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Die vorliegende Erfindung betrifft
Dokumentenhandhabungssysteme, insbesondere Ladevorrichtungen für die Zufuhr
von Stapeln von Dokumenten.
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Bei der automatisierten Handhabung
von Dokumenten, wie z. B. beim Verschicken von Umschlägen und
flachen Papierwaren, ist es gängige Praxis,
einen Stapel von Dokumenten in einer Zufuhrstation bzw. einem Magazin
stufenweise einer Auffächerstation
und dann einer Vereinzelungsstation zuzuführen. Dann werden die Dokumente
als getrennte einzelne Dokumente von der Vereinzelungsstation an
Sortierstationen oder andere Verarbeitungsstationen bzw. -vorrichtungen
geleitet.
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Postalische Anforderungen verlangen
es, dass ein großes
Volumen von Dokumenten in kurzer Zeit gehandhabt wird. Üblicherweise
müssen
Dokumentenhandhabungssysteme tausende von Dokumenten pro Stunde
mit so wenig Sortierfehlern bzw. Schäden an den Produkten wie möglich verarbeiten. Wenn
die Dokumente den Verarbeitungsstationen nicht schnell genug zugeführt werden
können,
wird die Durchsatzleistung des Systems verringert.
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Üblicherweise
besteht die erste Stufe des Dokumentenhandabungsverfahrens nach
dem Platzieren der Dokumente in einem Behälter oder auf einer Ablage
mit den Etiketten in der gleichen Richtung darin, den Stapel von
Dokumenten auf eine Art Transportmechanismus wie z. B. einen Förderbandmechanismus
zu laden. Der Transportmechanismus leitet die Dokumente dann zu
den verschiedenen Trenn-, Auffächer-
und Sortiervorrichtungen.
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Bei den bekannten Systemen und Verfahren ist üblicherweise
ein beträchtliches
Maß an
menschlichem Eingreifen notwendig, um die Stapel von Dokumenten
von der Ablage oder dem Behälter
auf den Dokumententransportmechanismus zu laden. Die Bedienper son
muss den Stapel von Dokumenten aufheben und die Dokumente so auf
dem Förderband
platzieren, dass alle Dokumente auf der Kante stehen. Während dies
gemacht wird, müssen
Maßnahmen
ergriffen werden, um zu verhindern, dass der Stapel umfällt. Außerdem werden
diese Schritte üblicherweise
ausgeführt,
während
das Förderband den
Stapel von Dokumenten kontinuierlich zu den verschiedenen Verarbeitungsstationen
weiterbefördert.
Dies ist ein zeitaufwändiges
Verfahren und stellt oftmals den einschränkenden Faktor beim Erreichen einer
Hochgeschwindigkeits-Dokumentenverarbeitung bzw. der Durchsatzleistung
dar. Derartige Schritte erhöhen
die Dokumentenverarbeitungskosten und können sogar die Bedienperson
schädigen, beispielsweise
durch wiederholte Überlastung.
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Die Dokumente werden vor der Vereinzelung üblicherweise
bis zu einer Anfangs-Verarbeitungsstation,
wie z. B. einer Auffächerstation,
transportiert. Das Auffächern
führt dazu,
dass entweder das obere oder das untere Dokument in einem vertikalen
Stapel, oder das vordere Dokument in einem Stapel auf der Kante
stehender Dokumente so ausgerichtet wird, dass die Vorderkante jedes
von oben, unten oder von vorn nachfolgenden Dokuments geringfügig vor
bzw. seitlich von der Vorderkante des nächsten benachbarten Dokuments
angeordnet wird, vorzugsweise in einem Abstand von etwa 2,54 cm
(etwa 1 Inch). Durch das Auffächern
der gestapelten Dokumente wird nur jeweils ein einziges Dokument
in eine Klemmstelle eintreten, die durch Vereinzelungsbänder bzw.
-walzen definiert wird, wodurch im Wesentlichen die Möglichkeit
verringert wird, dass mehr als ein Dokument gleichzeitig durch die
Vereinzelungsbänder
bzw. -walzen geführt
wird. Die Vereinzelungsbänder
bzw. -walzen transportieren dann jedes Dokument einzeln und auf
der Kante zu anderen Sortier- und Verarbeitungsvorrichtungen.
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Bei bekannten Systemen, die für die Zufuhr des
Stapels von Dokumenten zur Auffächerstation sorgen,
ergeben sich Schwierigkeiten, wenn der Stapel sich neigt oder in
einem Winkel zum Auffächereingang
ausgerichtet ist.
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Da gängige Auffächervorrichtungen die Dokumente
im rechten Winkel zum Zufuhrmechanismus umlenken, muss die Vorderseite
der Dokumente im Wesentlichen parallel zu der Ebene sein, die durch den
Eingang der Auffächervorrichtung
definiert wird. Bei derartigen Systemen werden oftmals komplexe und
kostspielige Vorrichtungen verwendet, um den Stapel von Dokumenten
in einer Ebene auszurichten, die parallel zum Eingang der Auffächervorrichtung liegt,
wobei diese häufig
fehleranfällig
sind. Üblicherweise
wird der Transportmechanismus eingestellt oder zum Stillstand gebracht,
um die Ausrichtung des Stapels festzulegen. Dies ist ineffizient
und zeitaufwändig
und senkt die Durchsatzleistung des Systems.
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Die Druckschrift GB-A-2 175 287 offenbart eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des berbegriffs des Anspruchs 1.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Ladevorrichtung für
die Zufuhr von Stapeln von Dokumenten zu einem Zufuhrrollenmechanismus
geschaffen, wobei die Stapel von Dokumenten sich nacheinander von
einem vorderen Ende zu einem hinteren Ende erstrecken und die Dokumente
zumindest eine untere und eine seitliche Begrenzung haben, die jeweils
durch im Wesentlichen koplanare Ränder der Dokumente definiert
ist, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist:
eine Zufuhrrampe,
auf deren Grundfläche
ein oder mehrere Dokumentenförderbänder so
angeordnet sind, dass die untere Begrenzung der Dokumente mit den
Bändern
in Eingriff gebracht wird, wobei die Förderbänder so ausgeführt sind,
dass sie eine Vorwärtsbewegung
eines ersten und eines zweiten Stapels von Dokumenten zu dem Zufuhrrollenmechanismus
entlang eines vorherbestimmten Wegs bewirken, wobei eine Stirnseite
jedes der Dokumente im Allgemeinen parallel zur Stirnseite benachbarter
Dokumente und quer zu einer linearen Achse vorliegt, die durch die
Vorwärtsbewegung
der Dokumente definiert wird;
einen vorderen Schieber;
einen
hinteren Schieber, der parallel zu dem vorderen Schieber ist, wobei
jeder der Schieber eine planare Stirnseite hat, welche quer zur
linearen Achse und im Allgemeinen parallel zu einer Stirnseite der
Dokumente vorliegt, wobei der hintere Schieber mit den Förderbändern in
Wirkverbindung steht, um die Vorwärtsbewegung des hinteren Schiebers
in linearer Übereinstimmung
mit den Förderbändern zu
bewirken, so dass der zweite Stapel von Dokumenten zwischen dem
hinteren Schieber und dem vorderen Schieber gehalten wird, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung außerdem aufweist:
ein Steuerelement,
das mit den Förderbändern und mit
dem vorderen und dem hinteren Schieber in Wirkverbindung steht,
um die Geschwindigkeit der Förderbänder und
der vorderen und hinteren Schieber selektiv und variabel zu steuern;
und
einen Schiebertransportmechanismus, der mit dem vorderen
Schieber in Wirkverbindung steht, um die Vorwärtsbewegung des vorderen Schiebers
in wählbarer
linearer Übereinstimmung
mit der Vorwärtsbewegung
der Förderbänder zu
bewirken, um den ersten Stapel von Dokumenten in eine im Wesentlichen vertikale
Position im Verhältnis
zu den Förderbändern zu
bringen und dort zu halten.
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Der vordere Schieber kann so um die
lineare Achse drehbar sein, dass eine Drehung des vorderen Schiebers
um die lineare Achse nach oben den vorderen Schieber aus dem Raum
zwischen dem ersten und dem zweiten Stapel von Dokumenten heraushebt,
was dazu führt,
dass der zweite Stapel von Dokumenten in den ersten Stapel von Dokumenten übergeht.
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In diesem Fall kann der vordere Schieber wahlweise
aus dem Schiebertransportmechanismus lösbar und linear entlang der
linearen Achse verschiebbar sein, wenn er sich in der nach oben
gedrehten Position befindet, und der hintere Schieber kann wahlweise
von den Förderbändern lösbar und linear
entlang der linearen Achse verschiebbar sein.
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Das Herausheben des vorderen Schiebers zwischen
dem ersten und dem zweiten Stapel von Dokumenten, die darauf folgende
lineare Verschiebung des vorderen Schiebers nach hinten in eine
Position neben und vor dem hinteren Schieber und die darauf folgende
lineare Verschiebung des hinteren Schiebers nach hinten können bewirken,
dass der zweite Stapel von Dokumenten in den ersten Stapel von Dokumenten übergeht,
so dass zusätzliche
Dokumente, die zwischen den vorderen Schieber und den hinteren Schieber
gesetzt werden, einen derartigen zweiten Stapel von Dokumenten bilden.
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Der vordere Schieber kann einen Getriebemechanismus
aufweisen, der wahlweise mit dem Schiebertransportmechanismus in
Wirkverbindung steht und so ausgeführt ist, dass er eine Verschiebung
des vorderen Schiebers nach vorn ermöglicht.
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In diesem Fall kann der Getriebemechanismus
mit dem Schiebertransportmechanismus in Wirkverbindung stehen, wenn
der vordere Schieber sich in nach unten gedrehter Position befindet,
und kann von dem Schiebertransportmechanismus gelöst werden,
wenn der vordere Schieber sich in nach oben gedrehter Position befindet.
Der Getriebemechanismus kann eine Einwegkupplung aufweisen, die
es dem Getriebemechanismus ermöglicht,
im Uhrzeigersinn zu rotieren, und die keine Rotation gegen den Uhrzeigersinn
zulässt,
um zu ermöglichen, dass
der vordere Schieber im Verhältnis
zu dem Schiebertransportmechanismus linear nach vorn verschoben
werden kann, wenn der vordere Schieber sich in der nach unten gedrehten
Position befindet.
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Die Vorrichtung kann außerdem einen
Abstandshalter aufweisen, der von einer Vorderseite des hinteren
Schiebers hervorragt, um den zweiten Stapel von Dokumenten in einem
vorherbestimmten Abstand von dem hinteren Schieber abzuteilen, und einen
Kanal, der in dem vorderen Schieber vorgesehen und so ausgeführt ist,
dass er während
der Rotation des vorderen Schiebers mit dem Abstandshalter in Eingriff
gebracht wird.
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Ein derartiger Kanal in dem vorderen
Schieber kann so gekrümmt
sein, dass er eine Ortskurve bildet, die einem Bogen entspricht,
der durch die Rotation des vorderen Schiebers um die lineare Achse definiert
wird, so dass die Ortskurve des Kanals während der Rotation des vorderen
Schiebers um die lineare Achse mit dem Abstandshalter in Eingriff
gebracht wird.
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In diesem Fall kann der Abstandshalter durch
einen Bereich des Kanals ragen, wenn der vordere Schieber vor und
neben dem hinteren Schieber angeordnet ist.
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Die vorliegende Erfindung wird nun
beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Detailansicht einer speziellen Ausführungsform
einer Dokumentenzufuhrvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
perspektivische Detailansicht einer speziellen Ausführungsform
der Dokumentenzufuhrvorrichtung gemäß 1, bei der insbesondere das Herausheben
eines vorderen Schiebers aus Stapeln von Dokumenten dargestellt
ist;
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3A eine
perspektivische Detailansicht einer speziellen Ausführungsform
eines hinteren Schiebers, wobei insbesondere ein hervorragender Abstandshalter
dargestellt ist;
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3B eine
perspektivische Detailansicht einer speziellen Ausführungsform
eines vorderen Schiebers, wobei insbesondere ein Kanal dargestellt ist,
der mit dem hervorragenden Abstandshalter gemäß 3A in Eingriff gebracht wird;
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3C eine
perspektivische Detailansicht einer speziellen Ausführungsform
eines vorderen Schiebers, der mit einem hinteren Schieber wirksam in
Eingriff steht;
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3D eine
Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 3C;
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4A–4E perspektivische Darstellungen einer
speziellen Ausführungsform,
die eine Abfolge der Vorgänge
zum Laden von Dokumenten veranschaulichen;
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5AE–5E jeweils Seitenansichten
der Abfolge der Vorgänge
gemäß 4A–4E,
wobei jede Figur in den 5A–5E einer Figur in den 4A–4E entspricht;
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6 eine
perspektivische Darstellung eines Dokumenten-Auffächer- und
Rüttelbereichs;
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7A eine
Seitenansicht des Dokumenten-Auffächer- und Rüttelbereichs gemäß 6 mit nach vorn geneigten
Dokumenten;
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7B eine
Seitenansicht des Dokumenten-Auffächer- und Rüttelbereichs gemäß 6 mit nach hinten geneigten
Dokumenten;
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7C eine
Seitenansicht des Dokumenten-Auffächer- und Rüttelbereichs gemäß 6 mit parallel ausgerichteten
Dokumenten; und
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8 ein
Blockdiagramm eines Steuersystems zum Steuern der Vorrichtung gemäß 1.
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In 1 ist
die Zufuhrvorrichtung 10 zum Laden von Dokumenten allgemein
dargestellt. Die Vorrichtung 10 weist ein Zufuhrmagazin 12 auf,
mit einem Rahmen 14, ei nem Rampenbereich, der eine im Allgemeinen
geneigte rechteckige Zufuhrrampe 16 und einen rechteckigen
aufrecht stehenden Seitenwandungsbereich 18 definiert,
der im rechten Winkel zu einer Grundfläche 20 der Zufuhrrampe
angeordnet ist und sich im Wesentlichen über die Länge der Zufuhrrampe erstreckt.
Die im Allgemeinen rechteckige Grundfläche 20 bildet einen
Dokumentenbeförderungsweg,
der definiert ist durch eine Mehrzahl von fünf parallelen gezahnten Endlos-Förderbändern 30,
welche quer über
die Grundfläche
voneinander beabstandet sind. Die Oberflächen der Förderbänder 30 sind im Wesentlichen
auf gleicher Höhe
wie die Grundfläche 20 der
Zufuhrrampe 16 und weisen Steuerkerben bzw. -zähne 32 auf,
die von den Förderbändern 30 so
nach oben ragen, dass sie mit den Unterkanten 34 der auf
der Zufuhrrampe platzierten Dokumente 36 in Eingriff gebracht
werden.
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Die Vorrichtung 10 ist so
ausgebildet, dass sie den Stapel von Dokumenten 36 aufnimmt
und die Dokumente an (nicht dargestellte) Verarbeitungsvorrichtungen
leitet, die im weiteren Verlauf der Verarbeitungslinie folgen. Zu
den Dokumenten 36 können Briefumschläge in herkömmlicher
Größe für persönliche Briefe
oder Geschäftsbriefe
zählen,
oder flache Papierwaren, also Poststücke, die im Allgemeinen eine
Kantenlänge
zwischen etwa 19 cm × 26,7
cm und 29,2 cm × 36,8
cm (etwa 7½ × 10½ Inch
und 11½ × 14½ Inch)
und eine Dicke von bis zu etwa 19 mm (etwa 3¾ Inch) oder mehr haben, wie
beispielsweise Magazine, Kataloge, große Umschläge und Ähnliches. Bei der dargestellten
Ausführungsform
sind die gestapelten Dokumente 36 im Allgemeinen aufrecht auf
der Kante stehend gelagert und werden entlang der Zufuhrrampe 16 vorwärts bewegt,
wobei sie im Allgemeinen quer zur Laufrichtung angeordnet sind.
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Die Förderbänder 30 sind so ausgebildet, dass
sie eine Vorwärtsbewegung
des Stapels von Dokumenten 36 in Richtung eines Zufuhrrollenmechanismus 38,
beispielsweise einer Auffächerstation, bewirken,
wie es später
noch genauer beschrieben wird. Nachdem er die Auffächerstation 38 erreicht hat,
wird der Stapel von Dokumenten 36 durch die Auffächervorrichtung
seitlich im Wesentlichen in der Ebene der Dokumente bewegt, um die
Dokumente aufgefächert
an die Vorrichtungen im weiteren Verlauf der Verarbeitungslinie,
wie z. B. Vereinzelungsvorrichtungen und Sortiervorrichtungen (nicht
dargestellt) zu leiten. Eine Stirnseite 40 jedes Dokuments 36 ist
im Wesentlichen parallel zu der Stirnseite benachbarter Dokumente
und quer zu einer linearen Achse (Beförderungsachse) der Vorwärtsbewegung der
Dokumente, wie durch den Pfeil 42 dargestellt.
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Jedes Förderband 30 ist an
gegenüberliegenden
Enden der Zufuhrrampe 16 auf Rollen 50 gelagert,
die eine kontinuierliche Schleife definieren, welche durch die Förderbänder gebildet
wird. Jede Rolle 50 wird fest durch eine (schräg verlaufende) Welle 52 gestützt, deren
Enden auf Trägern 54 lagern,
die an entgegengesetzten Enden des Zufuhrmagazins 12 in
dem Rahmen 14 angebracht sind. Die Bänder 30 werden von
einem Förderbandmotor 56 über eine
innerhalb des Rahmens 14 angeordnete und graphisch in 1 dargestellte Antriebsriemen- und
Riemenscheibenanordnung 58 rotierend angetrieben. Der Förderbandmotor 56 kann
beispielsweise ein durch ein Computersteuerungssystem 60 gesteuerter
Stellmotor sein, was nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
Wenn der Förderbandmotor 56 mit
Energie versorgt wird, rotieren die Förderbänder 30 und bewirken
eine Vorwärtsbewegung
der auf den Förderbändern befindlichen
Dokumente 36.
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Eine Schieberanordnung 70 weist
einen vorderen Schieber 72 und einen hinteren Schieber 74 auf,
der parallel zu dem vorderen Schieber liegt. Jeder Schieber 72 und 74 ist
im Allgemeinen flach und hat eine planare Oberfläche oder Stirnseite 76 quer zur
Beförderungsachse 42.
Somit ist die Stirnseite 76 jedes Schiebers im Allgemeinen
parallel zur Stirnseite 40 der Dokumente 36.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich
wird, weist ein Schiebertransportmechanismus 78 eine Führungswelle 80 auf,
die horizontal über
die Länge
der Zufuhrrampe 16 angeordnet und fest zwischen zwei Führungswellenträgern 82 angebracht
ist. Jeder Führungswellenträger 82 ragt
von dem Rahmen 14 an einer Position knapp links von der
aufragenden Seitenwandung 18 nach oben, um eine ungehinderte
lineare Bewegung der Schieber
72 und 74 entlang
der Führungswelle 80 zu
ermöglichen.
Ein Schiebertransportriemen 84 bildet eine kontinuierliche
Schleife und ist an einer Position unmittelbar unterhalb der Führungswelle 80 parallel
zur Führungswelle 80 angeordnet,
um eine Bewegung der Schieber 72 und 74 entlang
der Welle zu bewirken, was später
noch beschrieben wird.
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Der Schiebertransportriemen 84 ist
an entgegengesetzten Enden durch eine Rolle 86 gestützt, die
um einen Riementransportmechanismus 88 herum vorgesehen
ist, der eine Oberfläche 90 bildet,
auf der der Schiebertransportriemen ruht. Die Oberfläche 90 ist
relativ glatt, so dass die Vorwärtsbewegung des
Schiebertransportriemens 84 durch die Reibung zwischen
der Oberfläche 90 und
dem Schiebertransportriemen im Wesentlichen nicht behindert wird. Eine
Welle 92, die von der Mitte der Transportrolle 86 hervorragt,
ist durch eine im Stand der Technik bekannte Riemenscheiben- und
Riemenanordnung 98 mit einem Schiebertransportmotor 94 gekoppelt.
Der Schiebermotor 94 kann beispielsweise ein durch ein Computersteuerungssystem 60 gesteuerter
Stellmotor sein, was nachfolgend noch genauer, beschrieben wird.
Die Aktivierung des Schiebertransportmotors 94 führt zur
Vorwärtsbewegung
des Schiebertransportriemens 84 und somit zur Vorwärtsbewegung
des vorderen Schiebers 72.
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Der vordere Schieber 72 und
der hintere Schieber 7 sind durch Verlängerungsarme 110 und 111,
die im Wesentlichen rechtwinklig an jedem Schieber befestigt sind,
jeweils fest an der Führungswelle 80 angebracht.
Die Verlängerungsarme 110 und 111 können gebogen
oder nach außen
in Richtung der Führungswelle 80 abgewinkelt
sein, wie durch den Pfeil 112 dargestellt, um die lineare
Versetzung des vorderen Schiebers 72 in eine Position vor dem
hinteren Schieber 74 und an diesen angrenzend zu vereinfachen.
Der Verlängerungsarm 110 weist eine
Bohrung 114 auf, die in einem Bereich seiner Länge angeordnet
ist und durch die die Führungswelle 80 läuft. Eine
Laufbuchse 116, die in der Bohrung 114 angebracht
ist, erlaubt es dem Verlängerungsarm 110 und
dem daran angebrachten vorderen Schieber 72, linear zu
der Führungswelle 80 zu
gleiten. Der Winkel bzw. der nach außen gebogene Bereich 112 in
dem Verlängerungsarm 110 erlaubt
es dem vorderen Schieber 72, ohne Beeinflussung durch die
Führungswelle 80 im
Wesentlichen über die
gesamte Länge
der Zufuhrrampe 16 zu gleiten, und er erlaubt es dem vorderen
Schieber 72 auch, vor dem hinteren Schieber 74,
an diesen angrenzend, positioniert zu werden, ohne dass die Verlängerungsarme 110 und 111 jedes
Schiebers die Bewegung der Schieber behindern.
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Ein Getriebemechanismus 120,
der fest an einem unteren Bereich 122 des Verlängerungsarms 110 des
vorderen Schiebers 72 angebracht ist, ragt von dem Verlängerungsarm
direkt nach unten und weist ein Transportzahnrad 124 auf,
das drehbar an einer Getriebewelle 126 angebracht ist.
Das Transportzahnrad 124 ist so ausgeführt, dass es direkt nach unten
ragt und mit dem Schiebertransportriemen 84 in Kontakt
gebracht wird, der unmittelbar unterhalb der Führungswelle 80 angeordnet
ist.
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Wie am besten aus 2 ersichtlich wird, wird das Transportzahnrad 124 abhängig von
der Rotationsrichtung des vorderen Schiebers 72 um die Führungswelle 80 wahlweise
mit Zähnen
oder Kerben 128 auf dem Schiebertransportriemen 84 in
Eingriff gebracht. Der vordere Schieber 72 ist so ausgeführt, dass
er um die Führungswelle 80 rotiert,
da die Führungswelle
nur im Inneren der Laufbuchsen 116 läuft, was eine lineare und rotierende
Versetzung des vorderen Schiebers 72 mit sich bringt.
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Bei der dargestellten Ausführungsform
gemäß 2 ist der vordere Schieber 72 in
einer nach oben gedrehten Position dargestellt, in der eine Bedienperson
den vorderen Schieber um die Führungswelle 80 dreht.
Eine derartige Drehung nach oben löst das Transportzahnrad 124 aus
dem Schiebertransportriemen 84, so dass die Bewegung des Schiebertransportriemens 84 keine
Wirkung auf die lineare Position des vorderen Schiebers 72 hat.
Somit kann in der nach oben gedrehten Position der vordere Schieber 72 durch
die Bedienperson unabhängig
entlang der Führungswelle 80 versetzt
werden.
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Wenn, wie in 1 und 2 ersichtlich,
der Stapel von Dokumenten 36 auf den Förderbändern 30 angeordnet
ist und der vordere Schieber 72 sich in einer nicht gedrehten
oder nach unten gedrehten Position befindet, teilt der vordere Schieber
den Stapel von Dokumenten 36 im Wesentlichen in einen ersten
oder vorderen Stapel 140 und einen zweiten oder hinteren
Stapel 142. Eine Rotation des vorderen Schiebers 72 um
die Führungswelle 80 nach
oben hebt den vorderen Schieber zwischen dem ersten Stapel 140 und
dem zweiten Stapel 142 von Dokumenten heraus, was dazu
führt,
dass der zweite Stapel mit dem ersten Stapel vereinigt und somit
ein großer
Stapel von Dokumenten gebildet wird. Da eine derartige Rotation
nach oben auch das Transportzahnrad 124 aus dem Schiebertransportriemen 84 löst, kann
der vordere Schieber 72 durch eine einfache Handbewegung
der Bedienperson linear entlang der Führungswelle 80 versetzt
werden.
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Eine Einwegkupplung 148,
die in dem Transportzahnrad 124 angeordnet ist, erlaubt
es dem Transportzahnrad, sich im Uhrzeigersinn zu drehen (dargestellt
durch den Pfeil 150), nicht jedoch gegen den Uhrzeigersinn
(dargestellt durch den Pfeil 152). Die Einwegkupplung 148 erlaubt
es dem Schiebertransportriemen 84, den vorderen Schieber 72 mit dem
Transportriemen verrastet vorwärts
zu treiben, da das Transportzahnrad 124 sich nicht gegen
den Uhrzeigersinn 152 drehen kann. Daher führt die
Vorwärtsbewegung
des Transportriemens 84 unabhängig vom Zustand der Förderbänder 30 dazu,
dass sich der vordere Schieber 72 nach vorn bewegt. Die Bewegung
des vorderen Schiebers 72 wird durch die Bewegung des Schiebertransportriemens 84 vollständig gesteuert.
Das Steuerelement 60 synchronisiert wahlweise die Bewegung
des Schiebertransportriemens 84 mit der Bewegung der Förderbänder 30 und
den entsprechenden Dokumenten 36.
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Der hintere Schieber 74 ist
in ähnlicher
Weise an dem Schiebertransportmechanismus 78 befestigt
wie es beim vorderen Schieber 72 der Fall ist, mit Ausnahme
dessen, dass keine Transportriemenkopplung existiert. Der hintere
Schieber 74 ist durch den Verlängerungsarm 111, der
im Wesentlichen rechtwinklig an dem hinteren Schieber befestigt
ist, fest an der Führungswelle 80 angebracht.
Der Verlängerungsarm 111 kann
auch gebogen oder in Richtung der Führungswelle 82 nach
außen
abgewinkelt sein, wie es durch den Pfeil 162 dargestellt
ist. Der Verlängerungsarm 111 weist
ebenfalls eine Bohrung 164 auf, die in einem Bereich seiner
Länge angeordnet
ist und durch die die Führungswelle 80 läuft. Eine Laufbuchse 166,
die in der Bohrung 164 angebracht ist, erlaubt es dem Verlängerungsarm 111 und
dem daran angebrachten hinteren Schieber 74, linear zur Führungswelle 80 zu
gleiten.
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Der Winkel bzw. der nach außen gebogene Bereich 162 in
dem Verlängerungsarm 111 erlaubt
es dem hinteren Schieber 74, ohne Beeinflussung durch die
Führungswelle 80 oder
den vorderen Schieber 72 im Wesentlichen über die gesamte Länge der
Zufuhrrampe 16 zu gleiten. Der hintere Schieber 74 kann
in ähnlicher
Weise um die Führungswelle 80 nach
oben gedreht und linear entlang dieser versetzt werden. Hierbei
ist anzumerken, dass der gebogene Bereich 162 in dem Verlängerungsarm 111 des
hinteren Schiebers ausgeprägter
ist als der gebogene Bereich 112 in dem Verlängerungsarm 110 des
vorderen Schiebers, um es dem vorderen Schieber 72 zu ermöglichen,
ohne eine Störung
zwischen den Verlängerungsarmen 110 und 111 angrenzend
an den hinteren Schieber 74 platziert zu werden.
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Der hintere Schieber 74 steht
nicht mit dem vorderen Schiebertransportriemen 84 in Eingriff,
sondern wird vielmehr nur durch die Verrastung mit den Förderbändern 30 in
der Richtung 42 vorwärts
getrieben. Ein hinteres Schieberzahnrad 180, das an der Unterseite
des hinteren Schiebers 74 angeordnet ist, kämmt mit
den Zähnen 32 der
Förderbänder 30.
Eine derartige Verrastung treibt den hinteren Schieber 74 zusammen
mit den Förderbändern 30 vorwärts. Eine Einwegkupplung 181,
die in dem hinteren Schieberzahnrad 180 angeordnet ist,
erlaubt es dem Zahnrad, sich im Uhrzeigersinn zu drehen (dargestellt
durch den Pfeil 182), jedoch nicht gegen den Uhrzeigersinn (dargestellt
durch den Pfeil 184). Dies erlaubt es dem hinteren Schieber 74,
sich mit den Förderbändern 30 verrastet
in der Richtung 42 vorwärts
zu bewegen, wobei es gleichzeitig der Bedienperson ermöglicht wird,
den hinteren Schieber relativ zu den Förderbändern 30 linear nach
vorn zu versetzen, ohne das hintere Schieberzahnrad 180 aus
den Förderbändern 30 zu
lösen.
Um den hinteren Schieber 74 linear nach hinten zu versetzen,
dreht die Bedienperson den hinteren Schieber nach oben, um das hintere
Schieberzahnrad 180 aus den Förderbändern 30 zu lösen, und
schiebt den hinteren Schieber nach hinten, während die Förderbänder in Bewegung sind.
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Wie aus 1 und 3A–3D ersichtlich wird, weist
der hintere Schieber 74 einen Griff 188 auf, der von
dessen Hinterseite nach hinten ragt, und einen Abstandshalter 190,
der von dessen Vorderseite hervorragt. Der Abstandshalter 190 trennt
den zweiten oder hinteren Stapel von Dokumenten 142 in
einem vorherbestimmten Abstand, beispielsweise etwa 63,5 bis 127
mm (etwa ¼ bis ½ Inch)
von dem hinteren Schieber 74. Der Abstandshalter 190 kann
beispielsweise ein Metalldraht-Abstandselement in Form eines Bogens
sein. Alternativ dazu kann auch eine Mehrzahl von nach oben ragenden
Ansätzen verwendet
werden. Wenn der zweite Stapel von Dokumenten 142 angrenzend
an den hinteren Schieber 74 angeordnet wird, bildet der
Abstandshalter 190 eine Lücke dazwischen, so dass ein
kleiner Raum zwischen dem zweiten Stapel von Dokumenten 142 und
der Oberfläche
des hinteren Schiebers existiert. Der Abstandshalter 190 hat
die Form eines Bogens, dessen Ortskurve dem Umfang eines imaginären Kreises
entspricht, dessen Mitte sich an der Führungswelle 80 befindet.
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Der vordere Schieber 72 weist
einen Griff 195 und einen Kanal 196 auf, der so
ausgebildet ist, dass er während
der Rotation des vorderen Schiebers um die Führungswelle 80 und
der nachfolgenden Verrastung mit dem Abstandshalter 190 in
Eingriff gebracht wird. Der Kanal 196 erstreckt sich durch
die gesamte Dicke des vorderen Schiebers 74 und entlang
eines Bogens, der dem Bogen entspricht, welcher durch den Abstandshalter 190 definiert
ist. Der Kanal 196 und der Abstandshalter 190 werden
dazu verwendet, den vorderen Schieber 72 zwischen dem hinteren
Schieber 74 und dem zweiten Stapel von Dokumenten 142 zu
positionieren, ohne den zweiten Stapel von Dokumenten physisch von dem
hinteren Schieber weg zu bewegen. Somit erlaubt es die Rotation
des vorderen Schiebers 72 um die Führungswelle 80, dass
der Kanal 196 während der
Rotation des vorderen Schiebers mit dem ähnlich geformten Abstandshalter 190 wirksam
in Eingriff gebracht wird, wenn die beiden Schieber 72 und 74 nebeneinander
positioniert werden.
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Wenn der zweite Stapel von Dokumenten 142 zwischen
dem hinteren Schieber 74 und dem vorderen Schieber 72 eingegrenzt
ist, kann der vordere Schieber nach oben gedreht und dann entlang der
Führungswelle 80 nach
hinten versetzt werden. Wenn der vordere Schieber 72 linear
an den hinteren Schieber 74 angrenzend und unmittelbar
vor diesem positioniert ist, wird er nach unten gedreht, so dass der
Kanal 196 mit dem Abstandshalter 190 in Eingriff gebracht
wird. Dies erlaubt es dem vorderen Schieber 72, zwischen
dem hinteren Schieber 74 und dem zweiten Stapel von Dokumenten 142 im
Wesentlichen in Position zu „rutschen". Durch das Platzieren des
vorderen Schiebers 72 hinter dem zweiten Stapel von Dokumenten 142,
aber unmittelbar vor dem hinteren Schieber 74 vereinigt
sich der zweite Stapel von Dokumenten 142 im Wesentlichen
mit dem ersten Stapel von Dokumenten 140, die dann entlang der
Förderbänder 30 zum
Zufuhrrollenmechanismus 38 weitergeleitet werden.
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Die Möglichkeit, den vorderen Schieber 72 und
den hinteren Schieber 74 über die Länge der Zufuhrrampe 16 nicht überlappend
wieder zu positionieren, erlaubt es der Bedienperson, kontinuierlich
Dokumente auf der Zufuhrrampe hinzuzufügen, um den zweiten Stapel
von Dokumenten 142 zu bilden und diesem Dokumente 36 hinzuzufügen, während die Dokumente
sich kontinuierlich in Richtung des Zufuhrrollenmechanismus 38 bewegen.
Ein derartiges nicht überlappendes
erneutes Positionieren erlaubt eine schnelle und effiziente Beförderung
von Dokumenten auf die Zufuhrrampe 16.
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Nachfolgend wird auf 1, 4A–4E und 5A–5E Bezug genommen. Die Wirkungsweise
des vorderen Schiebers 72 und des hinteren Schiebers 74 ist
bildhaft in den 4A–4E und in den entsprechenden
Seitenansichten der 5A–5E dargestellt. Zuerst sind
der vordere Schieber 72 und der hintere Schieber 74 auf
der Zufuhrrampe 16 in einem vorherbestimmten Abstand voneinander
getrennt. Dies ermöglicht
es, den ersten Stapel von Dokumenten 140 vor dem vorderen
Schieber 72 zu platzieren und den zweiten Stapel von Dokumenten 142 vor
dem hinteren Schieber 74 zu platzieren. Somit ist der zweite Stapel
von Dokumenten 142 zwischen dem vorderen Schieber und dem hinteren
Schieber eingegrenzt, wie in 4A und 5A dargestellt, wenn der
erste Stapel von Dokumenten 140 zum Zufuhrrollenmechanismus 38 bewegt
wird. Sobald die ersten und zweiten Stapel von Dokumenten 140 und 142 auf
die Zufuhrrampe 16 geladen worden sind, schiebt die Bedienperson
den hinteren Schieber 74 nach vorn, um jeglichen Leerraum
zwischen dem zweiten Stapel von Dokumenten 142 und dem
vorderen Schieber 72 zu beseitigen, wie in 4B und 5B dargestellt.
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Sobald sie aufgeladen wurden, werden
der erste Stapel von Dokumenten 140 und der zweite Stapel
von Dokumenten 142 entlang der Förderbänder 30 zum Zufuhrrollenmechanismus 38 bewegt,
wo der erste Stapel von Dokumenten verarbeitet wird. So kann der
Zufuhrrollenmechanismus 38 beispielsweise eine Auffächervorrichtung
sein, die die vordersten Dokumente von dem ersten Stapel 140 von Dokumenten 140 entfernt.
Beide Stapel von Dokumenten 140 und 142 werden
gleichzeitig in der Richtung 42 entlang des vorherbestimmten
Pfads, der von den Förderbändern 30 definiert
ist, zum Zufuhrrollenmechanismus 38 bewegt. Der vordere
Schieber 72 und der hintere Schieber 74 bewegen
sich in linearer Übereinstimmung
mit den Dokumenten 36, wenn der erste Stapel von Dokumenten 140 in
den Zufuhrrollenmechanismus 38 geleitet wird.
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Wenn die Dokumente aus dem ersten
Stapel 140 dem Zufuhrrollenmechanismus 38 zugeführt werden,
nimmt die Größe des Stapels
ab. Wenn die Größe des ersten
Stapels von Dokumenten 140 um einen vorherbestimmten Betrag
verringert wurde, beispielsweise um 80% seiner ursprünglichen
Größe, dreht
die Bedienperson den vorderen Schieber 72 um die Führungswelle 80 nach
oben, um den vorderen Schieber zwischen dem ersten und dem zweiten
Stapel von Dokumenten 140 und 142 herauszuheben.
Dies bewirkt, dass der zweite Stapel von Dokumenten 142 mit
dem ersten Stapel von Dokumenten 140 vereinigt wird, um
einen einzigen, größeren, ersten
Stapel von Dokumenten zu bilden, wie in 4C und 5C dargestellt.
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Dann, während der vordere Schieber 72 in der
nach oben gedrehten Position ist, versetzt die Bedienperson den
vorderen Schieber nach hinten in eine Position neben und unmit telbar
vor dem hinteren Schieber 74 und dreht dann den vorderen
Schieber so nach unten, dass der vordere Schieber sich zwischen
dem hinteren Schieber und den Dokumenten 36 befindet, wie
in 4D und 5D dargestellt. In dieser
Position wird der Kanal 196 in dem vorderen Schieber 72 mit
dem Abstandshalter 190 in dem hinteren Schieber 74 in
Eingriff gebracht und ermöglicht es
den beiden Schiebern, nebeneinander zu liegen, ohne eines der Dokumente
in dem Stapel physisch zu entfernen.
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An diesem Punkt versetzt die Bedienperson den
hinteren Schieber 74 nach hinten, um eine Lücke von
vorherbestimmter Größe zwischen
dem vorderen Schieber 72 und dem hinteren Schieber 74 zu
bilden, wobei der vordere Schieber neben dem rückseitigen Ende des ersten
Stapels von Dokumenten 140 bleibt, wie in 4E und 5E dargestellt.
Dann wiederholt die Bedienperson das Verfahren durch das Platzieren
weiterer Dokumente zwischen dem vorderen Schieber 72 und
dem hinteren Schieber 74, wodurch der zweite Stapel von
Dokumenten 142 gebildet wird. Der vorstehend beschriebene
Vorgang erfolgt kontinuierlich, während die Förderbänder 30 den ersten
Stapel 140 und den zweiten Stapel 142 von Dokumenten
zum Zufuhrrollenmechanismus 38 bewegen, so dass der Zufuhrrollenmechanismus kontinuierlich
Dokumente zugeführt
bekommt.
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Wie aus 1, 6 und 7A–7C ersichtlich, kann
das Zufuhrmagazin 12 um eine Schwenkachse gedreht werden,
wie durch den Pfeil 300 dargestellt. Die Schwenkachse 300 ist
koplanar zur Beförderungsachse 42 und
koaxial zur Schnittstelle der Grundfläche 20 der Zufuhrrampe 16 und
der sich erhebenden Seitenwand 18. Durch das Kippen des
Zufuhrmagazins 12 wird die Ebene der Förderbänder 30, der Grundfläche 20 und
der sich erhebenden Seitenwand 18, die daran befestigt
ist, wirksam gekippt. Das Kippen des Zufuhrmagazins 12 um etwa fünf bis fünfzehn Grad
drückt
die seitlichen Begrenzungen des Stapels von Dokumenten 36 wirksam
gegen die Seitenwand 18, wodurch die Lagegenauigkeit der Dokumente
vereinfacht wird. Auch die Zufuhrrampe 16 ist leicht geneigt,
beispielsweise um acht Grad, wie durch den Pfeil 301 dargestellt,
so dass die Dokumente 36 an der Stirnseite der Schieber 72 und 74 anliegen.
Dokumente
36, deren Kanten mit einer gemeinsamen Grenzlinie
fluchten, neigen weniger dazu, sich in der Vorrichtung 10 zu
verfangen oder in anderer Weise fehlgeleitet zu werden.
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Wie oben beschrieben, kann der Zufuhrrollenmechanismus 38 beispielsweise
eine Auffächervorrichtung 302 sein,
die vorzugsweise zwischen fünf und
zwanzig konisch geformte Rollen 304 aufweist, welche in
Richtung des vorderen Endes der Zufuhrrampe 16 angeordnet
sind, wodurch die Mündung oder
der Einlass 305 des Zufuhrrollenmechanismus definiert wird.
Es kann jedoch jede geeignete Anzahl von konischen Rollen 304 verwendet
werden. Jede konische Rolle 304 dreht sich um eine Welle 306,
und jede Welle steht in Wirkverbindung mit einem Motor 307 für die konischen
Rollen, der die Drehzahl der konischen Rollen steuert. Alternativ
dazu können auch
mehrere Motoren 307 für
die konischen Rollen verwendet werden, um einzelne konische Rollen 304 oder
ausgewählte
Gruppen von Rollen zu steuern, so dass beispielsweise einzelne Gruppen
von fünf
Rollen in einer anderen Geschwindigkeit als benachbarte Gruppen
von Rollen gedreht werden können.
Der Motor 307 für
die konischen Rollen kann beispielsweise ein durch ein Computersteuerungssystem 60 gesteuerter
Stellmotor sein, was nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
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Jede Welle 306 befindet
sich unterhalb der Höhe
der Grundfläche 20 der
Zufuhrrampe 16 und ist relativ zur Ebene der Grundfläche 20 gekippt,
so dass ein rotierender Oberflächenbereich 308 jeder konischen
Rolle 304 im Wesentlichen parallel zur Ebene der Grundfläche liegt.
Eine Führungsplatte 310 deckt
die konischen Rollen 304 teilweise ab und ermöglicht es
der rotierenden Oberfläche 308 jeder konischen
Rolle, offenzuliegen. Die Führungsplatte 310 kann
beispielsweise aus einer Mehrzahl dreieckiger Metall- oder Kunststoffplatten
bestehen, die zwischen nebeneinander liegenden konischen Rollen
positioniert und befestigt sind.
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Alternativ dazu kann die Führungsplatte 310 auch
eine planare Platte aus Metall oder Kunststoff mit ausgeschnittenen
dreieckigen Bereichen 312 sein, durch die die rotierenden
Oberflächen 308 jeder konischen
Rolle 304 offenliegen. Folglich müssen die rotie renden Oberflächen 308 jeder
konischen Rolle 304 leicht über die Ebene der Führungsplatte 310 hinausragen,
so dass die Unterkanten der Dokumente 36 mit den rotierenden
Oberflächen
in Kontakt sind, wenn die Dokumente 36 sich vorwärts bewegen.
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Die Zufuhrrampe 16 kann
im Vergleich zur Führungsplatte 310 leicht
angehoben sein, so dass die Höhe
der Förderbänder 30 geringfügig über der Höhe der konischen
Rollen 304 liegt. Dokumente 36, die die Zufuhrrampe 16 verlassen,
werden durch die Kerben oder die Zähne 32 der Förderbänder 30 nach unten
befördert,
wenn die Dokumente das vordere Ende der Förderbänder erreichen. Die Dokumente 36 werden über eine
geringe Strecke, beispielsweise 2,54 cm (1 Inch) nach unten befördert, bevor
sie mit der Führungsplatte 310 und
den Zufuhrrollen 304 in Kontakt kommen. Alle Dokumente 36,
die das Ende der Zufuhrrampe 16 erreichen, werden auf die
Führungsplatte 310 befördert, die
die konischen Rollen 304 teilweise abdeckt und eine im
Wesentlichen glatte Übergangsfläche entlang
der konischen Rollen bietet.
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Da jede konische Rolle 304 so
angeordnet ist, dass ihre Rotationsachse parallel zur Länge der Zufuhrrampe 16 liegt,
rotiert die Oberfläche 308 jeder konischen
Rolle 304 tangential zur Richtung, in der sich die Dokumente 36 entlang
der Zufuhrrampe 16 bewegen. Von jeder konischen Rolle 304 ist
ein proximales Ende 314 bzw. das Ende, das den kleinsten Durchmesser
hat, am nächsten
zum vorderen Bereich 316 der Zufuhrrampe 16 angeordnet.
Der Durchmesser jeder konischen Rolle 304 erhöht sich vom
proximalen Ende 314 zu einem distalen Ende 318 jeder
konischen Rolle. Somit erhöht
sich die Geschwindigkeit der rotierenden Oberfläche 308, die auf die
Unterkanten der mit den konischen Rollen 304 in Kontakt
kommenden Dokumente 36 wirkt, wenn die Dokumente in die
Auffächervorrichtung 302 geleitet
werden.
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Wenn die Unterkanten der Dokumente 36 mit den
rotierenden konischen Oberflächen 308 in
Eingriff gebracht werden, überqueren
die Dokumente die konischen Antriebsflächen entlang einer relativ
linearen oder geraden Bahn vom proximalen Ende 314 bis zum
distalen Ende 318 der konischen Rollen 304, wobei
die Unterkanten des Doku ments mit den rotierenden konischen Antriebsflächen im
Wesentlichen in Punktkontakt stehen. Wenn jedes der aufeinanderfolgenden
Dokumente 36 die konischen Antriebsflächen 308 überquert,
verleihen die konischen Rollen 304 den Unterkanten der
Dokumente 36 Geschwindigkeitskomponenten unterschiedlicher
Größe und bewirken
die Bewegung aufeinanderfolgender Dokumente in eine aufgefächerte Anordnung.
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Die konischen Antriebsflächen 308 verleihen der
Unterkante jedes der aufeinanderfolgenden Dokumente 36 einen
Geschwindigkeitsvektor oder eine Kraftkomponente von stufenweise
ansteigender Größe, wenn
diese Dokumente durch die Förderbänder 30 auf
die konischen Antriebsflächen
geschoben werden. Derartige stufenweise ansteigende Geschwindigkeits-
oder Kraftkomponenten liegen im Wesentlichen in der Ebene der Dokumente 36 und verleihen
jedem Dokument eine seitliche Bewegung in einer Ebene, die im Wesentlichen
quer zu den Förderbändern 30 liegt.
Dies führt
dazu, dass die Dokumente 36 in stufenweise ansteigenden
Geschwindigkeiten seitlich aus dem Stapel bewegt werden, wenn sie
sich von den Scheitelpunkten der konischen Rollen 304 weiter
weg bewegen.
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Dies erzeugt eine unterscheidende
seitliche Bewegung zwischen aufeinanderfolgenden Dokumenten 36,
was dazu führt,
dass die seitlichen Vorderkanten der Dokumente relativ zueinander
aufgefächert
werden. Eine derartige Auffächervorrichtung 302 ist
in dem Europäischen
Patent Nr. 0 703 868 näher
beschrieben.
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Eine aufrecht stehende Grundplatte 320 ist
in einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene
der Stirnseite 40 der Dokumente 36 liegt, und
hat einen hierzu parallelen Stirnseitenbereich 322. Die
Dokumente 36 können
etwa in einem Winkel von acht Grad zur Grundplatte 320 geneigt sein,
da die Zufuhrrampe 16 und die Förderbänder 30 in einem Winkel
von acht Grad geneigt sein können, wie
vorstehend beschrieben. Die Grundplatte 320 ist quer zur
Laufrichtung 42 der Förderbänder 30 angeordnet
und ist zum distalen Ende 318 der konischen Rollen 304 hin
zurückgesetzt
und überlappt
zum Teil die Führungsplatte 310.
Die Grundplatte stellt einen „Anschlag" bzw. eine Sperre
dar, über
die die Dokumente 36 nicht hinaus bewegt werden können. Somit wird
den Dokumenten 36, die sich der Grundplatte 320 in
einer Ebene nähern,
die im Wesentlichen parallel zur Stirnseite 322 der Grundplatte
liegt, durch die rotierenden konischen Rollen 304 eine
Geschwindigkeit in Querrichtung verliehen, wenn die Dokumente über die
Führungsplatte 310 laufen
und mit den rotierenden Oberflächen 308 in
Kontakt kommen.
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Die Dokumente 36, die sich
der Grundplatte 320 nähern,
sind vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Stirnseite 322 der
Grundplatte. Der vordere Schieber 72 stützt jedoch nur einen rückseitigen
Bereich 324 des ersten Stapels von Dokumenten 140 und
bietet keine Stütze
für einen
vorderen Bereich 326 des ersten Stapels von Dokumenten.
Daher kann der erste Stapel von Dokumenten 140 Dokumente
aufweisen, die relativ zur Stirnseite 322 der Grundplatte 320 nach
vorn geneigt sind, wie in 7A dargestellt.
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Umgekehrt können die Dokumente in Bezug auf
die Stirnseite 322 der Grundplatte 320 auch nach hinten
geneigt sein, wie in 7B dargestellt.
Im Idealfall sind die Dokumente 36 im Wesentlichen parallel zur
Stirnseite 322 der Grundplatte 320, wie in 7C dargestellt.
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Um die Dokumente 36 in eine
im Wesentlichen parallele Ausrichtung zur Stirnseite 322 der Grundplatte 320 zu
bringen, werden ein oberer Sensor 350, ein unterer Sensor 352 und
ein Rüttelmechanismus
354 im Zusammenhang mit der Steuerung des vorderen Schiebers 72 und
der Förderbänder 30,
die durch das Steuerelement 60 erfolgt, verwendet. Der
untere Sensor 352 ist in Richtung eines unteren Bereichs
der Grundplatte 320 angeordnet, so dass ein unterer Bereich 356 des
unteren Sensors gleitend mit der Führungsplatte 310 in
Kontakt gebracht wird und über
das distale Ende 318 der konischen Rollen 304 läuft.
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Der untere Sensor 352 ist
als im Wesentlichen rechteckiger Stab konstruiert, der parallel
zur Grundplatte 320 zwischen der Stirnseite 322 der Grundplatte
und dem distalen Ende
318 der konischen Rollen 304 angeordnet
ist. Der untere Sensor 352 überlappt einen Bereich des
distalen Endes 318 der konischen Rollen 304, aber
kommt nicht damit in Kontakt. Halbkreisförmige Wölbungen 358 oder „Ausnehmungen", die im unteren
Bereich 356 des unteren Sensors 352 vorgesehen
sind, verhindern einen Kontakt zwischen dem unteren Bereich des
unteren Sensors und dem distalen Ende 318 der konischen
Rollen 304.
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Dokumente 36, die über die
Führungsplatte 310 und über die
konischen Rollen 304 laufen, kommen mit dem unteren Sensor 352 in
Kontakt, bevor ihnen durch die konischen Rollen eine Geschwindigkeit
in Querrichtung verliehen wird, da die Rotation der konischen Rollen
durch das Steuerelement 60 gesteuert wird, was nachfolgend
noch beschrieben wird. Ein derartiger Kontakt führt dazu, dass der untere Sensor 352 in
Querrichtung zur Grundplatte 320 hin versetzt wird, da
der untere Sensor auf einer Feder angebracht ist. Ein Satz (nicht
dargestellter) Federn ermöglicht
es dem Sensor 352, in Bezug auf die Grundplatte 320 wechselseitig
versetzt zu werden. Es kann jedoch jeglicher Mechanismus verwendet werden,
der eine wechselseitige Versetzung des unteren Sensors 352 ermöglicht.
Wenn der untere Sensor 352 durch die Dokumente 36 in
Vorwärtsrichtung zur
Grundplatte 320 hin versetzt wird, wird eine Schaltung
aktiviert, die dem Steuerelement 60 anzeigt, dass ein Dokument 36 mit
dem unteren Sensor in Kontakt gekommen ist.
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Der obere Sensor 350 ist
vertikal oberhalb des unteren Sensors 352 angeordnet und
ragt quer aus einem Schlitz bzw. einer Öffnung 362 in der
Stirnseite 322 der Grundplatte 320 hervor. Der
obere Sensor 350 kann als Rad ausgebildet sein, das in
Querrichtung versetzt wird, wenn es mit einem Dokument 36 in
Kontakt kommt. Eine Feder 370 ermöglicht es dem oberen Sensor 350 in ähnlicher
Weise, wechselseitig in Bezug auf die Grundplatte 320 versetzt
zu werden. Es kann jedoch jeglicher Mechanismus verwendet werden,
der eine wechselseitige Versetzung des oberen Sensors 350 ermöglicht.
Die minimal und maximal zulässige
wechselseitige Versetzung des oberen Sensors 350 und des
unteren Sensors 352 ist im Wesentlichen gleich, so dass
die Kanten der Senso ren eine imaginäre Ebene bilden, die im Wesentlichen
parallel zur Grundplatte 320 liegt und von dieser beabstandet
ist. Dies ermöglicht
es dem Steuerelement 60, zu bestimmen, wann die Dokumente 36 parallel
zur Grundplatte 320 sind.
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Um für eine genaue Steuerung des
Motors 56 für
die Förderbänder, des
Schiebertransportmotors 94 und des Motors 307 für die konischen
Rollen zu sorgen, kann jeder Motor beispielsweise ein durch das
Steuerelement 60 gesteuerter Stellmotor sein, wie er aus
dem Stand der Technik bekannt ist. Der Rüttelmechanismus 354 steht
in Wirkverbindung mit der Grundplatte 320 und weist vier
Räder 374 auf,
die teilweise durch Schlitze 376 in der Grundplatte hervorragen.
Die Räder 374 sind
vertikal oberhalb des oberen Sensors 350 angeordnet und
kommen an einem Punkt im oberen Bereich der Dokumente mit den Dokumenten 36 in
Kontakt. Jedes Paar von Rädern 374 weist
eine vertikal angeordnete Antriebswelle 378 auf, die durch
eine „nicht
mittige" Öffnung jedem
Rad läuft,
wodurch eine Exzenternockenanordnung gebildet wird. Wenn die Antriebswelle 378 rotiert,
rotieren die Räder 374 exzentrisch
um die Antriebswelle und führen
dazu, dass die Oberfläche
der Räder
in Bezug auf die Grundplatte 320 quer und wechselseitig
versetzt wird.
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Wenn der Rüttelmechanismus 354 aktiviert wird,
werden alle Dokumente 36, die sich in der Nähe der Räder 374 befinden,
im Wesentlichen „gerüttelt" oder „angestoßen" oder wiederholt
und wechselseitig zur Grundplatte 320 versetzt. Dies führt dazu,
dass nach vorn geneigte Dokumente 36 nach hinten versetzt
werden, um vertikal ausgerichtet zu werden, damit sie im Wesentlichen
parallel zur Grundplatte 320 sind. Eine derartige wechselseitige
Versetzung der Dokumente 36 drückt den ersten Stapel von Dokumenten 140 in
eine im Wesentlichen parallele Ausrichtung zur Grundplatte 320.
Die Räder 374 müssen jedoch
nicht als Exzenternockenanordnung ausgebildet sein und können beispielsweise
auch lineare Stellantriebe sein, die über eine lineare Bahn laufen.
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Jede Antriebswelle 378 ist über eine
Riemen- und Riemenscheibenanordnung 384, wie sie aus dem
Stand der Technik bekannt ist, mit einem Rüttelmotor 382 gekoppelt.
Der Rüttelmotor 382 steht
in Wirkverbindung mit dem Steuerelement 60, so dass er
in Abhängigkeit
vom Zustand des oberen Sensors 350 und des unteren Sensors 352 von
dem Steuerelement 60 aktiviert wird.
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Nachfolgend wird auf 1, 6, 7A–7C und 8 Bezug genommen. 8 zeigt eine spezielle Ausführungsform
eines Blockdiagramms des Steuerelements 60. Das Steuerelement 60 ist
innerhalb des Rahmens 14 angeordnet und steht in Wirkverbindung
mit dem oberen Sensor 350 und dem unteren Sensor 352 und
empfängt
von den Sensoren Eingangssignale. Das Steuerelement 60 weist
einen Computer 400 auf, der beispielsweise ein Mikroprozessor,
ein Mikrocontroller, ein diskreter Prozessor oder eine andere geeignete
Steuervorrichtung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist,
sein kann. Nicht dargestellt sind verschiedene Speicherschaltungen,
wie z. B. RAM und ROM und Input-/Output-Schaltungen, die in derartigen
Computervorrichtungen integriert sind. Das Steuerelement 60 kann
irgendwo auf der oder nahe der Vorrichtung 10 angeordnet
sein und kann in einiger Entfernung durch Kabel mit der Vorrichtung
verbunden sein.
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Das Steuerelement 60 weist
erste, zweite und dritte Stellmotor-Steuerschaltungen 402, 404 und 406 auf.
Die erste Stellmotor-Steuerschaltung 402 steuert den Motor 56 des
Förderers,
der wiederum die Förderbänder 30 steuert.
Die zweite Stellmotor-Steuerschaltung 404 steuert
den Schiebertransportmotor 94, der wiederum den Schiebertransportriemen 84 steuert.
Die dritte Stellmotor-Steuerschaltung 406 steuert den Motor 307 für die konischen Rollen,
der wiederum die konischen Rollen 304 steuert. Die dritte
Stellmotor-Steuerschaltung 406 kann abhängig von der Anzahl der Motoren 307 für die konischen
Rollen, die vorhanden sind, mehrere Male vervielfacht werden, da
die konischen Rollen 304 einzeln oder in vorherbestimmten
Gruppen gesteuert werden können.
Wenn beispielsweise zwanzig konische Rollen 304 in vier
Gruppen von je fünf
konischen Rollen aufgeteilt werden, werden vier Stellmotor-Steuerschaltungen 406 verwendet,
so dass alle fünf
konischen Rollen in der Gruppe mit der gleichen Geschwindigkeit
arbeiten.
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Stellmotoren, wie z. B. der Motor 56 des
Förderers,
der Schiebertransportmotor 94 und der Motor bzw. die Motoren 307 für die konischen
Rollen werden verwendet, da sie leicht und präzise gesteuert werden können. Die
Drehzahl jedes Motors 56, 94 und 307 kann
auf einfache und wirksame Weise zwischen einer Minimaldrehzahl,
beispielsweise null cm pro Sekunde und einer Maximaldrehzahl, beispielsweise
152,4 cm pro Sekunde (60 Inch pro Sekunde) gesteuert werden.
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Eine Steuerschaltung 410 für den Rüttelmotor
steuert den Rüttelmotor 382 und
muss keine Stellmotor-Steuerschaltung sein, da der Rüttelmotor
mit konstanter Drehzahl betrieben wird und entweder aktiviert oder
nicht aktiviert ist. Es kann jedoch abhängig von der Verfügbarkeit
derartiger Schaltungen in dem Steuerelementmodul 60 auch
eine Stellmotor-Steuerschaltung verwendet werden, um einen derartigen
Motor zu steuern, selbst wenn eine variable Drehzahlsteuerung nicht
erforderlich ist.
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Die Sensoren 350 und 352 ermöglichen
es dem Steuerelement 60, zu erfassen, wann die Dokumente 36 in
einer Ebene liegen, die im Wesentlichen parallel zu der Stirnseite 322 der
Grundplatte 320 ist. Das Steuerelement 60 erfasst
auch, wann die Dokumente 36 in einem Winkel zur Grundplatte 320 angeordnet
sind, indem der Zustand des oberen Sensors 350 und des
unteren Sensors 352 untersucht wird.
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Wenn beim Betrieb der Vorrichtung
der Stapel von Dokumenten 36 noch nicht die Dokumentenauffächervorrichtung 38 erreicht
hat, besteht kein Kontakt mit dem oberen Sensor 350 und
dem unteren Sensor 352. In diesem Zustand deaktiviert das Steuerelement 60 die
Motoren 307 für
die konischen Rollen, so dass diese nicht rotieren. Um den Stapel von
Dokumenten 36 vorwärts
zu bewegen, werden der Förderbandmotor 56 und
der Schiebertransportmotor 94 mit maximaler Drehzahl betrieben
und miteinander synchronisiert, damit sie mit identischer Drehzahl
arbeiten.
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Das Steuerelement 60 erfasst,
dass der Stapel von Dokumenten 36 in Bezug auf die Grundplatte 320 nach
vorn geneigt ist, wenn der obere Sensor 350 einen Kontakt
mit dem Stapel von Dokumenten erfasst, während der untere Sensor 352 keinen
Kontakt erfasst, wie in 7A dargestellt.
Um den ersten Stapel von Dokumenten 140 in eine im Wesentlichen vertikale
Position zu bringen, weist das Steuerelement 60 die erste
Stellmotor-Steuerschaltung 402 an, die Förderbänder 30 zu
aktivieren. Dies führt
dazu, dass die Unterseite des Stapels von Dokumenten 36 um eine
vorherbestimmte Strecke nach vorn bewegt wird. Gleichzeitig weist
das Steuerelement 60 die Steuerschaltung 410 für den Rüttelmotor
an, den Rüttelmechanismus 354 zu
aktivieren, während
der Schiebertransportriemen 84 und somit der vordere Schieber 72 ortsfest
sind. Hierdurch wird die Unterseite der Dokumente 36 zum unteren
Sensor 352 bewegt, wenn die exzentrischen Räder 374 den
oberen Bereich der Dokumente von der Grundplatte 320 weg versetzen.
Eine derartige Versetzung in Kombination mit der Bewegung des unteren
Bereichs der Dokumente 36 bringt die Dokumente in eine
vertikale Position im Wesentlichen parallel zur Grundplatte.
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Wenn eine parallele Ausrichtung der
Dokumente 36 erreicht wurde, wie es durch die gleichzeitige
Aktivierung sowohl des oberen Sensors 350 als auch des
unteren Sensors 352 angezeigt wird, weist das Steuerelement 60 die
dritte Stellmotor-Steuerschaltung 406 an, den Motor 307 für die konischen Rollen
zu aktivieren. Dies lässt
die konischen Rollen 304 rotieren, wodurch die auf den
Kanten stehenden Dokumente im rechten Winkel zur Zufuhrrampe 16 und
zu anderen Verarbeitungsstationen transportiert werden. Zu diesem
Zeitpunkt weist das Steuerelement 60 die erste Stellmotor-Steuerschaltung 402 an,
die Förderbänder 30 zu
aktivieren, und weist die zweite Stellmotor-Steuerschaltung 404 an,
den Schiebertransportmotor 94 zu aktivieren, so dass die Dokumente 36 in
der Richtung 42 vorwärts
transportiert werden. Während
der gleichzeitigen Aktivierung der Förderbänder 30 und des Schiebertransportriemens 84 bewegt
sich der vordere Schieber 72 zusammen mit den Förderbändern 30,
in diese eingreifend. Das vorgenannte Verfahren wird wiederholt,
so dass die Dokumente 36 kontinuierlich verarbeitet und der
Auffächervorrichtung 302 zugeführt werden.
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Das Steuerelement 60 erfasst,
dass die Dokumente 36 in Bezug auf die Grundplatte 320 nach hinten
geneigt sind, wenn der untere Sensor 352 einen Kontakt
mit dem Stapel von Dokumenten 36 erfasst, während der
obere Sensor 350 keinen Kontakt erfasst, wie in 7B dargestellt. Um die Dokumente 36 in
eine im Wesentlichen vertikale Position zu bringen, stoppt das Steuerelement 60 die
Förderbänder 30,
so dass die Unterseite der Dokumente in Bezug auf die Zufuhrrampe 16 fest
bleiben. Dann weist das Steuerelement 60 die zweite Stellmotor-Steuerschaltung 404 an,
den Schiebertransportmotor 94 zu aktivieren, was dazu führt, dass
der Schiebertransportriemen 84 den vorderen Schieber 72 in
der Richtung 42 nach vorn bewegt.
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Die Bewegung des vorderen Schiebers 72 bringt
den oberen Bereich des ersten Stapels von Dokumenten 140 von
einer Winkelposition in eine im Wesentlichen vertikale Position.
Wenn der vordere Schieber 72 sich um einen Betrag nach
vorn bewegt hat, der ausreicht, um den ersten Stapel von Dokumenten 140 vertikal
auszurichten, kommen die Dokumente gleichzeitig mit dem oberen Sensor 350 und dem
unteren Sensor 352 in Kontakt. Wenn eine derartige parallele
Ausrichtung des ersten Stapels von Dokumenten 140 erreicht
wurde, wie es durch die gleichzeitige Aktivierung sowohl des oberen
Sensors 350 als auch des unteren Sensors 352 angezeigt wird,
weist das Steuerelement 60 die dritte Stellmotor-Steuerschaltung 406 an,
den Motor 307 für
die konischen Rollen zu aktivieren. Dies lässt die konischen Rollen 304 rotieren,
wodurch die auf den Kanten stehenden Dokumente im rechten Winkel
zur Zufuhrrampe 16 und zu anderen Verarbeitungsstationen transportiert
werden. Zu diesem Zeitpunkt aktiviert das Steuerelement 60 die
Förderbänder 30,
um die Dokumente 36 in der Richtung 42 nach vorn
zu bewegen, wenn der vordere Schieber 72 sich unter dem Antrieb
des Schiebertransportriemens 84 entlang der Förderbänder – mit diesen
in Eingriff – bewegt.
Das vorgenannte Verfahren wird wiederholt, so dass die Dokumente 36 kontinuierlich
verarbeitet und der Auffächervorrichtung 302 zugeführt werden.
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Wenn der obere Sensor 350 und
der untere Sensor 352 im Wesentlichen gleichzeitig einen
Kontakt mit dem ersten Stapel von Dokumenten 140 erfassen,
ist der Stapel von Dokumenten im Wesentlichen parallel zur Stirnseite 322 der
Grundplatte 320, wie in 7C dargestellt.
Es muss keine Ausrichtung vorgenommen werden, und das Steuerelement 60 weist
die konischen Rollen 304 an, zu rotieren, indem es die
dritte Stellmotor-Steuerschaltung 406 anweist, den Motor 307 für die konischen
Rollen zu aktivieren, wodurch die auf den Kanten stehenden Dokumente im
rechten Winkel zur Zufuhrrampe 16 und zu anderen Verarbeitungsstationen
transportiert werden. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt das Steuerelement 60 weiterhin,
dass die Förderbänder 30 und
der vordere Schieber 72 den Stapel von Dokumenten 36 in
der Richtung 42 nach vorn bewegen, wenn der vordere Schieber 72 sich
mit den Förderbändern – mit diesen in
Eingriff – bewegt.
Das vorgenannte Verfahren wird wiederholt, so dass die Dokumente
kontinuierlich verarbeitet werden.
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Es wurde eine spezielle Ausführungsform
einer Zufuhrmagazinvorrichtung zum Laden von Dokumenten gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben, um zu veranschaulichen, wie die Erfindung
gemacht und verwendet werden kann. Es versteht sich, dass andere Änderungen
und Modifikationen der Erfindung und ihrer zahlreichen Aspekte für den Fachmann
ersichtlich sind und dass die Erfindung nicht durch diese speziellen
Ausführungsformen,
wie sie beschrieben wurden, eingeschränkt wird. Die vorliegende Erfindung
soll also jegliche und alle Modifikationen, Änderungen und äquivalente
Lösungen,
die im Umfang der Ansprüche
liegen, abdecken.