DE102015114385A1

DE102015114385A1 - Vereinzelungseinrichtung und Vorrichtung für eine Vereinzelungseinrichtung

Info

Publication number: DE102015114385A1
Application number: DE102015114385.2A
Authority: DE
Inventors: Markus H. Gericke; Reto Schaffner; Boris Wechner; Viktor Madl
Original assignee: Gericke AG
Current assignee: Gericke AG
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material, mit einem Aufnahmebereich (11), der zur Aufnahme des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials in Form von Schüttgut vorgesehen ist, und zumindest einer Vereinzelungseinheit (12), die zumindest eine Vibrationseinheit (13) aufweist, die dazu vorgesehen ist, das in den Aufnahmebereich (11) eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material zu vereinzeln, eine Vereinzelungseinrichtung mit einer solchen Vorrichtung (10) und ein Verfahren zum Vereinzeln von Fasermaterial oder faserähnlichem Material.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material sowie ein solches Verfahren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine konstruktiv einfache Vorrichtung bereitzustellen, die eine gute Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material ermöglicht, sowie hierfür ein Verfahren anzugeben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 16 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zur Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material vorgeschlagen, mit einem Aufnahmebereich, der zur Aufnahme des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials in Form von Schüttgut vorgesehen ist, und zumindest einer Vereinzelungseinheit, die zumindest eine Vibrationseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, das in den Aufnahmebereich eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material mechanisch zu vereinzeln. Durch eine Vibrationseinheit können Verbindungen in dem Fasermaterial oder in dem faserähnlichen Material mechanisch gelöst werden, wodurch eine gute Vereinzelung erreicht werden kann. Gleichzeitig kann auf Schneiden, Raspeln oder ähnliches, welche einem hohen Verschleiß unterliegen können, verzichtet werden. Insgesamt ist mit einer Vibrationseinheit eine einfache, kompakte Vorrichtung realisierbar. Unter einem „Fasermaterial oder faserähnlichen Material“ soll insbesondere ein aus Fasern oder Stäbchen bestehendes Material verstanden werden. Unter einer „Faser“ soll insbesondere ein im Verhältnis zu seiner Länge dünnes und flexibles Gebilde verstanden werden. Unter einem „Stäbchen“ soll insbesondere ein im Verhältnis zu seiner Länge dünnes Gebilde verstanden werden. Vorzugsweise weist die Faser ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser auf, das mindestens 10:1, vorzugsweise 100:1 und besonders bevorzugt 1000:1 beträgt. Das Stäbchen weist vorzugsweise ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser auf, das mindestens 3:1 beträgt. Unter einem „Vereinzeln von Fasermaterial oder faserähnlichem Material“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Fasern und/oder Stäbchen des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials zumindest teilweise voneinander getrennt werden, insbesondere in einzelne Fasern oder Stäbchen oder zumindest in Bündel von Fasern oder Stäbchen. Unter einem „Bündel“ soll dabei insbesondere ein Verbund mehrerer Fasern oder Stäbchen verstanden werden, der aus einer Vereinzelung eines größeren Verbunds von Fasern oder Stäbchen resultiert. Unter „vereinzeln“ soll insbesondere keine Separierung oder Sortierung eines Fasermaterials oder faserähnlichen Materials in Fasern oder Stäbchen mit unterschiedlichen Eigenschaften voneinander verstanden werden, wie beispielsweise Sieben. Die Vibrationseinheit ist für eine mechanische Vereinzelung vorgesehen, d.h. eine durch Schwingungen eingebrachte mechanische Energie wird für die Trennung der Fasern oder Stäbchen genutzt. Grundsätzlich kann die Vorrichtung weitere Einheiten aufweisen, die für eine mechanische, pneumatische, physikalische und/oder chemische Vereinzelung vorgesehen sind. Für eine zusätzliche physikalische Vereinzelung kann die Vorrichtung beispielsweise eine Einheit aufweisen, die zur Erzeugung elektrischer und/oder magnetischer Felder vorgesehen ist. Für eine zusätzliche chemische Vereinzelung kann die Vorrichtung beispielsweise eine Einheit aufweisen, die dazu vorgesehen ist, ein Lösungsmittel beizumengen. Für eine zusätzliche pneumatische Vereinzelung kann die Vorrichtung beispielsweise eine Einheit aufweisen, die dazu vorgesehen ist, die Fasern oder Stäbchen mit einem Luftstrom zu beaufschlagen, um die Fasern oder Stäbchen voneinander zu trennen.
Vorzugsweise weist die Vereinzelungseinheit zumindest ein mechanisches Trennmittel auf, das dazu vorgesehen ist, das als Schüttgut eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material zu vereinzeln. Durch ein mechanisches Trennmittel kann die Verbindung zwischen den Fasern oder Stäbchen besonders einfach getrennt werden. Die Vorrichtung kann dadurch besonders einfach ausgebildet werden. Unter einem „mechanischen Trennmittel“ soll in diesem Zusammenhang ein Bauteil verstanden werden, dessen konstruktive Ausgestaltung dazu vorgesehen ist, die Fasern oder Stäbchen voneinander zu lösen.
Die Vibrationseinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, das zumindest eine Trennmittel in horizontale und/oder vertikale Schwingungen zu versetzen. Indem die Vibrationseinheit dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Trennmittel in horizontale und/oder vertikale Schwingungen zu versetzen, kann erreicht werden, dass sich die Fasern oder Stäbchen voneinander lösen. Unter „vertikal“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schwingung verstanden werden, bei der das Trennmittel in einer Richtung senkrecht zu einer Aufstandsfläche schwingt. Unter „horizontal“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Schwingung verstanden werden, bei der das Trennmittel in einer Richtung parallel zu einer Aufstandsfläche schwingt. Unter „und“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Überlagerung einer horizontalen Schwingung und einer vertikalen Schwingung verstanden werden.
Bevorzugt ist das zumindest eine Trennmittel zumindest teilweise in Form eines Gitters oder eines Rosts ausgebildet. Dadurch kann eine gute Vereinzelung des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials erreicht werden. Unter einem „Gitter“ soll insbesondere ein Trennmittel mit sich kreuzenden Stangen verstanden werden. Unter einem „Rost“ soll insbesondere ein Trennmittel mit parallel zueinander versetzt angeordneten Stangen verstanden werden. Die Stangen können miteinander verbunden sein, beispielsweise durch ineinander flechten oder durch verschweißen. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Trennmittel lose zueinander angeordnete Stangen aufweisen. Unter „zumindest teilweise“ soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das Trennmittel auch lediglich in Bereichen als ein Gitter oder Rost ausgebildet sein kann oder dass das Trennmittel als eine Kombination aus Gitter, Rost und/oder Stangen, welche weder in Form eines Gitters noch eines Rosts angeordnet sind, ausgebildet ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ein Gehäuse aufweist, das zumindest eine Aufnahme aufweist, welche für das zumindest eine Trennmittel vorgesehen ist. Indem das Gehäuse mit einer Aufnahme versehen wird, kann ein einfacher Austausch und/oder eine einfache Anpassung des zumindest einen Trennmittels ermöglicht werden, wodurch die Vorrichtung einfach an unterschiedliche Fasermaterialien oder faserähnliche Materialien angepasst werden kann. Unter einer „Aufnahme“ soll dabei insbesondere eine Ausgestaltung verstanden werden, die zur Aufnahme und/oder Ausbildung unterschiedlicher Trennmittel vorgesehen ist, wie insbesondere eine Aufnahme, die als Einschub ausgebildet ist. Vorzugsweise ist je Trennmittel eine Aufnahme vorgesehen, wodurch unterschiedliche Trennmittel miteinander kombiniert werden können, um eine gute Vereinzelung zu erreichen.
In einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Aufnahme als ein Einschub für zumindest eine Stange zur Ausbildung des zumindest einen Trennmittels ausgebildet ist. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung erreicht werden, die eine Vielzahl von Möglichkeiten zur Ausbildung von Trennmitteln ermöglicht. Zur Ausbildung der Aufnahme brauchen in das Gehäuse lediglich Aussparungen eingebracht werden. In diese können zur Ausbildung der Trennmittel dann die Stangen eingesetzt werden, wobei je nach Art des zu vereinzelnden Fasermaterials oder faserähnlichen Materials auch ein Teil der Aussparungen frei gelassen werden kann. Die Trennmittel sind bei einer solchen Ausgestaltung durch die eingesetzten Stangen ausgebildet.
Alternativ ist es auch denkbar, die Trennmittel vorzufertigen und die Aufnahmen als Einschübe auszubilden, welche jeweils die vorgefertigten Trennmittel aufnehmen. Bei einer solchen Ausgestaltung weisen die Trennmittel vorzugsweise einen Rahmen auf, der dazu vorgesehen ist, mit allen vier Seitenwänden des Gehäuses dicht abzuschließen. Zur Ausbildung der Aufnahme weisen beispielsweise zumindest zwei sich gegenüberliegenden Seitenwände des Gehäuses Schienen auf, in welche die Trennmittel eingeschoben oder auf welche die Trennmittel aufgelegt oder an welchen die Trennmittel befestigt werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Vibrationseinheit dazu vorgesehen, das Gehäuse in Schwingungen zu versetzen. Dadurch kann eine konstruktiv einfache Ausgestaltung realisiert werden, bei der sämtliche Trennmittel in Schwingungen versetzt werden können, ohne dass hierfür eine eigenständige Befestigung oder Aufhängung der einzelnen Trennmittel notwendig ist, welche eine Schwingung der Trennmittel relativ zu dem Gehäuse ermöglicht. Alternativ ist es auch denkbar, dass die Vibrationseinheit dazu vorgesehen ist, die Trennmittel relativ zu dem Gehäuse in Schwingungen zu versetzen. Auch ist eine Ausgestaltung denkbar, bei der ein Teil der Trennmittel fest mit dem Gehäuse verbunden ist und über das Gehäuse in Schwingungen versetzt wird, und bei der ein Teil der Trennmittel von dem Gehäuse getrennt in Schwingung versetzt werden kann.
Insbesondere wenn die Vibrationseinheit zumindest einen Vibrationserzeuger aufweist, der an dem Gehäuse und/oder dem zumindest einen Trennmittel befestigt ist, ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung möglich. Indem der Vibrationserzeuger an dem Gehäuse befestigt ist, kann die Vibrationseinheit unabhängig von einer Anzahl der Trennmittel mit lediglich einem einzelnen Vibrationserzeuger ausgebildet werden, wodurch ein konstruktiver Aufwand und damit auch Kosten gering gehalten werden können. Ist an jedem der Trennmittel ein Vibrationserzeuger befestigt, können für die unterschiedlichen Trennmittel unterschiedliche Schwingungen eingestellt werden, wodurch die Vorrichtung besonders flexibel an Anforderungen des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials denkbar ist. Auch eine kombinierte Ausgestaltung ist denkbar. Unter einem „Vibrationserzeuger“ soll dabei insbesondere eine Einheit zur Erzeugung von Schwingungen verstanden werden, welche genau einen Antrieb aufweist, wie beispielsweise eine Einheit mit einem Motor als Antrieb und einer Exzentermasse oder eine Einheit mit einem magnetischen Antrieb. Je nach Ausgestaltung kann die Vorrichtung einen einzigen Vibrationserzeuger oder mehrere Vibrationserzeuger aufweisen. Umfasst der Vibrationserzeuger einen Motor, der dazu vorgesehen ist, eine Exzentermasse anzutreiben, ist für den Motor auch eine andere Befestigung denkbar. Weist die Vorrichtung beispielsweise ein Gestell auf, das für eine Halterung des Gehäuses vorgesehen ist, kann der Motor auch an dem Gestell befestigt sein. Die Vorrichtung kann in einer solchen Ausgestaltung ein mit dem Motor verbundenes Getriebe aufweisen, welches dazu vorgesehen ist, das Gehäuse in Schwingungen zu versetzen. Der Motor kann unterschiedlich ausgebildet sein, wie beispielsweise als Elektromotor, als Druckluftmotor oder als Verbrennungsmotor. Es können auch unterschiedliche Vibrationserzeuger miteinander kombiniert werden, insbesondere um das Gehäuse und/oder zumindest eines der Trennmittel mit überlagerten und/oder kombinierten Schwingungen zu beaufschlagen.
Zur Anpassung der Schwingungen an das zu vereinzelnde Fasermaterial oder faserähnliche Material umfasst die Vibrationseinheit zumindest eine Verstelleinheit, die für eine mechanische Verstellung vorgesehen ist, und/oder zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit, die für eine Ansteuerung des Antriebs vorgesehen ist. Insbesondere bei Verwendung einer Exzentermasse zur Erzeugung der Schwingungen kann mittels einer mechanischen Verstelleinheit einfach ein Anteil an horizontalen Schwingungen und ein Anteil an vertikalen Schwingungen eingestellt werden. Durch Verwendung einer Steuer- und/oder Regeleinheit kann insbesondere eine Frequenz und/oder eine Amplitude einfach verändert werden. Bei Verwendung eines Elektromotors kann die Steuer- und/oder Regeleinheit beispielsweise einen Frequenzumformer aufweisen, der zur Einstellung einer Drehzahl des Elektromotors vorgesehen ist. Bei Verwendung eines magnetischen Antriebs können die Frequenz und die Amplitude besonders einfach auf unterschiedliche Werte eingestellt werden, indem Stromstärke und Spannungsfrequenz verändert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das Gehäuse den Aufnahmebereich zumindest teilweise umschließt. Die Schwingungen, in welche das Gehäuse versetzt wird, übertragen sich damit auch auf das in dem Aufnahmebereich befindliche Fasermaterial oder faserähnliche Material, welches durch die Schwingungen aufgelockert werden kann. Dadurch kann eine bessere Vereinzelung erreicht werden. Es ist zudem denkbar, die Vorrichtung mit in den Aufnahmebereich hineinragenden Auflockerungsmitteln zu versehen, welche mit dem Gehäuse verbunden sind, wie beispielsweise eine oder mehrere Stangen, die an das Gehäuse oder an eines der Trennmittel angebunden sind.
Um eine besonders gute Vereinzelung erreichen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Vereinzelungseinheit konstruktiv zumindest für eine erste Trennebene und eine zweite Trennebene vorgesehen ist. Indem die Vereinzelung auf unterschiedliche Ebenen verteilt wird, kann das Fasermaterial oder faserähnliche Material sukzessive vereinzelt werden. Insbesondere Fasern oder Stäbchen, die stark dazu neigen, sich miteinander zu verbinden, können zu einem Großteil voneinander getrennt werden, in dem in jeder Ebene eine weitere Vereinzelung erfolgt. Unter einer „Trennebene“ soll dabei insbesondere eine durch das Trennmittel vorgegebene Ebene verstanden werden, in der das durch diese Ebene hindurchfallende Fasermaterial oder faserähnliche Material vereinzelt wird. Zwei Trennebenen sind vorzugsweise durch einen vertikalen Abstand voneinander getrennt, d.h. zwischen den Trennmitteln unterschiedlicher Trennebenen befindet sich ein Freiraum, der frei von Trennmittel ist. Der Abstand beträgt vorzugsweise zumindest 2 cm. Alternativ kann der Abstand auch von einer Länge der Fasern oder Stäbchen abhängen. In einer solchen Ausgestaltung stehen die Länge und der Abstand in einem Verhältnis, das zumindest 1:2, bevorzugt zumindest 1:1 und besonders bevorzugt zumindest 2:1 beträgt. Ein Verhältnis von 1:2 bedeutet, dass bei einer Länge der Fasern oder Stäbchen von 4 cm der Abstand zumindest 2 cm beträgt. Ein Verhältnis von 2:1 bedeutet, dass bei einer Länge der Fasern oder Stäbchen von 4 cm der Abstand zumindest 8 cm beträgt. Unter „konstruktiv“ soll insbesondere verstanden werden, dass ohne konstruktive Änderungen zumindest an dem Gehäuse zumindest eine Konfiguration mit zwei oder mehr Trennebenen realisiert werden kann. Insbesondere soll darunter auch verstanden werden, dass die Vereinzelungseinheit zumindest eine erste Trennebene und eine zweite Trennebene aufweist, welche konstruktiv vorgegeben sind.
Zusätzlich kann die Vorrichtung eine Auflockerungseinheit aufweisen, welche dazu vorgesehen ist, das Fasermaterial oder faserähnliche Material aufzulockern. Dadurch kann eine bessere Vereinzelung erreicht werden. Vorzugsweise ist die Auflockerungseinheit unterhalb der ersten Trennebene angeordnet, besonders bevorzugt zwischen der ersten Trennebene und der zweiten Trennebene. Die Auflockerungseinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, das Fasermaterial oder faserähnliche Material, das auf einer der Trennebenen aufliegt, zusätzlich aufzulockern. Die Auflockerungseinheit kann beispielsweise einen Stab oder eine Gabel aufweisen, der oder die dazu vorgesehen ist, das auf der nachfolgenden Trennebene aufliegende Fasermaterial oder faserähnliche Material aufzulockern. Vorzugsweise weist der Stab oder die Gabel eine Drehachse auf, welche senkrecht zu der Trennebene orientiert ist.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Aufnahmebereich und die zumindest zwei Trennebenen in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind. Dadurch kann eine Gewichtskraft für die Vereinzelung genutzt werden.
Vorzugsweise bildet dabei das zumindest eine Trennmittel einen Boden für den Aufnahmebereich aus, der in abgeschaltetem Zustand dazu vorgesehen ist, das als Schüttgut eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material zumindest im Wesentlichen zurückzuhalten. Dadurch kann ein Boden für den Aufnahmebereich, der ein Einfüllen des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials ermöglicht, einfach ausgebildet werden. Das zumindest eine Trennmittel ist damit dazu vorgesehen, in abgeschaltetem Zustand das Fasermaterial oder faserähnliche Material zurückzuhalten und in einem Betrieb das Fasermaterial oder faserähnliche Material zu vereinzeln. Umfasst die Vorrichtung mehrere Trennmittel, bildet vorzugsweise das erste Trennmittel die erste Trennebene und den Boden des Aufnahmebereichs aus. Es ist aber auch denkbar, dass alle Trennmittel zusammen das Fasermaterial oder faserähnliche Material zumindest im Wesentlichen zurückhalten. Unter „in abgeschaltetem Zustand“ soll dabei insbesondere ein Zustand verstanden werden, in dem die Vibrationseinheit abgeschaltet ist. Unter „ zumindest im Wesentlichen zurückhalten“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine Menge, die beim Einbringen des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials durch das zumindest eine Trennmittel hindurchfällt, wesentlich geringer ist als die eine Menge, die insgesamt eingebracht wird. Vorzugsweise fällt in abgeschaltetem Zustand höchsten 10 %, bevorzugt höchstens 5 % und besonders bevorzugt höchstens 1 % des Fasermaterial oder faserähnlichen Materials durch.
Alternativ oder zusätzlich ist auch denkbar, dass die Vorrichtung ein von den Trennmitteln abweichendes Rückhaltemittel aufweist, das dazu vorgesehen ist, den Boden des Aufnahmebereichs auszubilden, wie beispielsweise eine Klappe oder ein Schieber. Mit einem solchen Rückhaltemittel kann das Fasermaterial oder faserähnliche Material in abgeschaltetem Zustand besonders sicher zurückgehalten werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ein zweites Trennmittel aufweist, das die zweite Trennebene ausbildet und dazu vorgesehen ist, durch die Vibrationseinheit in Schwingungen versetzt zu werden. Dadurch kann eine besonders gute Vereinzelung erreicht werden.
Weiter wird eine Vereinzelungseinrichtung mit zumindest einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen.
Vorzugsweise weist die Vereinzelungseinrichtung zumindest ein an die zumindest eine Vorrichtung anschließende Transportvorrichtung auf, die zumindest eine Vibrationseinheit aufweist und die dazu vorgesehen ist, das vereinzelte Fasermaterial oder faserähnliche Material abzutransportieren. Indem eine Transportvorrichtung mit einer Vibrationseinheit verwendet wird, kann eine weitere Vereinzelung gegebenenfalls verbleibender Bündel erreicht werden. Eine Kombination einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Transportvorrichtung, die eine Vibrationseinheit aufweist, ist daher besonders vorteilhaft. Unter einer „Transportvorrichtung mit einer Vibrationseinheit“ soll dabei insbesondere eine Transportvorrichtung verstanden werden, welche eine Transportfläche aufweist, die durch die Vibrationseinheit zu Schwingungen angeregt werden kann, wobei die Schwingungen derart ausgebildet sind, dass sich das zu transportierende Material relativ zu der Transportfläche in eine Richtung bewegt.
Zeichnungen
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine Vereinzelungseinrichtung mit einer Vorrichtung zur Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material in einer perspektivischen Darstellung,
2 die Vereinzelungseinrichtung aus 1 in einer zweiten perspektivischen Darstellung,
3 die Vereinzelungseinrichtung in einer Seitenansicht,
4 ein Gehäuse der Vorrichtung mit Trennmitteln in einer ersten Konfiguration zur Vereinzelung eines faserähnlichen Materials, und
5 das Gehäuse mit Trennmitteln in einer zweiten Konfiguration zur Vereinzelung eines Fasermaterials.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die 1 bis 3 zeigen eine Vereinzelungseinrichtung mit einer Vorrichtung 10 zur Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material. Die Vereinzelungseinrichtung ist als eine Faservereinzelungseinrichtung ausgebildet, kann aber auch für andere Materialen verwendet werden. Die Vorrichtung 10 umfasst einen Aufnahmebereich 11, der zur Aufnahme des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials in Form von Schüttgut vorgesehen ist. Das Fasermaterial oder faserähnliche Material wird typischerweise als Stückgut verpackt und kann in unterschiedlichen Transportbehältnissen befördert werden, wie insbesondere in Säcken. Insbesondere bei der Verpackung wird das Fasermaterial oder faserähnliche Material komprimiert. Die Vereinzelungseinrichtung ist für Fasermaterial oder faserähnliches Material vorgesehen, das als Trockenmaterial ausgebildet ist.
Die Vereinzelungseinrichtung kann Fasermaterialien oder faserähnliche Materialien mit unterschiedlicher Konsistenz vereinzeln. Die Fasermaterialen, für die die Vereinzelungseinrichtung vorgesehen ist, bestehen insbesondere aus flexiblen Fasern, die dazu neigen, durch molekulare Kräfte, wie insbesondere Adhäsion, miteinander zu kleben, und/oder die dazu neigen, ineinander zu verweben oder zu verhaken, wie beispielsweise Glaswollfaser, Kohlenstofffasern, Kunststofffasern oder Naturfasern. Die faserähnlichen Materialien, für die die Vereinzelungseinrichtung vorgesehen ist, bestehen insbesondere aus Stäbchen, die dazu neigen, ineinander zu verhaken. Die Vorrichtung 10 der Vereinzelungseinrichtung ist dazu vorgesehen, durch einen Endanwender an unterschiedliche mechanische und/oder physikalische Eigenschaften des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials angepasst zu werden.
Die Vereinzelungseinrichtung ist beispielsweise für Fasermaterial oder faserähnliches Material vorgesehen, das nach seiner Vereinzelung mit Beton vermischt wird. Wenn das Fasermaterial oder faserähnliche Material nach einer Herstellung verpackt wird, verbinden sich die Fasern oder Stäbchen untereinander. Wird das Transportbehältnis geöffnet, zerfällt das Fasermaterial oder faserähnliche Material selbständig höchstens in Bündel, die einer gleichmäßigen Einmischung der Fasern in den Beton entgegenstehen. Die Vereinzelungseinrichtung ist dazu vorgesehen, das Fasermaterial oder faserähnliche Material soweit zu vereinzeln, dass eine zumindest weitgehend homogene Einmischung in den Beton möglich ist. Die Vorrichtung 10 umfasst den Aufnahmebereich 11, der zur Aufnahme des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials vorgesehen in Form von Schüttgut vorgesehen ist. Wird das Fasermaterial oder faserähnliche Material in Säcken angeliefert, werden diese vorzugsweise im oder über dem Aufnahmebereich 11 geöffnet. Je nach Ausgestaltung des Aufnahmebereichs 11 können die Säcke nach dem Öffnen entfernt werden.
In einem Betrieb wird das in den Aufnahmebereich 11 eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material durch die Vorrichtung 10 vereinzelt. In abgeschaltetem Zustand verbleibt zumindest ein Großteil des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials in dem Aufnahmebereich 11. Die Vorrichtung 10 ist dazu vorgesehen, das Fasermaterial oder faserähnliche Material aktiv zu vereinzeln. Typischerweise sind die Fasern des Fasermaterials oder die Stäbchen des faserähnlichen Materials so fest miteinander verbunden, dass sie nicht selbstständig, beispielsweise durch eine reine Schwerkrafteinwirkung, vollständig und zumindest weitgehend vereinzelbar sind.
Die Vorrichtung 10 umfasst eine Vereinzelungseinheit 12, die eine Vibrationseinheit 13 aufweist. Die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, das in den Aufnahmebereich 11 eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material mechanisch zu vereinzeln. Die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, Schwingungen zu erzeugen, welche die Verbindung zwischen den einzelnen Fasern oder Stäbchen mechanisch lösen. In einem Betrieb werden die von der Vibrationseinheit 13 erzeugten Schwingungen auf das Fasermaterial oder faserähnliche Material übertragen, wodurch sich die einzelnen Fasern oder Stäbchen voneinander lösen. Das als Schüttgut in den Aufnahmebereich 11 eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material wird in der Vorrichtung 10 in Bündel, welche eine nahezu homogene Größe aufweisen, und/oder einzelne Fasern oder Stäbchen vereinzelt. Wie fein das Fasermaterial oder faserähnliche Material in einzelne Fasern oder Stäbchen oder in Bündel vereinzelt wird, hängt insbesondere von Materialeigenschaften des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials ab.
Das als Schüttgut in den Aufnahmebereich 11 eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material bildet nach dem Einbringen ein einziges großes Bündel aus. Die Vereinzelungseinheit 12 weist mehrere mechanische Trennmittel 14, 14', 14'' auf, die dazu vorgesehen sind, das eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material aufzutrennen (vgl. 4 und 5). Die Trennmittel 14, 14', 14'' sind dazu vorgesehen, die einzelnen Fasern des Fasermaterials oder die einzelnen Stäbchen des faserähnlichen Materials voneinander zu trennen. In einem Betrieb fällt das Fasermaterial oder faserähnliche Material durch die einzelnen Trennmittel 14, 14', 14'' hindurch. Das erste Trennmittel 14 ist dazu vorgesehen, das eine große Bündel, welches das in den Aufnahmebereich 11 eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material bildet, in kleinere Bündel oder einzelne Fasern oder einzelne Stäbchen zu vereinzeln. Jedes weitere der Trennmittel 14', 14'' ist für eine weitere Vereinzelung vorgesehen. Die einzelnen Trennmittel 14, 14', 14'' sind hintereinander geschaltet. In einem Betrieb wird das als Schüttgut eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material durch die einzelnen Trennmittel 14, 14', 14'' sukzessive immer feiner vereinzelt.
Die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, die Trennmittel 14, 14', 14'' in horizontale und/oder vertikale Schwingungen zu versetzen. Die Vibrationseinheit 13 ist verstellbar ausgebildet. Die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, je nach Einstellung eine Schwingung mit unterschiedlichen Anteilen an horizontalen Schwingungen und vertikalen Schwingungen zu erzeugen. In einer ersten Einstellung ist die Vibrationseinheit 13 dazu vorgesehen, lediglich horizontale Schwingungen zu erzeugen. In einer zweiten Einstellung ist die Vibrationseinheit 13 dazu vorgesehen, lediglich vertikale Schwingungen zu erzeugen. In weiteren Einstellungen ist die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, eine Schwingung zu erzeugen, in der eine horizontale Schwingung und eine vertikale Schwingung je nach Einstellung unterschiedlich stark überlagert werden.
Die Vorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 15, welches dazu vorgesehen ist, das Fasermaterial oder faserähnliche Material während der Vereinzelung zu führen. Das Gehäuse 15 umschließt einen Innenraum 26, durch den das Fasermaterial oder faserähnliche Material in einem Betrieb hindurchgeführt wird. Außerdem bildet das Gehäuse 15 den Aufnahmebereich 11 aus. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umschließt das Gehäuse 15 den Aufnahmebereich 11, in welchen das Fasermaterial oder faserähnliche Material eingefüllt werden kann. Alternativ ist auch denkbar, dass die Vorrichtung 10 zur Ausbildung des Aufnahmebereichs 11 lediglich eine Aufnahme aufweist, welche für Transportbehältnisse vorgesehen ist, wie beispielsweise eine Aufnahme, auf die die Transportbehältnisse aufgesetzt werden können, um sie anschließend an ihrer Unterseite zu öffnen. Ebenfalls denkbar ist, dass der Aufnahmebereich 11 für eine Zuführung des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials über ein Transportband vorgesehen ist.
Weiter bildet das Gehäuse 15 einen Vereinzelungsbereich 23 und einen Austrittsbereich 24 aus. Das Gehäuse 15 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine viereckige Grundform auf. Das Gehäuse 15 umfasst vier Seitenwände 25, 25', 25'', 25''', die zumindest den Vereinzelungsbereich 23 umschließen. Das Gehäuse 15 weist eine offene Oberseite 27 und eine offene Unterseite 28 aus. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Innenraum 26, der von dem Gehäuse 15 umschlossen wird, in den Aufnahmebereich 11, den Vereinzelungsbereich 23 und den Austrittsbereich 24 unterteilt. Der Aufnahmebereich 11 schließt unmittelbar an die Oberseite 27 an. Der Austrittsbereich 24 endet an der Unterseite 28 des Gehäuses 15. Im Austrittsbereich 24 kann das Gehäuse 15 sich konisch öffnend ausgebildet sein, um eine Brückenbildung des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials zusätzlich positiv zu beeinflussen. Der Vereinzelungsbereich 23 ist zwischen dem Aufnahmebereich 11 und dem Austrittsbereich 24 angeordnet.
Je nach Ausgestaltung des Gehäuses 15 können der Aufnahmebereich 11, der Vereinzelungsbereich 23 und der Austrittsbereich 24 auch andere Abmessungen aufweisen. Ist die Vorrichtung 10 beispielsweise für eine Zuführung des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials über ein Transportband vorgesehen, kann der Aufnahmebereich 11 durch die Oberseite 27 ausgebildet sein. Der Vereinzelungsbereich 23 schließt in einer solchen Ausgestaltung direkt an die Oberseite 27 an. Der Austrittsbereich 24 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen durch die Unterseite 28 ausgebildet. Der Austrittsbereich 24 ist, verglichen mit dem Vereinzelungsbereich 23, sehr klein.
Die Trennmittel 14, 14', 14'' sind vorzugsweise in Form von Gittern oder Rosten ausgebildet. In montiertem Zustand durchsetzen die Trennmittel 14, 14', 14'' den Innenraum 26, der von dem Gehäuse 15 umschlossen wird, oder ragen zumindest in den Innenraum 26 hinein. In einem Betrieb kommt das Fasermaterial oder faserähnliche Material in Kontakt mit den Trennmitteln 14, 14', 14''. Sind mehrere Fasern oder Stäbchen zu einem Bündel miteinander verbunden, wird dieses Bündel bei einem Kontakt mit dem Trennmittel 14, 14', 14'' aufgeteilt und das Bündel zerfällt in zumindest zwei kleinere Bündel oder in einzelne Fasern oder Stäbchen. Insbesondere die Schwingungen, zu welchen die Vibrationseinheit 13 die Trennmittel 14, 14', 14'' anregt, bewirken, dass große Bündel durch die Trennmittel 14, 14', 14'' aufgeteilt werden. Im Allgemeinen sind die Trennmittel 14, 14', 14'' entlang ihrer Anordnung für eine immer feinere Zerteilung der Bündel vorgesehen, d.h. eine mittlere Größe der Bündel nimmt entlang der einzelnen Stufen, die durch die Trennmittel 14, 14', 14'' ausgebildet werden, sukzessive ab. Eine Ausgestaltung der Trennmittel 14, 14', 14'' hängt von dem zu vereinzelnden Fasermaterial oder faserähnlichen Material ab.
In einer ersten Konfiguration, die insbesondere für Stäbchen vorgesehen ist, ist das erste Trennmittel 14 als Gitter ausgebildet, die weiteren Trennmittel 14', 14'' sind als Roste ausgebildet. Die Trennmittel 14', 14'' können alternativ zumindest teilweise auch als Gitter ausgebildet werden. Bei einer Ausgestaltung als Rost umfasst das entsprechende Trennmittel 14, 14', 14'' eine Mehrzahl von zueinander versetzt angeordneten Stangen 17, die sich nicht kreuzen. Bei einer Ausgestaltung als Gitter umfasst das entsprechende Trennmittel 14, 14', 14'' eine Mehrzahl von sich kreuzenden Stangen 17. Für die Trennmittel 14, 14', 14'' sind unterschiedliche Konfigurationen vorgesehen. Das Gehäuse 15 kann in der dargestellten Ausführungsform maximal sechs Trennmittel aufnehmen, wobei die Vorrichtung 10 je nach Konfiguration auch weniger als sechs Trennmittel aufweisen kann. Die unterschiedlichen Konfigurationen, für die die Vereinzelungseinheit 12 vorgesehen ist, unterscheiden sich insbesondere in einer Anzahl der Trennmittel und einer Ausgestaltung der Trennmittel. Die unterschiedlichen Konfigurationen sind allein durch Änderung der Trennmittel und insbesondere ohne Modifikationen des Gehäuses 15 ausbildbar.
Um in Abhängigkeit von dem zu vereinzelnden Fasermaterial oder faserähnlichen Material unterschiedliche Konfigurationen zu ermöglichen oder unterschiedliche Trennmittel 14, 14', 14'' verwenden zu können, umfasst das Gehäuse 15 zumindest eine Aufnahme 16, 16', 16'', die für das zumindest eine Trennmittel 14, 14', 14'' vorgesehen ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst das Gehäuse 15 eine Mehrzahl von Aufnahmen 16, 16', 16'', die als Einschübe für Stangen 17 zur Ausbildung der Trennmittel 14, 14', 14'' ausgebildet sind. Zur Ausbildung der Aufnahme 16, 16', 16'' weist das Gehäuse 15 eine Mehrzahl von Aussparungen 29 auf, welche in die Seitenwände 25, 25', 25'', 25''' eingebracht sind. Die Aussparungen 29 sind in dem Vereinzelungsbereich 23 in das Gehäuse 15 eingebracht. In betriebsbereiten Zustand weist die Vorrichtung 10 eine Mehrzahl von Stangen 17 auf, welche in die Aussparungen 29 eingesetzt sind. Die Aussparungen 29 sind paarweise fluchtend zueinander angeordnet. Die jeweils paarweise fluchtend angeordneten Aussparungen 29 sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in die einander gegenüberliegenden Seitenwände 25, 25', 25'', 25''' eingebracht. Die Stangen 17 sind mittels der Aussparungen 29 in den gegenüberliegenden Seitenwänden 25, 25', 25'', 25''' fixierbar. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Ausgestaltung denkbar, in der die Aussparungen 29 dazu vorgesehen sind, die Stangen 17 in den aneinander angrenzenden Seitenwänden 25, 25', 25'', 25''' zu fixieren, um die Stangen 17 diagonal in dem Gehäuse 15 anordnen zu können. Ebenfalls ist es denkbar, dass die Stangen 17 lediglich in einer der Seitenwände 25, 25', 25'', 25''' fixiert sind und in den Innenraum 26 hineinragen. Auch ist eine Ausgestaltung der Trennmittel 14, 14', 14'' mit Stangen 17, welche lediglich an anderen Stangen 17 befestigt sind, denkbar, beispielsweise wenn die Stangen 17 bereichsweise unterschiedliche Abstände aufweisen sollen.
Eine Anzahl der Stangen 17 und eine Anordnung der Stangen 17 hängen von dem zu vereinzelnden Fasermaterial oder faserähnlichen Material ab. Indem die Aufnahmen 16, 16', 16'' als Einschübe für die Stangen 17 ausgebildet sind, sind die Trennmittel 14, 14', 14'', die aus den Stangen 17 gebildet werden, nicht konstruktiv festgelegt, sondern können je nach Anforderung ausgebildet werden. In den Zeichnungen sind beispielhaft zwei unterschiedliche Konfigurationen dargestellt. Aussparungen 29, die in die Stangen 17 eingesetzt sind, sind schwarz dargestellt, während leere Aussparungen 29 als Kreis dargestellt sind.
In der ersten Konfiguration (vgl. 4) ist die Vorrichtung 10 zur Vereinzelung von einem faserähnlichen Material mit Stäbchen aus Kunststoff vorgesehen. Die Stäbchen, für die die Konfiguration vorgesehen ist, weisen eine Länge von 40 mm und eine ovale Querschnittsfläche mit 0,66 mm × 0,97 mm auf. Eine Dichte des faserähnlichen Materials in gepackten Zustand beträgt 0,054 kg/L. Die erste Konfiguration ist für eine Reihe von faserähnlichen Materialien mit entsprechenden Abmessungen geeignet. In der ersten Konfiguration ist das erste Trennmittel 14 als Gitter ausgebildet. Die zwei weiteren Trennmittel 14', 14'' sind als Roste ausgebildet.
Das erste Trennmittel 14, das als Gitter ausgebildet ist, weist zwei unterschiedliche Gitterkonstanten auf. In einer ersten Richtung sind die Stangen 17 mit einem Abstand von 10 cm bis 12cm angeordnet. In einer zweiten Richtung sind die Stangen 17 mit einem horizontalen Abstand vom 8 cm bis 12 cm angeordnet. Für das zweite Trennmittel 14', das als Rost ausgebildet ist, sind die Stangen 17 entlang der zweiten Richtung ebenfalls mit einem horizontalen Abstand von 8 cm bis 12 cm angeordnet. Die Stangen 17 des ersten Trennmittels 14 und die Stangen 17 des zweiten Trennmittels 14' sind parallel zueinander, jedoch gegeneinander versetzt angeordnet. Entlang der zweiten Richtung sind die Stangen 17 des zweiten Trennmittels 14' mittig zwischen den Stangen 17 des ersten Trennmittels 14 angeordnet. Für das dritte Trennmittel 14'', das als Rost ausgebildet ist, sind die Stangen 17 entlang der zweiten Richtung mit einem horizontalen Abstand von 6 cm bis 7 cm angeordnet. In vertikaler Richtung weisen die Trennmittel 14, 14', 14'' einen Abstand auf, der allgemein von der Länge der Fasern oder Stäbchen abhängt und der vorzugsweise zumindest 125 % der Länge der Fasern oder Stäbchen beträgt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem die Länge der Stäbchen 40 mm beträgt, beträgt der vertikale Abstand zumindest 5 cm. Vorzugsweise ist der Abstand in vertikaler Richtung größer als die Länge der Fasern oder Stäbchen. Vorzugsweise ist auch der horizontale Abstand zwischen den Stangen 17 in zumindest einer Richtung größer als die Länge der Fasern oder Stäbchen.
In einer zweiten Konfiguration (vgl. 5) ist die Vorrichtung 10 zur Vereinzelung von einem Fasermaterial mit als Glasfasern ausgebildeten Fasern vorgesehen. Die Fasern, für die die Konfiguration vorgesehen ist, weisen eine Länge von 6,5 mm und einen Durchmesser von 6,49 µm auf. Eine Dichte des Fasermaterials in gepackten Zustand beträgt 0,676 kg/L. In der zweiten Konfiguration weist die Vereinzelungseinheit 12 lediglich zwei Trennmittel 14, 14' auf. Die zwei Trennmittel 14, 14' sind als Gitter ausgebildet.
Das erste Trennmittel 14, das als Gitter ausgebildet ist, weist zwei gleiche Gitterkonstanten auf. In beiden Richtungen sind die Stangen 17 mit einem horizontalen Abstand von 8 cm angeordnet. Auch das zweite Trennmittel 14', das als Gitter ausgebildet ist, weist zwei gleiche Gitterkonstanten auf. In beiden Richtungen sind die Stangen 17 mit einem horizontalen Abstand von 6 cm angeordnet.
Die zwei dargestellten Konfigurationen sind insbesondere für die genannten Fasermaterialien oder faserähnlichen Materialien vorgesehen. Die dargestellte Vorrichtung 10 ist für weitere Konfigurationen vorgesehen. Um unterschiedliche Konfigurationen realisieren zur können, sind die Aussparungen 29 in einem Raster angeordnet, dass eine Ausbildung der Trennmittel 14, 14', 14'' als Gitter oder Roste mit unterschiedlichen Gitterkonstanten oder Abständen ermöglicht. Die Stangen 17 weisen vorzugsweise einen Durchmesser kleiner als 1 cm auf. In dem Raster sind die Aussparungen 29 beispielsweise mit einem horizontalen Abstand von 2 cm angeordnet. Dadurch lassen sich Gitterkonstanten und Abstände mit 2 cm oder einem Vielfachen von 2 cm konfigurieren. In vertikaler Richtung sind die Aussparungen 29 beispielsweise mit einem Abstand von 3 cm angeordnet. Die Trennmittel 14, 14', 14'' können dadurch in einem vertikalen Abstand von 3 cm oder einem Vielfachen von 3 cm angeordnet werden. Grundsätzlich sind auch andere Werte für die Abstände denkbar. Die Aussparungen 29 für die unterschiedlichen Richtungen sind dabei so gegeneinander versetzt, dass die Stangen 17 als Gitter angeordnet werden können. Die Stangen 17 eines Gitters weisen einen vertikalen Abstand auf, der kleiner als 2 cm ist. Vorzugsweise ist der Abstand kleiner als der Durchmesser der Stangen 17. Der Durchmesser der Stangen 17 ist vorzugsweise kleiner als 0,5 cm.
Alternativ können auch die Trennmittel 14, 14', 14'' eine andere Ausgestaltung aufweisen. Beispielsweise ist denkbar, dass das Trennmittel eine Mehrzahl von Stangen aufweist, welche in unterschiedlichen Abständen und/oder Winkeln zueinander angeordnet sind. Je nach Anforderungen für das zu vereinzelnde Fasermaterial oder faserähnliche Material sind unterschiedliche zweidimensionale oder dreidimensionale Ausgestaltungen denkbar, beispielsweise in Form eines dreidimensionalen Gitters oder als eine andere Stangenkonstruktion. Auch ist es denkbar, dass die Trennmittel geschlossene Flächen aufweisen. Je nach einer Ausgestaltung der Aufnahmen ist es denkbar, dass die Trennmittel fest miteinander verbundene Stangen aufweisen. Die Vereinzelungseinheit 12 kann an unterschiedlichste Anforderungen angepasst sein. Beispielsweise ist es auch denkbar, Trennmittel vorzusehen, welche ein Maschengitter aufweisen.
Alternativ zu der dargestellten Ausführung, bei der unterschiedliche Konfigurationen möglich sind, ist auch eine Ausgestaltung denkbar, die eine feste Konfiguration aufweist. Beispielsweise ist es denkbar, die Trennmittel 14, 14', 14'' und das Gehäuse 15 fest miteinander zu verbinden. Auch ist es denkbar, die Aufnahme 16, 16', 16'' lediglich für eine einzige Konfiguration vorzusehen, beispielsweise indem lediglich Aussparungen für eine der Konfigurationen in das Gehäuse 15 eingebracht werden.
Die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, das Gehäuse 15 in Schwingungen zu versetzen. Die Trennmittel 14, 14', 14'' sind fest mit dem Gehäuse 15 verbunden. In einem Betrieb werden dadurch die Schwingungen von dem Gehäuse 15 auf die Trennmittel 14, 14', 14'' übertragen. In einem Betrieb vibrieren das Gehäuse 15 und die Trennmittel 14, 14', 14''. Indem das Gehäuse 15 auch den Aufnahmebereich 11 umschließt, wird bereits das als Schüttgut in den Aufnahmebereich 11 eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material mit Schwingungen beaufschlagt.
Als Vibrationserzeuger weist die Vibrationseinheit 13 einen Elektromotor 18 und eine Exzentermasse 19 auf. Der Elektromotor 18 ist zum Antrieb der Exzentermasse 19 vorgesehen. Der Elektromotor 18 und die Exzentermasse 19 sind an dem Gehäuse 15 befestigt. Die Vibrationseinheit 13 umfasst eine Halterung 30, die dazu vorgesehen ist, den Elektromotor 18 an dem Gehäuse 15 zu befestigen. Der Elektromotor 18 weist einen Rotor auf, der fest mit dem Gehäuse 15 verbunden ist. In einem Betrieb erzeugt die von dem Elektromotor 18 angetriebene Exzentermasse 19 eine Unwucht, welche das Gehäuse 15 in Schwingungen versetzt. Die Exzentermasse 19 und der Elektromotor 18 sind an einer der Seitenwände 25, 25', 25'', 25''' des Gehäuses 15 angeordnet.
Die Vibrationseinheit 13 kann zusätzlich ein oder mehrere weitere Vibrationserzeuger aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die weiteren Vibrationserzeuger analog zu dem dargestellten Vibrationserzeuger mit einem Elektromotor und einer Exzentermasse ausgebildet. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen der Vibrationserzeuger, wie beispielsweise eine Verwendung anderer Antriebe oder Motoren, denkbar. Für die weiteren Vibrationserzeuger sind unterschiedliche Anordnungen denkbar. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Exzentermasse 19 und der Elektromotor 18 an der Seitenwand 25 befestigt. Sind weitere Vibrationserzeuger vorgesehen, sind diese vorzugsweise an einer der restlichen Seitenwände 25', 25'', 25''' befestigt, wobei bei einer Ausgestaltung mit einem weiteren Vibrationserzeuger dieser wahlweise an eine der angrenzenden Seitenwände 25', 25''' oder an der gegenüberliegenden Seitenwand 25'' angeordnet sein kann. Eine Auswahl möglicher Befestigungsstellen für den zumindest einen weiteren Vibrationserzeuger ist in 1 durch gestrichelte Linien dargestellt.
Die Vorrichtung 10 umfasst ein Gestell 31, welches für das Gehäuse 15 vorgesehen ist. Das Gestell 31 ist dazu vorgesehen, auf einem Boden aufgestellt zu werden. Insbesondere ist das Gestell 31 dazu vorgesehen, fest mit dem Boden verbunden zu werden. Das Gestell 31 umfasst eine nicht näher dargestellte Halterung für das Gehäuse 15, die dazu vorgesehen ist, vertikale und horizontale Schwingungen zuzulassen. Die Halterung kann beispielsweise Gummilager umfassen, welche das Gestell 31 und das Gehäuse 15 miteinander verbinden. Grundsätzlich ist aber auch eine andere Verbindung zwischen dem Gestell 31 und dem Gehäuse 15 möglich, welches eine Bewegung in Form der Schwingungen zulässt.
Die Halterung 30 der Vibrationseinheit 13, die für die Exzentermasse 19 und den Elektromotor 18 vorgesehen ist, umfasst eine Verstelleinheit 32, die für eine Änderung einer Einbaulage der Exzentermasse 19 und des Elektromotors 18 vorgesehen ist. Die Exzentermasse 19 weist eine Rotationsachse auf. Die Schwingungen, welche die Exzentermasse 19 bei einer Drehung um ihre Rotationsachse erzeugt, wirken senkrecht zu der Rotationsachse. In der ersten Einstellung ist die Rotationsachse horizontal orientiert und die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, vertikale Schwingungen zu erzeugen. In der zweiten Einstellung ist die die Rotationsachse vertikal orientiert und die Vibrationseinheit 13 ist dazu vorgesehen, horizontale Schwingungen zu erzeugen. Die Verstelleinheit 32 ist dazu vorgesehen, die Exzentermasse 19 und den Elektromotor 18 um eine Rotationsachse zu schwenken, die senkrecht zu einer Oberfläche der Seitenwand 25, an der die Exzentermasse 19 und der Elektromotor 18 angeordnet sind, orientiert ist. Die Rotationsachse der Exzentermasse 19 ist in einer Ebene verstellbar, die parallel zu der Oberfläche der Seitenwand 25 verläuft. Die Verstelleinheit 32 ist um eine Verstellung der Rotationsachse um 90 Grad vorgesehen, wobei für die Rotationsachse auch Winkel zwischen 0 Grad und 90 Grad eingestellt werden können, um eine Schwingung mit überlagerten vertikalen und horizontalen Schwingungen zu erzeugen.
Weiter weist die Vorrichtung 10 eine nicht näher dargestellte Steuer- und Regeleinheit auf, welche für eine Ansteuerung des Elektromotors 18 vorgesehen ist. Die Steuer- und Regeleinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Drehzahl des Elektromotors 18 einzustellen. Die Steuer- und Regeleinheit umfasst einen Frequenzumformer, der für die Einstellung der Drehzahl des Elektromotors 18 vorgesehen ist. Die Exzentermasse 19 kann für einen einfachen Austausch durch einen Bediener vorgesehen werden, um durch Einsatz unterschiedlicher Exzentermassen Schwingungen mit unterschiedlichen Amplituden bereitstellen zu können. In der Steuer- und Regeleinheit können unterschiedliche Betriebsprogramme hinterlegt sein, welche für unterschiedliche Fasermaterialien oder faserähnliche Materialien vorgesehen sind. Ein Bediener kann durch Aufruf des entsprechenden Betriebsprogramms die Vibrationseinheit 13 entsprechend dem Fasermaterial oder faserähnlichen Material einstellen. Die Steuer- und Regeleinheit kann dabei zur Ansteuerung weiterer Komponenten vorgesehen werden, beispielsweise wenn die Vorrichtung 10 mehrere Vibrationserzeuger umfasst oder wenn die Verstelleinheit 32 für eine Ansteuerung durch die Steuer- und Regeleinheit vorgesehen ist.
Die dargestellte Vereinzelungseinheit 12 ist konstruktiv für bis zu sechs Trennebenen 20, 20', 20'', 20''', 20'''', 20''''' vorgesehen (vgl. 4 und 5). Grundsätzlich ist auch eine andere Anzahl möglich. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel hängt eine Anzahl der Trennebenen 20, 20', 20'', 20''', 20'''', 20''''' 20', 20'', 20''', 20'''', 20''''' davon ab, in welche der Aufnahmen 16, 16', 16'' die Stangen 17 eingesetzt sind. Das Gehäuse 15 ist dazu vorgesehen, senkrecht aufgestellt zu werden. In betriebsbereiten Zustand verlaufen die Seitenwände 25, 25', 25'', 25''' senkrecht. Der Aufnahmebereich 11, die zumindest zwei Trennebenen 20, 20', 20'', 20''', 20'''', 20''''' und der Austrittsbereich 24 sind in betriebsbereitem Zustand in vertikaler Richtung übereinander angeordnet.
Die Trennebenen 20, 20', 20'', 20''', 20'''', 20''''' 20', 20'', 20''', 20'''', 20''''' sind durch die Trennmittel 14, 14', 14'', die dazu vorgesehen sind, durch die Vibrationseinheit 13 in Schwingungen versetzt zu werden, ausgebildet. Die erste Trennebene 20, die durch das erste Trennmittel 14 ausgebildet ist, bildet einen Boden für den Aufnahmebereich 11 aus. Der Boden ist dazu vorgesehen, das als Schüttgut eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material zurückzuhalten, wenn die Vorrichtung 10 nicht in Betrieb ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel, in dem das erste Trennmittel 14 als ein Rost ausgebildet ist, weisen die Stangen 17 des Trennmittels 14 beispielsweise einen Abstand auf, der ausreichend klein ist, damit das Fasermaterial oder faserähnliche Material nicht selbstständig durch das Trennmittel 14 hindurchfällt, solange dieses in Ruhe ist.
Die unterste Trennebene, welche in der aktuellen Konfiguration ein Trennmittel aufweist, kann zusätzlich zur Dosierung einer Menge an vereinzeltem Fasermaterial oder faserähnlichem Material, welches aus der Vorrichtung 10 austritt, vorgesehen werden. In der ersten Konfiguration dient beispielweise das Trennmittel 14'' zur Dosierung. Wird ein Abstand zwischen den Stangen 17 verringert, verringert sich die Menge an faserähnlichem Material, welches aus der Vorrichtung 10 austritt. Die Menge kann zudem durch eine Änderung der Einstellung der Vibrationseinheit 13 geändert werden. Insbesondere ist die Steuer- und Regeleinheit dazu vorgesehen, durch Änderung der Frequenz auch die Menge an vereinzeltem Fasermaterial oder faserähnlichem Material, welches aus der Vorrichtung 10 austritt, zu verändern. Allgemein kann die Menge durch eine Ausgestaltung der Trennmittel 14, 14', 14'' und die Einstellung der zumindest einen Vibrationseinheit 13 variiert werden.
Die Vorrichtung 10 wird in Betrieb genommen, indem der Elektromotor 18 eingeschaltet wird. Durch das Einschalten des Elektromotors 18 wird das Gehäuse 15 in Schwingungen versetzt, welche auf die Trennmittel 14, 14', 14'' übertragen werden. Die Schwingungen lösen die Verbindung der Fasern oder Stäbchen untereinander. Das Fasermaterial oder faserähnliche Material fällt durch das erste Trennmittel 14 hindurch auf das zweite Trennmittel 14'. Das zweite Trennmittel 14' ist für eine feinere Vereinzelung vorgesehen als das erste Trennmittel 14. Bündel aus dem Fasermaterial oder faserähnlichen Material, welche durch das erste Trennmittel 14 hindurchfallen, werden durch das zweite Trennmittel 14' weiter vereinzelt. Sofern das Fasermaterial oder faserähnliche Material es erfordert, sind unter dem zweiten Trennmittel 14' noch weitere Trennmittel, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das dritte Trennmittel 14'', angeordnet. Das vereinzelte Fasermaterial oder faserähnliche Material fällt über den Austrittsbereich 24 aus der Vorrichtung 10 heraus
Die Vereinzelungseinrichtung umfasst eine Transportvorrichtung 21, die für einen Abtransport des aus der Vorrichtung 10 herausfallenden Fasermaterials oder faserähnlichen Materials vorgesehen ist. Die Transportvorrichtung 21 kann grundsätzlich unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen. Beispielsweise ist es denkbar, die Transportvorrichtung 21 als ein Transportband auszubilden. Auch kann die Transportvorrichtung 21 für einen Abtransport mittels eines strömenden Transportmediums, vorzugsweise ein Gas, vorgesehen sein. Insbesondere wenn das Fasermaterial oder faserähnliche Material einem Silo zugeführt wird, in dem es einem anderen Material wie beispielsweise Beton zugemischt wird, kann ein Abtransport über ein strömendes Transportmedium vorteilhaft sein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Transportvorrichtung 21 für Transport durch Vibrationen vorgesehen. Die Transportvorrichtung 21 umfasst eine Platte 33, die eine Transportfläche 34 ausbildet, und eine Vibrationseinheit 22, die dazu vorgesehen ist, die Transportfläche 34 in horizontale und vertikale Schwingungen zu versetzen. Die Schwingungen sind derart gerichtet, dass das auf die Transportfläche 34 aufgebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material in eine Richtung transportiert wird. Insbesondere wenn mit der Vereinzelungseinrichtung faserähnliches Material vereinzelt wird, löst auch die Transportvorrichtung 21 die Stäbchen voneinander, wenn diese zu Bündeln verbunden sind. Durch die Vibrationseinheit 22 ist die Transportvorrichtung 21 zudem dazu vorgesehen, in Bündel miteinander verbundene Fasern oder Stäbchen zu lösen, welche aus der Vorrichtung 10 herausfallen.
Die Vereinzelungseinheit 12 umfasst weiter zumindest eine Luftlanze 35, die für eine pneumatische Vereinzelung vorgesehen ist. Die Luftlanze 35 ist dazu vorgesehen, einen Luftstrom zu erzeugen, welcher auf das durch die Transportvorrichtung 21 abtransportierte Fasermaterial oder faserähnliche Material trifft. Die Luftlanze 35 umfasst zumindest eine Düse 36, die dazu vorgesehen ist, den auf das Fasermaterial oder faserähnliche Material gerichteten Luftstrom zu erzeugen. Die Düse 36 ist dazu vorgesehen, einen Luftstrom zu erzeugen, dessen mittlere Strömungsrichtung mit der Transportfläche 34 einen spitzen Winkel einschließt. Die mittlere Strömungsrichtung wird dabei insbesondere in einem Volumenelement bestimmt, das unmittelbar an die Düse 36 anschließt. Der Winkel, den die mittlere Strömungsrichtung mit der Transportfläche 34 einschließt, ist vorzugsweise kleiner als 40°. Die Steuer- und Regeleinheit ist dazu vorgesehen, eine Menge der durch die Luftlanze 35 hindurchgeführten Luft einzustellen, beispielsweise durch Ansteuerung eines entsprechenden Drucklufterzeugers und/oder eines Ventils.
In dem Ausführungsbeispiel ist die eine Luftlanze 35 schematisiert dargestellt. Die Vorrichtung 10 kann, je nach zu vereinzelndem Fasermaterial oder faserähnlichen Material, grundsätzlich noch weitere Luftlanzen aufweisen. Auch eine Anzahl, Ausgestaltung und/oder Ausrichtung der Düsen je Luftlanze kann variieren. Die Vorrichtung 10 umfasst für die zumindest eine Luftlanze 35 eine Halterung 37, welche vorzugsweise für eine Verstellung der Luftlanze 35 vorgesehen ist. Weist die Vorrichtung 10 mehrere Luftlanzen auf, können diese vorzugsweise getrennt voneinander verstellt werden. Durch Verstellung der Halterung 37 können ein Abstand zwischen der Transportfläche 34 und der Luftlanze 35 und/oder der Winkel, den die mittlere Strömungsrichtung mit der Transportfläche 34 einschließt, verändert werden. Die Menge der Luft, die für die Luftlanze 35 eingestellt wird, wird insbesondere in Abhängigkeit von dem zu vereinzelnden Fasermaterial oder faserähnlichen Material, dem Abstand und dem Winkel eingestellt.
Weiter ist eine Transportvorrichtung vorteilhaft, die zumindest eine Absaugeinheit aufweist und die für einen Transport über Luft als ein strömendes Transportmedium vorgesehen ist. Eine solche Transportvorrichtung, die grundsätzlich an die Transportvorrichtung 21 anschließen kann oder die anstelle der Transportvorrichtung 21 angeordnet sein kann, umfasst typischerweise einen Auffangtrichter, eine an den Auffangtrichter anschließende Rohrleitung und die am Ende der Rohrleitung angeordnete Absaugeinheit. Durch die Absaugeinheit entsteht an dem Auffangtrichter, bezogen auf einen Umgebungsdruck, ein Unterdruck, durch welchen das vereinzelte Fasermaterial oder faserähnliche Material angesaugt wird. Das Fasermaterial oder faserähnliche Material wird durch die Rohrleitung hindurch in Richtung der Absaugeinheit gefördert, beispielsweise in Richtung des Silos.
Der Vereinzelungseinrichtung kann weiter eine der Vorrichtung 10 vorgeschaltete Vorbereitungsvorrichtung aufweisen, die dazu vorgesehen ist, das Fasermaterial oder faserähnliches Material aus einem Rohmaterial zu erzeugen. Die Vorbereitungsvorrichtung kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, das Rohmaterial unter einen Gefrierpunkt abzukühlen. Insbesondere wenn das Rohmaterial ein wasserhaltiges Naturprodukt ist, kann dadurch ein faserähnliches Material erzeugt werden, in welchen die Stäbchen durch Eisbrücken miteinander verbunden sind, welche mittels der Vorrichtung 10 gelöst werden können. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorbereitungsvorrichtung beispielweise auch zu einer Trocknung vorgesehen sein.

Claims

Vorrichtung (10) zur Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material, mit einem Aufnahmebereich (11), der zur Aufnahme des Fasermaterials oder faserähnlichen Materials in Form von Schüttgut vorgesehen ist, und zumindest einer Vereinzelungseinheit (12), die zumindest eine Vibrationseinheit (13) aufweist, die dazu vorgesehen ist, das in den Aufnahmebereich (11) eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material zu vereinzeln.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungseinheit (12) zumindest ein mechanisches Trennmittel (14, 14', 14'') aufweist, das dazu vorgesehen ist, das als Schüttgut eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material zu vereinzeln.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinheit (13) dazu vorgesehen ist, das zumindest eine Trennmittel (14, 14', 14'') in horizontale und/oder vertikale Schwingungen zu versetzen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trennmittel (14, 14', 14'') zumindest teilweise in Form eines Gitters oder eines Rosts ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (15), das zumindest eine Aufnahme (16) aufweist, die für das zumindest eine Trennmittel (14, 14', 14'') vorgesehen ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aufnahme (16) als ein Einschub für zumindest eine Stange (17) zur Ausbildung des zumindest einen Trennmittels (14, 14', 14'') ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinheit (13) dazu vorgesehen ist, das Gehäuse (15) in Schwingungen zu versetzen.
Vorrichtung (10) zumindest nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vibrationseinheit (13) einen Vibrationserzeuger aufweist, der an dem Gehäuse (15) und/oder dem zumindest einen Trennmittel (14, 14', 14'') befestigt ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (15) den Aufnahmebereich (11) zumindest teilweise umschließt.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vereinzelungseinheit (12) konstruktiv zumindest für eine erste Trennebene (20) und eine zweite Trennebene (20') vorgesehen ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (11) und die zumindest zwei Trennebenen (20, 20') in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind.
Vorrichtung (10) zumindest nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Trennmittel (14) einen Boden für den Aufnahmebereich (11) ausbildet, der in abgeschaltetem Zustand dazu vorgesehen ist, das als Schüttgut eingebrachte Fasermaterial oder faserähnliche Material zumindest im Wesentlichen zurückzuhalten.
Vorrichtung (10) zumindest nach den Ansprüchen 2 und 10, gekennzeichnet durch ein zweites Trennmittel (14'), das die zweite Trennebene (20') ausbildet und dazu vorgesehen ist, durch die Vibrationseinheit (13) in Schwingungen versetzt zu werden.
Vereinzelungseinrichtung, insbesondere Faservereinzelungseinrichtung, mit zumindest einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Vereinzelungseinrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch zumindest ein an die zumindest eine Vorrichtung (10) anschließende Transportvorrichtung (21), die zumindest eine Vibrationseinheit (22) aufweist und die dazu vorgesehen ist, das vereinzelte Fasermaterial oder faserähnliche Material abzutransportieren.
Verfahren zur Vereinzelung von Fasermaterial oder faserähnlichem Material in einer Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, in dem Fasermaterial oder faserähnlichem Material in einen Aufnahmebereich (11) der Vorrichtung (10) in Form von Schüttgut eingebracht wird und durch zumindest eine Vereinzelungseinheit (12), die zumindest eine Vibrationseinheit (13) aufweist, vereinzelt wird.