DE10008136A1 - Stapler für blattförmige Gegenstände - Google Patents
Stapler für blattförmige GegenständeInfo
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Abstract
Es wird ein Stapler 1 für blattförmige Gegenstände beschrieben mit einer Beschickungseinrichtung 3, welche die blattförmigen Gegenstände 2 in einem Ablagefach 4 mit veränderlichem Fassungsvermögen ablegt. Das Ablagefach 4 weist eine Anlagefläche 5 auf, an welcher die im Ablagefach 4 abgelegten blattförmigen Gegenstände 2 mit einer Kante 6 anliegen, und einen Ablageboden 7, auf dem die blattförmigen Gegenstände 2 flach parallel zum Ablageboden 7 übereinander im Ablagefach 4 aufgestapelt werden. Der Ablageboden 7 ist zur Veränderung des Fassungsvermögens des Ablagefachs 4 beweglich gelagert. Das Ablagefach 4 ist mit der Anlagefläche 5 unter einem Winkel zur Horizontalen so angeordnet, daß die im Ablagefach 4 gestapelten blattförmigen Gegenstände 2 mit ihren Kanten 6 auf der Anlagefläche 5 aufliegen und die dabei auftretende Reibungskraft zwischen den Kanten 6 der blattförmigen Gegenstände 2 und der Anlagefläche 5 die in Richtung des Ablagebodens 7 auf den aus den blattförmigen Gegenständen 2 gebildeten Stapel 10 einwirkende Hangabtriebskraft im wesentlichen kompensiert. Die Beschickungseinrichtung 3 übt beim Ablegen eines blattförmigen Gegenstands 2 zumindest ab einer bestimmten Stapeldicke c eine Kraft auf den Stapel 10 aus, wodurch der Ablageboden 7 unter Vergrößerung des Fassungsvermögens des Ablagefachs 4 bewegt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapler für blattförmige Gegenstän
de, insbesondere Banknoten, mit einer Beschickungseinrichtung, welche die
blattförmigen Gegenstände in einem Ablagefach mit veränderlichem Fas
sungsvermögen ablegt.
Stapler für flache blattförmige Gegenstände werden insbesondere in auto
matischen Sortier-, Prüf- und Zählanlagen, beispielsweise für Banknoten,
verwendet, um nach dem Prüfen, Sortieren und Zählen die Gegenstände
wiederaufzunehmen oder zwischenzulagern. Einfache Stapler weisen in der
Regel ein Ablagefach fester Größe auf, welches beispielsweise für genau 100
Banknoten einer bestimmten Dicke vorgesehen ist. Darüber hinaus ist aus
der DE 27 29 830 C2 eine Banknotensortiereinrichtung bekannt, bei der sor
tierte Banknoten in Ablagebehältern gestapelt werden, wobei die Größe der
Ablagebehälter jeweils entsprechend der Stapelhöhe der Banknoten verän
derbar ist. Dazu wird eine Bodenplatte, auf welche die Banknoten abgelegt
werden, mittels einer Gewindespindel abgesenkt, um den anwachsenden
Banknotenstapel im Ablagebehälter aufzunehmen. Diese Stapler sind somit
nicht auf eine feste Anzahl von Banknoten begrenzt. Jedoch wird eine auf
wendige Steuerung für die Gewindespindel zur Veränderung der Größe des
Ablagebehälters benötigt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und kostengünsti
ge Alternative zu diesem bekannten Stand der Technik zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Stapler gemäß Anspruch 1 gelöst. In den
davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin
dung angegeben.
Wie bei den bekannten Staplern weist auch der erfindungsgemäße Stapler
eine Beschickungseinrichtung auf welche die blattförmigen Gegenstände in
einem Ablagefach ablegt. Ebenso weist das Ablagefach einen Ablageboden
auf, auf dem die blattförmigen Gegenstände flach und parallel zum Ablage
boden übereinander gestapelt werden, sowie eine Anlagefläche, an der die
blattförmigen Gegenstände mit einer Kante anliegen. Hierbei sei ausdrück
lich darauf hingewiesen, daß unter der Bezeichnung "Ablageboden" nicht
nur ein durchgehender Ablageboden, sondern auch ein Ablageboden in
Form eines Gitters, eines einzelnen Steges oder auch mehrerer nebeneinan
der liegender Stege zu verstehen ist, welche beispielsweise gabelförmig un
ter den Stapel greifen. Ebenso muß die Anlagefläche nicht notwendigerweise
eine durchgehende Fläche sein, sondern kann ebenfalls aus Stegen oder ähn
lichem gebildet sein.
Im Gegensatz zu den bekannten Staplern ist bei dem erfindungsgemäßen
Stapler die Anlagefläche des Ablagefachs unter einem Winkel so zur Hori
zontalen angeordnet, daß die im Ablagefach abgestapelten blattförmigen
Gegenstände mit ihren Kanten auf der Anlagefläche aufliegen und die dabei
auftretende Reibungskraft zwischen den Kanten der blattförmigen Gegen
stände und der Anlagefläche die in Richtung des Ablagebodens auf den
Blattgutstapel wirkende Hangabtriebskraft im wesentlichen kompensiert.
Das heißt, der Stapel befindet sich unabhängig von der Masse des Stapels in
etwa in einer Gleichgewichtslage.
Die Beschickungseinrichtung ist so ausgestaltet bzw. angeordnet, daß sie
zumindest ab einer bestimmten Stapeldicke beim Ablegen eines blattförmi
gen Gegenstandes eine Kraft auf den Stapel ausübt, wodurch der Ablagebo
den unter Vergrößerung des Fassungsvermögens des Ablagefachs bewegt
wird. Es handelt sich hierbei folglich um eine passive Nachführung, die ohne
jede Steuerung auskommt. Die Größe des Ablagefachs paßt sich automatisch
der Stapeldicke an. Durch die Unabhängigkeit des Systems von der Stapel
masse ist die Funktion über alle Banknotenformate gewährleistet. Hierbei ist
zu beachten, daß je nach Banknotentyp das Gesamtgewicht eines Banknoten
stapels erheblich schwanken kann und daher in der Regel nicht unerheblich
ist. Bei beispielsweise 500 Banknoten liegt das Gesamtgewicht je nach Typ
der Banknoten zwischen 250 g und 750 g.
Der genaue Neigungswinkel, bei dem sich Hangabtriebskraft und Reibungs
kraft kompensieren, hängt vom Reibungskoeffizienten der Papierkanten auf
der Anlagefläche ab und kann, je nach Typ des Blattguts variieren. Es hat
sich herausgestellt, daß für Papierbanknoten und bei einer Metallanlageflä
che der ideale Neigungswinkel der Anlagefläche in der Regel zwischen 20°
und 30° zur Horizontalen, vorzugsweise bei ca. 20, liegt.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Ablageboden
mittels eines Federelements in eine Ausgangsstellung gedrängt und entge
gen dieser Federkraft von der Beschickungseinrichtung verschoben. Durch
das Federelement wird zum einen dafür gesorgt, daß bei einer Entnahme des
Stapels der Ablageboden automatisch in die Ausgangsstellung zurückgefah
ren wird und nicht von Hand in die Ausgangsstellung zurückbewegt wer
den muß. Zudem wirkt das Federelement während des Abstapelns der
durch die Beschickungseinrichtung erzeugten Schubkraft geringfügig entge
gen. Aufgrund dieser Vorspannung wird beim Abstapeln eines blattförmi
gen Gegenstandes der Ablageboden durch die Beschickungseinrichtung nur
um die benötigte Strecke, d. h. um die Dicke des abgestapelten Gegenstandes,
verschoben. Der Blattgutstapel ist dabei quasi zwischen dem Element der
Beschickungseinrichtung, welches von oben die Kraft auf den Stapel ausübt,
und dem Ablageboden eingespannt.
Das Federelement kann beispielsweise eine Zugfeder, eine Druckfeder oder
auch ein pneumatisches oder hydraulisches Element sein. Die Federkonstan
te sollte so dimensioniert sein, daß sie gerade eine Mindestvorspannkraft
garantiert, so daß der Ablageboden auch bei einer älteren, zum Teil ver
schlissenen oder verschmutzten Einrichtung bei Entnahme des Stapels sicher
zurückgeführt wird. Andererseits sollte die Federkonstante möglichst gering
sein, so daß die Änderung der Federspannung beim Verschieben des Abla
gebodens, d. h. bei größer werdendem Stapel, minimal ist. Auf diese Weise
ist einerseits die von der Beschickungseinrichtung auf den Blattgutstapel
aufzubringende Kraft selbst bei maximaler Stapelhöhe vernachlässigbar ge
ring und andererseits ist die Kraftänderung über den Verschiebungsweg des
Ablagebodens ebenfalls vernachlässigbar gering.
Als Beschickungseinrichtung kann im Prinzip jede Einrichtung gewählt
werden, die beim Auflegen eines blattförmigen Gegenstands auf den Stapel
eine Kraft ausübt. Vorzugsweise wird hierzu ein üblicher Spiralfachstapler
verwendet, welcher ein Stapelrad aufweist, dessen Finger beim Ablegen ei
nes blattförmigen Gegenstands auf den Stapel drücken.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die beigefügte Zeich
nung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die dort darge
stellten Merkmale und auch die bereits oben beschriebenen Merkmale kön
nen nicht nur in der genannten Kombination, sondern auch einzeln oder in
anderen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Die einzige Figur zeigt eine seitliche schematische Darstellung eines erfin
dungsgemäßen Staplers für Banknoten.
Der Stapler 1 weist ein Ablagefach 4 mit einem unter einem Winkel α von ca.
20° zur Horizontalen 8 angeordneten Anlagefläche 5 auf. Diese Anlagefläche
5 ist in ihrem oberen Endbereich mit einem Stapelrad 3 fest verbunden. Un
ter einem rechten Winkel zur Anlagefläche 5 erstreckt sich im unteren End
bereich der Anlagefläche 5 nach oben ein Endboden 16. Die Anlagefläche 5
ist mit zwei zum unteren Ende hin offenen Schlitzen versehen (in der Seiten
ansicht nicht sichtbar), d. h. die Anlagefläche 5 besteht im unteren Bereich an
sich aus drei nebeneinander angeordneten, parallelen Stegen. Dementspre
chend ist auch der Endboden 16 aus drei Stegen gebildet, die sich an die Ste
ge der Anlagefläche 5 anschließen.
Parallel zum Endboden 16 erstrecken sich durch diese Schlitze in der Anla
gefläche 5 von unten nach oben zwei nebeneinander angeordnete, parallele
Stege, welche einen Ablageboden 7 bilden. Dieser Ablageboden 7 ist recht
winklig an einem sich parallel zur Anlagefläche 5 unter der Anlagefläche 5
erstreckenden Schlitten 15 befestigt. Dieser Schlitten 15 wird in Linearfüh
rungen 14, welche fest an der Anlagefläche 5 angeordnet sind, parallel zur
Anlagefläche 5 verschiebbar geführt, wodurch der parallel zum Endboden 16
stehende Ablageboden 7 unter Vergrößerung des Abstands c zwischen dem
Stapelrad 3 und dem Ablageboden 7 in den Schlitzen der Anlagefläche 5 ver
schiebbar ist. Die Endlage des Ablagebodens 7 ist erreicht, wenn der Ablage
boden 7 sich in Höhe des Endbodens 16 befindet. Durch den gabelartigen
Aufbau des Ablagebodens 7 aus zwei parallel nebeneinander angeordneten
Bodenabschnitten und den entsprechend gegenüber den Bodenabschnitten
des Ablagebodens 7 versetzt angeordneten Bodenabschnitten der ebenfalls
gabelartig aufgebauten Anlagefläche 5 mit dem Endboden 16, kann der Ab
lageboden 7 nach unten in Verschieberichtung des Schlittens 15 über den
Endboden 16 hinausgeschoben werden. Auf einen Endboden 16 kann auch
verzichtet werden, wenn statt dessen ein Endanschlag für den Ablageboden
7 vorgesehen wrid.
Über eine an einem Lagerstück 13 am unteren Ende der Anlagefläche 5 und
einem Befestigungsbolzen 17 am Schlitten 15 befestigte Zugfeder 9, welche
über eine im oberen Endbereich der Anlagefläche 5 befindliche Umlenkrolle
(nicht dargestellt) umgelenkt ist, wird der Ablageboden 7 ohne zusätzliche
äußere Krafteinwirkung in einer Ausgangsposition P gehalten, in der ein
Mindestabstand c zwischen dem Ablageboden 7 und dem Stapelrad 3 gege
ben ist. Bei geeigneter konstruktiver Wahl kann der Mindestabstand c auch
gegen null gehen.
Die Beschickung des Ablagefachs 4 erfolgt über das Stapelrad 3, indem über
eine nicht dargestellte Zuführung die Banknoten 2 in die Zwischenräume 12
zwischen die Finger 11 des Stapelrads 3 eingeführt werden. Das Stapelrad 3
rotiert um eine Achse 19 und nimmt die Banknoten 2 in Richtung des Abla
gefachs 4 mit. Oberhalb des Ablagebodens 7 bzw. des bereits von eingesta
pelten Banknoten 2 gebildeten Stapels 10 werden über einen Ausstreifer 18
die einzelnen Banknoten 2 zwischen den Fingern 11 des Stapelrads 3 ausge
streift und auf dem Ablageboden 7 bzw. auf dem Stapel 10 parallel zum Ab
lageboden 7 abgelegt, wobei die Banknoten 2 mit einer Kante 6 an der Anla
gefläche 5 anliegen. Sobald der Stapel 10 eine Mindesthöhe c erreicht hat,
drücken am Druckpunkt D die Finger 11 des Stapelrads 3 mit ihren Enden
auf die zuoberst abgelegte Banknote 2, wodurch eine Kraft auf den Bankno
tenstapel 10 in Verschieberichtung des beweglichen Ablagebodens 7 ausge
übt wird.
Wann die Bewegung des beweglichen Ablagebodens 7 bzw. des Schlittens 15
beginnt, hängt zum einen von der Federkonstanten des gebildeten Blattgut
stapels 10 sowie von der Vorspannkraft der Zugfeder 9 ab. Die Federkon
stante der Zugfeder 9 ist so gewählt, daß die Vorspannkraft gerade aus
reicht, um den Ablageboden 7 bei Entnahme des Stapels 10 sicher in die
Ausgangslage P zurückzuholen, auch wenn die Führungen verschmutzt
oder verschlissen sind. Andererseits wird jedoch die Federkonstante extrem
niedrig gewählt, damit der Kraftanstieg beim Verfahren des Ablagebodens 7
gering ist und die vom Stapelrad 3 auf dem Blattgutstapel 10 in Verschiebe
richtung aufzubringende Kraft selbst bei maximaler Auslenkung des Abla
gebodens 7 minimal ist. Zu diesem Zweck wird eine sehr lange Rückholfeder
9 verwendet, die - wie oben beschrieben - umgelenkt wird. Je nach Länge der
Feder ist auch eine mehrfache Umlenkung über Rollen möglich. Die Feder
konstante des Stapels 10 ergibt sich aus den Eigenschaften der den Stapel 10
bildenden Banknoten 2 und ist insbesondere abhängig vom Typ der Bankno
ten 2 und vom Zustand der Banknoten 2, d. h. dem Benutzungsgrad (alte,
gebrauchte Banknoten oder neue Banknoten). Die vom Stapelrad 3 auf den
Stapel 10 ausgeübte Kraft muß so dimensioniert sein, daß sie die Federkraft
des Stapels 10 überwinden kann.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um
einen Stapler für bis zu 500 Banknoten. Die maximale Fachhöhe a zwischen
dem Stapelrad 3 und dem Endboden 16 beträgt beim vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel 111 mm. Der Abstand b zwischen der Ausgangsposition P des
Ablagebodens 7 zum Endboden 16 beträgt 68 mm. Daraus folgt, daß ab einer
minimalen Stapelhöhe c von 43 mm der Ablageboden 7 verschoben wird. Bei
anderen Vorgaben und anderer konstruktiver Wahl ergeben sich entspre
chende abweichende Werte.
Durch die Schräglage des Ablagefachs 4 unter einem Winkel α von ca. 20°
zwischen der Anlagefläche 5 und der Horizontalen 8, ist die Bewegung des
Ablagebodens 7 im wesentlichen unabhängig von der Masse des Banknoten
stapels 10, da sich hier die Reibungskräfte der Kanten 6 der Banknoten 2 des
Stapels 10 auf der Anlagefläche 5 und die Hangabtriebskraft gerade aufhe
ben. Durch die Beseitigung des Einflusses der Gewichtskraft des Banknoten
stapels 10 funktioniert die passive Nachführung, ohne über einen eigenen
Antrieb zu verfügen. Dadurch entfallen Antriebselemente sowie eine Rege
lung des Abstandes der jeweils letzten Banknote 2 zu den Fingern 11 des
Stapelrads 3 und der Aufbau ist somit äußerst kostengünstig und wartungs
arm.
Claims (7)
1. Stapler (1) für blattförmige Gegenstände (2), mit einer Beschickungsein
richtung (3), welche die blattförmigen Gegenstände (2) in einem Ablagefach
(4) mit veränderlichem Fassungsvermögen ablegt, wobei das Ablagefach (4)
eine Anlagefläche (5), an welcher die im Ablagefach (4) abgelegten blattför
migen Gegenstände (2) mit einer Kante (6) anliegen, und einen Ablageboden
(7), auf dem die blattförmigen Gegenstände (2) flach parallel zum Ablagebo
den (7) übereinander im Ablagefach (4) abgestapelt werden, aufweist und
wobei der Ablageboden (7) des Ablagefachs (4) zur Veränderung des Fas
sungsvermögens des Ablagefachs (4) beweglich gelagert ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Ablagefach (4) mit der Anlagefläche (5) unter einem
Winkel (α) zur Horizontalen (8) so angeordnet ist, daß die im Ablagefach (4)
aufgestapelten blattförmigen Gegenstände (2) mit ihren Kanten (6) an der
Anlagefläche (5) anliegen und die dabei auftretende Reibungskraft zwischen
den Kanten (6) der blattförmigen Gegenstände (2) und der Anlagefläche (5)
die in Richtung des Ablagebodens (7) auf den aus den blattförmigen Gegen
ständen (2) gebildeten Stapel (10) wirkende Hangabtriebskraft im wesentli
chen kompensiert, und daß die Beschickungseinrichtung (3) beim Ablegen
eines blattförmigen Gegenstands (2) zumindest ab einer bestimmten Stapel
dicke (c) eine Kraft auf den Stapel (10) ausübt, wodurch der Ablageboden (7)
unter Vergrößerung des Fassungsvermögens des Ablagefachs (4) bewegt
wird.
2. Stapler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablagebo
den (7) mittels eines Federelements (9) in eine Ausgangsstellung (P) ge
drängt wird und entgegen der Federkraft des Federelements (9) von der Be
schickungseinrichtung (3) verschoben wird.
3. Stapler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Win
kel (α) zwischen der Anlagefläche (5) und der Horizontalen (8) etwa 20° be
trägt.
4. Stapler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschickungseinrichtung (3) ein Stapelrad umfaßt, das Finger (11) auf
weist, welche beim Ablegen eines blattförmigen Gegenstands (2) auf den
Stapel (10) drücken, wodurch auf den Ablageboden (7) eine Kraft ausgeübt
und der Ablageboden (7) verschoben wird.
5. Stapler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Federelement (9) zur Minimierung der von der Beschickungseinrichtung
(3) zur Verschiebung des Ablagebodens (7) aufzubringenden Kraft eine klei
ne Federkonstante aufweist.
6. Stapler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Federelement (9) eine Zugfeder umfaßt.
7. Stapler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugfeder
über Umlenkelemente umgelenkt zwischen dem verschiebbaren Ablagebo
den (7) und einem feststehenden Lagerpunkt (13) gespannt ist.
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