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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Dokumentenhandhabungssysteme
und insbesondere auf eine neuartige Vorrichtung zum effizienten
Einspeisen eines Stapels von Dokumenten zu einer Schindelungs- bzw.
Schuppungsstation.
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Bei
der automatisierten Handhabung von Dokumenten, z.B. Postumschlägen und
planen Papieren, ist es gängige
Praxis, einen Stapel von Dokumenten in einer Speisungsstation oder
einem Magazin nach und nach in eine Schindelungsstation und anschließend eine
Vereinzelungsstation einzuspeisen. Die Dokumente werden dann von
der Vereinzelungsstation als getrennte einzelne Dokumente zu Sortierstationen
oder anderen Verarbeitungsstationen oder -vorrichtungen geleitet.
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Postalische
Anforderungen erfordern, dass in kurzer Zeit ein hohes Dokumentenvolumen
gehandhabt wird. Üblicherweise
müssen
Dokumentenhandhabungsvorrichtungen Tausende von Dokumenten pro Stunde
bei einem Minimum an Sortierfehlern und Produktschäden verarbeiten.
Wenn Dokumente nicht schnell genug in die Verarbeitungsstationen
eingespeist werden können,
ist der Durchsatz des Systems verringert.
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Üblicherweise
besteht die erste Stufe in dem Dokumentenhandhabungsprozess, nachdem
die Dokumente in einen Behälter
oder ein Fach platziert wurden, wobei die Etiketten in dieselbe
Richtung gewandt sind, darin, den Dokumentenstapel auf eine Form
von Transportmechanismus, z.B. einen Förderbandmechanismus, zu laden.
Dann leitet der Transportmechanismus die Dokumente zu den verschiedenen
Trennvorrichtungen, Schindelungsvorrichtungen und Sortiervorrichtungen.
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Bekannte
Systeme und Verfahren erfordern üblicherweise
beträchtliche
Eingriffe und Handlungen von Menschenhand, um die Dokumentenstapel von
dem Fach oder Behälter
auf den Dokumententransportmechanismus zu laden. Die Bedienperson
muss den Stapel von Dokumenten zusammentragen und die Dokumente
auf dem Förderband
platzieren, so dass alle Dokumente in einer Randanlage-Konfiguration
vorliegen. Dies muss durchgeführt werden,
während
Schritte unternommen werden, um zu verhindern, dass der Stapel umfällt. Außerdem werden
diese Schritte üblicherweise
durchgeführt, während das
Förderband
den Dokumentenstapel kontinuierlich zu den verschiedenen Verarbeitungsstationen
vorschiebt. Dies ist ein zeitaufwändiger Vorgang und ist oft
der begrenzende Faktor beim Erzielen einer Dokumentenverarbeitung
und eines Dokumentendurchsatzes von hoher Geschwindigkeit. Derartige
Schritte erhöhen
die Kosten der Dokumentenverarbeitung und können sogar zu einer Verletzung
der Bedienperson führen,
z.B. zu Verletzungen auf Grund von Wiederholungsbelastungen.
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Die
Dokumente werden vor der Vereinzelung üblicherweise zu einer Anfangsverarbeitungsstation, z.B.
einer Schindelungsstation, transportiert. Ein Schindeln führt zu einem
Ausrichten entweder des oberen oder des unteren Dokuments in einem
vertikalen Stapel bzw. des vorderen oder des hinteren Dokuments
in einem am Rand anliegenden Stapel, so dass der vordere bzw. führende Rand
jedes nachfolgenden obersten, untersten oder vordersten Dokuments
vorzugsweise in einem Abstand von etwa 2,54 cm (1 Zoll) leicht vor
dem oder seitlich des führenden Randes
des nächsten
Dokuments angeordnet wird. Durch Schindeln bzw. Schuppen der gestapelten
Dokumente tritt zu einem Zeitpunkt immer nur ein Dokument in eine
Klemmstelle, die durch Vereinzelungsriemen oder -rollen definiert
wird, ein, wodurch die Möglichkeit,
dass zu einem Zeitpunkt mehr als ein Dokument gleichzeitig durch
die Vereinzelungsriemen oder -rollen eingespeist wird, beträchtlich
verringert wird. Die Vereinzelungsriemen oder -rollen transportieren
dann jedes Dokument auf eine Art und Weise einer Randanlage-Einzelaneinanderreihung zu
anderen Sortier- und Verarbeitungsvorrichtungen.
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Bekannte
Systeme, die den Dokumentenstapel in die Schindelungsstation einspeisen,
stoßen
auf Schwierigkeiten, wenn der Stapel schief ist oder relativ zu
dem Eingang der Schindelungsvorrichtung in einem Winkel orientiert
ist. Da typische Schindelungsvorrichtungen die Dokumente relativ
zu dem Speisungstransportmechanismus in einem rechten Winkel umleiten,
muss die Vorderseite der Dokumente im Wesentlichen parallel zu der
durch den Eingang der Schindelungsvorrichtung definierten Ebene
sein. Derartige Systeme verwenden oft komplexe und teure Vorrichtungen,
um den Dokumentenstapel in einer zu dem Eingang der Schindelungsvorrichtung
parallelen Ebene auszurichten, und sind oft anfällig für Ausfälle. Üblicherweise wird der Transportmechanismus
angepasst oder angehalten, um die Ausrichtung des Stapels zu berichtigen.
Dies ist ineffizient und zeitaufwändig und verringert den Durchsatz
des Systems.
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Somit
würden
ein Verfahren und eine Vorrichtung, die die Effizienz des Ladens
von Stapeln von am Rand anliegenden Dokumenten auf ein Fördersystem
beträchtlich
erhöhen
und die Dokumente so transportieren, dass das führende Dokument im Wesentlichen
parallel zu dem Eingang einer Schindelungsstation ist, die Rate,
mit der Dokumente in einem Dokumentenverarbeitungssystem gehandhabt werden
könnten,
stark verbessern.
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Die
GB-A-2175287 offenbart ein Verfahren zum Einspeisen von Dokumentenstapeln
zu einem Speisungsrollenmechanismus.
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Die
US-A-3598400 zeigt eine Einspeisungs-Ladevorrichtung, die die Merkmale
des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 aufweist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Einspeisungs-Ladevorrichtung
zum Einspeisen von Stapeln von Dokumenten in einen Dokumentenschindelungsmechanismus
vorgesehen, wobei sich der Stapel von Dokumenten sukzessiv von einem vorderen
Ende zu einem hinteren Ende erstreckt, wobei die Dokumente zumindest
eine untere und eine seitliche Begrenzung aufweisen, von denen jede durch
im Wesentlichen koplanare Seitenränder der Dokumente definiert
ist, wobei der Dokumentenschindelungsmechanismus dahingehend wirksam ist,
Seitenrändern
der Dokumente in einer Richtung, die im Wesentlichen im rechten
Winkel zu der Richtung der Bewegung der Dokumente verläuft, eine
Geschwindigkeit zu verleihen, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale
aufweist:
eine Speisungsrampe, die ein oder mehr Dokumentenförderbänder aufweist,
die entlang einer unteren Oberfläche
angeordnet sind, wobei das oder jedes Band dazu angeordnet ist,
die untere Begrenzung der Dokumente in Eingriff zu nehmen, und das
oder jedes Förderband
dahingehend konfiguriert ist, eine Vorwärtsbewegung des Stapels von
Dokumenten hin zu dem Dokumentenschindelungsmechanismus entlang
eines vorbestimmten Pfades zu bewirken, wobei eine Vorderseite jedes
Dokuments parallel zu der Vorderseite benachbarter Dokumente und
quer zu einer durch eine Vorwärtsbewegung
des oder jedes Förderbandes
definierten linearen Achse ist;
eine Trägerplatte, die einen proximal
zu dem oder jedem Förderband
angeordneten unteren Abschnitt, einen von dem unteren Abschnitt
vertikal nach oben angeordneten oberen Abschnitt und eine allgemein planare
Vorderseite, die zu der Ebene, die durch die Vorderseite der Dokumente
definiert ist, parallel ist, aufweist;
einen in dem oberen
Abschnitt der Trägerplatte
angeordneten oberen Sensor, um eine Berührung mit dem vorderen Ende
des Stapels von Dokumenten zu erfassen;
einen in dem unteren
Abschnitt der Trägerplatte
angeordneten unteren Sensor, um eine Berührung mit dem vorderen Ende
des Stapels von Dokumenten zu erfassen;
eine wirksam mit dem
oberen und dem unteren Sensor gekoppelte Steuerung, um zu bestimmen,
wann das vordere Ende des Stapels von Dokumenten in einer Ebene
liegt, die im Wesentlichen parallel zu der Vorderseite der Trägerplatte
ist, und um zu bestimmen, wann das vordere Ende des Stapels von
Dokumenten in einem Winkel relativ zu der Trägerplatte angeordnet ist,
gekennzeichnet
durch:
einen Rüttelmechanismus,
der wirksam mit der Steuerung und der Trägerplatte gekoppelt ist und
dahingehend konfiguriert ist, einen Abschnitt des Stapels von Dokumenten,
der sich der Trägerplatte
nähert, wechselseitig
zu verschieben; und
wobei der Rüttelmechanismus mit Leistung
versorgt wird, wenn die Steuerung bestimmt, dass der Stapel von
Dokumenten in einem Vorwärtswinkel
relativ zu der Trägerplatte
geneigt ist, wobei die wechselseitige Verschiebung den Stapel von
Dokumenten hin zu einer im Wesentlichen parallelen Orientierung
relativ zu der Trägerplatte
drückt.
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Die
Steuerung kann bestimmen, dass der Dokumentenstapel in einem Vorwärtswinkel
relativ zu der Trägerplatte
geneigt ist, wann der obere Sensor eine Berührung mit dem vorderen Ende
des Dokumentenstapels erfasst, während
der untere Sensor keine Berührung
mit dem vorderen Ende des Dokumentenstapels erfasst.
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Die
Steuerung kann bestimmen, dass der Dokumentenstapel in einem Rückwärtswinkel
relativ zu der Trägerplatte
geneigt ist, wenn der untere Sensor eine Berührung mit dem vorderen Ende
des Dokumentenstapels erfasst, während
der obere Sen sor keine Berührung
mit dem vorderen Ende des Dokumentenstapels erfasst.
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Die
Steuerung kann bestimmen, dass der Dokumentenstapel zur Vorderseite
der Trägerplatte im
Wesentlichen parallel ist, wenn der obere Sensor und der untere
Sensor eine Berührung
mit dem vorderen Ende des Dokumentenstapels erfassen.
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Wenn
der Rüttelmechanismus
aktiviert ist und das oder jedes Förderband in der Vorwärtsrichtung
vorgeschoben wird, wenn die Steuerung bestimmt, dass der Dokumentenstapel
in dem Vorwärtswinkel
geneigt ist, kann die Aktivierung eine im Wesentlichen parallele
Ausrichtung des Dokumentenstapels relativ zu der Trägerplatte
bewirken.
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Die
Vorrichtung könnte
eine hinter dem Dokumentenstapel angeordnete vordere Schaufel umfassen,
um den Dokumentenstapel von dem Rückwärtswinkel zu einer im Wesentlichen
parallelen Orientierung relativ zu der Trägerplatte zu drücken. In diesem
Fall kann die Steuerung bestimmen, dass der Dokumentenstapel in
dem Rückwärtswinkel
geneigt ist, wobei die vordere Schaufel in der Vorwärtsrichtung
relativ zu dem oder jedem Förderband
vorgeschoben wird, bis die Dokumente im Wesentlichen parallel zur
Vorderseite der Trägerplatte
sind.
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Die
Speisungsrampe kann eine aufrechte Seitenwand umfassen, die im rechten
Winkel zu der unteren Oberfläche
der Speisungsrampe angeordnet ist und sich im Wesentlichen entlang
der Länge
der Speisungsrampe erstreckt, um eine Registrierung der Seitenbegrenzung
des Dokumentenstapels zu bewirken. In diesem Fall kann die Speisungsrampe um
die lineare Achse (z.B. zwischen etwa fünf und fünfzehn Grad) gedreht sein,
um zu bewirken, dass die Seitenbegrenzung des Dokumentenstapels
gegen die Seitenwand gedrückt
wird, um eine Registrierung der Dokumente an derselben zu ermöglichen.
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Der
Rüttelmechanismus
kann ein Bauglied umfassen, dass dazu konfiguriert ist, sich entlang
eines exzentrischen Pfades zu drehen, um die Dokumente, die eine
Berührung
mit demselben aufweisen, wechselseitig und linear zu verschieben.
Alternativ dazu kann der Rüttelmechanismus
ein lineares Betätigungsglied
umfassen, das dazu konfiguriert ist, die Dokumente, die eine Berührung mit
demselben aufweisen, wechselseitig und linear zu verschieben.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen wird die vorliegende
Erfindung nun beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Detailansicht eines spezifischen Ausführungsbeispiels
einer Dokumenteneinspeisungsmagazinvorrichtung;
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2 eine
perspektivische Detailansicht eines spezifischen Ausführungsbeispiels
der in 1 gezeigten Dokumenteneinspeisungsmagazinvorrichtung,
die insbesondere eine Loslösung
der vorderen Schaufel aus einer zwischen den Dokumentenstapeln befindlichen
Position zeigt;
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3A eine
perspektivische Detailansicht eines spezifischen Ausführungsbeispiels
eine hinteren Schaufel, die insbesondere einen vorstehenden Abstandshalter
zeigt;
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3B eine
perspektivische Detailansicht eines spezifischen Ausführungsbeispiels
einer vorderen Schaufel, die insbesondere einen Kanal zum Ineingriffnehmen
des vorstehenden Abstandshalters der 3A zeigt;
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3C eine
perspektivische Detailansicht eines spezifischen Ausführungsbeispiels
einer vorderen Schaufel, die sich in wirksamer Ineingriffnahme mit
einer hinteren Schaufel befindet;
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3D eine
Seitenansicht der in 3C gezeigten Vorrichtung;
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4A–4E perspektivische
Ansichten eines spezifischen Ausführungsbeispiels, die einen Arbeitsablauf
eines Ladens von Dokumenten zeigen;
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5A–5E Seitenaufrisse
des jeweils in 4A–4E gezeigten
Arbeitsablaufs, wobei jede Figur der 5A–5E einer
Figur der 4A–4E entspricht;
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6 eine
perspektivische Ansicht eines spezifischen Ausführungsbeispiels eines Dokumentenschindelungs-
und -rüttelabschnitts
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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7A einen
Seitenaufriss des Dokumentenschindelungs- und -rüttelabschnitts der 6,
der nach vorne geneigte Dokumente zeigt;
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7B einen
Seitenaufriss des Dokumentenschindelungs- und -rüttelabschnitts der 6,
der nach hinten geneigte Dokumente zeigt;
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7C einen
Seitenaufriss des Dokumentenschindelungs- und -rüttelabschnitts der 6,
der Dokumente in einer parallelen Orientierung zeigt; und
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8 ein
bildhaftes Blockdiagramm eines Steuerungssystems zum Steuern der
Vorrichtung der 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist allgemein die Einspeisungsvorrichtung 10 zum
Laden von Dokumenten gezeigt. Die Vorrichtung 10 umfasst
ein Einspeisungsmagazin 12, das ein Gestell 14,
einen Rampenabschnitt, der eine allgemein geneigte rechteckige Speisungsrampe 16 definiert,
und einen rechteckigen aufrechten Seitenwandabschnitt 18, der
im rechten Winkel zu einer unteren Oberfläche 20 der Speisungsrampe
angeordnet ist und sich im Wesentlichen entlang der Länge der
Speisungsrampe erstreckt. Die allgemein rechteckige untere Oberfläche 20 liefert
einen Dokumentenförderpfad,
der durch eine Mehrzahl von fünf
parallelen gezahnten Endlos-Förderbändern 30 definiert
ist, die in Abständen
quer über
die untere Oberfläche
hinweg angeordnet sind. Die Oberflächen der Förderbänder 30 sind im Wesentlichen
bündig
mit der unteren Oberfläche 20 der
Speisungsrampe 16 und umfassen Zeitgebungskerben oder -zähne 32,
die von den Förderbändern 30 nach
oben vorstehen, um die unteren Ränder 34 von
auf die Speisungsrampe platzierten Dokumenten 36 in Eingriff
zu nehmen.
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Die
Vorrichtung 10 ist dazu konfiguriert, den Stapel von Dokumenten 36 aufzunehmen
und die Dokumente in (nicht gezeigte) „nachgeschaltete" Verarbeitungsvorrichtungen
einzuspeisen. Die Dokumente 36 können Postumschläge einer
herkömmlichen
Privat- oder Geschäftsbriefgröße oder „Flachdokumente" umfassen, die Postsendungen
von allgemein zwischen etwa 19,05 mal 26,67 cm (7 ½ mal 10 ½ Zoll)
und 29,21 mal 36,83 cm (11 ½ mal
14 ½ Zoll)
entlang ihren Rändern
sind und eine Dicke von bis zu etwa 1,91 cm (¾ Zoll) oder mehr aufweisen, z.B.
Magazine, Kataloge, große
Umschläge
und dergleichen. Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel werden die gestapelten
Dokumente 36 in einer allgemein aufrechten Randanlage-Orientierung getragen
und in einer Vorwärtsrichtung
entlang der Speisungsrampe 16 eingespeist, während sie
allgemein quer zur Bewegungsrichtung angeordnet sind.
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Die
Förderbänder 30 sind
dazu konfiguriert, eine Vorwärtsbewegung
des Stapels von Dokumenten 36 zu einem Speisungsrollenmechanismus 38, z.B.
einer Schindelungsstation, zu bewirken, wie hiernach ausführlicher
beschrieben wird. Auf ein Erreichen der Schindelungsstation 38 hin
wird der Stapel von Dokumenten 36 durch die Schindelungsvorrichtung
im Wesentlichen in der Ebene der Dokumente lateral bewegt, um die
Dokumente auf Schindelart in die nachgeschalteten Vorrichtungen,
z.B. (nicht gezeigten) Vereinzelungsvorrichtungen und Sortiervorrichtungen,
einzuspeisen. Eine Vorderseite 40 jedes Dokuments 36 ist
allgemein parallel zur Vorderseite benachbarter Dokumente und quer
zu einer linearen Achse (Vorwärtsachse)
einer Vorwärtsbewegung
der Dokumente, wie durch Pfeil 42 gezeigt ist.
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Jedes
Förderband 30 wird
an gegenüberliegenden
Enden der Speisungsrampe 16 durch Rollen 50 getragen,
die eine durch die Förderbänder gebildete
Endlosschleife definieren. Jede Rolle 50 wird auf feststehende
Weise durch eine Querwelle 52 getragen, die Enden aufweist,
die durch Halterungen 54 getragen werden, die an gegenüberliegenden
Enden des Einspeisungsmagazins 12 in dem Gestell 14 angebracht
sind. Die Bänder 30 werden über eine
in dem Gestell 14 angebrachte und in 1 schematisch
veranschaulichte Antriebsriemen-Und-Riemenscheiben-Anordnung 58 durch
einen Förderbandmotor 56 drehbar
getrieben. Der Förderbandmotor 56 kann
z.B. ein Servomotor unter der Steuerung eines Computersteuersystems 60 sein,
wie nachstehend ausführlicher
beschrieben wird. Wenn der Förderbandmotor 56 mit
Energie versorgt wird, drehen sich die Förderbänder 30, um eine Vorwärtsbewegung der
auf den Förderbändern angeordneten
Dokumente 36 zu bewirken.
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Eine
Schaufelanordnung 70 umfasst eine vordere Schaufel 72 und
eine hintere Schaufel 74, der parallel zu der vorderen
Schaufel angeordnet ist. Jede Schaufel 72 und 74 ist
allgemein flach und weist quer zur Vorderachse 42 eine
planare Oberfläche oder
Vorderseite 76 auf. Somit ist die Vorder seite 76 jeder
Schaufel allgemein parallel zur Vorderseite 40 der Dokumente 36.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst
ein Schaufeltransportmechanismus 78 eine Führungswelle 80,
die horizontal entlang der Länge der
Speisungsrampe 16 angeordnet und zwischen zwei Führungswellenhalterungen 82 fest
angebracht ist. Jede Führungswellenhalterung 82 steht
in einer Position, die etwas linkerhalb der aufrechten Seitenwand 18 ist,
von dem Gestell 14 nach oben vor, um eine unbehinderte
lineare Bewegung der Schaufeln 72 und 74 entlang
der Führungswelle 80 zu
ermöglichen.
Ein Schaufeltransportband 84 bildet eine Endlosschleife
und ist in einer Position, die direkt unterhalb der Führungswelle
ist, parallel zu der Führungswelle 80 angeordnet,
um eine Bewegung der Schaufeln 72 und 74 entlang
der Welle zu bewerkstelligen, wie nachstehend beschrieben wird.
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Das
Schaufeltransportband 84 wird an gegenüberliegenden Enden durch eine
Rolle 86 getragen, die um einen Bandträgermechanismus 88 herum
angeordnet ist, der eine obere Oberfläche 90 liefert, auf
der das Schaufeltransportband aufliegt. Die obere Oberfläche 90 ist
relativ glatt, so dass eine Vorwärtsbewegung
des Schaufeltransportbandes 84 durch die Reibung zwischen
der oberen Oberfläche 90 und
dem Schaufeltransportband im Wesentlichen nicht behindert wird.
Eine von der Mitte der Vorwärtsrolle 86 vorstehende
Welle 92 ist durch eine Riemenscheiben-Und-Riemen-Anordnung 98,
die in der Technik hinreichend bekannt ist, mit einem Schaufeltransportmotor 94 gekoppelt.
Der Schaufelmotor 94 kann beispielsweise ein Servomotor
unter der Steuerung des Computersteuersystems 60 sein,
wie nachstehend ausführlicher
beschrieben wird. Eine Aktivierung des Schaufeltransportmotors 94 wird
zu einer Vorwärtsbewegung
des Schaufeltransportbandes 84 und somit zu einer Vorwärtsbewegung
der vorderen Schaufel 72.
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Die
vordere Schaufel 72 und die hintere Schaufel 74 sind
jeweils mittels Auslegern 110 bzw. 111, die im
im Wesentlichen rechten Winkel an jeder Schaufel angebracht sind,
fest an der Führungswelle 80 befestigt.
Die Ausleger 110 und 111 können zu der Führungswelle 82 hin
gebogen oder nach außen
abgewinkelt sein, wie durch den Pfeil 112 gezeigt ist, um
eine lineare Verschiebung der vorderen Schaufel 72 zu einer
Position, die in Vorwärtsrichtung
vor dem und neben der hinteren Schaufel 74 liegt, zu ermöglichen.
Der Ausleger 110 umfasst eine Durchbohrung 114,
die durch einen Abschnitt seiner Länge, durch den die Führungswelle 80 verläuft, hindurch
angeordnet ist. Eine in der Durchbohrung 114 angeordnete
Hülse 116 ermöglicht,
dass der Ausleger 110 und die befestigte vordere Schaufel 72 relativ
zu der Führungswelle 80 linear
gleiten. Der Winkel oder die nach außen verlaufende Biegung 112 in
dem Ausleger 110 ermöglicht,
dass die vordere Schaufel 72 im Wesentlichen entlang der
gesamten Länge
der Speisungsrampe 16 ohne Störung durch die Führungswelle 80 gleitet,
und ermöglicht
ferner, dass die vordere Schaufel 72 in Vorwärtsrichtung
vor der und neben der hinteren Schaufel 74 positioniert
wird, ohne dass die Ausleger 110 und 111 jeder
Schaufel die Bewegung der Schaufeln behindern.
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Ein
Zahnradmechanismus 120, der fest an einem unteren Abschnitt 122 des
Auslegers 110 der vorderen Schaufel 72 befestigt
ist, steht von dem Ausleger direkt nach unten vor und umfasst ein Transportzahnrad 124,
das drehbar an einer Zahnradwelle 126 angebracht ist. Das
Transportzahnrad 124 ist dazu konfiguriert, direkt nach
unten vorzustehen und das direkt unter der Führungswelle 80 angeordnete
Schaufeltransportband 84 zu berühren.
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Wie
am besten in 2 gezeigt ist, nimmt das Transportzahnrad 124 je
nach der Drehorientierung der vorderen Schaufel 72 um die
Führungswelle 80 Zähne oder
Kerben 128 an dem Schaufeltransportband 84 in
Eingriff. Die vordere Schaufel 72 ist dazu konfiguriert,
sich um die Führungswel le 80 zu drehen,
da die Führungswelle
einfach in den Hülsen 116 läuft und
dabei eine lineare und Drehverschiebung der vorderen Schaufel 72 bewirkt.
Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel
der 2 ist die vordere Schaufel 72 in einer
nach oben gedrehten Position gezeigt, wo eine Bedienperson die vordere Schaufel
um die Führungswelle 80 dreht.
Eine derartige nach oben erfolgende Drehung löst das Transportzahnrad 124 von
dem Schaufeltransportband 84, so dass eine Bewegung des
Schaufeltransportbandes 84 keine Auswirkung auf die lineare
Position der vorderen Schaufel 72 hat. Somit kann die vordere Schaufel 72 in
der nach oben gedrehten Position durch die Bedienperson unabhängig entlang
der Führungswelle 80 verschoben
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2, wenn
der Stapel von Dokumenten 36 auf den Förderbändern 30 angeordnet
ist und sich die vordere Schaufel 72 in einer nicht gedrehten
oder nach unten gedrehten Position befindet, unterteilt die vordere Schaufel
den Stapel von Dokumenten 36 im Wesentlichen in einen ersten
bzw. vorderen Stapel 140 und einen zweiten bzw. hinteren
Stapel 142. Eine Drehung der vorderen Schaufel 72 um
die Führungswelle 80 nach
oben löst
die vordere Schaufel aus einer Position zwischen dem ersten Stapel 140 und
dem zweiten Stapel 142 von Dokumenten, was bewirkt, dass
der zweite Stapel dem ersten Stapel einverleibt wird, wobei ein
großer
Stapel von Dokumenten gebildet wird. Da jede Drehung nach oben außerdem das Transportzahnrad 124 von
dem Schaufeltransportband 84 löst, kann die vordere Schaufel 72 durch eine
einfache Handbewegung der Bedienperson entlang der Führungswelle 80 linear
verschoben werden.
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Eine
Einwegkupplung 148, die in dem Transportzahnrad 124 angeordnet
ist, ermöglicht,
dass sich das Transportzahnrad in der (durch Pfeil 150 gezeigten)
im Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung, jedoch nicht in der (durch
Pfeil 152 gezeigten) gegen den Uhrzeigersinn verlaufenden
Richtung dreht. Die Einwegkupplung 148 ermöglicht,
dass das Schaufeltransportband 84 die vordere Schaufel 72 auf
angegebene Weise relativ zu dem Transportband antreibt, da sich
das Transportzahnrad 124 nicht in der gegen den Uhrzeigersinn
verlaufenden Richtung 152 drehen kann. Somit bewirkt eine
Vorwärtsbewegung
des Transportbandes 84, dass sich die vordere Schaufel 72 unabhängig von
dem Zustand der Förderbänder 30 in
der Vorwärtsrichtung
bewegt. Die Bewegung der vorderen Schaufel 72 wird vollständig durch
die Bewegung des Schaufeltransportbandes 84 gesteuert.
Die Steuerung 60 synchronisiert die Bewegung des Schaufeltransportbandes 84 selektiv
mit der Bewegung der Förderbänder 30 und
entsprechenden Dokumenten 36.
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Die
hintere Schaufel 74 ist auf ähnliche Weise an dem Schaufeltransportmechanismus 78 befestigt
wie die Befestigung der vorderen Schaufel 72, mit der Ausnahme,
dass keine Transportbandkopplung vorliegt. Die hintere Schaufel 74 ist
mittels des Auslegers 111, der im im Wesentlichen rechten
Winkel zu der hinteren Schaufel angebracht ist, fest an der Führungswelle 80 befestigt.
Der Ausleger 111 kann, wie durch Pfeil 162 gezeigt
ist, auch nach außen
zu der Führungswelle 82 hin
gebogen oder abgewinkelt sein. Der Ausleger 111 umfasst
ebenfalls eine Durchbohrung 164, die durch einen Abschnitt
seiner Länge, durch
den die Führungswelle 80 verläuft, hindurch angeordnet
ist. Eine in der Durchbohrung 164 angeordnete Hülse 166 ermöglicht,
dass der Ausleger 111 und die befestigte hintere Schaufel 74 relativ
zu der Führungswelle 80 linear
gleiten. Der Winkel oder die nach außen verlaufende Biegung 162 in
dem Ausleger 111 ermöglicht,
dass die hintere Schaufel 74 im Wesentlichen entlang der
gesamten Länge
der Speisungsrampe 16 ohne Störung durch die Führungswelle 80 oder
die vordere Schaufel 72 gleitet. Die hintere Schaufel 74 ist ähnlich um
die Führungswelle 80 herum
nach oben drehbar und entlang derselben linear verschiebbar. Man
beachte, dass die Biegung 162 in dem Ausleger 111 der
hinteren Schaufel ausgeprägter
ist als die Biegung 112 in dem Ausleger 110 der
vorderen Schaufel, um zu ermöglichen,
dass die vordere Schaufel 72 ohne eine Beeinträchtigung zwischen
den Auslegern 110 und 111 neben der hinteren Schaufel 74 platziert
wird.
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Die
hintere Schaufel 74 nimmt nicht das Vordere-Schaufel-Transportband 84 in
Eingriff, sondern wird vielmehr allein durch eine Ineingriffnahme
mit den Förderbändern 30 in
der Vorwärtsrichtung 42 angetrieben.
Ein Hintere-Schaufel-Zahnrad 180,
das am unteren Ende der hinteren Schaufel 74 angeordnet
ist, nimmt die Zähne 32 der
Förderbänder 30 in Eingriff.
Eine derartige Ineingriffnahme treibt die hintere Schaufel 74 zusammen
mit den Förderbändern 30 an.
Eine Einwegkupplung 181, die in dem Hintere-Schaufel-Zahnrad 180 angeordnet
ist, ermöglicht, dass
sich das Zahnrad in der (durch Pfeil 182 gezeigten) im
Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung, jedoch nicht in der (durch
Pfeil 184 gezeigten) gegen den Uhrzeigersinn verlaufenden
Richtung dreht. Dies ermöglicht,
dass sich die hintere Schaufel 74 zusammen mit den Förderbändern 30 auf
angegebene Weise in der Vorwärtsrichtung 42 bewegt,
und ermöglicht dabei
der Bedienperson, die hintere Schaufel relativ zu den Förderbändern 30 in
der Vorwärtsrichtung
linear zu verschieben, ohne das Hintere-Schaufel-Zahnrad 180 aus den
Förderbändern 30 zu
lösen. Um
die hintere Schaufel 74 in der Rückwärtsrichtung linear zu verschieben,
dreht die Bedienperson die hintere Schaufel nach oben, um das Hintere-Schaufel-Zahnrad 180 aus
den Förderbändern 30 zu
lösen, und
schiebt die hintere Schaufel nach hinten, während die Förderbänder in Bewegung sind.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 3A–3D umfasst
die hintere Schaufel 74 einen Griff 188, der von
ihrer hinteren Oberfläche
nach hinten vorsteht, und einen Abstandshalter 190, der von
ihrer vorderen Oberfläche
vorsteht. Der Abstandshalter 190 trennt den zweiten bzw.
hinteren Stapel von Dokumenten 142 um einen vorbestimmten
Abstand, z.B. um etwa 0,64 bis 1,27 cm (¼ bis ½ Zoll) von der hinteren Schaufel 74.
Beispielsweise kann der Abstandshalter 190 ein Distanzstück aus Metalldraht
in Form eines Bogens sein. Alternativ dazu kann eine Mehrzahl von
aufrechten Ansätzen verwendet werden.
Wenn der zweite Stapel von Dokumenten 142 neben der hinteren
Schaufel 74 angeordnet ist, liefert der Abstandshalter 190 einen
Zwischenraum zwischen denselben, so dass zwischen dem zweiten Stapel
von Dokumenten 142 und der Oberfläche der hinteren Schaufel ein
kleiner Raum vorliegt. Der Abstandshalter 190 ist in Form
eines Bogens gebildet, dessen Ortskurve dem Umfang eines imaginären Kreises
entspricht, dessen Mitte bei der Führungswelle 80 liegt.
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Die
vordere Schaufel 72 umfasst einen Griff 195 und
einen Kanal 196, der konfiguriert ist, um den Abstandshalter 190 während einer
Drehung der vorderen Schaufel um die Führungswelle 80 und
einer anschließenden
benachbarten Ineingriffnahme in Eingriff zu nehmen. Der Kanal 196 ist
durch die gesamte Dicke der vorderen Schaufel 74 gebildet
und erstreckt sich entlang einem Bogen, der dem durch den Abstandshalter 190 definierten
Bogen entspricht. Der Kanal 196 und der Abstandshalter 190 werden dazu
verwendet, die vordere Schaufel 72 zwischen der hinteren
Schaufel 74 und dem zweiten Stapel von Dokumenten 142 zu
positionieren, ohne den zweiten Stapel von Dokumenten physisch von
der hinteren Schaufel wegzubewegen. Somit ermöglicht eine Drehung der vorderen
Schaufel 72 um die Führungswelle 80,
dass der Kanal 196 den ähnlich
geformten Abstandshalter 190 während einer Drehung der vorderen
Schaufel wirksam in Eingriff nimmt, wenn die zwei Schaufeln 72 und 74 nebeneinander
positioniert sind.
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Wenn
der zweite Stapel von Dokumenten 142 zwischen der hinteren
Schaufel 74 und der vorderen Schaufel 72 begrenzt
ist, kann die vordere Schaufel nach oben gedreht und anschließend entlang
der Führungswelle 80 nach
hinten verschoben werden. Wenn die vordere Schaufel 72 linear
neben und in Vorwärtsrichtung
unmittelbar vor der hinteren Schaufel 74 positioniert ist,
wird sie anschließend nach
unten gedreht, so dass der Kanal 196 den Abstandshalter 190 in
Eingriff nimmt. Dies ermöglicht, dass
die vordere Schaufel 72 im Wesentlichen in ihre Position
zwischen der hinteren Schaufel 74 und dem zweiten Stapel
von Dokumenten 142 „schlüpft". Durch Platzieren
der vorderen Schaufel 72 hinter dem zweiten Stapel von
Dokumenten 142, jedoch in Vorwärtsrichtung direkt vor der
hinteren Schaufel 74, wird der zweite Stapel von Dokumenten 142 im
Wesentlichen dem ersten Stapel von Dokumenten 140 einverleibt,
wobei dieselben anschließend
entlang der Förderbänder 30 zu
dem Speisungsrollenmechanismus 38 vorgeschoben werden.
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Die
Fähigkeit,
die vordere Schaufel 72 und die hintere Schaufel 74 auf
eine nicht-überlappende Weise
entlang der Länge
der Speisungsrampe 16 neu zu positionieren, ermöglicht es
der Bedienperson, kontinuierlich Dokumente zu der Speisungsrampe
hinzuzufügen,
um den zweiten Stapel von Dokumenten 142 zu erzeugen, und
zu demselben Dokumente 36 hinzuzufügen, während die Dokumente kontinuierlich
zu dem Speisungsrollenmechanismus 38 hin vorgeschoben werden.
Ein derartiges nicht-überlappendes
Neupositionieren ermöglicht eine
rasche und effiziente Lieferung von Dokumenten an die Speisungsrampe 16.
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Unter
Bezugnahme auf 1, 4A–4E und 5A–5E ist
die Funktionsweise der vorderen Schaufel 72 und der hinteren Schaufel 74 bildhaft
in den 4A–4E und
entsprechenden Seitenansichten der 5A–5E veranschaulicht.
Erstens sind die vordere Schaufel 72 und die hintere Schaufel 74 durch
einen vorbestimmten Abstand entlang der Speisungsrampe 16 getrennt.
Dies ermöglicht,
dass der erste Stapel von Dokumenten 140 in Vorwärtsrichtung
vor die vordere Schaufel 72 platziert wird und dass der
zweite Stapel von Dokumenten 142 in Vorwärtsrichtung
vor die hintere Schaufel 74 platziert wird. Somit ist der
zweite Stapel von Dokumenten 142 zwischen der vorderen Schaufel
und der hinteren Schaufel begrenzt, wie in 4A und 5A veranschaulicht
ist, während
der erste Stapel von Dokumenten 140 zu dem Speisungsrollenmechanismus 38 hin
vorgeschoben wird. Nachdem der erste und der zweite Stapel von Dokumenten 140 und 142 auf
die Speisungsrampe 16 geladen wurden, schiebt die Bedien person
die hintere Schaufel 74 nach vorne, um jeglichen Raum zwischen
dem zweiten Stapel von Dokumenten 142 und der vorderen
Schaufel 72 zu beseitigen, wie in 4B und 5B veranschaulicht
ist.
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Nachdem
der erste Stapel von Dokumenten 140 und der zweite Stapel
von Dokumenten 142 geladen wurden, werden dieselben entlang
der Förderbänder 30 zu
dem Speisungsrollenmechanismus 38 hin vorgeschoben, wo
der erste Stapel von Dokumenten verarbeitet wird. Beispielsweise
kann der Speisungsrollenmechanismus 38 eine Schindelungsvorrichtung
sein, die die führenden
Dokumente aus dem ersten Stapel 140 von Dokumenten entfernt. Beide
Stapel von Dokumenten 140 und 142 werden in der
Vorwärtsrichtung 42 entlang
dem durch die Förderbänder 30 definierten
vorbestimmten Pfad gleichzeitig zu dem Speisungsrollenmechanismus 38 hin
vorgeschoben. Die vordere Schaufel 72 und die hintere Schaufel 74 bewegen
sich bezüglich
der Dokumente in einer linearen Entsprechung 36, während der
erste Stapel von Dokumenten 140 in den Speisungsrollenmechanismus 38 geleitet
wird.
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Während die
Dokumente von dem ersten Stapel 140 in den Speisungsrollenmechanismus 38 eingespeist
werden, nimmt die Größe des Stapels ab.
Wenn die Größe des ersten
Stapels von Dokumenten 140 um einen vorbestimmten Betrag,
z.B. um 80 seiner ursprünglichen
Größe, verringert
wurde, dreht die Bedienperson die vordere Schaufel 72 um die
Führungswelle 80 nach
oben, um die vordere Schaufel aus ihrer Position zwischen dem ersten
und dem zweiten Stapel von Dokumenten 140 und 142 zu lösen. Dies
bewirkt, dass der zweite Stapel von Dokumenten 142 dem
ersten Stapel von Dokumenten 140 einverleibt wird, um einen
einzigen, größeren ersten
Stapel von Dokumenten zu bilden, wie in 4C und 5C veranschaulicht
ist.
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Als
Nächstes,
während
sich die vordere Schaufel 72 in der nach oben gedrehten
Position befindet, verschiebt die Bedienperson die vordere Schaufel
nach hinten zu einer Posi tion, die neben und in Vorwärtsrichtung
direkt vor der hinteren Schaufel 74 ist, und dreht die
vordere Schaufel anschließend
nach unten, so dass die vordere Schaufel zwischen der hinteren Schaufel
und den Dokumenten 36 angeordnet ist, wie in 4D und 5D veranschaulicht
ist. In dieser Position nimmt der Kanal 196 in der vorderen
Schaufel 72 den Abstandshalter 190 in der hinteren
Schaufel 74 in Eingriff und ermöglicht, dass die zwei Schaufeln
benachbart sind, ohne eines der Dokumente in dem Stapel physisch
zu verdrängen.
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An
diesem Punkt verschiebt die Bedienperson die hintere Schaufel 74 nach
hinten, um einen Zwischenraum einer vorbestimmten Länge zwischen der
vorderen Schaufel 72 und der hinteren Schaufel 74 zu
bilden, wobei, wie in 4E und 5E veranschaulicht
ist, die vordere Schaufel neben dem hinteren Ende des ersten Stapels
von Dokumenten 140 belassen wird. Die Bedienperson wiederholt dann
den Vorgang, indem sie zusätzliche
Dokumente zwischen die vordere Schaufel 72 und die hintere Schaufel 74 platziert,
wodurch der zweite Stapel von Dokumenten 142 gebildet wird.
Der oben beschriebene Vorgang erfolgt fortlaufend, während die
Förderbänder 30 den
ersten Stapel 140 und den zweiten Stapel 142 von
Dokumenten zu dem Speisungsrollenmechanismus 38 hin vorschieben,
so dass der Speisungsrollenmechanismus eine fortlaufende Lieferung
von Dokumenten empfängt.
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Unter
Bezugnahme auf 1, 6 und 7A–7C kann
das Einspeisungsmagazin 12 um eine Neigungsachse herum
gedreht werden, wie durch Pfeil 300 gezeigt ist. Die Neigungsachse 300 ist
zu der Vorderachse 42 koplanar und entlang des Schnittpunkts
der unteren Oberfläche 20 der
Speisungsrampe 16 und der aufrechten Seitenwand 18 koaxial.
Ein Neigen des Einspeisungsmagazins 12 neigt effektiv die
Ebene der Förderbänder 30,
die untere Oberfläche 20 und
die an derselben befestigte aufrechte Seitenwand 18. Ein
Neigen des Einspeisungsmagazins 12 um etwa zwischen fünf und fünfzehn Grad
drückt
die Seitenbegrenzungen des Stapels von Dokumenten 36 effektiv
gegen die Seitenwand 18, um eine Registrierung der Dokumente
an derselben zu ermöglichen.
Die Speisungsrampe 16 ist ebenfalls etwas geneigt, z.B.
um etwa acht Grad, wie durch Pfeil 301 gezeigt ist, so
dass die Dokumente 36 an der Vorderseite der Schaufeln 72 und 74 aufliegen.
Es ist weniger wahrscheinlich, dass Dokumente 36, die Ränder aufweisen,
die mit einer gemeinsamen Begrenzung ausgerichtet sind, einem Stau
unterliegen oder auf andere Weise in der Vorrichtung 10 fehlgeleitet
werden.
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Wie
oben beschrieben wurde, kann der Speisungsrollenmechanismus 38 z.B.
eine Schindelungsvorrichtung 302 sein, die vorzugsweise
zwischen fünf und
zwanzig konisch geformte Rollen 304 umfasst, die zu dem
vorderen Ende der Speisungsrampe 16 hin angeordnet sind,
das die Mündung
oder den Eingang 305 des Speisungsrollenmechanismus definiert.
Jedoch kann eine beliebige geeignete Anzahl konischer Rollen 304 verwendet
werden. Jede konische Rolle 304 dreht sich um eine Welle 306,
und jede Welle ist wirksam mit einem Konische-Rollen-Motor 307 gekoppelt,
der die Drehgeschwindigkeit der konischen Rollen steuert. Alternativ
dazu können
mehrere Konische-Rollen-Motoren 307 verwendet werden, um
einzelne konische Rollen 304 oder ausgewählte Gruppen
von Rollen zu steuern, so dass einzelne Gruppen von beispielsweise
fünf Rollen
mit einer anderen Rate gedreht werden als benachbarte Gruppen von
Rollen. Der Konische-Rollen-Motor 307 kann beispielsweise
ein Servomotor unter der Steuerung des Computersteuersystems 60 sein,
wie nachstehend ausführlicher
beschrieben wird.
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Jede
Welle 306 ist unterhalb des Niveaus der unteren Oberfläche 20 der
Speisungsrampe 16 angeordnet und relativ zu der Ebene der
unteren Oberfläche 20 geneigt,
so dass ein Drehoberflächenabschnitt 308 jeder
konischen Rolle 304 im Wesentlichen parallel zu der Ebene
der unteren Oberfläche ist.
Eine Führungsplatte 310 bedeckt
teilweise die konischen Rollen 304 und ermöglicht,
dass die Drehoberfläche 308 jeder
konischen Rolle freiliegend ist. Die Führungs platte 310 kann
beispielsweise aus einer Mehrzahl von dreieckigen Metall- oder Kunststoffplatten
gebildet sein, die zwischen benachbarten konischen Rollen positioniert
und befestigt sind.
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Alternativ
dazu kann die Führungsplatte 310 ein
planares Metallblech oder eine planare Kunststofflage sein, das
bzw. die ausgeschnittene dreieckige Abschnitte 312 aufweist,
die die Drehoberflächen 308 jeder
konischen Rolle 304 freilegen. Demgemäß müssen die Drehoberflächen 308 jeder
konischen Rolle 304 etwas über die Ebene der Führungsplatte 310 vorstehen,
so dass die unteren Seitenränder
der Dokumente 36 die Drehoberflächen berühren, während sich die Dokumente 36 vorwärts bewegen.
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Die
Speisungsrampe 16 kann relativ zu der Führungsplatte 310 leicht
erhöht
sein, so dass das Niveau der Förderbänder 30 etwas über dem
Niveau der konischen Rollen 304 liegt. Dokumente 36,
die aus der Speisungsrampe 16 austreten, werden durch die
Kerben oder die Zähne 32 der
Förderbänder 30 nach
unten getragen, während
die Dokumente das vordere Ende der Förderbänder erreichen. Die Dokumente 36 werden
eine geringe Strecke, z.B. 2,54 cm (1 Zoll), nach unten geführt, bevor
sie die Führungsplatte 310 und
die Speisungsrollen 304 berühren. Alle Dokumente 36,
die das Ende der Speisungsrampe 16 erreichen, werden auf
die Führungsplatte 310 gebracht,
die die konischen Rollen 304 teilweise bedeckt und entlang
der konischen Rollen eine im Wesentlichen glatte Übergangsoberfläche bereitstellt.
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Da
jede konische Rolle 304 so angeordnet ist, dass ihre Drehachse
parallel zur Länge
der Speisungsrampe 16 ist, dreht sich die Oberfläche 308 jeder
konischen Rolle 304 tangential relativ zu der Richtung,
in der die Dokumente 36 entlang der Speisungsrampe 16 wandern.
Jede konische Rolle 304 weist ein proximales Ende 314 auf,
oder das Ende, das den geringsten Durchmesser aufweist, ist am nächsten bei
dem vorderen Abschnitt 316 der Speisungsrampe 16 angeord net.
Der Durchmesser jeder konischen Rolle 304 nimmt von dem
proximalen Ende 314 zu einem distalen Ende 318 jeder
konischen Rolle hin zu. Somit nimmt die Geschwindigkeit der Drehoberfläche 308,
die den unteren Seitenrändern
der Dokumente 36, die die konischen Rollen 304 berühren, zu,
während
die Dokumente in die Schindelungsvorrichtung 302 eingespeist
werden.
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Während die
unteren Seitenränder
der Dokumente 36 die konischen Drehoberflächen 308 in Eingriff
nehmen, überqueren
die Dokumente die konischen Antriebsoberflächen entlang eines relativ
linearen oder geraden Pfades von dem proximalen Ende 314 zu
dem distalen Ende 318 der konischen Rollen 304,
wobei sich die unteren Seitenränder
des Dokumentes im Wesentlichen in einer Punktberührung mit den konischen Antriebsdrehoberflächen befinden.
Während
jedes nachfolgende Dokument 36 die konischen Antriebsoberflächen 308 überquert, verleihen
die konischen Rollen 304 den unteren Seitenrändern der
Dokumente 36 Geschwindigkeitskomponenten variierender Größe und bewirken
eine Bewegung aufeinander folgender Dokumente zu einem geschindelten
bzw. geschuppten Array.
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Die
konischen Antriebsoberflächen 308 verleihen
dem unteren Rand jedes aufeinander folgenden Dokuments 36 eine
Geschwindigkeitsvektor- oder -kraftkomponente einer progressiv zunehmenden
Größe, während diese
Dokumente durch die Förderbänder 30 auf
die konischen Antriebsoberflächen vorwärts geschoben
werden. Derartige progressiv zunehmende Geschwindigkeits- oder Kraftkomponenten
liegen im Wesentlichen in der Ebene der Dokumente 36 und
verleihen jedem Dokument in einer Ebene, die zu den Förderbändern 30 im
Wesentlichen quer ist, eine laterale Bewegung. Dies bewirkt, dass
die Dokumente 36 bei progressiv zunehmenden Geschwindigkeiten
lateral aus dem Stapel herausbewegt werden, während sie von den Scheitelpunkten der
konischen Rollen 304 aus weiter vorgeschoben werden.
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Dies
führt zu
einer unterschiedlichen lateralen Bewegung zwischen aufeinander
folgenden Dokumenten 36, die bewirkt, dass die lateralen
führenden
Ränder
der Dokumente relativ zueinander geschindelt werden. Eine derartige
Schindelungsvorrichtung 302 ist in der EP-A-0703868 ausführlicher beschrieben.
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Eine
aufrechte Trägerplatte 320 ist
in einer Ebene angeordnet, die im Wesentlichen parallel zu der Ebene
der Vorderseite 40 der Dokumente 36 ist, und weist
einen zu derselben parallelen Vorderseitenabschnitt 322 auf.
Die Dokumente 36 können
in einem Winkel von etwa acht Grad relativ zu der Trägerplatte 320 geneigt
sein, da die Speisungsrampe 16 und die Förderbänder 30 in
einem Winkel von acht Grad geneigt sein können, wie zuvor beschrieben wurde.
Die Trägerplatte 320 ist
quer zu der Bewegungsrichtung 42 der Förderbänder 30 angeordnet und
ist zu dem distalen Ende 318 der konischen Rollen 304 hin
zurückgesetzt
und überlappt
teilweise die Führungsplatte 310.
Die Trägerplatte
stellt einen „Anschlag" oder eine Barriere
dar, den bzw. die Dokumente 36 nicht passieren können. Somit
wird Dokumenten 36, die sich der Trägerplatte 320 in einer Ebene,
die im Wesentlichen parallel zu der Vorderseite 322 der
Trägerplatte
ist, nähern,
durch die sich drehenden konischen Rollen 304 eine Quergeschwindigkeit
verliehen, während
die Dokumente über
die Führungsplatte 310 wandern
und die Drehoberflächen 308 berühren.
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Vorzugsweise
sind die Dokumente 36, die sich der Trägerplatte 320 nähern, im
Wesentlichen parallel zu der Vorderseite 322 der Trägerplatte.
Jedoch trägt
die vordere Schaufel 72 lediglich einen hinteren Abschnitt 324 des
ersten Stapels von Dokumenten 140 und liefert keine Stütze für einen
vorderen Abschnitt 326 des ersten Stapels von Dokumenten.
Somit kann der erste Stapel von Dokumenten 140 Dokumente
aufweisen, die relativ zu der Vorderseite 322 der Trägerplatte 320 nach
vorne geneigt sind, wie in 7A veranschaulicht
ist.
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Umgekehrt
können
die Dokumente relativ zu der Vorderseite 322 der Trägerplatte 320 nach
hinten geneigt sein, wie in 7B veranschaulicht
ist. Im Idealfall sind die Dokumente 36 im Wesentlichen
parallel zu der Vorderseite 322 der Trägerplatte 320, wie in 7C veranschaulicht
ist.
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Um
die Dokumente 36 zu einer im Wesentlichen parallelen Orientierung
relativ zu der Vorderseite 322 der Trägerplatte 320 zu drücken, werden
in Verbindung mit einer Steuerung der vorderen Schaufel 72 und
den durch die Steuerung 60 bereitgestellten Förderbändern 30 ein
oberer Sensor 350, ein unterer Sensor 352 und
ein Rüttelmechanismus 354 verwendet.
Der untere Sensor 352 ist zu einem unteren Abschnitt der
Trägerplatte 320 hin
angeordnet, so dass ein unterer Abschnitt 356 des unteren
Sensors die Führungsplatte 310 auf
verschiebbare Weise berührt
und über
dem distalen Ende 318 der konischen Rollen 304 läuft.
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Der
untere Sensor 352 ist als eine im Wesentlichen rechteckige
Stange konstruiert, die parallel zu der Trägerplatte 320 zwischen
der Vorderseite 322 der Trägerplatte und dem distalen
Ende 318 der konischen Rollen 304 angeordnet ist.
Der untere Sensor 352 überlappt
einen Abschnitt des distalen Endes 318 der konischen Rollen 304,
berührt
dieselben jedoch nicht. Halbkreisförmige Bögen 358 oder „Ausschnitte", die in dem unteren
Abschnitt 356 des unteren Sensors 352 angeordnet
sind, verhindern eine Berührung
zwischen dem unteren Abschnitt 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 wandern, berühren den unteren Sensor 352,
bevor ihnen durch die konischen Rollen eine Quergeschwindigkeit
verliehen wird, da die Drehung der konischen Rollen durch die Steuerung 60 gesteuert
wird, wie nachstehend beschrieben wird. Eine derartige Berührung bewirkt,
dass der untere Sensor 352 hin zu der Trägerplatte 320 quer verschoben
wird, da der untere Sensor federnd gelagert ist. Ein Satz von Federn
(nicht gezeigt) ermöglicht,
dass der untere Sensor 352 relativ zu der Trägerplatte 320 wechselseitig
verschoben wird. Jedoch kann ein beliebiger Mechanismus verwendet
werden, der eine wechselseitige Verschiebung des unteren Sensors 352 ermöglicht.
Während der
untere Sensor 352 durch die Dokumente 36 in der
Vorwärtsrichtung
zu der Trägerplatte 320 hin
verschoben wird, wird eine Schaltung aktiviert, die der Steuerung 60 anzeigt,
dass ein Dokument 36 den unteren Sensor berührt hat.
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Der
obere Sensor 350 ist von dem unteren Sensor 352 vertikal
nach oben angeordnet und steht quer von einem Schlitz oder einer
Apertur 362 in der Vorderseite 322 der Trägerplatte 320 vor.
Der obere Sensor 350 kann als Rad konfiguriert sein, das
quer verschoben wird, wenn es von einem Dokument 36 berührt wird.
Eine Feder 370 ermöglicht
auf ähnliche Weise,
dass der obere Sensor 350 relativ zu der Trägerplatte 320 wechselseitig
verschoben wird. Jedoch kann ein beliebiger Mechanismus verwendet
werden, der eine wechselseitige Verschiebung des oberen Sensors 350 ermöglicht.
Die minimale und die maximale zulässige wechselseitige Verschiebung
des oberen Sensors 350 und des unteren Sensors 352 sind
im Wesentlichen gleich, so dass die Ränder der Sensoren eine imaginäre Ebene
bilden, die zu der Trägerplatte 320 im
Wesentlichen parallel und von derselben beabstandet ist. Dies ermöglicht,
dass die Steuerung 60 bestimmt, wann die Dokumente 36 parallel
zu der Trägerplatte 320 sind.
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Um
eine präzise
Steuerung des Förderbandmotors 56,
des Schaufeltransportmotors 94 und des Konische-Rollen-Motors 307 zu
liefern, kann jeder Motor z.B. ein Servomotor sein, der durch die
Steuerung 60 gesteuert wird, wie in der Technik hinreichend
bekannt ist. Der Rüttelmechanismus 354 ist wirksam
mit der Trägerplatte 320 gekoppelt
und umfasst vier Räder 374,
die teilweise durch Schlitze 376 in der Trägerplatte
vorstehen. Die Räder 374 sind
von dem oberen Sensor 350 vertikal nach oben angeordnet
und berühren
die Dokumente 36 an einem Punkt zu der oberen Reichweite
der Dokumente hin. Jedes Paar von Rädern 374 weist eine
vertikal angeordnete Antriebswelle 378 auf, die durch eine „exzentrische" Apertur in jedem
Rad verläuft,
wodurch eine exzentrische Nockenanordnung gebildet wird. Wenn sich die
Antriebswelle 378 dreht, drehen sich die Räder 374 exzentrisch
um die Antriebswelle, wodurch bewirkt wird, dass die Oberfläche der
Räder relativ
zu der Trägerplatte 320 quer
und wechselseitig verschoben wird.
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Wenn
der Rüttelmechanismus 354 aktiviert ist,
werden jegliche Dokumente 36, die sich in der Nähe der Räder 374 befinden,
im Wesentlichen „gerüttelt" oder „gestoßen" oder wiederholt
relativ zu der Trägerplatte 320 wechselseitig
verschoben. Dies führt
dazu, dass nach vorne geneigte Dokumente 36 nach hinten
verschoben werden, um vertikal ausgerichtet zu werden, so dass sie
im Wesentlichen parallel zu der Trägerplatte 320 sind.
Eine derartige wechselseitige Verschiebung der Dokumente 36 drückt den
ersten Stapel von Dokumenten 140 zu einer im Wesentlichen
parallelen Orientierung relativ zu der Trägerplatte 320. Jedoch
müssen
die Räder 374 nicht
als exzentrische Nockenanordnung konfiguriert sein und können z.B.
lineare Betätigungsglieder
sein, die einen linearen Pfad durchqueren.
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Jede
Antriebswelle 378 ist durch eine Riemen-Und-Riemenscheibe-Anordnung 384,
die in der Technik hinreichend bekannt ist, mit einem Rüttelmotor 382 gekoppelt.
Der Rüttelmotor 382 ist
wirksam mit der Steuerung 60 gekoppelt, so dass er je nach dem
Zustand des oberen Sensors 350 und des unteren Sensors 352 durch
die Steuerung aktiviert wird.
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Unter
Bezugnahme auf 1, 6, 7A–7C und 8 veranschaulicht 8 ein
spezifisches Ausführungsbeispiel
eines Blockdiagramms der Steuerung 60. Die Steuerung 60 ist
in dem Gestell 14 angeordnet und ist wirksam mit dem oberen
Sensor 350 und dem unteren Sensor 352 gekoppelt
und empfängt
Ein gangssignale von den Sensoren. Die Steuerung 60 umfasst
einen Computer 400, der z.B. ein Mikroprozessor, eine Mikrosteuerung,
ein diskreter Prozessor oder eine beliebige andere geeignete Steuervorrichtung
sein kann, die in der Technik hinreichend bekannt ist. Nicht gezeigt sind
verschiedene Speicherschaltungen wie z.B. RAM- und ROM- und Eingabe-/Ausgabe-Schaltungen,
die in derartigen Computervorrichtungen integriert sind. Die Steuerung 60 kann
an einer beliebigen Stelle an oder in der Nähe der Vorrichtung 10 angeordnet
sein und kann mittels Drahtlängen
aus der Ferne mit der Vorrichtung verbunden sein.
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Die
Steuerung 60 umfasst eine erste, eine zweite und eine dritte
Servomotor-Steuerschaltung 402, 404 und 406.
Die erste Servomotor-Steuerschaltung 402 steuert den Fördermotor 56,
der wiederum die Förderbänder 30 steuert.
Die zweite Servomotor-Steuerschaltung 404 steuert den Schaufeltransportmotor 94,
der wiederum das Schaufeltransportband 84 steuert. Die
dritte Servomotor-Steuerschaltung 406 steuert den Konische-Rollen-Motor 307,
der wiederum die konischen Rollen 304 steuert. Die dritte
Servomotor-Steuerschaltung 406 kann
je nach der Anzahl von Konische-Rollen-Motoren 307, die
vorhanden sind, oftmals vorliegen, da die konischen Rollen 304 einzeln
gesteuert oder gemäß vorbestimmten
Gruppen gesteuert werden können. Wenn
beispielsweise zwanzig konische Rollen 304 in vier Gruppen
von fünf
konischen Rollen unterteilt sind, dann werden vier Servomotor-Steuerschaltungen 406 verwendet,
so dass alle fünf
konischen Rollen in der Gruppe mit derselben Geschwindigkeit arbeiten.
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Servomotoren,
z.B. der Fördermotor 56,
der Schaufeltransportmotor 94 und der bzw. die Konische-Rollen-Motor(en) 307 werden
auf Grund der inhärenten
Leichtigkeit und Genauigkeit, mit der sie gesteuert werden können, verwendet.
Die Geschwindigkeit jedes Motors 56, 94 und 307 wird
ohne weiteres und auf effiziente Weise von einer Minimalgeschwindigkeit,
z.B. 0 cm pro Sekunde (0 Zoll pro Sekunde) bis zu einer maximalen
Geschwindigkeit, z.B. 152,4 cm pro Sekunde (60 Zoll pro Sekunde),
gesteuert.
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Eine
Rüttelmotorsteuerschaltung 410 steuert den
Rüttelmotor 382 und
muss keine Servomotor-Steuerschaltung sein, da der Rüttelmotor
mit einer konstanten Geschwindigkeit betrieben wird und entweder
aktiviert oder deaktiviert ist. Jedoch kann eine Servomotorschaltung
verwendet werden, um einen derartigen Motor sogar dann zu steuern,
wenn keine Variable-Geschwindigkeit-Steuerung erforderlich ist,
je nach der Verfügbarkeit
derartiger Schaltungen in dem Steuerungsmodul 60.
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Die
Sensoren 350 und 352 ermöglichen der Steuerung 60,
zu bestimmen, wann die Dokumente 36 in einer Ebene liegen,
die zu der Vorderseite 322 der Trägerplatte 320 im Wesentlichen
parallel ist. Die Steuerung 60 bestimmt ferner, wann die
Dokumente 36 in einem Winkel relativ zu der Trägerplatte 320 angeordnet
sind, indem sie den Zustand des oberen Sensors 350 und
des unteren Sensors 352 prüft.
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Im
Betrieb, wenn der Stapel von Dokumenten 36 die Dokumentenschindelungsvorrichtung 38 noch
nicht erreicht hat, werden der obere Sensor 350 und der
untere Sensor 350 nicht berührt. Während dieses Umstands deaktiviert
die Steuerung 60 die Konische-Rollen-Motoren 307,
so dass sie sich nicht drehen. Um den Stapel von Dokumenten 36 nach vorne
vorzuschieben, werden der Förderbandmotor 56 und
der Schaufeltransportmotor 94 beide bei ihrer maximalen
Vorwärtsgeschwindigkeit
betrieben und werden relativ zueinander synchronisiert, um bei identischen
Geschwindigkeiten zu arbeiten.
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Die
Steuerung 60 bestimmt, dass der Stapel von Dokumenten 36 relativ
zu der Trägerplatte 320 in einem
Vorwärtswinkel
geneigt ist, wenn der obere Sensor 350 eine Berührung mit
dem Dokumentenstapel erfasst, während
der untere Sensor 352 keine Berührung erfasst, wie in 7A veranschaulicht ist. Um
den ersten Stapel von Dokumenten 140 zu einer im Wesentlichen
vertikalen Position zu drücken, weist
die Steuerung 60 die erste Servomotor-Steuerschaltung 402 an,
die Förderbänder 30 zu
aktivieren. Dies bewirkt, dass sich das untere Ende des Stapels von
Dokumenten 36 um eine vorbestimmte Strecke vorwärts bewegt.
Gleichzeitig weist die Steuerung 60 die Rüttelmotor-Steuerschaltung 410 an,
den Rüttelmechanismus 354 zu
aktivieren, während
das Schaufeltransportband 84 und somit die vordere Schaufel 72 ortsfest
sind. Dadurch wird das untere Ende der Dokumente 36 hin
zu dem unteren Sensor 352 bewegt, während die exzentrischen Räder 374 die
oberen Reichweiten der Dokumente wechselseitig weg von der Trägerplatte 320 verschieben.
Eine derartige Verschiebung in Kombination mit der Bewegung des
unteren Abschnitts der Dokumente 36 drückt die Dokumente hin zu einer
vertikalen Position, die im Wesentlichen parallel zu der Trägerplatte ist.
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Wenn
eine parallele Orientierung der Dokumente 36 erzielt wurde,
wie durch eine gleichzeitige Aktivierung sowohl des oberen Sensors 350 als
auch des unteren Sensors 352 angegeben wird, weist die Steuerung 60 die
dritte Servomotor-Steuerschaltung 406 an,
den Konische-Rollen-Motor 307 zu aktivieren. Dies bewirkt,
dass sich die konischen Rollen 304 drehen, wodurch sie
die am Rand anliegenden Dokumente im rechten Winkel zu der Speisungsrampe 16 und
hin zu anderen Verarbeitungsstationen transportieren. An diesem
Punkt weist die Steuerung 60 die erste Servomotorsteuerung 402 an,
die Förderbänder 30 zu
aktivieren, und weist die zweite Servomotorsteuerung 404 an,
den Schaufeltransportmotor 94 zu aktivieren, so dass die
Dokumente 36 in der Vorwärtsrichtung 42 transportiert
werden. Während
einer gleichzeitigen Aktivierung der Förderbänder 30 und des Schaufeltransportbandes 84 bewegt
sich die vordere Schaufel 72 zusammen mit den Förderbändern 30 auf
angegebene Weise. Der obige Vorgang wird wiederholt, so dass die
Dokumente 36 kontinuierlich verarbeitet und in die Schindelungsvorrichtung 302 eingespeist
werden.
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Die
Steuerung 60 bestimmt, dass die Dokumente 36 in
einem rückwärtigen Winkel
relativ zu der Trägerplatte 320 geneigt
sind, wenn der untere Sensor 352 eine Berührung mit
dem Stapel von Dokumenten 36 erfasst, während der obere Sensor 350 keine
Berührung
erfasst, wie in 7B veranschaulicht ist. Um die
Dokumente 36 zu einer im Wesentlichen vertikalen Position
hin zu drücken,
hält die
Steuerung 60 die Förderbänder 30 an,
so dass das untere Ende der Dokumente 36 relativ zu der
Speisungsrampe 16 feststehend bleibt. Die Steuerung 60 weist anschließend die
zweite Servomotor-Steuerschaltung 404 an,
den Schaufeltransportmotor 94 zu aktivieren, wodurch das
Schaufeltransportband 84 veranlasst wird, die vordere Schaufel 72 in
die Vorwärtsrichtung 42 zu
bewegen.
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Eine
Bewegung der vorderen Schaufel 72 drückt die obere Reichweite des
ersten Stapels von Dokumenten 140 von einer abgewinkelten
Position hin zu einer im Wesentlichen vertikalen Position. Wenn
sich die vordere Schaufel 72 um eine Strecke vorwärts bewegt
hat, die ausreichend ist, um den ersten Stapel von Dokumenten 140 vertikal
auszurichten, berühren
die Dokumente gleichzeitig den oberen Sensor 350 und den
unteren Sensor 352. Wenn eine derartige parallele Orientierung
des ersten Stapels von Dokumenten 140 erzielt wurde, wie
durch eine gleichzeitige Aktivierung sowohl des oberen Sensors 350 als
auch des unteren Sensors 352 angezeigt wird, weist die
Steuerung 60 die dritte Servomotor-Steuerschaltung 406 an, den
Konische-Rollen-Motor 307 zu aktivieren. Dies veranlasst
die konischen Rollen 304, sich zu drehen, wodurch die am Rand
anliegenden Dokumente im rechten Winkel zu der Speisungsrampe 16 und
hin zu anderen Verarbeitungsstationen transportiert werden. An diesem Punkt
aktiviert die Steuerung 60 die Förderbänder 30, um die Dokumente 36 in
der Vorwärtsrichtung 42 zu
bewegen, während
sich die vordere Schaufel 72 zusammen mit den durch das
Schaufeltransportband 84 getriebenen Förderbändern auf eine angegebene Weise
bewegt. Der obige Vorgang wird wie derholt, so dass die Dokumente 36 kontinuierlich
verarbeitet und in die Schindelungsvorrichtung 302 eingespeist
werden.
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Wenn
der obere Sensor 350 und der untere Sensor 352 im
Wesentlichen gleichzeitig eine Berührung mit dem ersten Stapel
von Dokumenten 140 erfassen, ist der Stapel von Dokumenten
im Wesentlichen parallel zu der Vorderseite 322 der Trägerplatte 320,
wie in 7C veranschaulicht ist. Es muss
keine Anpassung durchgeführt
werden, und die Steuerung 60 weist die konischen Rollen 304 an,
sich zu drehen, indem sie die dritte Servomotorsteuerung 406 anweist,
den Konische-Rollen-Motor 307 zu aktivieren, wodurch die
am Rand anliegenden Dokumente im rechten Winkel zu der Speisungsrampe 16 und hin
zu anderen Verarbeitungsstationen transportiert werden. An diesem
Punkt fährt
die Steuerung 60 fort, die Förderbänder 30 und die vordere
Schaufel 72 zu veranlassen, den Stapel von Dokumenten 36 in
der Vorwärtsrichtung 42 zu
bewegen, während
sich die vordere Schaufel 72 zusammen mit den Förderbändern auf
eine angegebene Weise bewegt. Der obige Vorgang wird wiederholt,
so dass die Dokumente 36 kontinuierlich verarbeitet werden.