DE2952263C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisch betätigte Wei­ che zur Umlenkung von Dokumenten, mit einer Weichenzunge, wel­ che um eine Schwenkachse aus einer Ruhestellung außerhalb der Bewegungsbahn der Dokumente in dieselbe schwenkbar ist, wobei die Weichenzunge einen Permanentmagneten aufweist, dem ein Elektromagnet gegenüber angeordnet ist.

Ein aus der FR-PS 23 79 860 bekanntes Gerät zur Verarbeitung von Schecks enthält ein Magazin, in dem die Schecks aufeinan­ dergestapelt sind, sowie eine bestimmte Anzahl von Verarbei­ tungsstationen (automatisches Auslesen der auf den Scheck im CMC7-Code aufgedruckten Informationen, Übertragung der hand­ schriftlich auf den Scheck aufgeschriebenen Informationen auf eine Tastatur, Stempelung usw.), wobei diese Stationen unter­ einaner durch Führungsbahnen getrennt sind, die geeignet sind, die Schecks einzeln von einer Verarbeitungsstation zur anderen zu befördern. Die letzte Verarbeitungsstation ist mit einem automatischen Sortierer verbunden, der so gesteuert ist, daß die Schecks in das eine oder andere Aufnahmefach gelenkt wer­ den, und zwar in Abhängigkeit von bestimmten Kriterien (z. B. Bankleitzahlen usw.). Der in der FR-PS 14 46 342 offenbarte Sortierer besteht aus einer Sortierbahn und mehreren Weichen­ zungen, die gegenüber der Bahn angeordnet sind und schwenkbar auf einer Achse gelagert sind, so daß jede Weichenzunge zwei Hauptwinkelstellungen einnehmen kann, nämlich eine erste Winkel­ stellung, in der die Weichenzunge an die Sortierbahn angrenzt, jedoch sich außerhalb des normalen Bewegungsweges des Schecks auf dieser Sortierbahn befindet (keine Ablenkung), und eine zweite Winkelstellung, die auf die Bewegungsbahn trifft, um den Scheck bei diesem Durchgang von der betrachteten Weichen­ zunge direkt zu führen und in ein Aufnahmefach zu lenken. Bei den bekannten Geräten werden die Weichenzungen auf einfache Weise betätigt, was zu einer bestimmten Zahl von Mängeln führt. Die Weichenzungen sind dabei mit einer einen Hebel bildenden Verlängerung ausgebildet, die über eine Gelenkverbindung mit der beweglichen Stange eines Tauchkern-Elektromagneten verbun­ den ist. Ein solcher Elektromagnet hat jedoch einen relativ hohen Verbrauch an elektrischer Energie, gleichzeitig aber ei­ nen geringen mechanischen Wirkungsgrad, was zu einer gewissen Erwärmung des betreffenden Teils des Gerätes führt. Die Massen­ trägheit des Tauchkerns ist jedoch hoch, und folglich ist die Gesamtansprechzeit der Weichenzunge relativ lang. Außerdem sind Raumbedarf, Gewicht und Herstellungskosten einer solchen Anord­ nung relativ hoch.

Auf dem Gebiet der Permanentmagneten wurden beträchtliche Fort­ schritte erzielt, und es gibt jetzt Magnete auf dem Markt, ins­ besondere auf der Grundlage von Ferriten oder seltenen Erden, z. B. Samarium, die ein hohes Koerzitivfeld bei geringem Volumen und Gewicht aufweisen. Dies ermöglichte die Herstellung der in der DE-AS 11 03 250 beschriebenen Vorrichtung zur Umlenkung von Dokumenten. Diese Vorrichtung enthält eine an der Abzwei­ gung einer Förder- bzw. Bewegungsbahn angeordnete Weichenzunge sowie zwei Elektromagnete, die bei der Spitze der Abzweigung zusammenwirken. Die Weichenzunge ist aus ferromagnetischem Ma­ terial hergestellt. Die beiderseits der Förderbahn angeordne­ ten Elektromagnete bestehen jeweils aus einem mit einer Spule versehenen zylinderförmigen Kern, und einer der beiden Magnet­ pole des Kerns wirkt auf die Weichenzunge ein. In einer weite­ ren Ausführungsform bestehen die Seitenflächen der Weichenzun­ ge aus nichtmagnetischem Material. Allerdings ist dabei in der Spitze der Weichenzunge ein kleiner Permanentmagnet angeordnet. In diesem Fall sind zwei Elektromagnete derart angebracht, daß ihre aufeinander zu gerichteten Polflächen die gleiche ma­ gnetische Polarität aufweisen. Das Umschalten der Weichenzunge findet dadurch statt, daß der von der Spitze weiter entfernte Elektromagnet mittels eines Stromimpulses erregt wird, so daß die Dauererregung des Elektromagneten nicht mehr notwendig ist. Dennoch ist es bei einer derartigen Vorrichtung erforderlich, daß beiderseits der Förderbahn jeweils ein Elektromagnet ange­ bracht ist. Dies bedingt bei Sortierern mit vielen Aufnahmefä­ chern eine relativ große Anzahl von Elektromagneten, wodurch der Raumbedarf erhöht und die Herstellungskosten vergrößert werden. Hinzu kommt, daß bei der Beseitigung eines Staus in einer Weiche die Elektromagneten verstellt werden und sie wie­ der justiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Weiche der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Raumbedarf ge­ ring ist, die eine große Robustheit aufweist und gleichzeitig kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Weiche der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spule des Elektromagne­ ten mit einem Kern aus magnetisierbarem Material annähernd ver­ schwindender Remanenz, wie Weicheisen, versehen ist, daß die beiden Polflächen des Pamanentmagneten in der Ruhestellung der Weichenzunge symmetrisch zueinander liegen in bezug auf eine Ebene, die durch die Achse der Spule und durch die Schwenk­ achse der Weichenzunge verläuft, und daß die Abmessungen des Kernes quer zur magnetischen Flußrichtung der Spule dieselbe Größenordnung haben wie der die Polflächen des Permanentmagne­ ten trennende Abstand.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein stabförmiger Permanentmagnet derart an der Weichenzunge angeordnet, daß die die beiden Polflächen verbindende Achse im wesentlichen senk­ recht steht auf einer Ebene, die durch die Schwenkachse der Weichenzunge und durch den Symmetriemittelpunkt dieses Perma­ nentmagneten geht.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Mehrere Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht eines automatischen Scheckverarbei­ tungsgerätes, insbesondere den Sortierer dieses Gerä­ tes in Draufsicht;

Fig. 2 eine Detailansicht aus Fig. 1 in größerem Maßstab;

Fig. 3 eine Ausführungsvariante, betrachtet in der Richtung längs Pfeil III in Fig. 1; und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsvariante, wobei die Weichen­ zunge in Draufsicht gezeigt ist.

Fig. 1 zeigt die allgemeine Ausbildung eines Sortierers 11, der einen Teil eines Scheckverarbeitungsgerätes bildet. Dieser Sortierer besteht aus einer Sortierbahn 12, die durch einen Antriebsriemen 13 gebildet ist, der wiederum in der durch einen Pfeil F angedeuteten Richtung von einem Antriebsrad 14 angetrieben wird. Der Riemen stützt sich auf eine be­ stimmte Anzahl von Rollen 15, denen Gegenrollen 16 zugeord­ net sind, um einen geradlinigen Hauptbewegungsweg 17 fest­ zulegen, längs desselben die Schecks sich nacheinander be­ wegen (in einer senkrechten Ebene angrenzend an die Seiten­ fläche des Riemens auf diesem Bewegungsweg, solange sie nicht von einer der Weichenzungen 18 ausgesucht werden. Jede dieser Weichenzungen 18 ist schwenkbar auf einer senkrechten Achse 19 mon­ tiert und kann die eine oder die andere der zwei Winkelstellungen einnehmen, die vor­ stehend definiert wurden. Die Weichenzunge 18 a befindet sich in Fig. 1 in einer ersten Winkelstellung nämlich der Ruhestellung (außerhalb des Hauptbewegungsweges 17), während die Weichenzunge 18 b sich in einer zweiten Winkelstellung befindet (d. h. mit ihrer Spitze 20 auf den Hauptbewegungsweg 17 treffend). Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Weichenzunge 18 aus einem Rohrteil mit rechtwinkligem Querschnitt ausgeschnitten werden, wobei zwei Ränder einer Öffnung dieses Rohrteils so ausgeschnitten werden, daß eine Umlenkkurve gebildet wird. Ein massiver Teil dieses Rohres ist im wesentlichen parallel zu der Füh­ rungsbahn, wenn die Weichenzunge 18 in Ruhe ist. Er ist aus einem nicht-magnetischen Werkstoff geringer Dichte gebildet, z. B. aus Plastikmaterial oder einer Aluminumlegierung. Es ist nämlich nicht erforderlich, daß die gesamte Vorderkante des Schecks bei ihrer Bewegung auf der Sortierbahn in Eingriff mit der Weichenzunge 18 ist, wenn die Umlenkung stattfindet, vielmehr genügt eine teilweise Berührung, um die Umlenkung hervor­ zurufen, in Zusammenwirkung mit der angrenzenden Gegenrolle 16. Jede dieser Weichenzungen 18 kann daher äußerst leicht sein und daher eine minimale Massenträgheit aufweisen, die durch einen an der Weichenzunge 18 befestigten (z. B angeklebten) Perma­ nentmagneten 23 kaum vergrößert wird. Eine Spule 21 mit einem Kern 22 aus magnetischem Material praktisch ver­ schwindender Remanenz ist in der Nähe jedes Magneten 23 in einer solchen Stellung angeordnet, daß eine magnetische Kopp­ lung zwischen jeder Spule 21 und jedem zugehörigen Magneten 23 hergestellt wird. Der Kern 22 ist z. B. aus Weicheisen, und eines seiner Enden ist in der unmittelbaren Nähe der Schwenkbahn des entsprechenden Magneten 23 angeordnet. Der Magnet 23 hat bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform die Gestalt eines geradlinigen Stabes, und seine N-S-Magne­ tisierungsachse ist im wesentlichen senkrecht zu einer Ebene p, die durch ein Symmetriezentrum o verläuft und die entsprechende Schwenkachse 19 enthält. Bei den gezeigten Ausführungsformen ist die Spule 21 über eine Steuereinrichtung 26 mit zwei Zuständen an eine Gleichspannungsquelle 25 angeschlossen, wobei die Steuereinrichtung 26 einen Unterbrecher 27 bildet bzw. enthält, der so geschaltet ist, daß er den elektrischen Stromkreis zwischen der Spannungsquelle 25 und der Spule 21 in einem der genannten Steuerzustände schließt.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, besteht ein wesentliches Merkmal der Anordnung darin, daß die transversalen Abmessun­ gen des Kernes 22 (sein Durchmesser bei zylindrischer Aus­ bildung) wenigstens am äußeren, dem Magneten 23 benachbarten Teil dieselbe Größenordnung haben wie der Abstand d, der die Polflächen N, S des Magneten 23 voneinander trennt. Ande­ renfalls wäre es recht schwierig, eine genaue und stabile erste Winkelstellung zu erreichen. Diese erste Winkelstellung wird nämlich durch die automatische Einstellung des Magne­ ten 23 gegenüber dem Kern bewirkt, wenn die Spule nicht ge­ speist wird (Unterbrecher 27 der Steuereinrichtung 26 ge­ öffnet). Wenn der Magnet 23 z. B. beträchtlich länger wäre als die transversalen Abmessungen des Kernes 22, so könnte die Weichenzunge 18 sich in einer solchen Stellung stabilisieren, daß der Nord- oder Südpol des Magneten 23 sich möglichst nahe an dem angrenzenden Ende des Kernes 22 befindet. Es gäbe also zwei stabile Stellungen bei nicht gespeister Spule 21. Natürlich muß auch der Luftspalt zwischen dem Magneten 23 und dem Kern 22 der Spule 21 klein sein, um den Stromverbrauch für die Bewegung der Weichenzunge 18 minimal zu halten.

Die vorstehend genannte Bedingung wird erfüllt, wenn der Kern 22 geradlinig ist, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist; er liegt vorzugsweise in der Ebene p′, welche die ent­ sprechende Schwenkachse 19 enthält und durch das Symmetrie­ zentrum o geht, wenn die Weichenzunge 18 sich in der ersten Winkel­ stellung befindet. In dieser ersten Winkelstellung fallen p, p′ zu­ sammen.

Bei der vorteilhaften Ausführungsvariante gemäß Fig. 3 liegt der Kern 22 parallel zur Schwenkachse 19, so daß die Spule 21 sich unter dem Magnet 23 befinden kann. Es ist dann möglich, einen zweiten Magnet 23′ am unteren Teil der Weichenzunge 18 anzu­ bringen, mit einer N-S-Orientierung, die umgekehrt zu der­ jenigen des Magneten 23 ist, und zwar gegenüber dem anderen Ende des Kernes 22.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsvariante wird ein Magnet 23 a verwendet, dessen Polflächen N, S sich in der­ selben Ebene befinden, also einen U-förmigen Magneten. Die Polflächen N, S sind also die Querschnitte der Enden der Schenkel des U. Die allgemeine Anordnung der übrigen Vorrichtung bleibt unverändert, jedoch ist darauf hinzuweisen, daß die transversalen Abmessungen des Endes des Kernes 22, das sich gegenüber dem Magneten 23 a befindet, dieselbe Größenordnung haben wie der Abstand, der die beiden Polflächen des Magne­ ten 23 a voneinander trennt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist sehr einfach und er­ gibt sich bereits aus der vorstehenden Beschreibung. Bei der in der Zeichnung gezeigten Orientierung des Magneten 23 werden die Spannungsquelle 25 und die Spule 21 so miteinan­ der verbunden, daß stets ein Südpol an dem Ende der Spule erzeugt wird, das dem Magneten 23 benachbart ist, wenn Strom in der Spule 21 fließt. Die erste Winkelstellung der Weichenzunge 18 ist dabei diejenige, in der kein Strom in der Spule 21 fließt. So­ bald der Südpol erzeugt wird, übt er eine Abstoßungskraft auf den Südpol und eine Anziehungskraft auf den Nordpol des Magneten 23 aus. Die Bewegungsrichtung längs Pfeil F 1 (Fig. 2) ist also durch die Kombination dieser beiden Kräfte wohlbe­ stimmt, und die Weichenzunge 18 wird in ihre zweite Winkelstellung verschwenkt. Unter diesen Bedingungen wird der längs des Hauptbewegungsweges 17 laufende und sich vor der Weichenzunge 18 b befindliche Scheck bei der Schwenkbewegung der Weichenzunge 18 b in ein nicht gezeigtes Aufnahmefach umgelenkt. Wie bereits dar­ gelegt wurde, können die beiden Winkelstellungen auch anders definiert sein, je nach Art der Steuereinrichtung 26. Wenn diese zwischen der Spannungsquelle und der Spule 21 einen nicht ein­ fachen Unterbrecher, sondern einen Polarisationsumschalter bildet bzw. enthält, so wird die Spule 21 dauernd mit Gleich­ strom der einen oder anderen Polarität gespeist, entspre­ chend dem einen oder anderen Zustand der Steuereinrichtung 26. Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform würden dann die beiden Winkelstellungen der Weichenzunge 18 zwei Stellungen des Magne­ ten 23 auf beiden Seiten der Achse der Spule 21 entsprechen, da abwechselnd ein Nordpol und ein Südpol am Ende der Spule 21 erzeugt würde, entsprechend dem Zustand der einen Umschalter bildenden Steuereinrichtung 26. Dadurch wird der Schwenkhub der Weichenzunge 18 im Vergleich zu einer Spule 21, die intermittierend von einem Strom derselben Polarität gespeist wird, verdoppelt.

Natürlich müßte dann die Stellung der Spule 21 anders sein als in Fig. 2 gezeigt, damit die erste Winkelstellung der Weichenzunge diejenige bleibt, die die Weichenzunge 18 a in Fig. 1 ein­ nimmt.

Claims (6)

1. Elektromagnetisch betätigte Weiche zur Umlenkung von Do­ kumenten, mit einer Weichenzunge, welche um eine Schwenkachse aus einer Ruhestellung außerhalb der Bewegungsbahn der Doku­ mente in dieselbe schwenkbar ist, wobei die Weichenzunge einen Permanentmagneten aufweist, dem ein Elektromagnet gegenüber angeordnet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) die Spule (21) des Elektromagneten ist mit einem Kern (22) aus magnetisierbarem Material annähernd verschwindender Re­ manenz, wie Weicheisen, versehen;
• b) die beiden Polflächen (N, S) des Permanentmagneten (23) liegen in der Ruhestellung der Weichenzunge (18) symme­ trisch zueinander in bezug auf eine Ebene (p), die durch die Achse der Spule (21) und durch die Schwenkachse (19) der Weichenzunge (18) verläuft;
• c) die Abmessungen des Kernes (22) quer zur magnetischen Fluß­ richtung der Spule (21) haben dieselbe Größenordnung wie der die Polflächen des Permanentmagneten (23) trennende Ab­ stand (d).

2. Weiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (23) die Form eines geraden Stabs aufweist und derart an der Weichenzunge (18) angeordnet ist, daß die die beiden Polflächen (N, S) verbindende Achse im wesentlichen senkrecht steht auf einer Ebene (p), die durch die Schwenkach­ se (19) der Weichenzunge (18) und durch den Symmetriemittel­ punkt (o) dieses Permanentmagneten (23) geht.

3. Weiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Kerns (22) senkrecht auf der Schwenkachse (19) der Weichenzunge (18) steht.

4. Weiche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Kerns (22) zur Schwenkachse (19) der Weichenzunge (18) parallel ist.

5. Weiche nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (19) senkrecht verläuft und der Kern (22) sich im wesentlichen unter dem Permanentmagneten (23) befindet.

6. Weiche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (23) ein im wesentlichen U-förmiges Profil aufweist und daß die Polflächen (N, S) Querschnitte der Schen­ kelenden des U sind.