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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten
mehrerer flacher Gegenstände,
die sich in jeweils einer Gegenstands-Ebene erstrecken und zusammen
einen Stapel bilden. Die Gegenstände
sind beispielsweise Briefe oder andere flache Postsendungen, die
nach dem Ausrichten von einer Sortieranlage verarbeitet werden sollen.
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Aus
US 2005/0082745 A1 sind
eine Ausrichtvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 13 bekannt. Flache Gegenstände, z. B. Papierbögen, werden
auf einem Förderband
transportiert. Hierbei stehen die Gegenstände senkrecht auf dem Förderband.
Zwei Begrenzungselemente vibrieren senkrecht zur Transportrichtung
der Gegenstände
und senkrecht zur Ebene der flachen Gegenstände und richten dadurch die
Gegenstände,
die sich zwischen ihnen befinden, aus. Eine drehbare Welle ist starr
mit mehreren Nocken verbunden. Jedes Begrenzungselement ist starr
mit jeweils einem Nockenfolger verbunden, der an einem Nocken anliegt.
Dadurch bewirkt eine Rotation der Welle, dass die Begrenzungselemente
hin- und herrotieren. Die Gegenstände werden in Teil-Stapel getrennt.
Ein Teil-Stapel wird an eine Begrenzungswand transportiert und dort
mittels weiterer Begrenzungselemente so ausgerichtet, dass sie an
der Begrenzungswand mit einer Kante anliegen.
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Eine
in
US 2001/0022261
A1 beschriebene Ausrichtvorrichtung wird z. B. zum Ausrichten
von Holzstücken
verwendet. Die dort beschriebene Vorrichtung umfasst ein Förderband
und eine sich anschließende U-förmige Ausrichtvorrichtung.
Die Ausrichtvorrichtung umfasst zwei senkrechte Schenkel und einen
sägezahnförmig gezackten
waagrechten Boden. Die Ausrichtvorrichtung ist in Förderrichtung
abschüssig
geneigt und vibriert senk recht zur Förderrichtung. Dadurch werden
Gegenstände
ausgerichtet.
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In
US 2003/0062670 A1 wird
eine Vorrichtung beschrieben, die rechteckige Papierbögen an zwei
Kanten ausrichtet. Die Papierbögen
werden nacheinander einer Auflagevorrichtung zugeführt. Diese
Auflagevorrichtung weist einen Boden und zwei Begrenzungswände auf.
Die Ecke, in der der Boden und die beiden Wände aufeinander stoßen, ist
der tiefste Punkt der Auflagevorrichtung, und der Boden ist zu dieser
Ecke hin geneigt. Ein Motor versetzt die Auflagevorrichtung in Vibrationen,
so dass jeder Papierbogen in eine Position gleitet, in der zwei
Kanten des Bogens an den beiden Wänden anliegen. Aus
EP 1676796 A1 ist
eine Briefeingabestation mit einem Rüttler bekannt. Ein Stapel von
flachen Postsendungen steht senkrecht auf einem Förderband
und wird vom Förderband
zu einer Vereinzelungseinrichtung geführt. Die Förderrichtung steht senkrecht auf
denjenigen parallelen Ebenen, in denen sich die flachen Postsendungen
erstrecken. Die Postsendungen liegen an einer Platte an. Ein Rüttler versetzt
das Förderband
in Vibrationen, während
das Förderband
den Stapel fördert.
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Die
auszurichtenden Gegenstände
sind z. B. Briefe, die durch eine Sortieranlage verarbeitet werden sollen.
Die Stoffeingabe („feeder") dieser Sortieranlage
soll die Briefe zuverlässig
vereinzeln und sie nacheinander zur weiteren Verarbeitung durch
die Anlage transportieren. Damit sie dieses zuverlässig ausführen kann, müssen die
Briefe vor der Vereinzelung ausgerichtet werden, und zwar an zwei
Kanten, die senkrecht aufeinander stehen. Dieses Ausrichten soll
schnell durchgeführt
werden, und zwar auch dann, wenn Gegenstände mit unterschiedlichen Abmessungen
auszurichten sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausrichtvorrichtung mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Ausrichtverfahren
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 13 bereitzustellen,
die einen Stapel paralleler flacher Gegenstände an zwei Kanten rasch ausrichtet,
auch wenn die Gegenstände
unterschiedliche Abmessungen haben. Die Aufgabe wird durch eine
Ausrichtvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Ausrichtverfahren
mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
vermag mehrere flache Gegenstände
auszurichten. Diese Gegenstände
erstrecken sich in jeweils einer Gegenstands-Ebene und bilden zusammen
einen Stapel.
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Die
Vorrichtung umfasst
- – eine Auflageeinrichtung zum
Tragen der Gegenstände,
- – zwei
Begrenzungselemente,
- – einen
Antrieb zum Hin- und Herbewegen der Begrenzungselemente und
- – einen
Motor.
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Die
Auflageeinrichtung umfasst zwei ebene Ausrichtflächen zum Ausrichten der Gegenstände. Diese beiden
Ausrichtflächen
liegen in zwei Ebenen, die in einer geraden Kante aneinanderstoßen. Beide
Ausrichtflächen
sind zur Kante hin abschüssig
geneigt.
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Der
Motor ist so ausgestaltet, dass er die beiden Ausrichtflächen in
Vibrationen zu versetzen vermag.
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Die
mindestens zwei Begrenzungselemente sind in eine eingreifende Position
schwenkbar. In dieser eingreifenden Position halten die mindestens
zwei Begrenzungselemente den Stapel mit den Gegenständen dann,
wenn der Stapel sich auf der Auflageeinrichtung und zwischen den
Begrenzungselementen befindet. Der Antrieb ist dergestalt mit den
Begrenzungselementen verbunden, dass er die Begrenzungselemente
dann, wenn diese sich in der eingreifenden Position befinden, parallel
zur Kante hin- und herbewegt
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bewirkt ein Ausrichten auf zwei verschiedene Weisen:
- – Die
Schwerkraft bewirkt, dass die Gegenstände entlang der beiden abschüssig geneigten
Ausrichtflächen abwärts gleiten
und dadurch an zwei Kanten ausgerichtet werden.
- – Die
Begrenzungselemente schütteln
in der eingreifenden Position die flachen Gegenstände hin
und her, und zwar in zwei Richtungen, die senkrecht auf der Kante
zwischen den Ausrichtflächen
stehen.
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Diese
verschiedenartigen Bewegungen bewirken ein rasches Ausrichten.
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Die
Gegenstände
werden besonders gut hin- und hergeschüttelt, wenn mindestens drei,
vorzugsweise fünf,
Begrenzungselemente vorgesehen sind. Diese unterteilen den Stapel
mit flachen Gegenständen
in mindestens zwei, vorzugsweise vier, Teil-Stapel und schütteln diese
Teil-Stapel unabhängig
voneinander durch.
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Vorzugsweise
sitzen die Begrenzungselemente auf einer Haltevorrichtung, z. B.
einer Welle. In einer Ausgestaltung bewegt der Antrieb die Haltevorrichtung
hin und her, und dadurch werden die Begrenzungselemente mit hin-
und herbewegt. In einer anderen Ausgestaltung sind die Begrenzungselemente
dergestalt beweglich auf der Haltevorrichtung angeordnet, dass sie
sich parallel zur Kante hin- und herbewegen lassen. Der Antrieb
ist über
eine Übertragungseinrichtung,
z. B. einem Seil oder einer Kette, mit den Begrenzungselementen
verbunden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Dabei zeigen
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1 die
Vorrichtung von vorne, wobei die Blickrichtung senkrecht auf der
Kante zwischen den beiden Ausrichtflächen steht;
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2 die
Vorrichtung von der Seite, wobei die Blickrichtung parallel zur
Kante zwischen den beiden Ausrichtflächen verläuft und die Begrenzungselemente
aus der eingreifenden Position ausgeschwenkt sind;
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3 die
Vorrichtung aus der Blickrichtung von 2, wobei
die Begrenzungselemente in die eingreifende Position eingeschwenkt
sind.
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Die
Vorrichtung wird im Ausführungsbeispiel
dazu verwendet, einen Stapel mit Briefen und/oder anderen flachen
rechteckigen Postsendungen an zwei Kanten K1, K2 auszurichten. Diese
Postsendungen fungieren als die auszurichtenden Gegenstände. Die
weitere Verarbeitung der Postsendungen Se1, Se2 erfordert, dass
diese an den beiden Kanten K1, K2 ausgerichtet worden sind.
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1 zeigt
die Ausricht-Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel
von vorne, 2 und 3 von der
Seite.
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Im
Ausführungsbeispiel
umfasst die Ausrichtvorrichtung einen Rütteltisch. Dieser Rütteltisch
besitzt zwei Ausrichtflächen 1, 2,
die in einer Kante K aneinanderstoßen und starr miteinander verbunden
sind. Die Ausrichtflächen 1, 2 erstrecken
sich plan in zwei Ebenen. Beide Ausrichtflächen 1, 2 sind
zur Kante K hin abschüssig
geneigt und stehen senkrecht aufeinander. Die auszurichtenden Postsendungen
Se1, Se2 weisen im Ausführungsbeispiel
zwei Kanten K1, K2 auf, die ebenfalls senkrecht aufeinander stehen.
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Die
Blickrichtung von 1 steht senkrecht auf der Kante
K zwischen den beiden Ausrichtflächen 1, 2.
Die Blickrichtung von 2 und 3 verläuft parallel
zu dieser Kante K. In einer alternativen Ausgestaltung erstreckt
sich zwischen den Ausrichtflächen
ein gerader Schlitz. Die Ausrichtflächen sind also nicht starr miteinander
verbunden. Jede Ausrichtfläche
liegt in jeweils einer Ebene. Diese beiden Ebenen stoßen in einer Kante
aneinander. Die Kante liegt in dem Schlitz. Die alternative Ausgestaltung
bewirkt, dass Schmutzpartikel u. ä. beim Vibrieren auf den Ausrichtflächen abwärts gleiten
und durch den Schlitz nach unten fallen.
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Die
Ausrichtflächen
1,
2 sind
aus einem glatten, widerstandsfähigen
Material, z. B. aus einem Metall oder aus Hartplas tik, gefertigt.
Der Rütteltisch
besitzt ein Gestell mit vier Beinen
4.1,
4.2,
4.3,
4.4,
auf denen er wackelfrei steht, Ein Motor
3 ist mit dem
Gestell verbunden und ist dazu ausgestaltet, die beiden Ausrichtflächen
1,
2 in
Vibration versetzt. Der Motor
3 ist fest mit dem Gestell
verbunden und befindet sich unterhalb der Ausrichtflächen
1,
2.
Er lässt
sich ein- und ausschalten.
Der Motor versetzt die beiden Ausrichtflächen
1,
2 beispielsweise
auf eine Weise in Vibrationen, die in
US 2003/0062670 A1 oder
in
EP 1676796 A1 beschrieben
ist.
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Jede
der Postsendungen Se1, Se2 erstreckt sich in einer Gegenstands-Ebene,
die senkrecht auf der Zeichenebene von 1 steht
und in der Zeichenebene von 2 und 3 liegt.
Der Stapel mit den Postsendungen Se1, Se2 wird zum Ausrichten so
auf die beiden Ausrichtflächen 1, 2 gestellt,
dass die Gegenstands-Ebenen, in den sich die Postsendungen Se1,
Se2 erstrecken, annähernd
senkrecht auf beiden Ausrichtflächen 1, 2 stehen.
Die Postsendungen Se1, Se2 stehen damit annähernd senkrecht auf beiden
Ausrichtflächen 1, 2.
Die Schwerkraft bewirkt, dass die Postsendungen Se1, Se2 auf den
Ausrichtflächen 1, 2 nach unten
gleiten, bis sie an den Kanten K1, K2 ausgerichtet sind.
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Im
Ausführungsbeispiel
weist die Ausrichtvorrichtung mindestens drei flache Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
... auf, die an einer Haltevorrichtung 6 dergestalt befestigt
sind, dass sie unabhängig
voneinander relativ zur Haltevorrichtung 6 schwenkbar sind.
Die Haltevorrichtung 6 ist mit dem Gestell verbunden und
steht damit auch auf den vier Beinen 4.1, 4.2, 4.3, 4.4.
Jedes Begrenzungselement 5.1, 5.2, ... lässt sich
zwischen einer Position, in der es in den Stapel Postsendungen Se1,
Se2, der auf den beiden Ausrichtflächen liegt, eingreift, und
einen Position, in der der Stapel am Begrenzungselement vorbei bewegt
werden kann, hin- und herschwenken. In 2 sind die
Begrenzungselemente 5.1, 5.2, ... aus der eingreifenden
Position ausgeschwenkt, in 3 in die
eingreifende Position eingeschwenkt. Jeweils ein Anschlag 7 begrenzt
die mögliche Drehung
eines Begrenzungselements. Im Ausführungsbeispiel kann jedes Begrenzungselement
eine Drehung um 90 Grad ausüben.
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Zwei
Begrenzungselemente bilden die äußeren Begrenzungselemente.
Im Beispiel von 1 sind dies die Begrenzungselemente 5.1 und 5.5.
Jedes weitere Begrenzungselement 5.2, 5.3, 5.4 unterteilt
den Stapel in jeweils zwei Teil-Stapel. Die Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
... haben z. B. die Form von breiten Paddeln, wobei der Stiel jedes
Paddels mit der Haltevorrichtung 6 verbunden ist.
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In
derjenigen Ausgestaltung, die in den Figuren gezeigt wird, besitzt
die Vorrichtung fünf
Begrenzungselemente 5.1, ..., 5.5. Dies hat sich
als günstiger
Kompromiss zwischen der Anforderung nach einer schnellen Ausrichtung
der Postsendungen und einer einfachen Ausgestaltung der Vorrichtung
herausgestellt Die Postsendungen Se1, Se2 werden auf zwei verschiedene
Weisen durchgeschüttelt:
- – zum
einen durch die Vibrationen, in die die Auflageflächen 1, 2 versetzt
werden und die sich auf die Postsendungen Se1, Se2 übertragen
und
- – zum
anderen durch die Hin- und Herbewegungen der Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
..., die ein Hin- und Herkippen der Postsendungen Se1, Se2 bewirken.
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Vorzugsweise
sind die Begrenzungselemente 5.1, 5.2, ... so
mit der Haltevorrichtung 6 verbunden, dass sich jedes Begrenzungselement
unabhängig
von den anderen Begrenzungselementen in die eingreifende Position
schwenken lässt.
Zugleich sind alle Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
... so miteinander verbunden, dass eine Bewegung eines Begrenzungselements
aus der eingreifenden Position die anderen Begrenzungselemente mitzieht,
also eine Schwenkung jedes anderen Begrenzungselements in die nicht
eingreifende Position bewirkt.
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Vorzugsweise
ist die Haltevorrichtung 6 als Welle ausgestaltet, die
parallel zur Kante K zwischen den Ebenen der Ausrichtflächen 1, 2 verläuft. Jedes
Begrenzungselement 5.1, 5.2, ... ist so an dieser
Welle befestigt, dass es zwischen den beiden Positionen hin- und
herdrehbar ist. Jedes Begrenzungselement ist unabhängig von
den anderen Begrenzungselementen in die eingreifende Position drehbar.
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In
einer anderen Ausgestaltung sind die Begrenzungselemente so mit
der Haltevorrichtung 6 verbunden, dass sie zwischen den
beiden Positionen hin- und herverschiebbar sind, vorzugsweise durch
eine Linearbewegung.
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Mischformen
sind ebenfalls möglich:
Jedes Begrenzungselement 5.1, 5.2, ... ist durch
eine Überlagerung
einer Rotations- und einer Linearbewegung zwischen den beiden Positionen
hin- und herbeweglich.
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Ein
Werker stellt den Stapel von auszurichtenden Postsendungen Se1,
Se2 auf die Ausrichtflächen 1, 2 und
bewegt zunächst
eines der beiden äußeren Begrenzungselemente 5.1 oder 5.5 in
eine Position, in der dieses äußere Begrenzungselement
den Stapel – gesehen
in Richtung der Kante K – begrenzt.
Der Stapel wird also vom zuerst geschwenkten Begrenzungselement
gehalten. Im Beispiel von 1 ist dies
z. B. das Begrenzungselement 5.1. Anschließend bewegt
er das andere äußere Begrenzungselement
in eine Position, in der es ebenfalls den Stapel begrenzt, z. B.
das Begrenzungselement 5.2. Der Stapel befindet sich danach
zwischen den beiden äußeren Begrenzungselementen 5.1, 5.5,
und die beiden äußeren Begrenzungselemente 5.1, 5.5 sind
in der eingreifenden Position.
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Anschließend bewegt
der Werker mindestens ein weiteres Begrenzungselement 5.2, 5.3, 5.4 in
eine Position, in der es in den Stapel eingreift und den Stapel
in zwei Teil-Stapel unterteilt. Das weitere Begrenzungselement 5.2, 5.3, 5.4 befindet
sich dann ebenfalls in der eingreifenden Position. Die Postsendungen
Se1, Se2 liegen so lose zwischen den Begrenzungselementen 5.1, 5.2,
..., dass sie bis zu einem gewissen Ausmaß kippen können, und sind demnach nicht
straff gefasst.
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Erfindungsgemäß weist
die Vorrichtung einen Antrieb auf, um die Begrenzungselemente relativ
zur Haltevorrichtung hin- und herzubewegen, und zwar in zwei einander
entgegengesetzte Richtungen parallel zur Kante K zwischen den Ausrichtflächen 1, 2.
Eine Übertragungseinrichtung 8 überträgt Bewegungen
vom Antrieb 9.1, 9.2 auf die Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
.... Falls die Haltevorrichtung 6 als Welle ausgestaltet
ist, so bewegt der Antrieb 9.1, 9.2 die Begrenzungselemente 5.1, 5.2,...
parallel zur Welle hin- und her.
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Im
Beispiel der 1 ist die Übertragungseinrichtung 8 ein
Seil, das abwechselnd eine Antriebs-Komponente und eine weitere
Antriebs-Komponente in Richtung der Kante K zu sich herzieht. Das
Seil ist vorzugsweise so lang, dass zugleich mindestens ein Begrenzungselement
in die eingreifende Position geschwenkt und mindestens ein anderes
Begrenzungselement aus der eingreifenden Position ausgeschwenkt
sein kann.
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Vorzugsweise
ist die Übertragungseinrichtung 8 so
ausgestaltet, dass der Abstand zwischen mindestens zwei benachbarten
Führungselementen
bei der Hin- und Herbewegung variiert. Dies bewirkt, dass die Neigungswinkel
von Postsendungen Se1, Se2 gegenüber
der Vertikalen unterschiedlich variieren, was das Ausrichten weiter
beschleunigt.
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Die Übertragungseinrichtung 8 umfasst
beispielsweise ein Seil oder eine Kette oder ein sonstiges flexibles
längliches Übertragungselement.
Dieses Übertragungselement 8 verbindet
alle Begrenzungselemente miteinander und mit dem Antrieb. Das Übertragungselement 8 strafft
sich dann, wenn der Antrieb 9.1, 9.2 die Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
... in eine Richtung bewegt, was zu einem vergrößerten Abstand zwischen den Begrenzungselementen 5.1, 5.2,
... führt.
Die Trägheit
der Massen der Postsendungen und der Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
... führt
dazu, dass der Abstand sich wieder verringert.
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Die
Ausgestaltung mit mindestens drei Begrenzungselementen bewirkt,
dass die Hin- und Herbewegung auf die entstehenden mindestens zwei
Teil-Stapel übertragen
wird und die Ausrichtung noch schneller durchgeführt wird.
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Nachdem
der Stapel sich zwischen den äußeren Begrenzungselementen 5.1, 5.5 befindet
und mindestens ein weiteres Begrenzungselement 5.2, 5.3, 5.4 in
den Stapel eingreift, beginnt das Ausrichten der Postsendungen.
Zum einen versetzt der Motor 3 die beiden Ausrichtflächen 1, 2 in
Vibrationen, nachdem der Werker ihn eingeschaltet hat. Zum anderen
bewegt der Antrieb die Begrenzungselemente 5.1, 5.2,
... parallel zur Kante hin- und her. Das Hin- und Herbewegen bewirkt,
dass die Postsendungen während
der Bewegung variierende Neigungswinkel gegenüber der Vertikalen aufweisen.
Dies verringert – in
Verbindung mit der Vibration – die
Reibung zwischen den Postsendungen weiter und führt dazu, dass die Schwerkraft
die Postsendungen schneller an den Ausrichtflächen 1, 2 ausrichtet.
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Hat
die Hin- und Herbewegung der Begrenzungselemente
5.1,
5.2,
... eine zureichend große
Amplitude, so kippen die Postsendungen Se1, Se2 sogar dergestalt
hin und her, dass sie beim Kippen eine vertikale Position durchlaufen,
also sich mal nach der einen und mal nach der anderen Seite neigen.
Vorzugsweise lässt sich
die Frequenz, mit der der Antrieb die Begrenzungselemente hin- und
herbewegt, variieren. Damit lässt sich
die Frequenz an unterschiedliche Postsendungen und Umgebungsbedingungen
anpassen, z. B. unterschiedliche Umgebungsfeuchtigkeit, Temperatur
oder verschiedene durchschnittliche Abmessungen der Postsendungen.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitschranke schaltet der Werker
den Motor
3, der die Vibrationen erzeugt, sowie den Antrieb
für die
Begrenzungselemente ab. Danach schwenkt der Werker – oder ein
weiterer Antrieb – die
Begrenzungselemente
5.1,
5.2, ... in die nicht
eingreifende Position. Im Falle von drehbar angebrachten Begrenzungselementen
dreht der Werker ein Begrenzungselement, vorzugsweise ein äußeres Begrenzungselement
5.1,
5.5,
in eine nicht eingreifende Position aus. Dadurch werden alle anderen
Begrenzungselemente ebenfalls ausgedreht. Bezugszeichenliste
| Bezugszeichen | Bedeutung |
| 1, 2 | Ausrichtflächen |
| 3 | Motor |
| 4.1, 4.2, 4.3, 4.4 | Beine
des Gestells |
| 5.1, 5.2,
... | Begrenzungselemente |
| 6 | Haltevorrichtung für die Begrenzungselemente |
| 7 | Anschlag; begrenzt die
mögliche
Drehung der Begrenzungselemente 5.1, 5.2, ... |
| 8 | Übertragungseinrichtung |
| K | Kante zwischen den beiden
Ausrichtflächen 1, 2 |
| K1, K2 | Die
beiden Kanten, an denen die Postsendungen Se1, Se2 auszurichten
sind |
| Se1, Se2 | auszurichtende
Postsendungen |