilige Kategorie Behältnisse
oder eine Förderspirale zur Sammeleinrichtung der jeweiligen Kategorie Behältnisse
befindet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderspirale zur Sammeleinrichtung mehrere Öffnungen im Boden verteilt über
die Länge der Förderspirale über der Sammeleinrichtung aufweist, die sich periodisch
öffnen und schließen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Sieb zum Aussieben von losem Material am Anfang der Sortierstrecke auf dem
Boden des wannenförmigen Gehäuses befindet.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Identifikation der Kategorie zusätzlich zum RFID-system eine
Kamera, eine Einrichtung zur Magnetkartenerkennung und/oder eine Einrichtung zur Strichcodeerkennung
aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zur unabhängigen Regulation der Drehzahl aller Förderspiralen
und zur Regulation der Geschwindigkeit des Öffnens und Schließens der Bodenöffnungen
aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Förderspirale von der Sortierstrecke zurück zum Aufnahmebereich
der Behältnisse aufweist.