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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dynamischen Wiegen von Postsendungen,
umfassend eine Grundplatte, die schwimmend auf einem Gewichtssensor
abgelegt ist, und einen Bandförderer,
der auf der Grundplatte montiert ist, um die Postsendungen gemäß einer
Längsrichtung
der Förderung
zu verlagern, wobei der Förderer
zwei parallele Förderbänder umfasst,
die sich entlang der Richtung der Förderung zwischen einem Fördereingang
und einem Förderausgang
erstrecken, und zwischen welchen die Postsendungen geklemmt werden
und sequentiell auf der Kante verlagert werden.
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Eine
solche Vorrichtung ist aus dem Dokument
EP 0 881 956 bekannt. Es ist besonders
dazu bestimmt, eine Postsortiermaschine auszurüsten, in welcher die Postsendungen
sequentiell auf der Kante bei einer Geschwindigkeit der Größenordnung
von 3,15 m/s verlagert werden mit einer Leistung, die zwischen 3
und 6 Postsendungen pro Sekunde liegt. Diese Art von Vorrichtung
kann als zusätzliches
Mittel dienen zum Definieren, Prüfen
und Kontrollieren der Freimachungen, die auf den Postsendungen aufgebracht
sind. Das für
jede Postsendung gemessene Gewicht kann ebenfalls als Sortierkriterium
in der Sortiermaschine dienen.
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In
der für
das dynamische Wiegen bekannten Vorrichtung sind die zwei Förderbänder auf
starre drehbare Räder
eingesetzt, die am Fördereingang oder
am Förderausgang
angeordnet sind und eins relativ zum anderen in der Förderrichtung
derart zueinander versetzt sind, dass jede Postsendung zwischen
den beiden Förderbändern, bezogen
auf die Förderrichtung
auf der Grundplatte schräg,
eindringt. Hieraus folgt, dass jede Postsendung eine Deformierung
erleidet, wenn sie Eingangs in den Förderer eindringt und wenn sie
den Förderer
verlässt.
Diese bekannte Anordnung ist nicht geeignet, auf zuverlässige Weise
Postsendungen zu wiegen, deren Dicke über eine breite Spanne schwanken
kann. Tatsächlich
provoziert wenigstens für Postsendungen
mit starker Dicke und/oder die steif sind die Deformierung der Umschläge eingangs
des Förderers
mechanische Schläge
und Vibrationen, die die Präzision
der Messung stören.
Dieses System erlaubt nicht die Behandlung von postalischen Gegenständen, die
sehr steif sind.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum dynamischen Wiegen
von Postsendungen vorzuschlagen, die in der Lage ist, mit großer Zuverlässigkeit
und großer
Präzision
ein breites Spektrum von Postsendungen zu wiegen, die eine Dicke aufweisen,
die zwischen 0,23 mm und 32 mm schwanken kann und ein Gewicht aufweisen,
das zwischen weniger als 20 g und 2.000 g schwanken kann.
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Hierzu
hat die Erfindung zum Gegenstand eine Vorrichtung zum dynamischen
Wiegen von Postsendungen, umfassend eine Grundplatte, die schwimmend
auf einem Gewichtssensor abgelegt ist, und einen Bandförderer,
der auf der Grundplatte montiert ist, um die Postsendungen gemäß einer Längsrichtung
der Förderung
zu verlagern, wobei der Förderer
zwei parallele Förderbänder umfasst,
die sich entlang der Richtung der Förderung zwischen einem Fördereingang
und einem Förderausgang
erstrecken, und zwischen welchen die Postsendungen geklemmt werden
und sequentiell auf der Kante verlagert werden, dadurch gekennzeichnet,
dass die beiden Förderbänder auf
einem Paar von ersten elastisch deformierbaren Flügelrädern, die
an dem Fördereingang
angeordnet und senkrecht zu der Längsrichtung ausgerichtet sind,
und auf einem Paar von zweiten elastisch deformierbaren Flügelrädern, die
an dem Förderausgang
angeordnet und senkrecht zu der Längsrichtung ausgerichtet sind,
eingesetzt sind, und dass der Gewichtssensor eine Funktionsweise
aufweist, die auf dem elektromagnetischen Prinzip der Flusskompensation
basiert.
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Mit
dieser Anordnung werden die Postsendungen zwischen dem Fördereingang
und dem Förderausgang
gemäß einer
im Wesentlichen geradlinigen Richtung verlagert und werden daher
keinen Deformationen entlang der Förderstrecke unterworfen. Man
reduziert die mechanischen Vibrationen in der erfindungs gemäßen Vorrichtung
durch Montieren der Flügelräder auf
feststehenden Achsen auf der Grundplatte unter Verwendung eines
Gewichtssensors, der auf dem elektromagnetischen Prinzip der Flusskompensation
funktioniert. Mit dieser Vorrichtung dringen die Postsendungen in
den Förderer
ein, wobei sie zwischen den beiden ersten Flügelrädern vorbeigeführt werden,
und die Schläge,
die durch Postsendungen provoziert werden, die zwischen diesen beiden
Flügelrädern geklemmt
werden, werden durch die elastische Deformation dieser Flügelräder absorbiert.
Ebenso erfolgt dies am Förderausgang. Mit
dieser Anordnung reduziert man die Anzahl der beweglichen Teile
in einer Vorrichtung zum dynamischen Wiegen, was den Erhalt einer
großen
Präzision
der Messung über
ein breites Spektrum von postalischen Sendungen begünstigt.
Ferner erlaubt die Reduzierung der Teileanzahl das Reduzieren des
Eigengewichts der Wägeeinrichtung.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum dynamischen Wiegen weist die folgenden Besonderheiten auf:
- – ein
fünftes
elastisch deformierbares Flügelrad ist
zwischen den ersten Flügelrädern und
den zweiten Flügelrädern angeordnet
zum Klemmen der beiden Bänder
gegen eine Referenzplatte, die sich in Längsrichtung erstreckt;
- – die
ersten und zweiten Flügelräder weisen
einen kleineren Durchmesser auf als derjenige des fünften Flügelrades;
- – eine
Detektorzelle ist zwischen dem ersten Flügelradpaar und dem fünften Flügelrad angeordnet zum
Detektieren des Durchgangs von Postsendungen entlang der Längsrichtung,
wobei die Signale der Zelle eingesetzt werden zum Steuern des Gewichtssensors.
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Die
Erfindung erstreckt sich auf eine Postsortiermaschine umfassend
eine Vorrichtung zum dynamischen Wiegen, wie sie vorstehend definiert
wurde.
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum dynamischen Wiegen von Postsendungen wird nachstehend beschrieben
und in den Zeichnungen dargestellt.
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1 zeigt
eine schematische Ansicht von oben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum dynamischen Wiegen von Postsendungen.
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2 stellt
das Verhältnis
zwischen dem Steuersignal, das von der Durchlaufdetektorzelle erzeugt
wird, und dem Wägesignal,
das von dem Gewichtssensor erzeugt wird, dar.
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3 ist
ein vereinfachtes Organigramm, das die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum dynamischen Wiegen von Postsendungen darstellt.
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4 ist
ein Schema, das das Gewichtsmessprinzip durch Flusskompensation
darstellt.
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1 zeigt
einen Bandförderer,
der auf einer Grundplatte 1 montiert ist, die schwimmend
auf einem Gewichtssensor (nicht sichtbar in 1) abgelegt
ist. Die Grundplatte 1 ist eine Platte von im Wesentlichen
rechteckiger Gestalt.
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Der
Gewichtssensor hat eine Funktionsweise, die auf dem elektromagnetischen
Prinzip der Flusskompensation basiert. Das Messprinzip durch Flusskompensation,
auch MFR (Magnetic Force Restoration) genannt, ist in 4 dargestellt.
Die auf einem Ende eines Hebels L aufgebrachte Last W wird aktiv
durch eine elektromagnetische gegenwirkende Kraft F kompensiert,
die durch einen Kompensationsstrom cp durch eine elektrische Spule
B kompensiert wird, die am anderen Ende des Hebels angeordnet ist.
Eine Präzisionssteuerung
C hält
das System stabil, damit es ohne vertikale Bewegung funktioniert. Der
Kompensationsstrom cp wird in einen Prozessor UC gesandt, mittels
eines hochauflösenden
Analog-Digital-Wandlers CAN, der eine digitale Information liefert,
die eine Angabe des Gewichts der Last W ist. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung
kann man vier Hebel einsetzen, die jeweils an den vier Ecken der
Grundplatte angeordnet sind, wobei der Kompensationsstrom, der durch
die Präzisionssteuerung
erzeugt wird, an den Prozessor UC gesandt wird. In dieser Anordnung
ist das Schwerkraftzentrum der Grundplatte, die mit dem Bandförderer ausgerüstet ist,
lotrecht zum Gewichtssensor, der die Hebel aufnimmt, angeordnet.
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Der
erfindungsgemäße Bandförderer umfasst
ein Paar von ersten Flügelrädern 2A, 3A deren Radkranz
radial elastisch deformierbar ist. Diese Flügelräder 2A, 3A sind
am Fördereingang
E angeordnet, wobei sie senkrecht zu der Längsrichtung D der Förderung
der Postsendungen auf der Grundplatte 1 ausgerichtet sind.
Der Bandförderer
umfasst ebenfalls ein Paar von zweiten Flügelrädern 2B, 3B mit
radial elastisch deformierbarem Radkranz, die am Förderausgang
S des Förderers 1 angeordnet
sind, wo sie senkrecht zu der Richtung D ausgerichtet sind. Wie
in 1 sichtbar sind die Flügelräder 2A, 3A gegeneinander
angeordnet, um die Postsendungen zu klemmen. Ebenso verhält es sich
bei den Flügelrädern 2B, 3B.
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Ein
erstes Förderband 2C ist
auf den Flügelrädern 2A, 2B eingesetzt
und ein zweites Förderband 3C ist
auf den Flügelrädern 3A, 3B eingesetzt.
Die beiden Förderbänder 2C, 3C erstrecken
sich parallel zueinander gemäß der Förderrichtung
D und blockieren durch Einspannen die Postsendungen, um sie auf
der Kante sequentiell gemäß der Richtung
D zu verlagern. Die Förderbänder sind
mittels eines autonomen (nicht dargestellten) Elektromotors in Bewegung
versetzt, der auf der Grundplatte 1 fixiert ist.
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Mit
dieser Anordnung des Förderers
mit Flügelrädern dringt
jede Postsendung wie P eingangs des Förderers beim Durchlaufen zwischen
den Flügelrädern 2A, 3A ein
und verlässt
den Förderer
beim Durchlauf zwischen den Flügelrädern 2B, 3B.
Die Postsendung folgt zwischen dem Fördereingang und dem Förderausgang
einem im Wesentlichen geradlinigen Verlauf, der sich entlang der
Richtung D erstreckt.
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Um
das Nachgeben der Postsendungen am Fördereingang und Förderausgang
zu reduzieren, kann man vorzugsweise Flügelräder mit kleinem Durchmesser
verwenden, beispielsweise Flügelräder mit
einem Durchmesser der Größenordnung
von 150 mm.
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Die
Länge des
Förderers
zwischen dem Eingang E und dem Ausgang S liegt in der Größenordnung
von 500 bis 900 mm. Der Fuß der
Postsendungen wird auf der Grundplatte 1 durch eine Rinne 4 geführt, die
sich längs
der Richtung D erstreckt. Diese Rinne 4 weist eine geringfügig größere Breite
als die maximale Dicke einer Postsendung auf, in dem vorliegenden
Fall 32 mm. Sie weist am Fördereingang
E ein ausgestelltes Ende auf. Wie in 1 zu sehen sind
die Flügelräder 2A bis 3B auf
der Grundplatte derart angeordnet, dass die beiden parallelen Bänder 2C, 3C in
einer Ebene angeordnet sind, die die Rinne 4 in ihrer Mitte
quert und in welcher das Schwerkraftzentrum der ausgerüsteten Grundplatte
(und daher der Gewichtssensor) angeordnet ist.
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Ein
fünftes
Flügelrad 5 mit
radial elastisch deformierbarem Laufkranz ist überdies zwischen dem Flügelradpaar 2A, 3A und
dem Flügelradpaar 2B, 3B angeordnet
zum Klemmen der beiden Bänder 2C, 3C gegen
eine seitliche Wand der Rinne 4, die als Referenzplatte
dient, was jegliches Rutschen der Postsendungen während ihrer
Beförderung
in der Richtung D verhindert. Das Flügelrad 5 hat einen
Außendurchmesser,
der denjenigen der Räder 2A bis 3B übersteigt,
hier der Größenordnung
von 250 mm, da es eine doppelt so hohe Verformung als diejenige der
Flügelräder 2A bis 3B ertragen
muss.
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Eine
Durchgangsdetektorzelle 7, beispielsweise mit Sender- und
Empfangsdiode, ist zwischen den Rädern 2A, 3A und
dem Rad 5 angeordnet zum Erfassen des Durchgangs von Postsendungen
in dem Förderer.
Die Detektorsignale, die von der Zelle 7 geliefert werden,
dienen zur Steuerung des Gewichtssensors, wie nachstehend beschrieben.
Eine Gegenscheibe oder ein sechstes Flügelrad wie 5 kann
vorgesehen werden gegenüber
dem Rad 5 um die Funktionsweise des Wägesystems zu verbessern.
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Die
Flügelräder 2A bis 3B und 5 weisen
auf der Grundplatte feststehende Rotationsachsen auf.
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In 2 stellt
S1 das Signal dar, das von der Detektorzelle 7 geliefert
wird. Das Signal S1 weist einen Übergang
zu einem Augenblick T1 auf, der dem Erfassungszeitpunkt durch die
Zelle 7 des Durchgangs der Vorderkante einer Postsendung
entspricht. S2 stellt das analoge Messsignal dar, das von der Präzisionssteuerung
eines Gewichtssensors geliefert wird. Zum Zeitpunkt T0 dringt die
Postsendung in den Förderer
ein. Zum einen Zeitpunkt T2 befindet sie sich zwischen dem Räderpaar 2A, 3A und
dem Räderpaar 2B, 3B,
und zum Zeitpunkt T3 erreicht die Vordererkante der Postsendung
das Ende S des Förderers.
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Es
erscheint in 2, dass das Signal S2 zwischen
den Zeitpunkten T0 und T1 oszilliert und ab dem Zeitpunkt T2 stabil
wird.
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Das
Diagramm in 3 stellt die Funktionsweise
der Wägevorrichtung
dar und insbesondere des in 4 dargestellten
Prozessors UC.
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Der
Prozessor UC ist in einer Warteschleife 10, 11 solange
das Signal S1 nicht eine Durchgangserfassung einer Postsendung durch
die Zelle 7 anzeigt.
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Bei
Erfassung eines Übergangs
des Signals S1 bei 11, begibt sich der Prozessor UC in
eine Warteschleife 12, 13, solange eine Verzögerung von
t1 (T2 – T1)
nicht verstrichen ist. Nach der Verzögerung t1 tritt der Prozessor
UC in eine Digitalisierungsschleife bei 14 des Signals
S2 während
eines Zeitraums t2 (entsprechend T3 – T2) ein, der bei 15 abgezählt wird.
Hierauf berechnet der Prozessor UC bei 16 den Wert des
Gewichts der Postsendung (beispielsweise durch Bildung eines Mittelwerts
der augenblicklichen Werte des Signals S2, das zwischen den Zeitpunkten
T2 und T3 gemessen wurde) und wiederholt die Behandlung bei 10 für eine neue
Postsendung. In der Praxis und in Anbetracht der Verlagerungsgeschwindigkeit
der Postsendungen bei 3,15 m/s und der Länge der Grundplatte von ungefähr 750 mm
beträgt
t1 ungefähr
150 ms und t2 beträgt
ungefähr
88 ms.
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Versuche
haben gezeigt, dass es mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wiegen
möglich
ist, auf dynamische Weise und mit einer Genauigkeit von weniger
als 10 g und mit einer Fehlerrate von weniger als 1,1 % Postsendungen
zu wiegen, die bei einer mittleren Geschwindigkeit von 3,15 m/s
und einer Taktzahl von etwa 3 bis 6 Sendungen pro Sekunde verlagert
werden und deren Dicke zwischen 0,23 mm und 32 mm variiert, deren
Länge zwischen 140
mm und 400 mm variiert, deren Höhe
zwischen 90 mm und 300 mm variiert und deren Gewicht zwischen weniger
als 20 g und 2.000 g variiert.
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Es
ist zu verstehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung auch verwendet
werden kann zum dynamischen Messen von kleinformatigen Postsendungen
ebenso wie von anderen Arten von flachen Gegenständen, die bei konstanter Geschwindigkeit sequentiell
auf der Kante liegend verlagert werden.