DE4100530A1 - Vorrichtung zum feststellen der anwesenheit eines blattes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit eines Blattes aus elektrisch isolierendem Material.

Insbesondere hat es die Erfindung mit einer solchen Vor­ richtung zur Feststellung der Anwesenheit von Blättern an einer bestimmten Stelle auf einem Vorschubweg eines Doku­ mentenzählers, einer Indossiervorrichtung oder dergleichen zu tun.

Häufig ist ein Signal erwünscht, welches die Anwesenheit eines Blattes an einer bestimmten Stelle auf einem Vor­ schubweg anzeigt. Ein solches Blattsignal kann zum Zählen, zur Längenmessung, zur Feststellung eines Blattstaus oder dergleichen verwendet werden.

Verschiedene Verfahren zur Blatterkennung haben bereits Anwendung gefunden, wobei jedes Verfahren seine eigenen besonderen Nachteile hat. Mechanische Sensoren mit Fingern haben den Nachteil, daß die Finger die Bewegung des Blat­ tes stören, insbesondere wenn das Blatt dünn oder abge­ nutzt ist.

Auch optische Methoden werden allgemein eingesetzt. Ein üblicher Weg besteht darin, einen Lichtstrahl quer auf den Blattförderweg auf einen Detektor zu richten, so daß der Strahl während des Durchlaufs des Blattes unterbrochen wird. Ein anderer Weg besteht darin, einen Lichtstrahl abzufühlen, der von dem Blatt zurückreflektiert wird. Obwohl bei diesem Verfahren keine Störung mit der Bewegung des Blattes stattfindet, hängen sie von der Durchsichtig­ keit oder dem Reflexionsvermögen der Blätter bei der Erzeugung eines Blattsignals ab, so daß diese Verfahren unzuverlässig werden, wenn diese optischen Eigenschaften der Blätter untypisch werden. So können bestimmte Dokumen­ te eine Farbe haben, welche kein Licht der einfallenden Wellenlänge reflektiert, so daß eine Reflexionsmessung nicht stattfinden kann. Andere Dokumente können so dünn sein, so daß sie durch eine Undurchlässigkeitsmessung nicht festgestellt werden können. Beide Techniken sind dann fehlerhaft, wenn die betreffenden Dokumente Löcher aufweisen. Wenn derjenige Teil des Dokuments, der abgetas­ tet wird, ein Loch enthält, so wird dies allgemein als ein Vorliegen zweier separater Dokumente interpretiert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrich­ tung vorzuschlagen, welche die Anwesenheit von Blättern an einer vorgegebenen Stelle entlang eines Laufweges zuver­ lässig feststellt, wobei die Vorrichtung den Blattvorschub nicht stört und von der Farbe des Dokumentes unabhängig sein, auch die Anwesenheit durchsichtiger Blätter fest­ stellen sowie das Vorliegen von Blättern, die Löcher auf­ weisen, zuverlässig erkennen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nach­ stehenden Beschreibung und den Unteransprüchen.

Im allgemeinen ist Gegenstand der Erfindung eine Vorrich­ tung zur Feststellung der Anwesenheit eines Blattes auf einem Weg, bei der jeweils eines von zwei Drehvorschub­ gliedern, die an einander gegenüberliegenden Seiten des Weges angeordnet sind, einen elektrisch leitenden, äußeren Umfangsabschnitt aufweist. Diese Abschnitte berühren einander und stellen bei Abwesenheit eines Blattes zwi­ schen ihnen eine elektrische Verbindung her. Die Abschnit­ te sind während des Durchlaufs eines Blattes zwischen ihnen voneinander elektrisch isoliert, um so das Vorliegen eines Blattes anzuzeigen.

Vorzugsweise schließt wenigstens eines der drehbaren Glie­ der einen elektrisch isolierenden Teil aus einem elastisch nachgiebigen Material ein, welches den elektrisch leiten­ den Abschnitt oder Teil des Gliedes abstützt, um so einen zuverlässigen Kontakt zwischen den elektrisch leitenden Abschnitten bei Abwesenheit eines Blattes zu gewährleis­ ten, wobei es andererseits möglich ist, daß sich die elek­ trisch leitenden Teile oder Abschnitte geringfügig vonein­ ander abtrennen, um sich so dem Durchtritt eines Blattes anzupassen. Vorzugsweise sind die elektrisch leitenden Teile oder Abschnitte mit einem äußeren Stromkreis über elektrisch leitende Bürsten gekoppelt, welche elastisch in Umfangsnuten hinein vorgespannt sind, die an den Periphe­ rien der elektrisch leitenden Teile ausgebildet sind. Der äußere Stromkreis kann einen Blattzähler, ein Längenregis­ ter oder dergleichen einschließen, wie sie bei Blattdetek­ toren entsprechend dem Stand der Technik bekannt sind.

Da die erfindungsgemäße Blatterkennungsvorrichtung weder auf mechanischen Fühlern noch auf den optischen Eigen­ schaften des abgefühlten Blattes beruht, treten bei ihr die Nachteile der bekannten mechanischen und optischen Sensoren nicht auf. Weiterhin müßten irgendwelche Löcher in den Blättern mit den Drehgliedern in Linie und groß genug sein, um einen Kontakt zwischen den elektrisch lei­ tenden Teilen zu gestatten, um so im Ergebnis zur Anzeige eines fälschlich als zwei getrennte Blätter angezeigten Blattes zu führen. Da die meisten Löcher viel kleiner sind, spricht die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesent­ lichen auf eine derartige Fehlerquelle nicht an.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beilie­ gender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Teilansicht der linken Seite einer Dokumentenvorschubvorrichtung mit Blatt­ detektor, wobei Teile teilweise wegge­ brochen oder im Schnitt dargestellt sind;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer Leerlaufrolle der Blattvorschubvorrichtung in Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht von links einer Vorschub­ rolle;

Fig. 4 eine Teil-Rückansicht der Blattvorschub­ vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Beschleuni­ gungsrolle der Blattvorschubvorrichtung;

Fig. 6 eine vergrößerte Teil-Vorderansicht der Leerlaufrolle;

Fig. 7 eine Teil-Vorderansicht der Beschleuni­ gungsrolle und

Fig. 8 ein schematisches Diagramm des elektro­ nischen Teils des Blattdetektors der in Fig. 1 dargestellten Blattvorschubvor­ richtung.

Eine Blattvorschubvorrichtung 10, die eine erfindungsgemä­ ße Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit eines Blat­ tes einschließt, umfaßt gemäß Fig. 1 und 4 einen Träger 12 zur Aufnahme eines Stapels 14 aus Blättern 16, bei­ spielsweise Schecks, Lebensmittelmarken, Wertpapiere, Geldscheine oder dergleichen. Der Träger 12 ist zur Vor­ derseite der Vorschubvorrichtung hin schräg nach oben geneigt, wie in Fig. 1 rechts dargestellt, so daß der Stapel 14 der Blätter 16 in den Spalt hineingedrückt wird, der von einem Paar im Querabstand vorgesehener Vorschub­ rollen 20, die drehbar auf einer Welle 12 gelagert sind, und jeweiligen Abstreifschuhen 18 ausgebildet ist, die den Vorschubrollen 20 gegenüberliegend angeordnet sind. Eine (nicht dargestellte) passende Antriebsquelle treibt die Welle 12 mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 U/min an.

Wie aus Fig. 1, 3 und 4 hervorgeht, weist jede Vorschub­ rolle 20 eine zentrale ringförmige Aussparung 26 auf, wel­ che durch stirnseitige Flansche 24 gebildet ist, in welche die zugeordneten Abstreifschuhe 18 sich hineinerstrecken. Die Vorschubrollen 20 bestehen im allgemeinen aus einem Material niederer Reibung, sie sind jedoch über einen Teil ihres Umfanges hinweg, wie aus Fig. 3 ersichtlich, mit einem Einsatz 28 aus einem Material hoher Reibung versehen.

Die Abstreifschuhe 18 bestehen aus einem Material mit einem Reibungskoeffizienten, der größer als derjenige des größeren Umfangsteils der Vorschubrollen 20, jedoch klei­ ner als der Reibungskoeffizient des mit hoher Reibung ver­ sehenen Einsatzes 28 ist. Infolgedessen sind die Blätter 16 normalerweise daran gehindert, durch den von den Abstreifschuhen 18 und den Vorschubrollen 20 gebildeten Spalt hindurchzulaufen, sie werden jedoch ausgehend von der Unterseite des Stapels 14 einzeln durch den Spalt periodisch hindurchbefördert, wenn die mit hoher Reibung versehenen Einsätze 28 an den Abstreifschuhen 18 vorbeiro­ tieren. Um die Abtrennung des jeweils untersten Blattes 16 vom Stapel 14 zu unterstützen, weist die Vorrichtung 10 weiterhin zwei in einem Querabstand vorgesehene Mitnehmer­ rollen 30 auf, die auf einer Welle 32 gelagert sind, die ihrerseits synchron mit der Welle 22 der Vorschubrollen 20 angetrieben ist. Jede Mitnehmerrolle 30 trägt einen Nocken oder eine Nase 34 aus einem Material hoher Reibung, die periodisch durch einen (nicht dargestellten) Schlitz im Träger 12 hindurchgelangt, um das unterste Blatt in den Förderspalt zwischen den Vorschubrollen 20 und den Abstreifschuhen 18 zu treiben.

Nach dem Durchlauf durch den Vorschubspalt, der von den Rollen 20 und den Schuhen 18 gebildet ist, wird jedes Blatt 16 durch eine untere Führung 36 um die Peripherien der Vorschubrollen 20 und durch einen hinteren Spalt gelenkt, der von einer Leerlaufrolle 38 und einer Beschleunigungsrolle 40 gebildet ist. Die Leerlaufrolle 38 ist drehbar auf der Welle 22 zwischen den Vorschubrollen 20 abgestützt, während die Beschleunigungsrolle 40 auf einer Welle 52 gelagert ist, die unter der unteren Führung 36 angeordnet ist und zusammen mit der Rolle 40 umläuft. Die Welle 52 wird mit einer größeren Winkelgeschwindigkeit (beispielsweise 1300 U/min) als die Welle 22 der Vorschub­ rollen 20 angetrieben, so daß die Rollen 38 und 40 die Blätter beschleunigen, wenn sie in den unteren Rollenspalt eintreten.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist die Leerlaufrolle 38 einen äußeren Ring 42 aus einem elektrisch leitenden Mate­ rial, beispielsweise Stahl, auf, der von einem Zwischen­ körper 44 aus elektrisch isolierendem, relativ elastisch nachgiebigem Material (beispielsweise 35 Durometer), bei­ spielsweise nichtzelliges Polyurethan, abgestützt wird. Eine Stellschraube 46 (Fig. 4) fixiert den Körper 44 auf einer metallischen Nabe 48 derart, daß er bezüglich der Welle 22 der Vorschubrollen 20 frei drehbar ist. Wie die Fig. 4 und 6 zeigen, ist am Außenumfang des äußeren Ringes 42 eine relative, beispielsweise etwa 0,5 mm tiefe, kreisringförmige Nut ausgebildet, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist und einen Radius besitzt, welcher etwas kleiner als derjenige der benachbarten Teile des Ringes 42 ist. Der Zweck dieser Nut 50 wird nachstehend noch erläu­ tert.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich umfaßt die Beschleunigungs­ rolle 40 zwei Naben 54 die auf der Welle 52 mit Hilfe geeigneter Mittel, beispielsweise Stellschrauben 56 (Fig. 4) oder dergleichen befestigt sind. Die vorzugsweise aus Metall bestehenden Naben 54 sind mit einander benachbarten Flanschen versehen, von denen jeder einen elektrisch iso­ lierenden Reifen 58 von allgemein L-förmigem Querschnitt, wie in Fig. 5 dargestellt, trägt. Die Reifen 58 sind aus relativ elastisch nachgiebigem Material, beispielsweise Gummi oder Polyurethan hergestellt. Die Reifen 58 stützen ihrerseits einen elektrisch leitenden äußeren Ring 60 von T-förmigem Querschnitt ab, wie in Fig. 5 dargestellt, so daß er sich in die benachbarten Flächen der Reifen 58 ein­ paßt. Ahnlich wie der Ring 42 der Leerlaufrolle 38 ist auch der Ring 60 der Beschleunigungsrolle 40 mit einer peripher verlaufenden Nut 62 (in Fig. 5 nicht darge­ stellt) ausgestattet, die einem noch zu erläuternden Zweck am äußeren Umfang des Ringes 60 ausgebildet ist, vgl. auch Fig. 7.

Eine erste elektrisch leitende Bürste 64 wird gleitbar von einem elektrisch isolierenden Träger 66 aufgenommen, der seinerseits durch einen Arm 68 abgestützt ist. Der Arm 68 ist mit dem (nicht dargestellten) Gestell der Vorschubvor­ richtung 10 verbunden. Eine Feder 70 drückt die Bürste 64 in die Nut 50 der Leerlaufrolle 38. In ähnlicher Weise wird eine zweite elektrisch leitende Bürste 74 gleitbar von einem elektrisch isolierenden Träger 76 aufgenommen. Der Träger 76 ist an einem Arm 78 abgestützt. Eine Feder 80 drückt die Bürste 74 in die Nut 62 des Ringes 60, wie in Fig. 1 und 4 dargestellt. Die Nuten 50 und 62 erleich­ tern eine Selbstreinigung, da sie lediglich mit den Bürs­ ten 64 und 74 in Kontakt sind, jedoch außer Berührung mit den Blättern 16 bleiben, wenn diese durch den Spalt hin­ durchlaufen. Jeweilige Ausgangsleitungen 72 und 82 der Bürsten 64 und 74 vermitteln Eingangssignale in eine noch zu beschreibende Zählschaltung.

Die Wellen 22 und 52 weisen einen derartigen gegenseitigen Abstand auf, daß die elastischen Teile 44 und 58 der Rol­ len 38 und 40 die elektrisch leitenden Ringe 42 und 60 in gegenseitige Berührung drücken, so daß sich bei Abwesen­ heit eines Blattes zwischen ihnen eine elektrisch leitende Verbindung ergibt.

Die Fig. 8 zeigt als Beispiel eine Schaltung 84, welche zusammen mit den Rollen 38 und 40 Anwendung finden kann. In der Schaltung 84 ist die Leitung 72, die von der Bürste 64 her kommt, mit einer Gleichstrom-Spannungsquelle (5 V) gekoppelt, während die Leitung 82 der Bürste 74 über einen Widerstand 86 mit Erde sowie mit dem Eingang einer Signal- Konditionierschaltung 88 verbunden ist. Die Leitung 82 der Bürste 74 führt normalerweise ein hohes Potential, fällt jedoch auf niedriges Potential in Abhängigkeit vom Durch­ lauf eines elektrisch isolierenden Blattes 16 zwischen den elektrisch leitenden Teilen 42 und 60 der Rollen 38 und 40 ab, wenn dieses Blatt die elektrische Verbindung zwischen den Rollen unterbricht. Die Signal-Konditionierschaltung 88, welche auf das Potential der Leitung 82 anspricht, vermittelt normalerweise einen Ausgang niedrigen Niveaus an eine Datenausgangs-Leitung 92. Während des Durchtritts eines Blattes 16 zwischen den Rollen 38 und 40 vermittelt die Schaltung 88 jedoch ein Datenausgangs-Signal 90 hohen Niveaus. Dieses Signal 90 auf der Leitung 92 bildet den Zähleingang in einen geeigneten Blattzähler 94, dessen Ausgang über einen Dekoder/Treiber 96 an eine Anzeigeein­ richtung 98 angeschlossen ist. Ein geerdeter Widerstand 100 vermittelt normalerweise das Leer-Eingangssignal zum Zähler 94, mit einem Signal niederen Niveaus. Das zeitwei­ se Schließen eines Rückstellschalters 102 verbindet den Leereingang des Zählers 94 mit der 5-Volt-Leitung, um den Zähler zu leeren, d. h. auf Null zurückzustellen.

Das Datenausgangssignal 90 auf der Leitung 92 vermittelt ferner ein Eingangssignal an einer UND-Torschaltung 104 deren anderer Eingang von einem Uhrzeit-Impulsgenerator 108 abgeleitet wird, der einen Impulszug 106 liefert. Der Impulsgenerator 108 kann entweder eine Quelle für eine feste Frequenz umfassen, beispielsweise einen Quarzkris­ tall, oder - vorzugsweise - ein Kodier-Rad, welches syn­ chron mit einem der Antriebsglieder der Vorschubvorrich­ tung 10, beispielsweise der Welle 52 umläuft. Die UND-Tor­ schaltung 104 treibt den Zähleingang eines Längenzählers 110, der weiterhin ein Leer-Signal 112 aus einem nicht umkehrbaren Puffer 114 empfängt. Der Eingang des Puffers 114 ist über einen Kondensator 116 mit der Leitung 92 und über einen Widerstand 118 mit Erde verbunden. Der Puffer 114 spricht auf den ins Positive gehenden Übergang des Signals 90 an, der bei Ankunft eines Blattes 16 an den Rollen 38 und 40 entsteht, um am Leer-Eingang des Zählers 110 einen positiven Impuls 112 zu erzeugen. Der Zähler 110 speichert somit ein Signal, welches die Zählung in Uhr­ zeitimpulsen 106 angibt, seitdem die vordere Kante des Dokuments oder Blatts 16 zwischen den Rollen 38 und 40 hindurchpassiert ist. Ein Dekoder 120, der auf den Ausgang des Zählers 110 anspricht, vermittelt ein "Kettenbrief"- Signal 122 auf einer Leitung 124, wann immer die im Zähler 110 gespeicherte Zählung einen vorbestimmten Wert er­ reicht der ein überlappendes langes Blatt 16 anzeigt, das gewöhnlich "Kettenbrief" genannt wird.

Die beschriebene Blatterkennungsvorrichtung fühlt zuver­ lässig ein auf einem Vorschubweg an bestimmter Stelle vor­ handenes Blatt ab. Sie stört dabei die Bewegung des fest­ zustellenden Blattes nicht, noch hängt sie von Blättern mit bestimmten Eigenschaften hinsichtlich Nichtdurchläs­ sigkeit oder Reflexionsvermögen ab. Die Vorrichtung ist "farbenblind" und kann auch transparente Blätter zählen. Ferner ist die Vorrichtung mit Bezug auf Fehler, die auf Löchern in den Blättern beruhen, relativ immun.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Feststellen der Anwesenheit eines Blattes aus elektrisch isolierendem Material, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - ein Paar von Rollen (38, 40), die einen von dem Blatt (16) durchlaufenen Spalt bilden, wobei jede Rolle an ihrem Umfang einen elektrisch leitenden Teil (42, 60) aufweist,
• - Mittel (22, 52) zur drehenden Lagerung der Rollen (38, 40) derart, daß die elektrisch leitenden Tei­ le (42, 60) während der Rotation der Rollen mit­ einander ausgerichtet sind,
• - Schaltmittel (64, 74; 72, 82), welche die elek­ trisch leitenden Teile (42, 60) zu einem äußeren Stromkreis zusammenschalten, der geschlossen ist, wenn die elektrisch leitenden Teile bei Abwesenheit eines Blattes im Spalt miteinander ausgerichtet sind, und der geöffnet ist, wenn die elektrisch leitenden Teile bei Anwesenheit eines Blattes im Spalt miteinander ausgerichtet sind, und
• - Mittel (94, 110), die auf den geöffneten Strom­ kreis ansprechen und die Anwesenheit eines Blattes (16) anzeigen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die elektrisch leitenden Teile (42, 60) um den gesamten Umfang der betreffenden Rolle (38, 40) herum erstrecken.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schaltmittel Bürsten (64, 74) ein­ schließen, die an den elektrisch leitenden Teilen (42, 60) angreifen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt (16) entlang einer Bahn vorgeschoben wird, und die beiden Rollen (38, 40) an einander gegenüberliegenden Seiten dieser Bahn ange­ ordnet sind und daß die elektrisch leitenden Teile (42, 60) der Rollen (38, 40) bei Abwesenheit eines Blattes (16) einander berühren und bei Anwesenheit eines Blattes voneinander isoliert sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Rollen (38, 40) einen elektrisch isolierenden Abschnitt (44, 58) einschließt, welcher den elektrisch leitenden Teil (42, 60) der Rolle trägt.

6. Vorrichtung nach der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Rol­ len (38, 40) einen relativ elastischen Abschnitt (44, 58) einschließt, der den elektrisch leitenden Teil (42, 60) trägt.

7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (66, 76), welche die elektrisch leitenden Bürsten (64, 74) im Kontakt mit den elektrisch leitenden Teilen (42, 60) der Rollen (38, 40) halten.

8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der elektrisch leitenden Teile (42, 60) eine peripher verlaufende Nut (50, 62) aufweist, in die sich die Bürste (64, 74) hineinerstreckt.

9. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mit den elektrischen leitenden Teilen verbundene Mittel zur Erzeugung eines ersten elektrischen Signals, welches die Abwesenheit eines Blattes zwischen den Rollen (38, 40) anzeigt, und zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Signals, welches die Anwesenheit eines Blattes zwischen den Rollen anzeigt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die signalerzeugenden Mittel einen Impulszug erzeugen, der bei Abwesenheit eines Blattes zwischen den Rollen (38, 40) ein erstes Niveau und bei Anwe­ senheit eines Blattes zwischen den Rollen ein zweites Niveau hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel zum Zählen der Impulse des Impulszuges.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Mittel zum Messen der Dauer der Impulse des Impulszu­ ges.