DE69820570T2

DE69820570T2 - Vorrichtung zum Stapeln, Sortieren und Zuführen von gedruckten Dokumenten nach einer Endbearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE69820570T2
Application number: DE69820570T
Authority: DE
Inventors: Kurt Ruenzi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-06
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2018-11-07
Also published as: DE69820570D1; JPH11217143A; EP0914969A3; EP0914969B1; US6234467B1; EP0914969A2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von aus mindestens einer Seite bestehenden gedruckten Dokumenten und zum Zuführen der Dokumente in eine Fertigstellungsmaschine.
Technischer Hintergrund
Im US-Patent Nr. 5 439 209 an Kurt Rünzi wird eine Papierstapelvorrichtung offenbart, welche in der Lage ist, aufeinander folgende Dokumente oder Aufträge auf dem Stapel, der gebildet wird, zu trennen. Die Vorrichtung weist ein Förderband zum Transportieren der einzelnen Blätter zu einem Stapler auf. Ein Halter ist oberhalb des Förderbandes angeordnet. Der Halter hält eine Reihe von frei drehbaren Kugeln, welche die Blätter auf das Band drücken. Auf einer Seite des Bandes ist eine Führungsschiene angeordnet, welche um ihr hinteres Ende zwischen zwei Schwenkpositionen schwenkbar ist. In beiden Positionen läuft das Band auf die Führungsschiene in der Transportrichtung zu. Die Führungsschiene wird in ihre andere Position umgeschaltet, wann immer die letzte Seite eines gedruckten Dokuments den Förderer durchlaufen hat. Dadurch werden die Dokumente auf dem Stapel, der gebildet wird, durch eine seitliche Verschiebung voneinander getrennt. Auf diese Weise können die einzelnen Dokumente in einem weiteren Arbeitsgang einfach voneinander getrennt werden. Zur Zeit wird diese Trennung manuell ausgeführt.
In modernen Hochgeschwindigkeits-Druckmaschinen, zum Beispiel Laserdruckern, werden die einzelnen Schriftstücke der aufeinanderfolgenden Dokumente oder Aufträge in fortlaufender Folge ihrer Seitenzahl gedruckt und mit ihrer bedruckten Seite nach unten ausgegeben. Die gedruckten Schriftstücke werden in einem Stapler gestapelt. Die Blätter der einzelnen Dokumente sind dann in der richtigen Reihenfolge.
Zusammenfassung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Handhabung solcher gestapelten und getrennten Dokumente zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Verbindung von Merkmalen der Ansprüche gelöst.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen
1 eine schematische Anordnung der Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine Draufsicht eines Staplers, teilweise im Querschnitt, zeigt,
3 einen vertikalen Querschnitt durch den Stapler zeigt,
4 bis 6 Details des Staplers in einem vergrösserten Massstab zeigen,
7 eine Draufsicht eines Sortierers, teilweise im Querschnitt, zeigt,
8a und 8b den Betrieb der Greifer und der Stössel zeigt,
9 eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform des Staplers zeigt,
10 einen Längsschnitt durch den Stapler zeigt, und
11 und 12 Querschnitte zeigen.
Ausführliche Beschreibung einer Ausführungsform
1 zeigt eine schematische Anordnung einer Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung. Bedruckte Blätter aus Papier verlassen einen Hochgeschwindigkeitsdrucker 1 und werden durch einen Förderer 2 zu einem Stapler 3 befördert, wo die Schriftstücke getrennt in einzelne Dokumente in einer Kassette 4 gestapelt werden. Wenn eine Kassette 4 voll ist, wird sie aus dem Stapler entfernt, in einem Kassettenlager 5 gelagert und durch eine leere Kassette ersetzt, woraufhin der Druck fortgesetzt wird. Aus dem Lager 5 wird eine ausgewählte Kassette 4 herausgenommen und in einen Sortierer 6 gegeben, welcher die Dokumente eines nach dem anderen herausnimmt und sie auf einen Förderer 7 schiebt, welcher sie zu einer Fertigstellungsmaschine 8 transportiert, welche ein Binder und/oder Falzer und/oder Umschlag-Einstecker und – Verschliesser oder Ähnliches sein kann. Ein Verfahren zum Betrieb dieses Systems ist in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 60/065,018 an William H. Gunther mit dem Titel "Verfahren zum Sortieren gedruckter Dokumente und Weiterleiten an eine Fertigstellungsmaschine", welche am 10. November 1997 angemeldet wurde, und damit verwandten US- und EP-Patentanmeldungen offenbart.
2 zeigt eine Draufsicht des Förderers 2 und Staplers 3. Der Förderer 2 ist im US Patent 5 439 209 vollständiger offenbart. Er umfasst einen Rahmen 11, der eine Gleitplatte 12 hält. Zwei Wellen 13, 14 sind in dem Rahmen 11 drehbar befestigt und tragen Rollen 15, um die ein Endlosband 16 läuft. Die Oberseite des oberen Laufs des Bandes 16 ist bündig mit der Oberseite der Gleitplatte 12. Das Band 16 ist leicht geneigt relativ zur Längsausdehnung des Rahmens 11. Eine Halteplatte 17 ist an dem Rahmen 11 mittels zwei Stäben 18 angebracht und erstreckt sich parallel und oberhalb zum Band 16. Eine Reihe frei drehbarer Kugeln 19 wird in der Platte 17 gehalten. Die Kugeln liegen auf dem Band 16 oder einem auf diesem transportierten Blatt auf und drücken das Blatt durch die Schwerkraft gegen das Band 16. Eine laterale Führungsschiene 20 ist auf einer Seite der Platte 12 angeordnet. Die Schiene 20 ist schwenkbar um eine vertikale Achse 21 an ihrem in Laufrichtung oberen Ende und wird durch einen Aktuator 22 zwischen zwei Positionen, die in durchgezogenen und strichpunktierten Linien gezeigt sind, bewegt. In beiden Positionen läuft das Band 16 auf die Schiene 20 in der Laufrichtung zu. Das Band 16 wird von einem Motor 23 angetrieben.
Der Stapler 3 umfasst einen Stand 28 mit einer unteren Platte 29 und einem U-förmigen vertikalen Gehäuse 30. Die zwei lateralen Seiten 31 des Gehäuses weisen vertikale Führungsschienen 32 auf. Ein Schlitten 33 wird durch Rollen 34, welche drehbar an dem Schlitten 33 befestigt sind, in den Schienen 32 für eine vertikale Bewegung geführt. Der Schlitten 33 wird von einer endlosen Kette 35 getragen, welche um zwei Kettenräder 36 geführt ist, die drehbar am oberen und unteren Ende des Rahmens 30 ange bracht sind. Der Schlitten 33 ist an einem Lauf der Kette 35 mit Hilfe eines Bolzens 37 befestigt. Die Kette 35 wird von einem umschaltbaren Getriebemotor 38 angetrieben.
Ein plattenförmiger Wagen 43 ist drehbar an dem Schlitten 33 angebracht, so dass er um die Achse 42 einer horizontalen Welle 44 rotieren kann. An der Vorderseite des Schlittens 33 ist ein Zahnrad an der Welle 44 befestigt, welches in ein Ritzel 46 eingreift, das durch einen Getriebemotor 47 angetrieben ist, der von dem Schlitten 33 getragen wird. Ein Sensor 48 auf dem Schlitten 33 wirkt mit zwei Markierungen 49 auf dem Wagen 43 zusammen. Die Markierungen 49 liegen sich diagonal gegenüber relativ zu der Achse 42. Der Sensor 48 ist mit einer Steuerungseinheit (nicht gezeigt) verbunden, welcher den Motor 47 anhält, wenn eine der Markierungen 49 erfasst wird. Der Wagen 43 kann daher in Schritten von 180° um die Achse 42 gedreht werden.
Die Kassette 4 ist austauschbar an dem Wagen 43 befestigt. Die Kassette 4 weist eine Rückwand 55 und zwei Seitenwände 56 auf. Die Rückwand 55 hat eine U-förmige Einbuchtung mit einer ebenen Vorderseite, welche einen Anschlag 57 für die Papierblätter bildet, wenn diese in die Kassette eingeführt werden. Eine erste Platte 59 ist entfernbar an den Seitenwänden 56, angrenzend an ein Ende hiervon, befestigt. Nachdem ein Stapel 60 in der Kassette 4 fertiggestellt wurde, wird eine zweite Platte 61 (gezeigt in strichpunktierten Linien in 3) zwischen den Seitenwänden 56 eingefügt. Die zweite Platte 61 weist federbelastete Riegel an allen vier Ecken auf, die jeweils in ein rechteckiges Loch 62 der beiden Reihen 63 von Löchern in beiden Seitenwänden 56 einklinken. Nachdem die Platte 61 über dem Stapel 60 eingesetzt wurde, wird der Schlitten 33 vom Motor 38 nach oben bewegt, bis die Platte 61 gegen einen Anschlag 64 stösst, der an dem Stand 28 angebracht ist. Der Anschlag 64 drückt den Stapel 60 zusammen. Wenn der Strom, der den Motor 38 antreibt, eine einstellbare Grenze erreicht, wird die Antriebsrichtung des Motors 47 umgekehrt, und der Schlitten 33 wird abwärts bis etwa zu seiner mittleren Position bewegt. Aufgrund der Riegel an der Platte 61 bleibt der Stapel 60 zusammengedrückt. Der Wagen 43 kann jetzt durch den Motor 47 um 180° gedreht werden. Der Schlitten 33 wird dann in seine unterste Position bewegt.
Die Kassette 4 ist auf dem Wagen 43 durch zwei rechteckige Rohre 66 gesichert, welche in der Längsrichtung des Wagens 43 in Führungen 67 an beiden Enden des Wagen 43 verschiebbar sind. Das Rohr 66 ist federbelastet in seine Einrastposition, in der ein freies Ende 68 des Rohres 66 über ein Ende (in 3 das obere Ende) des Wagen 43 herausragt. Wenn der Wagen 43 um 180° gedreht wird und in seine unterste Position herab gefahren wird, stossen die zwei Rohre 66 gegen zwei Anschläge 69, die an der Bodenplatte 29 befestigt sind, und werden eingedrückt. Dadurch wird die Kassette 4 entsperrt und kann aus dem Wagen 43 entnommen werden. Um die Entnahme zu erleichtern, ist ein Endlosband 70 an einer Reihe frei drehbarer Rollen 71 angebracht. Die Kassette 4 wird seitlich entfernt, so dass der Stapler 3 an seinem Ort bleiben kann, wenn die Kassetten ausgetauscht werden.
Eine neue Kassette 4 wird mit der Platte 59 auf der Oberseite eingesetzt. Dann wird der Schlitten 33 in seine mittlere Position angehoben, und der Wagen 43 wird um 180 Grad gedreht. Der Schlitten 33 wird dann weiter angehoben, so dass die obere Oberfläche der Platte 59 knapp unterhalb des oberen Laufs des Bandes 16 liegt. Dies wird von der Steuerungseinheit (nicht gezeigt) auf Grund des Signals eines Sensors 72, zum Beispiel eines Annäherungssensors oder einer Lichtschranke, geregelt.
Der Drucker 1 wird jetzt von der zentralen Steuerungseinheit gestartet. Die Schiene 20 ist in ihrer Ausgangsposition als durchgezogene Linie in 2 gezeigt. Die erste Serie von gedruckten Blättern, zum Beispiel das erste Dokument 73 oder der erste Auftrag, wird daher in der Kassette angrenzend an deren rechte Seitenwand 56 abgelegt. Die Blätter werden dem Förderer 2 mit ihrer bedruckten Seite nach unten zugeführt. Nachdem das letzte Blatt des ersten Dokuments die Führungsschiene 20 passiert hat, wird diese in ihre andere Position umgeschaltet, so dass das nächste Dokument 73 in die Kassette 4 angrenzend an deren linker Seitenwand abgelegt wird, woraufhin die Schiene 20 wieder in ihre Ausgangsposition zurückgeschaltet wird. Dadurch wird jedes folgende Dokument 87 von dem vorherigen durch eine seitliche Verschiebung getrennt. Wie oben erwähnt, wird der Stapel 60, wenn er vollständig ist, durch das Einsetzen der Platte 61 und die Bewegung des Schlittens 33 gegen den Anschlag 64 zusammengedrückt. Dadurch wird bei der Drehung des Wagen 43 um 180° die seitliche Verschiebung zwischen aufeinander folgenden Dokumenten 73 beibehalten. Das erste gedruckte Dokument 73 liegt nun auf dem Stapel 60 zuoberst.
4 zeigt, in vergrössertem Massstab, den Einrastmechanismus der ersten Platte 59, welche die untere Platte in der Position der 3 ist, aber die obere Platte in 4. Die Platte 59 umfasst zwei Tafeln 102, 103 aus Blech. Beide Tafeln 102, 103 weisen zwei rechteckige Verlängerungen 104, 105 auf, welche sich durch zwei rechteckige Schlitze 106 in dem Anschlag 57 der Rückwand 55 erstrecken. Mehrere Führungsstifte 107 sind an der Tafel 103 befestigt und erstrecken sich durch entsprechende Löcher in der Tafel 102. Am vorderen Ende erstrecken sich zwei rechteckige Laschen 108 seitwärts von den Tafeln 102, 103 über die äussere Oberfläche der zwei Seitenwände 56 hinaus in rechteckige Schlitze 109 in den Wänden 56 hinein, welche auf der selben Höhe wie die Schlitze 106 sind, dieselbe Breite haben, und offen zur Vorderseite hin sind. Zwei seitlich voneinander entfernte, identische, L-förmige Hebel 110 sind an einer Welle 11 angebracht, die drehbar an der Platte 102 angebracht ist. Die unteren Arme 112 der Hebel 110 tragen eine gemeinsame Welle 113, an der zwei Rollen 114 drehbar befestigt sind. Die Welle 113 durchläuft ein sich horizontal erstreckendes Loch 115 in zwei Platten 116, die an der Tafel 103 angebracht sind. Die zweiten Arme 117 der Hebel 110 sind durch eine Griffstange 118 miteinander verbunden, um die Hebel 110 zu betätigen. Die Arme 112 erstrecken sich durch Schlitze 119 der Tafel 102.
In der Position, die in 4 gezeigt ist, ist die Platte 59 in der Kassette 4 gesichert. Der Arm 117 liegt an der Aussenseite der Tafel 102 an, und die Rollen 114 sind knapp hinter dem Totpunkt, das heisst die Welle 113 liegt leicht links neben der Welle 111. Die Tafeln 102, 103 werden durch den Druck der Rollen 114 leicht elastisch deformiert. Die Verlängerungen 104, 105 und die Laschen 108 werden gegen die oberen und unteren Oberflächen der Schlitze 106, 109 gedrückt. Wenn der Griff 118 angehoben wird, bewegt die Welle 113, die in den Löchern 115 geführt wird, die Tafeln 102, 103 aufeinander zu, und die Platte 59 wird entsperrt und kann entfernt werden. Der relativ grosse Hub, der durch den offenbarten Einrastmechanismus zur Verfügung gestellt wird, ist vorteilhaft, wenn hohe Stapel 60 in der Kassette 4 gehandhabt werden müssen, weil der Stapel 60 dekomprimiert werden muss, bevor die Platte 59 entfernt werden kann.
5 zeigt das Einrasten der Platte 61 in einem vergrösserten Massstab. Die Platte 61 umfasst zwei Tafeln 122, 123, welche durch Endwände 124 und Zwischenwände 125, 126 aneinander befestigt sind. An allen vier Ecken der Platte 61 ist ein Einrastmechanismus 127 angebracht. Jeder Mechanismus 127 besteht aus drei oder mehr plattenförmigen, im wesentlichen rechteckigen Schlitten 128, welche verschiebbar in drei rechteckigen vertikalen Schlitzen 129 geführt werden, welche nebeneinander in den Wänden 125 angeordnet sind. Eine sägezahnförmiger Rastnase 130 erstreckt sich von jedem Schlitten 128 in Richtung der Seitenwände 56. Die oberen, horizontalen Oberflächen 131 der Rastnasen 130 eines jeden Mechanismus 127 sind gegeneinander versetzt, so dass der vertikale Abstand zwischen den Oberflächen 131 der aufeinander folgenden Rastnasen 130 etwa 1/3 des Abstandes zwischen benachbarten Öffnungen 62 in den Seitenwänden 56 beträgt (nicht massstabsgerecht gezeichnet in 5).
Jeder Schlitten 128 wird nach aussen durch eine separate Feder 135 vorgespannt, damit die Rastnasen 130 in den Öffnungen 62 einrasten. Die Schlitten 128 weisen ein längliches Loch 136 auf, welches von einem gemeinsamen horizontalen Stab 137 durchlaufen wird. Der Stab 137 verläuft parallel zu der Wand 56 und den Tafeln 122, 123, und ist mit einer Stange 138 verbunden. Die Stange 138 (vor den Schlitten 128 gezeigt) wird in den Wänden 125, 126 geführt. An ihrem freien Ende erstreckt sich ein Griff 139 lateral durch ein längliches Loch 140 in der vorderen und hinteren Wand 141 der Platte 61. Indem an dem Griff 139 gezogen wird, können alle drei Schlitten 128 der jeweiligen Mechanismen 127 gleichzeitig eingezogen werden. Anstatt der Griffe 139 könnte ein gemeinsamer Betätigungsmechanismus mit allen vier Stangen 138 verbunden werden. Eine grössere Zahl von Schlitten 128 mit einem kleineren Höhenunterschied der Oberflächen 131 kann in solchen Fällen benutzt werden, in denen die Kassetten 4 kleinere Stapel aufnehmen sollen, die weniger kompressibel sind.
In 6 wird der Einrastmechanismus der Kassetten 4 in Frontansicht des unteren Unterteils der Darstellung der 2 gezeigt, wobei aber der Wagen 43 um 180° gedreht ist, und teilweise im Querschnitt. Jede Führung 67 weist an ihrem unteren und oberen Ende zwei Laschen 148 auf, welche sich lateral erstrecken und welche aus dem selben Blech gebildet sind wie der Wagen 43, indem Ausschnitte 149 in den Seiten der Führung 67 gebildet werden. Alle Laschen 148 erstrecken sich in die dieselbe Richtung. Ein Schlitz 150, welcher sich in Richtung des freien Endes der Laschen 148 aufweitet, erstreckt sich horizontal bis über die Mitte des Rohres 66 hinaus. Das Rohr 66 weist eine ähnlich ausgebildete Lasche 151 auf, welche sich lateral durch den oberen Ausschnitt 149 erstreckt. Das Rohr 66 weist einen lateral offenen Schlitz 152 auf, der breiter als der Schlitz 150 ist. In der Mitte des Rohres 66 erstreckt sich ein vertikaler Schlitz 153 vom Schlitz 152 weg. An der Führung 67 ist eine Stange 154 angebracht, welche sich in das Rohr 66 hinein durch ein längliches Loch 155 erstreckt. Über der Stange 154 durchläuft eine Querstange 156 das Rohr 66. Eine vorgespannte Feder 157 ist an den Stangen 154, 156 angebracht, welche das Rohr 66 nach unten in der Darstellung der 6 zwingt. Die vorspannungskraft ist grösser als das Gewicht des Rohres 66.
Wenn das freie Ende 68 des Rohres 66 von dem Anschlag 69 angehoben wird, wird das Rohr 66 relativ zur Führung 67 durch die Schwerkraft und Federkraft abgesenkt, so dass der Schlitz 153 in ein Eingreifen mit einer Stange 158 gelangt, die an der Rückwand 55 der Kassette 4 (in strichpunktierten Linien in 6 gezeigt) angebracht ist, und greift vor einem Flansch 159 am freien Ende der Stange 158 ein (siehe auch 2). Auf diese Weise wird die Kassette 4 am Wagen 43 an allen vier Ecken verriegelt und kann sicher umgedreht werden.
Ein Annäherungs- oder Begrenzungsschalter kann jedem Anschlag 69 zugeordnet sein, um zu überprüfen, ob die Enden 68 immer noch an die Anschläge 69 anstossen, wenn der Schlitten 33 sich um einen Abstand angehoben hat, der der Breite der Schlitze 150 entspricht. Die verschiedenen Positionen des Schlittens 33, die überprüft werden müssen oder an denen der Schlitten 33 anhalten muss, können über die Steuerungseinheit durch Annäherungsschalter (nicht gezeigt) gesteuert werden. Durch das Signal des oben erwähnten Annäherungsschalters kann daher sichergestellt werden, dass die Kassette 4 sicher auf dem Wagen 43 verriegelt ist, bevor der Schlitten 33 weiter angehoben wird, um den Wagen 43 um 180° zu drehen.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Führungsschiene 20 nicht schwenkbar um die Achse 21, sondern lateral parallel zu sich selbst verschiebbar, zum Beispiel mit Hilfe einer Parallelogramm-Verbindung. Die Führungsschiene 20 kann U-förmig in Querschnitt sein, wie es in der Ausführungsform der 9 und 12 gezeigt ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Umbiegen des Papiers entlang der Führungsschiene 20 vermieden wird. Die parallele Verschiebung der Führungsschienen 20 hat den Vorteil, dass in ihren beiden Positionen die Papiere mit ihren lateralen Seiten parallel zu den Seitenwänden 56 in die Kassette 4 eingeführt werden.
Der Sortierer 6 ist in der 7 in Draufsicht gezeigt, teilweise im Querschnitt. Er ist bezüglich seines Aufbaus ähnlich zum Stapler 3, ausser dass an Stelle des Anschlags 64 eine Sortiervorrichtung 78 am freien Ende des L-förmigen Arms 79 (3) des Standes 28 angebracht ist. Ähnliche Teile sind in 7 mit den selben Bezugsziffern wie in 2 und 3 bezeichnet, so dass eine ausführliche Beschreibung dieser Teile nicht notwendig ist. Der drehbare Wagen 43 kann in dem Sortierer 6 weggelassen werden, so dass die Kassette 4 direkt an dem Schlitten 33 befestigt ist. Der Einrastmechanismus, der mit Bezug auf 6 beschrieben wurde, wird nicht benötigt. Für eine kleine Produktionsserie kann es jedoch wirtschaftlicher sein, den Sortierer 6 identisch zum Stapler 3 zu bauen, abgesehen von dem oben erwähnten Unterschied.
Bevor eine Kassette 4 in den Sortierer 6 eingesetzt wird, wird die Platte 59, die in diesem Falle oben liegt, zu erst entfernt. Die Sortiervorrichtung 78 umfasst ein Gehäuse 80. Angrenzend an jede Seitenwand 56 der eingesetzten Kassette 4 ist eine Welle 81 in Lagerungen 82 gelagert, welche an dem Gehäuse 80 befestigt sind. Die Wellen 81 werden durch entsprechende Motoren 83 betätigt und erstrecken sich parallel zu den Seitenwänden 56 und der Oberseite des Stapels 60. Zwei Buchsen 84 sind an jeder Welle 81 angebracht. Jede Buchse 84 trägt einen L-förmigen Finger 85. Die Spitze der Finger 85 kann abgerundet und abgekeilt sein, so dass sie zwischen das unterste Blatt 86 des obersten Dokuments 87 (8a) und des nächsten folgenden Dokuments eingreifen kann. In dem Sortierer 6 ist ein Höhensensor 72 an dem Gehäuse 80 auf jeder Seite des Stapels 60 im Randbereich 88 zwischen den Seitenkanten aufeinanderfolgender Dokumente angebracht. Die Sensoren 72 regeln abwechselnd über eine Regeleinheit (nicht gezeigt) die Höhe des Stapels 60, so dass das oberste Blatt des zweiten Dokuments 87 von den Fingern 85 während ihrer Bewegung in den Randbereichen 88 auf derjenigen Seite berührt wird, an der die Seitenkante des obersten Dokuments von der entsprechenden Seitenwand 56 entfernt ist. Wenn die jeweilige Welle 81 gedreht wird, heben die Spitzen der Finger 85 das oberste Dokument 87 an (in strichpunktierten Linien in 8a gezeigt). Die Finger 85 auf der anderen Seite des Stapels 60 werden von dem Stapel 60 weg abgehoben.
Zwei stabförmige Stössel 96 sind verschiebbar an der Wand 80 befestigt und sind an ihrem oberen Ende durch eine Querstange 97 miteinander verbunden. In der abgehobenen Position der Finger 85 wird die Querstange 97 von einem Hebel 98 angehoben, der an der Welle 81 befestigt ist.
In 8a wird der Betrieb der Finger 85 detaillierter gezeigt. Jeder Finger 85 besteht aus einem Hebel 165, der an der Welle 81 befestigt ist, und einem Arm 166, der schwenkbar an den Hebel 165 mit einem Stift 167 angebracht ist und der durch eine Feder in die Position, die in 8a gezeigt ist, gegen einen Anschlag 168 gedrückt wird.
Der Betrieb des Hebels 98 und der Stössel 96 wird in 8b gezeigt. In der angehobenen Position der Finger 85 hebt der Hebel 98 die Querstange 97 und damit die Stössel 96 vom Stapel 60 an. Während die Finger 85 in die Position gedreht werden, die mit strichpunktierten Linien in 8a gezeigt ist, werden die Stössel 96 abgesenkt und drücken durch die Schwerkraft im Randbereich 88 gegen das zweite Dokument vom obersten Dokument 87 aus gesehen. Da es eine Lücke zwischen diesem Dokument 73 und dem vierten gibt, wird sein Randbereich 88 ein wenig nach unten gedrückt, was den Enden der Finger hilft, alle Blätter des obersten Dokuments 87 zu greifen. In der abgesenkten Position grenzt der Hebel 98 an die Seitenkante des obersten Dokuments 87 an, was dazu beiträgt, es zu führen, während es herausgedrückt wird.
Falls der Stapel 60 Dokumente 87 enthält, welche alle etwa die selbe Dicke aufweisen, kann ein einziger Sensor 72 über der Mitte des Stapels 60 angeordnet werden.
Wenn das oberste Dokument 87 angehoben wird (8a), wird ein Stössel 89 auf jener Seite des Staplers von einem entsprechenden Aktuator 90 gezogen und schiebt jenes Dokument zwischen zwei Paaren von Transportrollen 91, die an zwei Wellen 92 angebracht sind und drehbar in dem Ge häuse 80 gehalten und mit einer Feder gegeneinander gedrückt werden. Eine der Wellen 92 wird von einem Motor 93 angetrieben. Die Rollen 91 transportieren das Dokument 87 auf ein Förderband 94, welches es in eine Fertigstellungsmaschine fördert. Das Band 94 wird von einem weiteren Motor 95 angetrieben. Wenn das oberste Dokument 87 von dem entsprechenden Stössel 89 herausgedrückt wird, wird dieses Dokument von der Seitenwand 56 auf der gegenüberliegenden Seite und vom Hebel 98 geführt.
In 9 bis 12 sind eine zweite Ausführungsform des Förderers 2, ein Teil des Staplers 3 und ein Teil der Kassette 4 gezeigt. Ähnliche Teile sind mit den selben Bezugszeichen wie in der Ausführungsform der 2 bis 3 bezeichnet, so dass eine ausführliche Beschreibung dieser Teile weggelassen wird.
In der zweiten Ausführungsform sind zwei Führungsschienen 220 (entsprechend der Schiene 20 der 2) relativ zum Rahmen 11 befestigt. Sie sind U-förmig im Querschnitt. Ein Steg 221 verbindet die oberen und unteren Schenkel 222 der Schiene 220, welche um etwa 1 mm auseinanderliegen und trichterförmig an ihrem in Laufrichtung aufwärts liegenden Ende sind. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Stegen 221 ist grösser als die Breite der Schriftstücke 86, welche gestapelt werden. Er kann einstellbar sein. Die Wellen 13, 14 der Auflagerollen 15 und des Motors 23 sind in einem U-förmigen Tragelement 224 gelagert, welches um eine vertikale Achse 225 in dem Rahmen 11 zwischen der in 9 gezeigten Position und einer dazu symmetrischen Position relativ zur vertikalen Mittelebene des Bandes 2 schwenkbar ist. Die Schwenkbewegung des Trägers 224 wird durch einen Aktuator 226 be wirkt. Die Halteplatte 17 mit den Kugeln 19 erstreckt sich entlang der Mittelebene des Förderers 2.
Die Schriftstücke 86 werden symmetrisch zu den Schiene 220 in der Einführrichtung A eingeführt. Wenn sich das Tragelement 224 in der in 9 gezeigten Position befindet, werden die Schriftstücke 86 durch das geneigte Band 16 seitwärts auf die linke Seite im Förderer 2 verschoben, bis ihre linke Kante gegen den Steg 121 der linken Schiene 220 anstösst. Dadurch werden die Schriftstücke 86 in die Kassette 4 mit ihren Seitenkanten parallel zu den Seitenwänden 56 eingeführt. Die linke Kante der Schriftstücke grenzt an die linke Seitenwand 56 an. Wenn der Träger 224 in die andere Position umgeschaltet wird, wird das Schriftstück 86 in die Kassette 4 mit seiner rechten Kante angrenzend an die rechte Wand 56 eingeführt.
Um, nachdem ein Stapel 60 fertig gestellt wurde, das Einlegen der zweiten Platte 61 (3 und 5) in die Kassette 4 zu erleichtern, ist der Rahmen 11 schwenkbar um eine horizontale Achse 228 am in Laufrichtung oberen Ende (mit strichpunktierten Linien in 10 gezeigt) auf einem Stand 227 angebracht.
Die Kassette 4 der 9 und 10 weist an der vorderen Kante der Seitenwände 56 eine U-förmige Biegung 231 auf, um ihre Steifheit zu erhöhen. Die Rückwand 55 ist durchgängig, und der Anschlag 57 ist aus einem U-förmigen Blech gebildet, welches an die Rückwand 55 angeschweisst ist. Diese Bauweise erhöht auch die Stärke und Torsionssteifigkeit der Kassette 4. Die hinteren Reihen 63 von rechteckigen Löchern 62 sind in der Rückwand 55 auf jeder Seite des Anschlags 57 angeordnet. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Vorderkante eines Schriftstücks 86 am rückwärtigen Ende eines der hinteren Löcher 62 hängen bleibt.
In der Ausführungsform der 9 bis 12 ist der Fotosensor 72 zur Steuerung der vertikalen Bewegung des Schlittens 33 (nicht gezeigt in 9 und 10) vertikal beweglich am Anschlag 64 angebracht. Im Betrieb ist das untere Ende des Anschlags 64 in unmittelbarer Nähe zum Stapel 60, der gebildet wird. Der Sensor 72 ragt über die Unterseite des Anschlags 64 heraus, um eine gute Auflösung zu erreichen. Wenn der Anschlag 64 gegen die Platte 61 (5) gedrückt wird, wird der Sensor 72 automatisch gegen die Kraft einer Feder 232 angehoben.
Am unteren Ende des Anschlags 64 ist ein Transportmechanismus 233 angebracht. Er umfasst einen generell U-förmigen Halter 234, welcher schwenkbar an einer horizontalen Welle 235 angebracht ist, welche in vertikalen Schlitzen 236 in den Seitenwänden des Anschlags 64 geführt wird. Angrenzend an das hintere Ende des Halters 234 ist eine transversale Welle 237 angebracht (11). Auf der Welle 237 ist ein Transportrad 239 angebracht, welches einen elastomeren Mantel 240 in einer entsprechenden Vertiefung auf seinem zylindrischen Umfang aufweist.
Das Rad 239 wird von einem Antriebsrad 245 angetrieben, welches auf der Welle 237 angebracht ist. Das Rad 245 wird von einem Motor 246 angetrieben, welcher an dem Halter 234 befestigt ist. Die Antriebsverbindung umfasst eine Scheibe 247, welche an der Ausgangswelle 248 des Motors 246 angebracht ist, und ein Band 249, das die Scheibe 247 und das Rad 245 verbindet. Eine magnetische Kupplung 250 koppelt das Rad 245 an das Rad 239. Das maximale Drehmoment, das durch die Kupplung 250 übertragen wird, ist so begrenzt, dass es ausreichend ist, das oberste Blatt 86 auf dem Stapel 60 bis zum Anschlag 57 nach oben zu schieben, aber klein genug, dass die Vorderkante des Blattes sich nicht an dem Anschlag 47 aufbiegt. Dieses begrenzende Drehmoment wird durch die Weite des Zwischenraums zwischen dem Stahlrad 239 und der Seite der Permanentmagneten 250 der Kupplung eingestellt. Zwei Niederhalter 253 drücken leicht auf das oberste Blatt 86 durch ihre Schwerkraft, um zusätzlich dabei zu helfen, dass ein Knicken dieses Blattes verhindert wird.
Die Schwenkachse 225 des Trägers 224 kann an dem in Laufrichtung oberen Ende dieses Trägers statt in der Mitte, wie es in 10 gezeigt ist, angebracht sein. Ein weiteres Paar von Transportrollen kann zwischen dem Förderer und dem Stapel 60 angeordnet sein. Diese Rollen würden auf horizontalen Wellen angebracht werden, welche senkrecht zur Längsausdehnung der Führungsschienen 220 ausgerichtet sind.
Falls der Drucker 1 die Blätter 86 mit einem relativ kleinen Abstand ausgibt, kann es vorteilhaft sein, ein weiteres Transportband zwischen dem Drucker 1 und dem Förderer 2 anzuordnen, um den Abstand zwischen den Blättern 86 zu vergrössern, so dass genügend Zeit verfügbar ist, um den Träger 224 (9) oder die Schiene 20 (2) von einer in die andere Position zwischen dem letzten Blatt 86 eines Auftrags und dem nächsten Blatt 86 des folgenden Auftrags umzuschalten.
In 10 ist eine zusätzliche Umschaltvorrichtung 258 am eingangsseitigen Ende des Förderers 2 gezeigt, welches zwei parallele, voneinander entfernte und miteinander verbundene Platten 259 umfasst, zwischen denen die Blätter 86 in der gezeigten normalen Position zu dem Förderer 2 zugeführt werden. Die Platten 259 können um eine Achse 260 durch einen Aktuator (nicht gezeigt) in eine abgesenkte Position geschwenkt werden, in der die Blätter 86 in einen Abfallbehälter 261 abgelegt werden. Die Achse 260 befindet sich am in Laufrichtung oberen Ende der Platten 259. Diese Umschaltvorrichtung 258 kann vorteilhaft sein in Fällen, in denen die Steuerungseinheit, welche den Betrieb des Staplers steuert, auch den Drucker 1 startet und anhält. Wenn ein Anhaltesignal an den Drucker 1 gesendet wird, zum Beispiel wegen eines Papierstaus im Förderer 2 oder im Stapler 3, kann der Drucker 1 immer noch eine Anzahl von Seiten auswerfen, welche sich schon im Druckzyklus befinden. In einem solchen Fall wird die Umschaltvorrichtung 258 gleichzeitig mit dem Anhaltesignal an den Drucker in die untere Position geschaltet.
Der Transportmechanismus 233 kann vorteilhaft auch in anderen Vorrichtungen zum Bearbeiten von Papier verwendet werden, zum Beispiel in anderen Staplern als den hier beschriebenen, zum Beispiel in einem Stapler entsprechend dem US-Patent 5 439 209 oder einem Stapler ohne das Merkmal der Trennung von Aufträgen oder mit einem anderen Merkmal (longitudinale an Stelle von transversaler Verschiebung zwischen aufeinander folgenden Dokumenten).

Claims

Ein Verfahren zum Stapeln und Sortieren von gedruckten Dokumenten (73) bestehend aus mindestens einem Blatt Papier, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: – Einlegen einer auswechselbaren Kassette (4) in einen Stapler (3), wobei die Kassette eine erste horizontale Platte (59) aufweist; – Fördern der Blätter auf einem ersten Förderer (2) in die Kassette (4), wobei der Förderer (2) Umlenkmittel (20, 262) aufweist zur seitlichen Umlenkung der Blätter beim Durchgang von einem eingangsseitigen Ende zu einem ausgangsseitigen Ende des Förderers (2), wobei die Umlenkmittel zwischen zwei Positionen hin und her schaltbar sind; – Umschalten der Umlenkmittel jedes mal, wenn das letzte Blatt eines Dokuments (73) das ausgangsseitige Ende passiert hat, um in der Kassette (4) aus den Dokumenten (73) einen Stapel zu formen; – Platzieren einer zweiten horizontalen Platte (61) in die Kassette (4) auf einen vollendeten Stapel (60); – Drehen der Kassette (4) um 180°; – Entfernen der Kassette (4) vom Stapler (3); – Einlegen der Kassette (4) in einen Sortierer (6); – Entfernen der ersten horizontalen Platte (59) von der Kassette (4); und – Aufnehmen der Dokumente (73) eines nach dem andern vom Stapel (60) und Schieben dieser in einen zweiten Förderer (7) für ihren Transport zu einer Fertigstellungsmaschine (8).
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 zum Stapeln von gedruckten Dokumenten (73), welche aus mindestens einem Blatt Papier bestehen, wobei die Vorrichtung aufweist: – ein Fördermittel (2) zur Förderung der Blätter von einem eingangseitigen Ende zu einem ausgangsseitigen Ende; – Umlenkmittel (20, 226), welche dem Fördermittel (2) zugeordnet sind, zur seitlichen Umlenkung der Blätter, wenn sie von einem eingangseitigen Ende zu einem ausgangsseitigen Ende gelangen, wobei die Umlenkmittel zwischen zwei Positionen hin und her schaltbar sind; – einen Stapler (3) am ausgangsseitigen Ende, welcher einen in vertikalen Führungsschienen (32) eines Ständers (28) vertikal verschiebbar angeordneten Schlitten (33) aufweist; – einen ersten Motor (38), um den Schlitten (33) anzuheben und abzusenken; – einen Wagen (43), welcher auf dem Schlitten drehbar angeordnet ist, zur Drehung um eine horizontale Achse (42); – einen zweiten Motor (47) zur Drehung des Wagens (43); – eine austauschbare Kassette (4), welche in den Wagen (43) eingesetzt ist, wobei die Kassette eine erste entfernbare horizontale Platte (59), eine Rückwand (57) und zwei gegenüberliegende Seitenwände (56) aufweist; – eine entfernbare zweite horizontale Platte (61), welche in die Kassette einsetzbar ist und auf verschiedenen Höhen gegen die Seitenwände (56) arretierbar ist; und – einen Stössel (64), welcher auf dem Ständer (28) montiert ist, zum Stossen der eingesetzten zweiten Platte (61) gegen einen in der genannten Kassette (4) gebildeten Stapel (60) der Dokumente.
Die Vorrichtung gemäss Anspruch 2, wobei die zweite Platte (61) in einer Ausgangsstellung der Kassette eine obere Platte ist und Greifmittel (130) zum Eingriff in eine Öffnung (62) mindestens einer Reihe (63) von Öffnungen auf jeder Seitenwand (56) aufweist.
Die Vorrichtung gemäss Anspruch 2 oder 3, wobei der erste Motor (38) Mittel aufweist um seine Kraft auf den Schlitten zu begrenzen.
Die Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 2–4 wobei die Umlenkmittel (20, 226) ein um zwei Rollen (15) umlaufendes Endlosband (16) aufweisen, wobei die Rollen drehbar in einem Tragelement (224) angeordnet sind, welches um eine im wesentlichen vertikale Achse (225) zwischen zwei Schwenkpositionen schwenkbar ist, und wobei die Umlenkmittel auf jeder Seite des Bandes (16) eine laterale Führungsschiene (220) aufweisen, wobei das Band (16) in Transportrichtung in einer Schwenkposition zu einer der Führungsschienen (220) und in der anderen Schwenkposition zur anderen Führungsschiene konvergiert.
Die Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 2–5, welche weiter ein Transportrad (239) aufweist, welches rotierbar auf dem Ständer (28) befestigt ist und auf dem obersten Blatt des Stapels (60) aufliegt, wobei das Transportrad durch einen dritten Motor (246) angetrieben ist und wobei eine Antriebsverbindung zwischen dem dritten Motor und dem Trans portrad ein Drehmoment limitierendes Mittel (250) aufweist.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 zum Sortieren von gedruckten Dokumenten, welche aus mindestens einem Blatt Papier bestehen, wobei die Vorrichtung aufweist: – ein Fördermittel (94) zur Förderung der Dokumente; – einen Halter (28), welcher stromaufwärts des Fördermittels (94) angeordnet ist; – einen Schlitten (33), welcher lageveränderbar in diesem Halter (28) angeordnet ist, zur Bewegung in einer vertikalen Richtung; – einen ersten Motor (38) zum Bewegen des Schlittens (33); – eine auswechselbare Kassette (4), welche in diesem Schlitten (33) angeordnet ist, wobei die Kassette einen Stapel (60) von Dokumenten (78) aufweist, wobei die Dokumente durch eine seitliche Verschiebung zwischen jedem nachfolgenden Dokument voneinander getrennt sind, wobei aufeinanderfolgende Verschiebungen so alternieren, dass der Dokumentenstapel innerhalb der Kassette (4) im wesentlichen vertikal ist; – Greifmittel, welche auf beiden Seite der Kassette (4) angeordnet sind und welche Greifer (85) aufweisen, welche auf einer Seite des Stapels (60) zwischen dem obersten Dokument und dem nächst unteren Dokument greifen können und das oberste Dokument anheben können; – einen individuellen zweiten Motor für jedes Greifmittel zum Bewegen der Greifer (85); – mindestens einen Stössel (89), um ein angehobenes Dokument (87) zum Fördermittel (94) zu stossen; – einen Sensor (72), welcher mit einer Steuerung verbunden ist, zur Steuerung der Höhenposition des Stapels (60) relativ zu den Greifern (85).
Die Vorrichtung gemäss Anspruch 7, wobei die Greifer (85) einen Hebel aufweisen, welcher an einer im wesentlichen horizontalen Schwenkachse (81) angeordnet ist, und einen Arm (166), welcher am Hebel (165) angeordnet ist und gegenüber dem Hebel umlenkbar ist.
Die Vorrichtung gemäss Anspruch 7 oder 8, wobei die Kassette (4) Seitenwände (80) aufweist, welche beim Ausstoss der Dokumente (87) als Führungen dienen.
Die Vorrichtungen gemäss einem der Ansprüche 7–9, wobei auf jeder Seite der Kassette (4) ein separater Stössel (89) vorhanden ist, welcher durch ein separates Aktivierungsmittel (90) aktivierbar ist.
Die Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 7–10, wobei mindestens zwei Sensoren zur Steuerung der Höhe des Stapels am Halter angeordnet sind, wobei ein erster dieser Sensoren benachbart zu einer ersten Seitenwand der Kassette angeordnet ist und ein zweiter der Sensoren benachbart zu einer zweiten Seitenwand der Kassette angeordnet ist.
Die Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 7–11, wobei die Bewegung der Greifer (85) senkrecht zur Bewegung der (des) Stössel(s) (89) erfolgt.