DE102024124122B3

DE102024124122B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen, insbesondere nach einem Bearbeitungsprozess

Info

Publication number: DE102024124122B3
Application number: DE102024124122.5A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2024-08-23
Filing date: 2024-08-23
Publication date: 2025-12-31
Anticipated expiration: 2044-08-24

Abstract

Aufgeben eines zu trennenden Gemisches von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen auf eine schiefe Ebene mit einer rauen Oberseite, wobei die schiefe Ebene in eine periodisch hin- und hergehende, insbesondere horizontale, Bewegung versetzt ist, wodurch die stumpfen Teile mittels der schiefen Ebene in der horizontalen Richtung gefördert werden, während die glatten Stückgüter die schiefe Ebene hinunterrutschen, sowie
eine Vorrichtung zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen, umfassend:
- einen Linear-Schwingförderer mit einem, vorzugsweise aufgeschraubten, Fördertrog zum Fördern von Schüttgut in der horizontalen Richtung und
- einen Trog, der quer zur Förderrichtung (F) des Linear-Schwingförderers auf dem Fördertrog als eine schiefe Ebene mit einer rauen Oberseite angebracht ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen, insbesondere nach einem Bearbeitungsprozess. Die glatten Stückgüter weisen eine glatte Oberfläche, insbesondere ohne scharfkantige Erhebungen, auf. Die stumpfen Teile weisen eine stumpfe oder raue Oberfläche, insbesondere mit scharfkantigen Erhebungen, auf.
Am Beispiel von Problemen mit Zuschnittabfall beim Laserschneiden soll das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problem beschrieben werden.
Im Maschinenbau und in anderen Branchen werden viele Blechteile verwendet. Die Blechteile werden oft zu Baugruppen zusammengefügt und in der Regel mit Anbauteilen zu fertigen Produkten zusammengebaut.
Das Zuschneiden von Blechteilen wird hauptsächlich auf automatisierten Laserschneidanlagen durchgeführt. Hierfür werden Blechtafeln manuell oder automatisch auf Laserschneidanlagen gelegt. Die Laserschneidanlagen verfügen über verfahrbare Schlitten mit einem gezackten Blechrost, auf dem die Blechtafeln abgelegt werden.
Die einzelnen Bleche vom Blechrost haben einen Abstand von ca. 100 mm. Die Zacken sind in den Blechen, damit die Auflagefläche der Blechtafeln auf dem Blechrost minimal ist.
Anschließend wird ein Schlitten automatisch in ein Laserbearbeitungszentrum gefahren. Dort wird entsprechend Vorgaben mit einem Laserstrahl zu einzelnen Zuschnitten geschnitten.
Während des Bearbeitungsprozesses (Laserschneiden) lässt es sich nicht vermeiden, dass einzelne Blechzuschnitte und Schlacke durch das Blechrost nach unten fallen.
Moderne Laserbearbeitungszentren haben hierfür entsprechende Fördertechnik, welche die Schlacke und Blechteile (Materialabfall) aus dem Laserbearbeitungszentrum fördert.
Die Blechteile (Metallteile) und die Schlacke fallen in allen erdenklichen Größen an, jedoch bedingt durch den Blechabstand des Blechrostes mit maximal 100 mm Kantenlänge.
Pro Laserbearbeitungszentrum können im Zwei-Schicht-Betrieb ca. 30 t/a als Gemisch anfallen. Im Schnitt ist das Verteilungsverhältnis ca. 1/2 (ein Teil Schlacke auf zwei Teile Blech). Hinzu kommt, dass die Schlacke leichter als die Blechteile (Metallteile) ist.
Bei pessimistischer Betrachtung kann man also davon ausgehen, dass 20 t/a als verwertbarer Schrott anfallen.
Weil sich eine manuelle Selektierung der Schlacke von den Blechteilen nicht lohnt und übliche Verfahren (Sieben, Magnetabscheide (die Schlacke ist magnetisch und kann genauso groß sein wie die Bleche), etc.) wegen der Beschaffenheit der einzelnen Teile nicht lohnen oder technisch versagen, werden beide Komponenten als Gemisch entsorgt.
Das Hauptproblem ist, dass ca. 20 t/a Stahl als Abfall entsorgt werden müssen. Wenn das Metall separat als Wertstoff dem Recycling zugeführt werden könnte, würden Betreiber solche Anlagen einen Schrottpreis von derzeit ca. EUR 200,00/t generieren. Bei geschätzten 20 t/a verzichten die Betreiber solcher Anlagen aktuell auf EUR 4000,00 Einnahmen pro Jahr.
Die JP 2017 35 641 A offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Ein weiteres Problem ist die negative Umweltbilanz durch die Entsorgung von nicht sortenreinem Material.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine sortenreine Entsorgung zu ermöglichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen, insbesondere nach einem Bearbeitungsprozess, umfassend:

Aufgeben eines zu trennenden Gemisches von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen auf eine schiefe Ebene mit einer rauen Oberseite, wobei die schiefe Ebene in eine periodisch hin- und hergehende, insbesondere horizontale, Bewegung versetzt ist, wodurch die stumpfen Teile mittels der schiefen Ebene in der horizontalen Richtung gefördert werden, während die glatten Stückgüter die schiefe Ebene hinunterrutschen, dadurch gekennzeichnet, dass die schiefe Ebene Bestandteil eines Trogs (20) ist. Insbesondere kann die raue Oberseite eine raue Oberseite mit scharfkantigen Erhebungen sein

Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen, umfassend:

- einen Linear-Schwingförderer mit einem, vorzugsweise aufgeschraubten, Fördertrog zum Fördern von Schüttgut in der horizontalen Richtung und
- einen Trog, der quer zur Förderrichtung (F) des Linear-Schwingförderers auf dem Fördertrog als eine schiefe Ebene mit einer rauen Oberseite angebracht ist.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass die schiefe Ebene mit einem Nadelfilz-Oberflächenbelag versehen ist.
Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass der Trog auf einem Fördertrog eines Linear-Schwingförderers quer zur Förderrichtung desselben angebracht ist.
Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform werden die glatten Stückgüter und die rauen Teile in besondere Behälter oder auf besondere Fördereinrichtungen befördert.
Weiterhin können die glatten Stückgüter Metallteile, insbesondere Blechteile, sein.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Metallteile Materialabfall durch thermisches Schneiden, insbesondere Laserschneiden, sind.
Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass die rauen Teile Schlacke sind.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung ist auf der schiefen Ebene ein Nadelfilz-Oberflächenbelag zur Bildung der rauen Oberseite angeordnet.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Fördertrog eine Abwurfkante und/oder der Trog eine Abwurfkante aufweist.
Schließlich kann zweckmäßigerweise vorgesehen sein, dass die Vorrichtung eine Materialaufgabeeinrichtung aufweist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass unterschiedliche Oberflächenrauigkeit/-glätte der zu trennenden Teile und die Schwerkraft genutzt werden können, um eine Trennung mittels Linear-Schwingfördertechnik vorzunehmen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der schematischen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht von einer Vorrichtung zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Schüttgütern und stumpfen Teilen gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schräg von oben; und
2 die Vorrichtung von 1 in Seitenansicht.

Wie sich aus dem 1 und 2 ergibt, umfasst eine Vorrichtung 10 zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen einen Linear-Schwingförderer 12, von dem ein Schwingantrieb 14 und ein von den Schwingantrieb 14 zu Schwingungen (Vibrationen) angetriebener Fördertrog 16 zum Fördern von Schüttgut in einer Förderrichtung F, die in diesem Beispiel der horizontalen Richtung x entspricht, gezeigt sind. Der Fördertrog 16 wird von dem Schwingantrieb 14 zu einer hin- und hergehenden Bewegung in der horizontalen Richtung x angetrieben, die in diesem Beispiel mit der Längserstreckung des Bodens 18 des Fördertrogs 16 übereinstimmt. Alternativ zu einem Fördertrog könnte auch z. B. eine Förderrinne verwendet werden.
Des weiteren weist die Vorrichtung 10 einen Trog 20 auf, der quer zur Förderrichtung des Linear- Schwingförderers 12 auf dem Fördertrug 16 angebracht ist. Der Winkel zwischen dem Trog 20 und dem Fördertrog 16 beträgt in diesem Beispiel 90°. Er kann aber auch ungleich 90° sein. Besagter Trog 20 weist einen Boden 22 auf, der eine schiefe Ebene bildet. In diesem Beispiel weist die schiefe Ebene einen Winkel von 26° zur horizontalen Richtung x auf. Der Winkel kann abhängig von z. B. dem Gewicht und der Oberflächenrauigkeit der stumpfen Teile und/oder von z. B. dem Gewicht und der Oberflächenglattheit der glatten Stückgüter auch abweichende Werte im Bereich von 1° bis 89°, bevorzugt 10° bis 80°, noch bevorzugter 20° bis 70°, zur horizontalen Richtung x aufweisen.
In diesem Beispiel ist der Boden 22 des Trogs 20 mit einem Nadelfilz- Oberflächenbelag 24 versehen.
Am unteren Ende des Bodens 22 ist eine Abwurfkante 26 vorgesehen.
Der Fördertrog 16 weist an seinem in der Förderrichtung F vorderen Ende ebenfalls eine Abwurfkante 28 auf. Die in der Förderrichtung F gelegene Seitenwand 23 des Trogs 20 erstreckt sich nicht über die komplette Länge des Trogs, sondern ist so gestaltet, dass ein Herabfallen von Objekten in den Fördertrog 16 im Betrieb des Linear- Schwingförderers 12 möglich ist.
Im Bereich des oberen Endes der schiefen Ebene kann eine Materialaufgabeeinrichtung (nicht gezeigt) angeordnet sein beziehungsweise werden.
Die Vorrichtung 10 kann beispielsweise an einer Laserschneidanlage (nicht gezeigt) oder zentral an anderer Stelle betrieben werden.
Mittels des Linear- Schwingförderers 12 mit Schwingantrieb 14 kann der Fördertrog 16 und damit auch der Trog 20 zum Beispiel ca. 50-mal in der Sekunde mit einer Schwingweite von z.B. ca. 1 Millimeter angetrieben werden. Dadurch wird das zu fördernde Produkt mit jedem Wurf ein kleines Stück nach vorne (in der Förderrichtung F) geworfen.
Am Beispiel der Trennung von mittels einer Laserschneidanlage geschnittenen Blechteilen (schüttgutähnlichen glatten Stückgütern) und Schlacke (raue Teile) soll beispielhaft ein Verfahren gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden.
Auf den Trog 20 mit dem Nadelfilz-Oberflächenbelag 24 wird das zu trennendes Gemisch aufgegeben. Durch die schiefe Eebene und die glatte Oberfläche der Blechteile rutschen die Blechteile (nicht gezeigt) - kaum beeinflusst von der Förderrichtung F des Linear- Schwingförderers 12 - über den Nadelfilz- Oberflächenbelag 24 und verlassen den Linear- Schwingförderer 12 quer zur Förderrichtung (Hauptförderrichtung) F.
Die Schlacke (nicht gezeigt) wird dagegen auf der schiefen Ebene durch den Nadelfilz-Oberflächenbelag 24 und deren raue Oberfläche am Rutschen gehindert. Somit werden die Schlacketeile auf dem Linear- Schwingförderer 12 in der Förderrichtung F des Fördertrogs 16 gefördert und verlassen den Fördertrog 16 über die Abwurfkante 28 entsprechend in der Förderrichtung F.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in den beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Verfahren zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen, insbesondere nach einem Bearbeitungsprozess, umfassend: Aufgeben eines zu trennenden Gemisches von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen auf eine schiefe Ebene mit einer rauen Oberseite, wobei die schiefe Ebene in eine periodisch hin- und hergehende, insbesondere horizontale, Bewegung versetzt ist, wodurch die stumpfen Teile mittels der schiefen Ebene in der horizontalen Richtung gefördert werden, während die glatten Stückgüter die schiefe Ebene hinunterrutschen dadurch gekennzeichnet, dass die schiefe Ebene Bestandteil eines Trogs (20) ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die schiefe Ebene mit einem Nadelfilz-Oberflächenbelag (24) versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Trog (20) auf einem Fördertrog (16) eines Linear-Schwingförderers (12) quer zur Förderrichtung (F) desselben angebracht ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die glatten Stückgüter und die rauen Teile in besondere Behälter oder auf besondere Fördereinrichtungen befördert werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die glatten Stückgüter Metallteile, insbesondere Blechteile, sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Metallteile Materialabfall durch thermisches Schneiden, insbesondere Laserschneiden, sind.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die rauen Teile Schlacke sind.
Vorrichtung (10) zum Trennen von schüttgutähnlichen glatten Stückgütern und stumpfen Teilen, umfassend: - einen Linear-Schwingförderer (12) mit einem, vorzugsweise aufgeschraubten, Fördertrog (16) zum Fördern von Schüttgut in der horizontalen Richtung und - einen Trog (20), der quer zur Förderrichtung F des Linear-Schwingförderers (12) auf dem Fördertrog (16) als eine schiefe Ebene mit einer rauen Oberseite angebracht ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 8, wobei auf der schiefen Ebene ein Nadelfilz-Oberflächenbelag (24) zur Bildung der rauen Oberseite angeordnet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Fördertrog (16) eine Abwurfkante (26) und/oder der Trog (20) eine Abwurfkante (28) aufweist.
Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei sie eine Materialaufgabeeinrichtung aufweist.