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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Bestimmung der Anzahl von Bogen eines Bogenstapels, insbesondere eines Bogenstapels von Papierbogen, wobei die Bogen mittels einer mechanischen, optischen und/oder elektronischen Zähleinrichtung gezählt werden.
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Verfahren der vorstehenden Art sind aus der Druckschrift
DE 10 2005 008 595 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren zum automatischen Portionieren von blattartigen Materialstapeln wird die Blattzahl jeder abzuhebenden Lage von einem Materialstapel mittels elektronischer und/oder mechanischer Mess- und/oder Zähleinrichtungen und Positionierelementen ausgezählt und die Lagenhöhe und -position eingestellt. Anschließend werden die Lagen von einer Abstechvorrichtung vom Materialstapel angehoben und von einer Transporteinrichtung übernommen. Die Zähleinrichtung wird in eine Zählposition am bereitgestellten Bogenstapel positioniert und verfährt zur Ermittlung der genauen Bogenzahl vertikal entlang eines Eckenbereiches des Stapels. Die ermittelte Anzahl wird an eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Abstechvorrichtung und/oder des Trennmittels für die Separierung der Lagen übermittelt.
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Bei kleineren Bogenstapeln, bei denen es auf eine hohe Genauigkeit ankommt (z. B. Sicherheits- und Gelddruck), werden die Bogen vorzugsweise mechanisch gezählt. Diese Zähleinrichtungen verwenden beispielsweise Zählscheiben oder Zählgreifer als Abtastelemente, die eine genaue Erfassung der einzelnen Bogen ermöglichen.
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Bei größeren Stapelhöhen kommen die mechanischen Zähleinrichtungen an ihre Grenzen. Die Gewichtskraft der Bogen auf die Abtastelemente der Zähleinrichtung wird mit zunehmender Stapelhöhe immer größer. Bei zu hoher Gewichtskraft der bereits gezählten auf den Abtastelementen aufliegenden Bogen kommt es zu Ungenauigkeiten im Zählvorgang und Beschädigungen des Bogenmaterials.
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Die bekannten optischen Zählsysteme, welche beispielsweise die Bogen mittels einer Kamera oder eines optischen Sensors erfassen, sind zwar für das Zählen von Bogenstapeln mit großen Stapelhöhen geeignet, weisen aber generell höhere Ungenauigkeiten in der Ermittlung der Blattzahl auf.
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Alternativ wird die Bogenanzahl in einem großen Bogenstapel über das Gewicht bestimmt, z. B. bei der Wareneingangs- und Warenausgangskontrolle. Hierbei wird das Gesamtgewicht des Stapels durch das Bogengewicht geteilt. Gewichtstolleranzen der Bogen, die sich durch die Fertigungsprozesse, Verarbeitungsprozesse und Umgebungsbedingungen ergeben, führen bei der Wägemethode ebenfalls zu Ungenauigkeiten der ermittelten Bogenzahl.
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Der
GB 1 271 277 A ist eine Zählmaschine insbesondere für Banknoten zu entnehmen. Hierzu wird ein Bündel in einen Aufnahmeschlitz zwischen zwei Platten der Zählmaschine gelegt, um sodann ins Innere der Maschine verschwenkt zu werden. Das Bündel ist dabei in Bezug auf dessen Oberflächennormalen horizontal ausgerichtet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Bestimmung der Bogenanzahl eines Bogenstapels bereitzustellen, das eine zuverlässige und genaue Ermittlung der Bogenzahl von Bogenstapeln großer Stapelhöhe ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Bogenstapel in Bezug auf seine Bogenflächennormalen in einer vertikal verlaufenden Ausgangsposition von Fixiermitteln erfasst und fixiert wird, dass der fixierte Bogenstapel mittels Schwenkmittel um eine horizontal verlaufende Drehachse von der vertikalen Ausgangsposition in eine geneigte Zählposition gedreht wird und dass in der geneigten Zählposition die Zähleinrichtung entlang einer Stapelseite oder -kante des Bogenstapels verfährt und die Anzahl von Bogen des Bogenstapels bestimmt.
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Die Erfindung geht davon aus, dass in der geneigten Position des Bogenstapels, die Druckkraft auf die einzelnen Bogen im Bogenstapel in Richtung ihrer Flächennormale nicht nur verringert ist, sondern auch auf alle Bogen gleichmäßig verteilt ist. Über die am oberen und unteren Stapelende gleichermaßen wirkenden Fixiermittel kann eine dosierte Druckkraft auf den Bogenstapel ausgeübt werden, die den Bogenstapel lediglich in seiner geneigten Lage hält und aufgrund der Neigung auf alle Bogen umso gleichmäßiger verteilt ist.
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Setzt in der geneigten Zählposition eine mechanische Zähleinrichtung entlang einer Stapelseite des Bogenstapels an, wird unabhängig von der Stapelhöhe ein sehr genaues Zählergebnis erzielt, da die Gewichtskraft des Stapels weniger auf die Zähleinrichtung einwirkt.
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Optische Zähleinrichtungen können bei der erfindungsgemäßen Methode ebenfalls zu höherer Zählgenauigkeit führen, da durch die Verringerung und den Ausgleich der auf den Bogenstapel herrschenden Druckkraft die Aneinanderhaftung der Bogen vermindert wird und so die einzelnen Bogen besser erfasst werden können.
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Somit kann die Bogenanzahl, insbesondere bei großen Bogenstapeln, exakt gezählt werden, z. B. zum Zwecke der Wareneingangs- und Warenausgangskontrolle kompletter Bogenstapel in Liefergröße.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 bis 14, der nachfolgenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.
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Vorzugsweise wird der Bogenstapel um einen Drehwinkel von 90° gedreht. Die geringste Druckkraft in Richtung der Flächennormale und damit günstigste Druckverteilung ergibt sich bei einer Neigung des Bogenstapels von 90° ausgehend von seiner vertikalen Ausgangsposition, so dass in dieser Zählposition der Bogenstapel horizontal auf einer Stapelseite liegt und die Bogen also auf ihrer Seitenkante stehen. Damit wird die Gewichtskraft des Stapels beim Zählvorgang weitestgehend aufgehoben, was die Zählergebnisse weiter verbessert.
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In Abhängigkeit von den Bogen bzw. Materialien dieser kann auch ein anderer Drehwinkel gewählt werden, der jedoch zwischen 45° und 90° liegen sollte.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens weisen die Fixiermittel zwei Halteplatten zur ebenen Auflage am oberen und unteren Stapelende auf. Dadurch werden Beschädigungen oder Verschiebungen des Bogenmaterials bei der Fixierung und Drehung des Bogenstapels weitestgehend vermieden.
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Liegt der Stapel auf eine Stapelplatte auf, so wirkt eine der Halteplatten auf diese, so dass gleichfalls ein Fixieren bei ebenem Abstützen des Stapels erfolgt.
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Ist die Druckkraft der Halteplatten einstellbar, kann die die Haltekraft auf eine für die Funktionsfähigkeit der Zähleinrichtung geeignete Druckbelastung abgestimmt werden.
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Unabhängig hiervon oder alternativ hierzu sieht die Erfindung vor, dass in Zählrichtung der Zähleinrichtung ein auf die Bogen einwirkendes Element vor- und/oder nachgeordnet, insbesondere in Zählrichtung vorgeordnet wird, über das auf die zu zählenden Bogen eine Druckbeeinflussung erfolgt. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Bogen im Bereich vor der Zähleinrichtung in Zählrichtung betrachtet durch das Element druckentlastet oder die Bogen in Zählrichtung hinter der Zähleinrichtung über das Element in Richtung der Zähleinrichtung druckbeaufschlagt werden. Eine Kombination von Druckbeaufschlagung und Druckentlastung in zuvor beschriebener Weise ist gleichfalls möglich.
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Eine gezielte Druckbeeinflussung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn über die Halteplatten, zwischen denen der Bogenstapel gehalten wird, eine definierte Druckbeeinflussung auf den Bogenstapel nicht erfolgt, also die Halteplatten im Wesentlichen nur die Aufgabe haben, die Bogen in der gekippten Stellung zu halten. In diesem Fall sollte mit Fortschritt des Zählens eine Druckentlastung auf die zu zählenden Bogen erfolgen. Hierzu kann der Zähleinrichtung ein auf die Bogen einwirkendes Element wie Rolle, Bürste oder Platte zugeordnet werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass anstelle eines unmittelbar körperlichen Eingriffs durch ein Element ein berührungsloses Beeinflussen z. B. durch von einer Luftdüse abgegebene Luft erfolgt.
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Sofern ein Plattenelement zur Druckbeeinflussung eingesetzt wird, ist insbesondere vorgesehen, dass diese über z. B. ein Parallelogrammgelenk mit seiner Fläche derart auf eine Seite des Stapels ausgerichtet wird, dass ein flächiges Anliegen nicht erfolgt. So kann die von der Platte aufgespannte Ebene zu der Seitenfläche des Bogenstapels, mit dem das Plattenelement wechselwirkt, einen Winkel zwischen 1° und 5° einschließen. Ferner sollte das Plattenelement bogenstapelseitig eine als Reibfläche ausgebildete Anlagefläche aufweisen, die vorzugsweise gummiert oder bürstenartig ausgebildet ist, um einen Reibkontakt mit den Bogen des Stapels herzustellen.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass das Element, über das eine Druckbeeinflussung der Bogen erfolgt, synchron mit der Zähleinrichtung entlang des Bogenstapels verfahren wird. Es kann jedoch auch eine Relativbewegung zwischen diesen erfolgen, um im gewünschten Umfang eine Druckveränderung herbeizuführen.
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Am Anfang des Zählvorgangs besteht die Möglichkeit, dass die Bogen in einem den Zählvorgang negativ beeinflussenden Abstand zueinander vorliegen. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass auf die Bogen in Richtung der Zähleinrichtung eine Druckbeaufschlagung erfolgt.
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Je weiter die Zähleinrichtung entlang des Stapels verfahren worden ist, desto größer kann der Druck auf die Bogen sein, so dass eine Druckentlastung gegebenenfalls von Vorteil ist.
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Eine andere Möglichkeit einer Druckbeeinflussung bzw. -einstellung kann dadurch erfolgen, dass eine Abstecheinrichtung wie Abstechmesser nach einer Anzahl von gezählten Bogen in den Bogenstapel eingestochen wird, so dass die zwischen dem Bogenstapelanfang und dem eingestochenen Messer vorhandenen Bogen druckmäßig zu den weiteren Bogen entkoppelt werden. Das Abstechelement wie -messer kann in Abhängigkeit von dem Fortschritt des Zählvorgangs herausgeschwenkt und sodann an einer anderen Stelle wieder eingestochen werden.
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Ist bevorzugterweise eine mechanische Zähleinrichtung einzusetzen, wie diese der
EP-B-0 737 936 zu entnehmen ist, auf deren Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird, so sind auch andere Zähleinrichtungen möglich, wie Kamera mit Bildverarbeitung oder Laserzähleinrichtung.
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Vorteilhafter Weise kann in der Zählposition mittels Markierungsmittel der Bogenstapel in Teilstapel oder Lagen mit exakten Bogenzahlen unterteilt werden. Diese Unterteilung mit exakter Bogenzahl steht für die fortwährende Weiterverarbeitung des Bogenstapels nachhaltig zur Verfügung, wenn zwischen den Lagen Trennelemente, vorzugsweise Papierstreifen, Trennbogen oder Trennbretter, eingebracht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird in der Zählposition der Bogenstapel belüftet. Das trägt zur Auflockerung der Bogen und zur Erhöhung der Zählgenauigkeit bei.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Bogenstapel zusammen mit wenigstens einer Stapelpalette erfasst, fixiert und gedreht. Dadurch können die Vorbereitungsprozesse zur Verarbeitung der Bogen des Bogenstapels effizienter gestaltet werden.
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Wird der Bogenstapel von einer Kippvorrichtung oder einem Stapelwender erfasst, fixiert und gedreht, können die Positionierungs- und Transportmöglichkeiten des Bogenstapels erweitert werden.
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Nach der Bestimmung der Bogenanzahl verbringt die Kippvorrichtung oder der Stapelwender den Bogenstapel vorzugsweise in eine Weiterverarbeitungsposition. Damit kann der Bogenstapel nach dem Zählvorgang unterbrechungsfrei in einen Verarbeitungsprozess der Bogen eingebunden werden.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
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Es zeigen:
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1. eine Anordnung zum Kippen eines Bogenstapels in vertikaler Ausrichtung,
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2 die Anordnung gemäß 1 mit den Bogenstapeln in horizontaler Ausrichtung und
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3 die Anordnung gemäß 2 mit abgezähltem Teilstapel des Bogenstapels.
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In 1 ist ein Papierbogenstapel 1 in vertikaler Ausrichtung dargestellt, dessen Anzahl der Papierbogen zu ermitteln ist. Vertikale Ausrichtung bedeutet, dass die Flächennormalen der Bogen vertikal verlaufen. Der Papierbogenstapel 1 befindet sich auf einer Stapelplatte 7 und ist von einer Kippvorrichtung 2 aufgenommen. Diese umfasst zwei Halteplatten 5, 6, zwischen denen der Papierbogenstapel 1 mit der Stapelpalette 7 fixiert ist. Der Kippvorrichtung 2 ist des Weiteren eine mechanische Zähleinrichtung 3 mit Zählscheibe 4 beigeordnet, mittels derer in nachstehend beschriebener Weise Papierbogen gezählt werden.
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Über die Halteplatten 5, 6 wird eine geringfügige Druckkraft ausgeübt, um den Papierbogenstapel 1 zu fixieren. Des Weiteren verläuft senkrecht zu der Stapelplatte 8 und damit zu den Halteplatten 5 und 7 eine Anlageplatte 8, an der eine Stapelseite des Papierbogenstapels 1 eben anliegt. Die Anlageplatte 8 geht ebenfalls von der Kippvorrichtung 2 aus.
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Wie ein Vergleich der 1 und 2 verdeutlicht, kann der Papierbogenstapel 1 über einen von der Kippvorrichtung 2 ausgehenden Drehantrieb 9 um eine horizontal verlaufende Drehachse 10 um 90° gedreht werden, so dass der Papierbogenstapel 1 horizontal ausgerichtet werden kann und auf der Anlageplatte 8 aufliegt, wie die 2 verdeutlicht. Durch das Kippen des Papierbogenstapels 1 um 90° ist der Papierbogenstapel 1 in eine Zählposition verbracht worden, in der die mechanische Zähleinrichtung 3 aktiviert wird. Die Zählscheibe 4 der Zähleinrichtung 3 setzt an einer Stapelecke an und beginnt mit dem Zählvorgang entlang der Stapelseite. Unter einer derart geringen Druckkraft der Halteplatten 5, 6, bei der der Papierbogenstapel 1 gerade noch zusammengehalten wird, kann die Zählscheibe 4 nahezu lastfrei jeden einzelnen Papierbogen erfassen und unter gleichmäßiger Druckbelastung horizontal durch den gesamten Papierbogenstapel verfahren werden. Der Zählvorgang erfolgt hierbei ohne Störung der Zähleinrichtung 3 und ohne Beschädigung der Papierbogen.
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Um gegebenenfalls gezielt einen Druck auf die Papierbogen im Bereich der Zählscheibe 4 auszuüben – dies kann zur Genauigkeit des Zählvorgangs gegebenenfalls von Vorteil sein –, kann im Bereich der Zähleinrichtung 3 auf die Bogen ein Element einwirken, über das in Richtung der Zählscheibe 4 eine gezielte Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung hervorgerufen wird. Dabei kann das Element vor und hinter der Zählscheibe 4 in Zählrichtung oder allein vor der Zählscheibe oder allein hinter der Zählscheibe angeordnet werden, je nach dem, in welchem Umfang eine Druckbeaufschlagung bzw. Druckentlastung zwischen Papierbogen und Zählscheibe 4 gewünscht wird.
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Dabei besteht die Möglichkeit, dass auf den Bogenstapel eine Bürste oder ein Plattenelement einwirkt, die bzw. das synchron mit der Zählscheibe 4 entlang des Stapels 1 bewegt wird. Es kann jedoch auch eine Relativbewegung zwischen Zählscheibe 4 und dem druckbeeinflussenden Element in Abhängigkeit von dem Fortschritt des Zählvorgangs erfolgen.
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Bei dem Plattenelement handelt es sich vorzugsweise um ein geneigt zu einer Seite des Bogenstapels 1 verlaufendes Element, dessen dem Stapel zugewandte Fläche geneigt zur Seitenfläche des Bogenstapels verläuft. Ferner sollte die Fläche, die mit dem Bogenstapel 1 wechselwirkt, gummiert oder bürstenartig ausgebildet sein, um einen Reibkontakt herzustellen.
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Auch besteht die Möglichkeit, eine Druckbeeinflussung dadurch herbeizuführen, dass ein Abstechmesser in den Bogenstapel 1 eingeschwenkt wird, so dass dem Grunde nach nur von den Bogen auf die Zähleinrichtung eine Druckbeeinflussung erfolgen kann, die zwischen den Abstechmesser und der Zähleinrichtung vorhanden sind.
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Wenn ein Teilstapel abgezählt werden soll, kann nach der ermittelten Anzahl von Papierbogen mittels einer Trenneinrichtung 11 ein Spalt im Papierbogenstapel 1 gebildet werden. Dies kann z. B. durch Einbringen eines Trennelementes wie Trennstreifen erfolgen. Auf diese Weise wird der Papierbogenstapel 1 in Teilstapel oder Lagen mit exakt vorbestimmter Bogenzahl unterteilt, bevor der Papierbogenstapel 1 mittels der Kippvorrichtung 2 in eine Weiterverarbeitungsposition verbracht wird, also z. B. zurück in die vertikale Stellung verstellt wird. Somit kann die Weiterverarbeitungsposition mit der Ausgangsposition des Papierbogenstapels 1 gemäß 1 übereinstimmen. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, andere Standortkoordinaten oder eine andere Ausrichtung des Papierbogenstapels 1 einzustellen.
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Gelangt bevorzugterweise eine mechanische Zähleinrichtung zur Anwendung, so kann jedoch auch ein berührungsloses Zählen mittels z. B. einer Kamera mit Bildverarbeitung oder eines Lasers erfolgen. Andere geeignete und dem Stand der Technik zu entnehmende Zähleinrichtung zum Zählen von Bogen eines Bogenstapels können gleichfalls eingesetzt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bogenstapel, Papierbogenstapel
- 2
- Kippvorrichtung
- 3
- Zähleinrichtung
- 4
- Zählscheibe
- 5
- Fixiermittel, Halteplatte
- 6
- Fixiermittel, Halteplatte
- 7
- Stapelpalette
- 8
- Fixiermittel, Anlegeplatte
- 9
- Schwenkmittel, Drehantriebes
- 10
- Drehachse
- 11
- Trenneinrichtung
