DE10008136A1 - Stapler für blattförmige Gegenstände - Google Patents

Abstract

Es wird ein Stapler 1 für blattförmige Gegenstände beschrieben mit einer Beschickungseinrichtung 3, welche die blattförmigen Gegenstände 2 in einem Ablagefach 4 mit veränderlichem Fassungsvermögen ablegt. Das Ablagefach 4 weist eine Anlagefläche 5 auf, an welcher die im Ablagefach 4 abgelegten blattförmigen Gegenstände 2 mit einer Kante 6 anliegen, und einen Ablageboden 7, auf dem die blattförmigen Gegenstände 2 flach parallel zum Ablageboden 7 übereinander im Ablagefach 4 aufgestapelt werden. Der Ablageboden 7 ist zur Veränderung des Fassungsvermögens des Ablagefachs 4 beweglich gelagert. Das Ablagefach 4 ist mit der Anlagefläche 5 unter einem Winkel zur Horizontalen so angeordnet, daß die im Ablagefach 4 gestapelten blattförmigen Gegenstände 2 mit ihren Kanten 6 auf der Anlagefläche 5 aufliegen und die dabei auftretende Reibungskraft zwischen den Kanten 6 der blattförmigen Gegenstände 2 und der Anlagefläche 5 die in Richtung des Ablagebodens 7 auf den aus den blattförmigen Gegenständen 2 gebildeten Stapel 10 einwirkende Hangabtriebskraft im wesentlichen kompensiert. Die Beschickungseinrichtung 3 übt beim Ablegen eines blattförmigen Gegenstands 2 zumindest ab einer bestimmten Stapeldicke c eine Kraft auf den Stapel 10 aus, wodurch der Ablageboden 7 unter Vergrößerung des Fassungsvermögens des Ablagefachs 4 bewegt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapler für blattförmige Gegenstän­ de, insbesondere Banknoten, mit einer Beschickungseinrichtung, welche die blattförmigen Gegenstände in einem Ablagefach mit veränderlichem Fas­ sungsvermögen ablegt.

Stapler für flache blattförmige Gegenstände werden insbesondere in auto­ matischen Sortier-, Prüf- und Zählanlagen, beispielsweise für Banknoten, verwendet, um nach dem Prüfen, Sortieren und Zählen die Gegenstände wiederaufzunehmen oder zwischenzulagern. Einfache Stapler weisen in der Regel ein Ablagefach fester Größe auf, welches beispielsweise für genau 100 Banknoten einer bestimmten Dicke vorgesehen ist. Darüber hinaus ist aus der DE 27 29 830 C2 eine Banknotensortiereinrichtung bekannt, bei der sor­ tierte Banknoten in Ablagebehältern gestapelt werden, wobei die Größe der Ablagebehälter jeweils entsprechend der Stapelhöhe der Banknoten verän­ derbar ist. Dazu wird eine Bodenplatte, auf welche die Banknoten abgelegt werden, mittels einer Gewindespindel abgesenkt, um den anwachsenden Banknotenstapel im Ablagebehälter aufzunehmen. Diese Stapler sind somit nicht auf eine feste Anzahl von Banknoten begrenzt. Jedoch wird eine auf­ wendige Steuerung für die Gewindespindel zur Veränderung der Größe des Ablagebehälters benötigt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und kostengünsti­ ge Alternative zu diesem bekannten Stand der Technik zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch einen Stapler gemäß Anspruch 1 gelöst. In den davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung angegeben.

Wie bei den bekannten Staplern weist auch der erfindungsgemäße Stapler eine Beschickungseinrichtung auf welche die blattförmigen Gegenstände in einem Ablagefach ablegt. Ebenso weist das Ablagefach einen Ablageboden auf, auf dem die blattförmigen Gegenstände flach und parallel zum Ablage­ boden übereinander gestapelt werden, sowie eine Anlagefläche, an der die blattförmigen Gegenstände mit einer Kante anliegen. Hierbei sei ausdrück­ lich darauf hingewiesen, daß unter der Bezeichnung "Ablageboden" nicht nur ein durchgehender Ablageboden, sondern auch ein Ablageboden in Form eines Gitters, eines einzelnen Steges oder auch mehrerer nebeneinan­ der liegender Stege zu verstehen ist, welche beispielsweise gabelförmig un­ ter den Stapel greifen. Ebenso muß die Anlagefläche nicht notwendigerweise eine durchgehende Fläche sein, sondern kann ebenfalls aus Stegen oder ähn­ lichem gebildet sein.

Im Gegensatz zu den bekannten Staplern ist bei dem erfindungsgemäßen Stapler die Anlagefläche des Ablagefachs unter einem Winkel so zur Hori­ zontalen angeordnet, daß die im Ablagefach abgestapelten blattförmigen Gegenstände mit ihren Kanten auf der Anlagefläche aufliegen und die dabei auftretende Reibungskraft zwischen den Kanten der blattförmigen Gegen­ stände und der Anlagefläche die in Richtung des Ablagebodens auf den Blattgutstapel wirkende Hangabtriebskraft im wesentlichen kompensiert. Das heißt, der Stapel befindet sich unabhängig von der Masse des Stapels in etwa in einer Gleichgewichtslage.

Die Beschickungseinrichtung ist so ausgestaltet bzw. angeordnet, daß sie zumindest ab einer bestimmten Stapeldicke beim Ablegen eines blattförmi­ gen Gegenstandes eine Kraft auf den Stapel ausübt, wodurch der Ablagebo­ den unter Vergrößerung des Fassungsvermögens des Ablagefachs bewegt wird. Es handelt sich hierbei folglich um eine passive Nachführung, die ohne jede Steuerung auskommt. Die Größe des Ablagefachs paßt sich automatisch der Stapeldicke an. Durch die Unabhängigkeit des Systems von der Stapel­ masse ist die Funktion über alle Banknotenformate gewährleistet. Hierbei ist zu beachten, daß je nach Banknotentyp das Gesamtgewicht eines Banknoten­ stapels erheblich schwanken kann und daher in der Regel nicht unerheblich ist. Bei beispielsweise 500 Banknoten liegt das Gesamtgewicht je nach Typ der Banknoten zwischen 250 g und 750 g.

Der genaue Neigungswinkel, bei dem sich Hangabtriebskraft und Reibungs­ kraft kompensieren, hängt vom Reibungskoeffizienten der Papierkanten auf der Anlagefläche ab und kann, je nach Typ des Blattguts variieren. Es hat sich herausgestellt, daß für Papierbanknoten und bei einer Metallanlageflä­ che der ideale Neigungswinkel der Anlagefläche in der Regel zwischen 20° und 30° zur Horizontalen, vorzugsweise bei ca. 20, liegt.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Ablageboden mittels eines Federelements in eine Ausgangsstellung gedrängt und entge­ gen dieser Federkraft von der Beschickungseinrichtung verschoben. Durch das Federelement wird zum einen dafür gesorgt, daß bei einer Entnahme des Stapels der Ablageboden automatisch in die Ausgangsstellung zurückgefah­ ren wird und nicht von Hand in die Ausgangsstellung zurückbewegt wer­ den muß. Zudem wirkt das Federelement während des Abstapelns der durch die Beschickungseinrichtung erzeugten Schubkraft geringfügig entge­ gen. Aufgrund dieser Vorspannung wird beim Abstapeln eines blattförmi­ gen Gegenstandes der Ablageboden durch die Beschickungseinrichtung nur um die benötigte Strecke, d. h. um die Dicke des abgestapelten Gegenstandes, verschoben. Der Blattgutstapel ist dabei quasi zwischen dem Element der Beschickungseinrichtung, welches von oben die Kraft auf den Stapel ausübt, und dem Ablageboden eingespannt.

Das Federelement kann beispielsweise eine Zugfeder, eine Druckfeder oder auch ein pneumatisches oder hydraulisches Element sein. Die Federkonstan­ te sollte so dimensioniert sein, daß sie gerade eine Mindestvorspannkraft garantiert, so daß der Ablageboden auch bei einer älteren, zum Teil ver­ schlissenen oder verschmutzten Einrichtung bei Entnahme des Stapels sicher zurückgeführt wird. Andererseits sollte die Federkonstante möglichst gering sein, so daß die Änderung der Federspannung beim Verschieben des Abla­ gebodens, d. h. bei größer werdendem Stapel, minimal ist. Auf diese Weise ist einerseits die von der Beschickungseinrichtung auf den Blattgutstapel aufzubringende Kraft selbst bei maximaler Stapelhöhe vernachlässigbar ge­ ring und andererseits ist die Kraftänderung über den Verschiebungsweg des Ablagebodens ebenfalls vernachlässigbar gering.

Als Beschickungseinrichtung kann im Prinzip jede Einrichtung gewählt werden, die beim Auflegen eines blattförmigen Gegenstands auf den Stapel eine Kraft ausübt. Vorzugsweise wird hierzu ein üblicher Spiralfachstapler verwendet, welcher ein Stapelrad aufweist, dessen Finger beim Ablegen ei­ nes blattförmigen Gegenstands auf den Stapel drücken.

Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügte Zeich­ nung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dort darge­ stellten Merkmale und auch die bereits oben beschriebenen Merkmale kön­ nen nicht nur in der genannten Kombination, sondern auch einzeln oder in anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Die einzige Figur zeigt eine seitliche schematische Darstellung eines erfin­ dungsgemäßen Staplers für Banknoten.

Der Stapler 1 weist ein Ablagefach 4 mit einem unter einem Winkel α von ca. 20° zur Horizontalen 8 angeordneten Anlagefläche 5 auf. Diese Anlagefläche 5 ist in ihrem oberen Endbereich mit einem Stapelrad 3 fest verbunden. Un­ ter einem rechten Winkel zur Anlagefläche 5 erstreckt sich im unteren End­ bereich der Anlagefläche 5 nach oben ein Endboden 16. Die Anlagefläche 5 ist mit zwei zum unteren Ende hin offenen Schlitzen versehen (in der Seiten­ ansicht nicht sichtbar), d. h. die Anlagefläche 5 besteht im unteren Bereich an sich aus drei nebeneinander angeordneten, parallelen Stegen. Dementspre­ chend ist auch der Endboden 16 aus drei Stegen gebildet, die sich an die Ste­ ge der Anlagefläche 5 anschließen.

Parallel zum Endboden 16 erstrecken sich durch diese Schlitze in der Anla­ gefläche 5 von unten nach oben zwei nebeneinander angeordnete, parallele Stege, welche einen Ablageboden 7 bilden. Dieser Ablageboden 7 ist recht­ winklig an einem sich parallel zur Anlagefläche 5 unter der Anlagefläche 5 erstreckenden Schlitten 15 befestigt. Dieser Schlitten 15 wird in Linearfüh­ rungen 14, welche fest an der Anlagefläche 5 angeordnet sind, parallel zur Anlagefläche 5 verschiebbar geführt, wodurch der parallel zum Endboden 16 stehende Ablageboden 7 unter Vergrößerung des Abstands c zwischen dem Stapelrad 3 und dem Ablageboden 7 in den Schlitzen der Anlagefläche 5 ver­ schiebbar ist. Die Endlage des Ablagebodens 7 ist erreicht, wenn der Ablage­ boden 7 sich in Höhe des Endbodens 16 befindet. Durch den gabelartigen Aufbau des Ablagebodens 7 aus zwei parallel nebeneinander angeordneten Bodenabschnitten und den entsprechend gegenüber den Bodenabschnitten des Ablagebodens 7 versetzt angeordneten Bodenabschnitten der ebenfalls gabelartig aufgebauten Anlagefläche 5 mit dem Endboden 16, kann der Ab­ lageboden 7 nach unten in Verschieberichtung des Schlittens 15 über den Endboden 16 hinausgeschoben werden. Auf einen Endboden 16 kann auch verzichtet werden, wenn statt dessen ein Endanschlag für den Ablageboden 7 vorgesehen wrid.

Über eine an einem Lagerstück 13 am unteren Ende der Anlagefläche 5 und einem Befestigungsbolzen 17 am Schlitten 15 befestigte Zugfeder 9, welche über eine im oberen Endbereich der Anlagefläche 5 befindliche Umlenkrolle (nicht dargestellt) umgelenkt ist, wird der Ablageboden 7 ohne zusätzliche äußere Krafteinwirkung in einer Ausgangsposition P gehalten, in der ein Mindestabstand c zwischen dem Ablageboden 7 und dem Stapelrad 3 gege­ ben ist. Bei geeigneter konstruktiver Wahl kann der Mindestabstand c auch gegen null gehen.

Die Beschickung des Ablagefachs 4 erfolgt über das Stapelrad 3, indem über eine nicht dargestellte Zuführung die Banknoten 2 in die Zwischenräume 12 zwischen die Finger 11 des Stapelrads 3 eingeführt werden. Das Stapelrad 3 rotiert um eine Achse 19 und nimmt die Banknoten 2 in Richtung des Abla­ gefachs 4 mit. Oberhalb des Ablagebodens 7 bzw. des bereits von eingesta­ pelten Banknoten 2 gebildeten Stapels 10 werden über einen Ausstreifer 18 die einzelnen Banknoten 2 zwischen den Fingern 11 des Stapelrads 3 ausge­ streift und auf dem Ablageboden 7 bzw. auf dem Stapel 10 parallel zum Ab­ lageboden 7 abgelegt, wobei die Banknoten 2 mit einer Kante 6 an der Anla­ gefläche 5 anliegen. Sobald der Stapel 10 eine Mindesthöhe c erreicht hat, drücken am Druckpunkt D die Finger 11 des Stapelrads 3 mit ihren Enden auf die zuoberst abgelegte Banknote 2, wodurch eine Kraft auf den Bankno­ tenstapel 10 in Verschieberichtung des beweglichen Ablagebodens 7 ausge­ übt wird.

Wann die Bewegung des beweglichen Ablagebodens 7 bzw. des Schlittens 15 beginnt, hängt zum einen von der Federkonstanten des gebildeten Blattgut­ stapels 10 sowie von der Vorspannkraft der Zugfeder 9 ab. Die Federkon­ stante der Zugfeder 9 ist so gewählt, daß die Vorspannkraft gerade aus­ reicht, um den Ablageboden 7 bei Entnahme des Stapels 10 sicher in die Ausgangslage P zurückzuholen, auch wenn die Führungen verschmutzt oder verschlissen sind. Andererseits wird jedoch die Federkonstante extrem niedrig gewählt, damit der Kraftanstieg beim Verfahren des Ablagebodens 7 gering ist und die vom Stapelrad 3 auf dem Blattgutstapel 10 in Verschiebe­ richtung aufzubringende Kraft selbst bei maximaler Auslenkung des Abla­ gebodens 7 minimal ist. Zu diesem Zweck wird eine sehr lange Rückholfeder 9 verwendet, die - wie oben beschrieben - umgelenkt wird. Je nach Länge der Feder ist auch eine mehrfache Umlenkung über Rollen möglich. Die Feder­ konstante des Stapels 10 ergibt sich aus den Eigenschaften der den Stapel 10 bildenden Banknoten 2 und ist insbesondere abhängig vom Typ der Bankno­ ten 2 und vom Zustand der Banknoten 2, d. h. dem Benutzungsgrad (alte, gebrauchte Banknoten oder neue Banknoten). Die vom Stapelrad 3 auf den Stapel 10 ausgeübte Kraft muß so dimensioniert sein, daß sie die Federkraft des Stapels 10 überwinden kann.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen Stapler für bis zu 500 Banknoten. Die maximale Fachhöhe a zwischen dem Stapelrad 3 und dem Endboden 16 beträgt beim vorliegenden Ausfüh­ rungsbeispiel 111 mm. Der Abstand b zwischen der Ausgangsposition P des Ablagebodens 7 zum Endboden 16 beträgt 68 mm. Daraus folgt, daß ab einer minimalen Stapelhöhe c von 43 mm der Ablageboden 7 verschoben wird. Bei anderen Vorgaben und anderer konstruktiver Wahl ergeben sich entspre­ chende abweichende Werte.

Durch die Schräglage des Ablagefachs 4 unter einem Winkel α von ca. 20° zwischen der Anlagefläche 5 und der Horizontalen 8, ist die Bewegung des Ablagebodens 7 im wesentlichen unabhängig von der Masse des Banknoten­ stapels 10, da sich hier die Reibungskräfte der Kanten 6 der Banknoten 2 des Stapels 10 auf der Anlagefläche 5 und die Hangabtriebskraft gerade aufhe­ ben. Durch die Beseitigung des Einflusses der Gewichtskraft des Banknoten­ stapels 10 funktioniert die passive Nachführung, ohne über einen eigenen Antrieb zu verfügen. Dadurch entfallen Antriebselemente sowie eine Rege­ lung des Abstandes der jeweils letzten Banknote 2 zu den Fingern 11 des Stapelrads 3 und der Aufbau ist somit äußerst kostengünstig und wartungs­ arm.

Claims (7)

1. Stapler (1) für blattförmige Gegenstände (2), mit einer Beschickungsein­ richtung (3), welche die blattförmigen Gegenstände (2) in einem Ablagefach (4) mit veränderlichem Fassungsvermögen ablegt, wobei das Ablagefach (4) eine Anlagefläche (5), an welcher die im Ablagefach (4) abgelegten blattför­ migen Gegenstände (2) mit einer Kante (6) anliegen, und einen Ablageboden (7), auf dem die blattförmigen Gegenstände (2) flach parallel zum Ablagebo­ den (7) übereinander im Ablagefach (4) abgestapelt werden, aufweist und wobei der Ablageboden (7) des Ablagefachs (4) zur Veränderung des Fas­ sungsvermögens des Ablagefachs (4) beweglich gelagert ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Ablagefach (4) mit der Anlagefläche (5) unter einem Winkel (α) zur Horizontalen (8) so angeordnet ist, daß die im Ablagefach (4) aufgestapelten blattförmigen Gegenstände (2) mit ihren Kanten (6) an der Anlagefläche (5) anliegen und die dabei auftretende Reibungskraft zwischen den Kanten (6) der blattförmigen Gegenstände (2) und der Anlagefläche (5) die in Richtung des Ablagebodens (7) auf den aus den blattförmigen Gegen­ ständen (2) gebildeten Stapel (10) wirkende Hangabtriebskraft im wesentli­ chen kompensiert, und daß die Beschickungseinrichtung (3) beim Ablegen eines blattförmigen Gegenstands (2) zumindest ab einer bestimmten Stapel­ dicke (c) eine Kraft auf den Stapel (10) ausübt, wodurch der Ablageboden (7) unter Vergrößerung des Fassungsvermögens des Ablagefachs (4) bewegt wird.

2. Stapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablagebo­ den (7) mittels eines Federelements (9) in eine Ausgangsstellung (P) ge­ drängt wird und entgegen der Federkraft des Federelements (9) von der Be­ schickungseinrichtung (3) verschoben wird.

3. Stapler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Win­ kel (α) zwischen der Anlagefläche (5) und der Horizontalen (8) etwa 20° be­ trägt.

4. Stapler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinrichtung (3) ein Stapelrad umfaßt, das Finger (11) auf­ weist, welche beim Ablegen eines blattförmigen Gegenstands (2) auf den Stapel (10) drücken, wodurch auf den Ablageboden (7) eine Kraft ausgeübt und der Ablageboden (7) verschoben wird.

5. Stapler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (9) zur Minimierung der von der Beschickungseinrichtung (3) zur Verschiebung des Ablagebodens (7) aufzubringenden Kraft eine klei­ ne Federkonstante aufweist.

6. Stapler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (9) eine Zugfeder umfaßt.

7. Stapler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfeder über Umlenkelemente umgelenkt zwischen dem verschiebbaren Ablagebo­ den (7) und einem feststehenden Lagerpunkt (13) gespannt ist.