CN102448827B - 用于形成和捆扎纸张票证堆的装置和方法 - Google Patents

用于形成和捆扎纸张票证堆的装置和方法 Download PDF

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Abstract

提供一种用于捆扎纸张票证堆(S)的捆扎装置(100)。该装置包括：带供给器(160)，其适于将一段带材料(M)供给进所述捆扎装置；引导通道(110)，其被布置以从所述带供给器接收带材料的前沿，引导所述前沿围绕堆接收区(101)，并使得所述前沿与所述带材料的上游部分重叠，从而在所述引导通道的重叠区域中产生带材料的重叠部分，以形成围绕所述堆接收区的闭合的带材料环，所述堆接收区被配置为在使用中容纳纸张票证堆；封接单元(120)，其适于将所述带材料的重叠部分在接合点处彼此接合；以及切割单元(130)，其用于在所述接合点的上游切割所述带材料。本发明还提供一种用于形成纸张票证堆的堆叠装置(50)。

Description

用于形成和捆扎纸张票证堆的装置和方法
技术领域
本发明涉及分别用于捆扎纸张票证堆和形成纸张票证堆的捆扎装置和堆叠装置。本发明还包括用于捆扎纸张票证堆和形成纸张票证堆的方法。
背景技术
在许多领域，票证处理机被用于处理纸张票证——例如纸币、凭证、支票、信件和其他纸张。票证处理机所执行的典型功能包括分类、计数、存储、分配和鉴别纸张票证。票证处理装置的一个实施例在WO2005/118443中公开，可得到的这类产品包括KalebraTM、CobraTM(也被称作De La Rue 4000)和CPs 1200(也被称作De La Rue 7000)，这些产品都由英国贝辛斯托克的De La Rue国际有限公司生产。WO2005/118443中公开的装置的主要功能是将纸币分类成不同面额和/或币种。为此，该装置包括用于区别纸币类型的区分工具和多个输出袋，每种类型的纸币被分类进所述输出袋。每个输出袋包括堆叠装置，该堆叠装置将引向输出袋的纸币形成堆，在所述堆中纸币被布置成面对面。随后纸币堆可被用户移走和根据需要得到处理。
在许多情形中，处理过程中的下一个步骤是“捆扎”纸币堆：即，在堆的周围安装一个带子，以使得纸币被作为一个紧密结合单元维持在一起。已捆扎的堆可随后被继续传递，用于被贮藏库或贮藏室等所分配。
常规的捆扎装置使用机械臂在纸币堆的周围形成一个带，所述机械臂把一段带材料拉动在纸币周围、调整张力、然后通常利用热封将带材料的两端接合在一起。这种常规捆扎装置的实施例可以在前述可得到的产品中找到。
这样的捆扎装置可以被设为票证处理装置的扩展部，设有被定位在每个输出袋中的捆扎装置，或者设有被设置用于将纸币堆从输出袋传送进捆扎装置的工具，由此实现一定水平的自动化。
然而，由于机械臂将带材料穿在一捆纸币周围所占据的时间以及进行热封所需要的时间，捆扎步骤本质上是缓慢的。这样的结果是：每一次正确大小的堆在一个输出袋中形成时，在已完成的堆被移走用于捆扎时或者在该输出袋中进行捆扎时，需要停止对该输出袋的输出。由于通过处理装置的票证的通过量是极重要的，因此这是不可接受的。因此，目前通过为需要捆扎的每个纸币类型指定两个(或更多个)输出袋来解决此问题。当第一输出袋完成具有期望数量纸币的一堆时，输出被转移至第二袋。这允许在第一袋中形成的纸币堆被捆扎，同时输出在第二袋中继续。第一袋中的堆被捆扎并移走，以使得当第二输出袋完成下一堆时，输出可以重新指向第一袋，同时新完成的堆在第二袋中捆扎。按此方式，通过机器的纸币的通过量可以最大化。然而，这种方法存在一些明显的缺陷，包括要求捆扎的每个纸币类型需要多于一个的袋。在大部分的票证处理机中没有无限量的输出袋，并且单独一个票证类型使用多于一个的袋也减少了可以分类的不同票证类型的总数量。此外，由于在任一时刻为每一票证类型指定的输出袋中仅一个输出袋在使用，因此冗余程度高。
常规的捆扎过程还存在一些其他问题，包括本质上的缺乏可靠性，这是由于捆扎装置包括大量移动机械部件，在实际中发现这些部件频繁出故障。此外，不同的用户有不同的捆扎要求，因此，装置必须处理多个不同类型的带材料和加封工具。已经发现，机械臂技术不善处理这些不同要求，这常导致带的不正确的张力调整。此外，由于常规的捆扎装置部件数量多，因此常规的捆扎装置是昂贵的，并要求频繁维护。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种用于捆扎纸张票证堆的捆扎装置，该装置包括：
带供给器，其适于将一段带材料供给进入所述捆扎装置；
引导通道，其被布置以接收来自所述带供给器的带材料的前沿，引导所述前沿围绕堆接收区，并使得所述前沿与所述带材料的上游部分重叠，从而在所述引导通道的重叠区域产生带材料的重叠部分，以形成围绕所述堆接收区的闭合的带材料环，所述堆接收区被配置为在使用中容纳纸张票证堆；
封接单元，其适于使所述带材料的重叠部分在接合点处彼此接合；以及
切割单元，其用于在所述接合点的上游切割所述带材料。
通过利用被布置以将传入的带材料形成环的引导通道，机器臂的使用被摒弃。这不仅减少了移动部件的数量——由此提高了装置的坚固度和稳定性，而且本身速度更快。另外，该配置使得待被捆扎的票证堆不需要在带材料环形成时处在堆接收区中(不同于常规装置的情形，其中带由机器臂形成，该机器臂将所述带围绕票证堆通过)。这允许在纸张票证堆到达之前形成带材料环，因此还减少了在接收到堆后完成捆扎过程所需要的时间。总之，所述捆扎装置使得纸张票证堆的捆扎比之前描述的可行装置的速度快得多。
所述封接单元可适于以多种方式使所述带材料的重叠部分接合。例如，所述封接单元可施加热，从而将带的端部热封在一起。优选地，所述封接单元适于向所述带材料的重叠部分施加压力。在许多情形中，通过其本身就可充分地实现接合。例如，所述带材料可以预粘合，施加压力使两个重叠部分彼此接触，由此形成接合。在其他情形中，施加压力可用于使带的两个端部彼此“压接(crimp)”。
在一个特定优选实施方案中，所述封接单元包括可在存储位置和封接位置之间移动的压力构件，在所述存储位置，所述带材料的通过没有被妨碍，在所述封接位置，所述压力构件朝向所述堆接收区延伸，在使用中，所述带材料的重叠部分被压靠在所述堆接收区中的票证堆。该布置利用票证堆自身抵对所述压力构件施加的压力，从而不需要任何其他额外的部件。如果该布置结合利用自粘结的或者在封接单元区域被施加有胶水的带材料，则是尤其有利的，这样使得所述压力构件施加的压力实现接合。粘合剂接合比热封的速度快得多，这是因为不需要暂停时间，粘合剂接合还可与由会被热所影响的衬底形成的票证——例如聚合物纸币——结合使用，而不产生任何损坏。
如上文所述，所述带材料可以是自粘结的。然而，优选地，所述捆扎装置还包括粘合剂台，该粘合剂台适于向所述带材料施加粘合剂。这允许使用宽范围的不同带材料，以及选择最合适的粘合剂。例如，所述粘合剂台可包括胶点带盒(glue dot cassette)。由于上述所有原因，相比于热封技术，使用粘合剂是非常优选的。该粘合剂台可位于允许其向所述带材料的多个部分中最终会重叠的一个或另一(或两个)部分施加粘合剂的位置。如果设计恰当，一旦重叠部分已经重叠，所述粘合剂台甚至可以在所述重叠部分之间施加粘合剂。然而，优选地，所述粘合剂台位于所述引导通道的重叠区域的上游。这使得粘合剂在带材料重叠之前施加在带材料的一部分。在特定优选实施方案中，所述粘合剂台被设置在所述引导通道和所述带供给器之间。
在一个优选实施方案中，所述粘合剂台被配置为在形成所述环的外表面的带材料的表面上邻近所述带材料的前沿施加粘合剂。当所述环形成时，所述带的该部分会位于最内部的重叠部分上，面向外部重叠部分。在另一个优选实施方案中，所述粘合剂台被配置为在形成所述环的内表面的带材料的表面上邻近所述带材料的后沿位置施加粘合剂。所述带的“后沿”在切割所述带材料时形成。然而，在切割之前，可根据待被捆扎的堆的大小计算所述后沿位置相对于所述带材料的前沿的位置。因此，如果粘合剂施加在该区域，一旦环形成，粘合剂可以在所述带材料的最外部的重叠部分的内表面上，面向内部重叠部分。
所述引导通道可被配置为提供具有所要求的精确尺寸的带材料环。然而，为了可以做出调整，所述捆扎装置优选地还包括张力调整单元，其被布置为在所述封接单元进行封接之前调整所述带材料环的张力。
所述张力调整单元可采用许多形式。例如，在所述带供给器和所述引导通道之间，所述带材料可绕过一个或多个张力调整辊，该张力调整辊可在垂直于所述带材料的路径的方向上移动，由此调整所述环的张力。然而，优选地，所述张力调整单元包括用于使所述带材料的后沿反转离开所述引导通道的工具。根据所述引导通道相对于所述纸张票证堆的配置，如果所述带材料环和所述堆之间的摩擦可将所述带材料的前沿差不多地支持就位，则引导通道本身可足以实现张力调整。然而，优选地，所述张力调整单元还包括阻滞工具，其被布置成抵制所述带材料的前沿的反转，优选地是一个制动器，该致动器被布置成将所述带材料的前沿支持在固定位置。所述制动器可包括夹具或类似物，所述夹具被放置在所述带材料上，在前沿和后沿之间的某点处，从而在所述带材料的后沿被反转时将带材料支持在相对于所述引导通道的固定位置。在一个优选实施例中，所述制动器可包括一个制动器构件，所述制动器构件可压靠所述带材料和票证堆，从而在进行反转时将所述堆材料支持定位。所述制动器优选地被布置为尽可能地靠近所述带的前沿，从而使得整个环的张力均匀。
在一个特定的优选实施方案中，所述阻滞工具包括所述引导通道的夹持部，该夹持部可相对于所述引导通道的剩余部分从引导位置移动到夹持位置，在所述引导位置，所述夹持部被布置成结合所述引导通道的剩余部分以引导所述带材料的前沿部分形成闭合环，在所述夹持位置，所述夹持部的至少一部分朝向所述堆接收区延伸，以使得在使用中将所述带材料的一部分压靠着所述票证堆。
该配置保持部件的数量最小，并将在比其他布置更靠近所述带材料的前沿位置施加阻滞。
优选地，所述引导通道的夹持部可在所述引导位置和所述夹持位置之间枢轴旋转，当所述夹持部在所述夹持位置时，所述夹持部的一个端部朝着所述堆接收区延伸。这使得压力被施加在窄的、明确限定的位置，从而上游带材料的剩余部分可被均匀地调整张力。
无论带有或不带有所述张力调整单元，所述装置优选地包括用于使所述带材料的后沿反转离开所述引导通道的工具。这可在切割所述带材料之后使用，以使得(通过切割步骤形成的)新的前沿回到开始位置，以例如用于施加粘合剂，或者在已完成捆扎的堆从所述装置移走时简单地将新的前沿与已完成捆扎的堆间隔开。在一个特定的优选实施方案中，所述带供给器还适于将所述带材料反转离开所述捆扎装置。这将反转工具结合入带供给器。
可通过对所述带材料的供给进行计时来操作所述装置，从而带材料的位置是已知的。然而，优选地，所述捆扎装置还包括至少一个用于感测所述带材料的前沿的位置的感测单元。例如，可使用反射光传感器或透射光传感器
优选地，所述捆扎装置还包括堆支撑组件，其被布置在所述引导通道外侧，并被配置为将所述堆接收区内的纸张票证堆支撑在与所述引导通道间隔开的一个位置处。这确保在所述引导通道表面和所述票证堆之间设有一个空间，从而使得在带形成和/或张力调整期间所述带材料可以在二者之间移动。例如，所述堆支撑组件可采用夹具装置的形式，以抓住在上升位置的堆，或者采取一个或多个支撑点或者支撑平台形式，所述堆可放置在所述支撑点或者支撑平台上。重要的是，所述堆支撑工具不应延伸进所述引导通道，或者至少不延伸进所述引导通道的在使用中将接收带材料的部分，从而使得所述堆支撑组件不妨碍带(仅)围绕堆形成。
有利地，所述引导通道被配置为将所述带材料接收在所述带材料区域中所述引导通道的最内部的表面上，以使得在使用中所述闭合的带材料环仅围绕所述堆接收区形成(甚至在带形成的初始阶段，任何张力调整之前)。这里，“最内部”指的是环的内部，即引导通道最靠近(以及面向)所述堆接收区的表面。引导通道接收所述带材料的区域可包括通道的全宽，或者如果带材料比引导通道窄，则仅包括被带材料覆盖的通道部分。在该区域，所述带材料的外表面所倚靠着的引导通道的表面应是引导通道的最内部表面，即没有其他表面或其它结构位于所述带材料和所述堆接收区之间。尤其优选的是所述引导通道不包括任何引导所述带材料的内表面的工具或表面，尽管所述引导通道可包括侧面边缘，所述侧面边缘通过引导所述带材料的侧面边缘将所述带材料横向维持在其之间(由于这些突出可位于所述引导通道的接收所述带材料的区域的外侧)。按此方式，通过将所述带材料的前沿运送经过所述引导通道而形成的带材料环仅包围所述堆接收区，没有其他结构，尤其是没有所述引导通道的部件，从而使得当所述环被拉紧或从所述引导通道移走时，对带材料没有阻碍和损坏。所述带材料优选地应足够硬，使得靠着所述引导通道形成的环可以自我支撑，例如纸。
所述引导通道优选地包括包围所述堆接收区的一个或多个引导元件，所述引导元件被布置为将所述堆材料的前沿接收在其内表面上。
有利地，所述一个或多个引导元件形成基本闭合的环，所述一个或多个引导元件的至少一部分重叠，且所述引导元件的重叠部分彼此间隔，以将所述带材料的前沿接收在其间。应理解，所述引导通道本身并不需要是完全连续的环，但是可包括不影响带材料通过的间隙，例如用于和所述封接单元和切割单元相互作用的一个或多个孔。
在一个特定的优选实施方案中，所述引导通道包括第一、第二和第三引导元件，所述第二和第三引导元件相对于彼此可移动，且相对于所述第一引导元件可移动。所述引导通道的各部分随后可用于执行若干其他功能。
优选地，所述第一引导元件形成所述引导通道的基底部，相对于所述堆接收区固定。所述第一引导元件可作为支撑表面，纸张票证可放置在其上形成票证堆。在该情形中，可额外地设置一个提升机构，以在捆扎之前提升堆离开所述第一引导元件。作为替代，所述第一引导元件可被布置在堆支撑板下方，在所述堆支撑板上形成堆，所述板在捆扎之前被移走，或者具有贯穿该板的间隙，所述第一引导元件与该间隙对准。
有利地，所述第二引导元件组成所述引导通道的夹持部，与所述第一引导元件的一部分间隔开，以及被布置为至少部分重叠所述第一引导元件的该部分。如上文描述的，利用引导通道的一部分作为阻滞工具保持了部件数量最少，并使得夹持靠近前沿。
优选地，所述第三引导元件形成所述引导通道的上部，且在引导位置和打开位置之间可移动，在所述引导位置，所述第三引导元件与所述第一和第二引导元件连接，以引导所述带材料的前沿，从而形成闭合环，在所述打开位置，所述第三引导元件从所述第一和第二引导元件移出，以允许纸张票证进入所述堆接收区。这使得所述票证堆在所述堆接收区内形成，从而不需要传送工具来将堆放入捆扎位置。
优选地，所述堆接收区被配置为在使用中容纳纸张票证堆的边缘。
本发明的第一方面还提供一种捆扎在堆接收区定位的纸张票证堆的方法，该方法包括：
a)将一段带材料的前沿供给进引导通道，该引导通道被布置为引导所述前沿围绕所述堆接收区，且使得所述前沿与所述带材料的上游部分重叠，从而在所述引导通道的重叠区域中产生带材料的重叠部分，以形成围绕所述堆接收区的闭合的带材料环；
b)将所述带材料的重叠部分在封接点彼此封接；以及
c)在所述密封点的上游切割所述带材料。
如上文所述，根据整体过程和如果期望可以在纸张票证堆插入之前形成环的事实，通过把所述带材料的前沿供给进引导通道，捆扎速度得到很大提高，该引导通道被配置为将所述带材料形成环。优选地，在所述步骤a)，所述带材料由所述引导通道的最内部的表面接收在接收所述带材料的区域，以仅围绕所述堆接收区形成闭合的环。根据考虑的特定应用，该方法优选地还包括在步骤a)之前、期间或之后，以及在步骤b)之前将纸张票证堆放入所述堆接收区的步骤。有利地，所述纸张票证堆被所述引导通道外的堆支撑组件支撑在所述堆接收区内一个位置，与所述引导通道间隔开。
在一个特定的优选实施方案中，在所述带材料环形成之前在所述堆接收区形成堆。当所述引导通道包括多个相对于彼此可移动的引导元件时，这是可以实现的。在执行所述步骤a)之前，所述方法还包括以下步骤：
i)将所述引导元件中的至少一个从所述引导通道移出，以提供一个开口；
ii)通过所述开口在所述堆接收区接收纸张票证，以形成堆；以及
iii)将所述引导元件中的至少一个移回所述引导通道，以基本闭合所述开口。
优选地，所述步骤b)包括向所述带材料的重叠部分施加压力，如上文讨论的，这可单独使用或与热结合，以实现多种不同的接合类型。在一个特定的优选实施方案中，通过将所述带材料的重叠部分压靠在所述纸张票证堆，所述压力被施加至所述带材料的重叠部分。在一个优选实施方案中，至少部分所述带材料是自粘结的。在其他优选实施方案中，所述方法还包括向所述带材料施加粘合剂的步骤。使用粘合剂优于热封接，这是因为其速度和适应性适合于同所有票证类型(包括聚合物衬底)一同使用。
有利地，所述粘合剂在所述引导通道的重叠区域的上游的一个位置处被施加至所述带材料。优选地，所述粘合剂在所述引导通道入口上游的一个位置处被施加至带材料。优选地，所述粘合剂是压感粘合剂或接触型粘合剂。
所述方法还优选地包括在所述步骤b)之前对所述带材料环进行张力调整的步骤。有利地，所述张力调整步骤包括使所述带材料的后沿反转离开所述引导通道。应理解，这不需要后沿离开所述引导通道：通过朝着所述引导通道的出口反转后沿一段合适距离，通常可实现足够的张力调整。优选地，所述张力调整步骤还包括在所述后沿被反转时阻滞所述带材料的前沿的移动。有利地，通过相对于所述引导通道的剩余部分将所述引导通道的夹持部从引导位置移动至夹持位置，所述带材料的前沿的移动被阻滞，在所述引导位置，所述夹持部被布置成与所述引导通道的剩余部分一起引导所述带材料的前沿部分形成闭合的环，在所述夹持位置，至少部分所述夹持部朝向所述堆接收区延伸，以将所述带材料的一部分压靠着所述票证堆。
在一个特定的优选实施方案中，该方法还包括在步骤c)之后，反转通过切割所述材带材料形成的新的前沿离开所述引导通道。这在新的前沿将要被施加粘合剂时尤其合适。
通过本发明的第一方面，提供了一种快速堆叠技术，潜在地使得对于每一种被分类的票证类型利用单个输出袋是可行的。根据上述技术，现在用于待被捆扎的堆的时间可足够短，从而使得输出不需要被转至第二袋，以为用于进行捆扎留出时间。相反，在同一输出袋中，可以在完成一个新的堆之前完成捆扎，因此每个分类袋可输出连续的纸币流。然而，仍至关重要的是在捆扎时，每个已完成的票证堆与下一个堆正确划界。在常规系统中，这要求在已完成的堆被移走时输出模块需要停止一瞬间，从而使得随后的纸币不会不慎地包含在已捆扎的堆中。然而，由于上述所有原因，即使输出中短暂的暂停也是不利的。
根据本发明的第二方面，提供一种用于形成纸张票证堆的堆叠装置，包括：
堆叠器单元，其适于从输送路径接收纸张票证，并面对面地输出所述纸张票证；
堆支撑表面，其用于从所述堆叠器单元接收所述纸张票证，以形成第一堆，并将所述第一堆支撑在其上；
分离单元，其适于在由所述堆叠器单元接收的选定的纸张票证和下一张纸张票证之间展开一个分离器构件，该分离器构件可在原位置和支持位置之间移动；在所述原位置，所述分离器构件不妨碍所述纸张票证的通过；所述支持位置在所述堆叠器单元和所述堆支撑表面之间，在所述支持位置，所述分离器构件从所述堆叠器单元接收已堆叠的纸张票证，以在其上形成第二堆；所述第二堆与所述第一堆间隔开，以使得在形成所述第二堆时所述第一堆可以从所述堆支撑表面移走；以及
控制器，其适于控制所述分离器构件的展开。
通过提供可以在一个纸张票证和下一个纸张票证之间展开的一个分离器构件，第一堆(已经由选定的纸张票证完成)保持与第二票证堆分离，该第二票证堆可在分离器构件上形成。应理解，所述分离器构件在其支持位置不需要是水平的以在其上形成堆，而是简单地提供票证可以靠着其堆叠的表面。然后，所述第一票证堆可从捆扎装置(或其它处理装置)中移出，不需要停止或减速堆叠装置，该堆叠装置连续输出票证通过。不构成第一堆的一部分的票证通过所述分离器构件与第一堆保持分离。因此，所述堆叠装置可以全速度运行，同时允许纸币堆以一定时间间隔移出用于进行捆扎，且不会在捆扎时有额外的票证被不慎地被包含在堆中。
优选地，所述分离单元还适于一旦所述第一堆已经从所述堆支撑表面移走，则收回所述分离器构件，以将所述第二堆放在所述堆支撑表面上。因此所述第二堆代替所述第一堆，并继续在所述堆叠支撑表面上形成。一旦所述第二堆完成，可随后再次使用所述分离器构件，以将所述第二堆与下一堆分离。
优选地，所述分离器构件被布置为沿着展开路径从所述原位置移动至所述支持位置，所述展开路径遵循纸张票证通过所述堆叠单元的路径。通过遵循所述纸张票证通过所述堆叠单元的路径，所述分离器构件的移动与每个纸张票证的移动完全匹配，从而使得分离器构件插入票证流不会中断所述堆叠。
有利地，所述分离器构件被布置为沿着收回路径从所述支持位置移动至所述原位置，所述收回路径遵循纸张票证在所述支持位置和所述堆支撑板之间的路径，且所述分离器构件在所述堆支撑板和所述原位置之间不拦截纸张票证经过所述装置的路径。通过遵循纸张票证在所述支持位置和所述堆支撑板之间的路径，在所述分离器构件上形成的堆被有效地允许连续沿着其原始路径到达所述堆支撑板上。所述堆支撑板可包括贯穿其的一个或多个孔口，允许所述分离器构件经过，同时“抓住”所述第二堆。在其他情形中，所述分离器构件可经过所述堆支撑表面的一侧或两侧。
优选地，所述分离器构件被布置为遵循是一个连续环的路径。
可以多种不同方式形成所述堆叠器单元。例如，所述堆叠单元可根据线性减速原理运行。然而，优选地，所述堆叠单元包括：至少一个堆叠器轮，所述堆叠器轮或每个堆叠器轮具有从中央毂延伸的多个齿，所述多个齿的每一对在其之间限定一个通道，用于在接收位置从所述输送路径接收纸张票证；堆叠器驱动工具，其用于旋转所述堆叠器轮或每个堆叠器轮，以使得所述纸张票证在释放位置面向彼此离开所述通道，由此形成堆，所述接收位置成角度地偏离所述释放位置。
有利地，所述分离器构件被布置为遵循包括与所述至少一个堆叠器轮同心的弓形部的路径，以使得所述分离器构件遵循在所述接收位置和所述释放位置之间由所述至少一个堆叠器轮的通道携带的纸张票证的路径。如上文所述，通过遵循纸张票证穿过所述堆叠器单元的路径，堆叠不被中断。
优选地，在所述原位置，所述分离器构件被设置成与所述堆叠器轮的通道的后齿一致或者在所述堆叠器轮的通道的后齿之后，以使得到达所述堆叠器轮的纸张票证不被阻止进入所述通道。
可使用任何合适的机械布置驱动所述分离器构件。优选地，所述分离器构件通过电机——优选地是步进电机——驱动的正时皮带在其原位置和支持位置之间移动。
所述分离器构件可直接安装至正时皮带。然而，优选地，所述分离器构件被安装在一个轨道上的托架所支撑，沿着所述轨道，所述分离器构件在其原位置和支持位置之间可移动。这改进了所述分离器构件的定位的准确度。
优选地，所述分离器单元还包括原位置传感器，其被配置以检测所述分离器构件何时在其原位置。例如，这通常包括光检测器。
优选地，所述分离单元被配置为当所述分离器构件离开所述原位置后预定时间段已经过去时，将所述分离器构件停止在支持位置。在替代实施方案中，可在该位置设置另一个传感器，以识别所述分离器构件何时到达。
优选地，所述分离器单元还包括堆传感器，其被配置为检测所述第一堆何时已经从所述堆支撑板移走。这又可包括光检测器。
有利地，所述分离器构件包括具有弓形形状——优选地与所述堆叠器轮的齿的形式基本相同——的细长构件。
优选地，所述分离器构件被铰接，以提供在其上形成所述第二堆的基本平坦表面。即所述分离器构件沿其长度包括至少一个铰链。在一个特定的优选实施方案中，所述分离器构件近似在其中点被铰接。因此随着所述分离器构件按照所述堆叠器轮旋转，所述分离器构件可保持弓形形状，并随后采用更平坦的剖面(即，更接近直线)，用于接收形成第二堆的纸币。铰链的打开可由重力、形成第二堆的纸币的接收、或者二者的组合所产生。
可单独使用本发明的第二方面的堆叠装置，或者与任何其他票证处理装置(包括常规捆扎设备)组合使用。然而，优选地，票证处理装置包括根据本发明第二方面的堆叠装置和根据本发明第一方面的捆扎装置。所述堆支撑板可被配置为在所述堆接收区内形成所述第一堆。作为替代，可设置输送单元，其将所述第一堆从所述堆叠装置的堆支撑板输送至所述捆扎装置的堆接收区。例如，所述堆支撑板可在堆叠位置和捆扎位置之间移动，其中在所述捆扎位置，堆定位在堆接收区。结合上述两个公开的装置是特别有利的，这是因为对于每一种票证类型可使用单个输出袋，同时实现高输出量和快速捆扎。
本发明的第二方面还提供一种堆叠纸张票证的方法，包括：
从输送路径接收票证进入堆叠器单元；
面对面地将已接收的票证从所述堆叠器单元输出；
将已输出的票证接收在堆支撑表面上，以形成第一堆；
当选定的纸张票证被接收进所述堆叠器单元时，在所述选定的纸张票证和下一张票证之间展开一个分离器构件，将所述分离器构件从原位置移动至支持位置，在所述原位置，所述纸张票证的通过没有被妨碍，所述支持位置设置在所述堆叠器单元和所述堆支撑表面之间；
将已输出的票证接收在所述分离器构件上，以形成与所述第一堆间隔开的第二堆；以及
将所述第一堆从所述堆支撑表面移走。
在所述选定的纸张票证和下一个纸张票证之间展开所述分离器构件使得可实现在所述第一堆被隔离处理时持续形成第二堆纸张票证。
当所述分离器构件到达所述支持位置——在该支持位置处所述分离器构件接收形成所述第二堆的纸张票证——时，所述分离器构件不需要被完全暂停，而是可以减速，以使得在所述分离器构件和完成所述第一堆的选定的纸张票证之间形成间隙。然而，在优选的实施方案中，所述方法还包括将所述分离器构件暂停在所述支持位置，直到所述第一堆从所述堆支撑表面移走。这简化了装置的控制。
优选地，所述方法还包括一旦所述第一堆被移走，则收回所述分离器构件，以使得所述第二堆放置在所述堆支撑表面上。可随后完成所述第二堆，且所述分离器构件被重新使用，以允许形成第三堆，第二堆继续前进以被处理。
所述分离器构件优选地沿着展开路径从所述原位置移动至所述支持位置，所述展开路径遵循纸张票证通过所述堆叠单元的路径。优选地，所述分离构件沿着收回路径从所述支持位置移动至所述原位置，所述收回路径遵循纸张票证在所述支持位置和所述堆支撑板之间的路径，且所述分离器构件在所述堆支撑板和所述原位置之间不拦截纸张票证经过所述装置的路径。有利地，所述分离器构件从所述原位置到所述支持位置并回到所述原位置的移动遵循的是一个连续环的路径。
优选地，所述方法还包括检测所述分离器构件何时在其原位置。这允许准确的控制和计时。有利地，当所述分离器构件离开所述原位置后预定时间段已经过去时，所述分离器构件在所述支持位置减速或暂停。作为替代，可采用另一个检测器来确定所述分离器构件何时到达所述支持位置。优选地，所述方法还包括检测所述第一堆何时已经从所述堆支撑板移走。
有利地，所述第一堆从所述堆支撑表面移走，而所述第二堆正在形成。
当结合本发明的第一方面的方法使用时，本发明的第二方面的方法尤其有利，因此，该方法优选地还包括将所述第一堆输送至捆扎装置，并用根据本发明的第一方面的方法捆扎所述第一堆。
附图说明
参考附图，现描述捆扎装置、堆叠装置和对应方法的实施例，在附图中：
图1按照一个示例性票证处理装置的功能部分示意性描绘了该装置；
图2示出了捆扎装置的第一实施方案；
图3更详细地示出了可在图2的捆扎装置中使用的引导通道；
图4从下面示出了相同的引导通道，以示出该引导通道的更多细节；
图5a、b、c、d、e、f和g描绘了图2的捆扎装置的选定部件，并示出了捆扎操作中的各步骤；
图6示出了捆扎装置的第二实施方案；
图7更详细地示出了可在图6的捆扎装置中使用的引导通道的选定的引导元件；
图8a、b、c和d描绘了图6的捆扎装置的选定部件，并示出了捆扎操作中的各步骤；
图9更详细地示意性描绘了图1的票证处理装置的一部分，包括堆叠装置；
图10示出了可在堆叠装置中使用的示例性堆叠单元的各部件；
图11示意性示出了堆叠装置的第一实施方案的各部件；
图12、13和14示出了堆叠操作中不同阶段的图11的堆叠装置；
图15更详细地示出了可在图11的堆叠装置中使用的分离器构件；
图16以立体图示出了图11的堆叠装置；
图17描绘了堆叠装置的第二实施方案的各部件；以及
图18a和18b示出了可在图17的堆叠装置中使用的示例性分离器构件。
具体实施方式
如上文提到的，票证处理装置——包括堆叠装置和捆扎装置——可以用于处理许多不同类型的纸张票证，包括货币、凭证、支票、信件和书面材料。通常，纸张票证是柔性的纸张票证，但是根据使用的处理技术，这并不是必须的。下文的讨论会关注纸币处理的实施例，但是应注意，本发明并不局限于此。
图1示意性描绘示例性票证处理装置10。票证处理装置10可以具有多项功能，包括鉴定和区别票证。它的主要功能是从混合的输入中将不同面值和/或货币的纸币进行分类。一捆混合的纸币B由输入模块20送入该装置。输入模块20通常包括这样一种工具，该工具从输入的该捆纸币中一次取出一张纸币并将纸币送入输送路径。随着每张纸币B沿着输送路径运送，可以由一系列传感器、检测器和控制器——由方块30表示——执行多项检查。例如，检查可包括对纸币上的印刷图案进行成像、读取代码(例如序列码)、检测安全特征(例如全息图和/或磁线)、以及对IR或UV响应进行测量。每张纸币在系统中的位置由一系列传感器——例如透射光传感器——保持追踪，所述传感器可检测纸币到达或离开每个传感器位置。
关于每张纸币的所有信息由控制器31处理，以确定每张纸币落入一系列类别中的哪一个。通常，类别可包括不同面额或货币，以及潜在的伪币和不适合重新使用的纸币。如果期望，类别可包括混合的纸币类型类别。
随后纸币经另一个输送路径40传递至输出模块50。设有多个输出模块，优选地待被区别的类别中的每一个使用一个输出模块。例如，第一模块被指定用于5欧元纸币的输出，第二模块用于10欧元纸币，第三模块用于20欧元纸币等等。图1示出了三个示例性输出模块50a、50b和50c，但是在实际中可有更多或更少的模块。
每个纸币的目的地由设置在输送路径40中的一个或多个转向器45a、45b所确定。转向器45由控制器31所控制，如虚线35所表示。转向器可以在每个纸币的通道之间从一个位置切换到另一个位置，以使得流中的每张纸币可以单独地被引向合适的输出模块。
输出模块50各自包括堆叠工具，该堆叠工具用于将该模块输出的纸币形成堆S，在堆S中纸币被布置成面对面。装置10总体被编程具有期望的堆尺寸：即，被包括在每个堆中的纸币数量。例如，用户可要求每个堆有100张纸币。
已完成的堆S随后被传送至捆扎装置100，在图1中描绘了三个捆扎装置(100a、100b和100c)，输出袋50a、50b和50c中的每一个对应一个捆扎装置。然而，这种一对一的布置不是必要的，因为一个捆扎装置用于一个以上的输出袋是可行的。虽然如此，为了使通过量一致，通常优选地是每个输出袋50具有专门的捆扎模块100。
应注意，堆从输出袋50传送至捆扎模块100可以多种方式执行。在最简单的情形中，堆S可由输出袋呈献给用户，用户随后将堆从输出袋中取出，并将其放入捆扎模块。然而，通常优选地是该传送是自动化的，因此传送工具可以设置在输出袋和捆扎模块之间，或者捆扎模块可位于输出袋自身内。如果堆S被移入分立的捆扎装置，则可通过使用夹持装置抓住已完成的堆S并将堆S传送进捆扎模块100来完成该移动。这些传送工具在本领域是公知的。
输出袋50和捆扎模块100也可被控制器31控制，如虚线36表示的。
现更详细地考虑捆扎模块100的操作。图2示出了捆扎装置100的一个实施方案的各部件。
在该捆扎装置中，引导通道110被布置为包围堆接收区101。引导通道110被配置为从带供给单元160接收一段带材料M，并使带材料M形成环。下文将更详细地描述实现方式。
该装置还包括封接单元120，该封接单元被布置为将带材料M环的两端部接合成一个端部。切割单元130被设置为将已完成的带与所述段带材料的剩余部分分离。
可选地，该装置可额外包括阻滞工具——例如制动器140，以帮助调整带材料环的张力。
根据带材料M的性质和待被封接单元120作用的期望的封接类型，该装置还可包括粘合剂台150，以将粘合剂施加至带材料M。
为了精确控制该装置，可设置一个或多个传感器——例如170，以检测带材料M在系统中的位置。例如，光透射传感器或光反射传感器是适合的。
图3和4从上方角度和下方角度更详细地示出了引导通道110。引导通道110被形成以在其中限定近似矩形的空间，该空间可容纳使用中的堆S的边缘。换句话说，堆S可穿过由该引导通道限定的区域。为简便，该区域被称作堆接收区101。纸币堆S由虚线表示，以示出在捆扎过程中纸币堆S相对于引导通道的位置。如下文描述的，堆S可在带材料M环形成之前、形成期间或形成之后被插入堆接收区101。
有利地，无论在哪个阶段供应纸币堆，纸币堆都被位于引导通道外(且不延伸进引导通道的至少形成带材料环的区域)的支撑组件支撑在与引导通道间隔开的一个位置处(如图中示出的)。这允许带材料在环形成期间和(可选的)张力调整期间围绕该堆移动，尤其是在该堆下方移动。因此，仅围绕纸币堆形成带，没有纳入捆扎装置的任何部件。
引导通道110具有基本平坦的基底部111，基底部111在其上表面(在堆接收区的区域中变成内表面)接收带材料M。基底部111在堆接收区101下方延伸，接着穿过近似U形弯曲形状112然后进入基本平坦的上部113。在堆接收区的区域，上部113与基底部111基本竖直对准。引导通道110被第二U形弯曲部114所封接，第二U形弯曲部114再次使引导通道与基底部111相邻。引导通道在堆接收区下方持续一段距离，在这段距离中引导通道与基底部111平行但间隔开，因此形成引导通道的重叠区域118。在图3和4中引导通道的两个重叠部分被命名为118a和118b。应注意，虽然已经证明该形状是方便和成功的，但是事实上引导通道可采用包围第二插入区101的任何形状。例如，引导通道可基本是圆形、正方形等。优选地，引导通道的任何拐角被弯曲，以帮助带材料M通过。
如图中示出的，带材料M被接收在引导通道的最内部(innermost)的表面上，因此在带材料M和堆接收区101之间没有任何东西。带材料足够硬，使得在引导通道中形成的环是自支撑的。因此，在(可选的)环的张力调整期间或已完成的带从装置移走期间，没有任何东西阻挡带材料移动离开引导表面。引导通道的“最内部”表面是引导通道在使用中接收带材料的区域中最靠近(并面对)堆接收区的表面。在该区域外部，存在引导通道的一部分比接收带材料的表面更朝着引导通道的内部突出，例如侧向保持带材料的引导件的侧面边缘。
还应注意，引导通道110不需象在本实施例中由连续部件构成，而是可由多个离散的引导元件构成。例如，基底部111和第一U形弯曲部112可从上部113和第二U形弯曲114拆开，以容易进入堆接收区，如果需要维护的话。此外，这些引导元件不需彼此精确地邻接，而是可在其之间具有间隙，只要间隙不是大到带材料M会漏出引导通道的程度。
最后，应理解，上文提及的“上”部和“基底”部(及类似部分)不应被认为意指该装置需要按此方式取向：例如，优选地可以是引导通道被放置成使得所述堆竖直地穿进堆接收区，而不是水平地(或事实上以任何其他方向)。
在该实施方案中，引导通道110包括一些孔115、116、117，通过这些孔引导通道110与封接工具120、切割单元130和制动器140相互作用。在引导通道的另一个实施方式中，这些孔不是必需的。例如，引导通道不需要延伸穿过带材料的整个宽度，以允许封接、切割或制动部件在任一侧接近带材料。作为替代，在引导通道110由多个彼此之间具有空间的元件组成的实施方案中，封接、切割和/或制动部件可以利用这些空间。引导通道还可沿其长度设置凹陷，该凹陷被布置为与带材料的粘结部分重合，以避免粘合剂和引导通道之间的接触，从而防止粘附。为简洁，这没有在附图中示出。作为替代或额外的，引导通道可具有不粘涂层。
封接孔115被布置穿过引导通道的基底部110，恰好在重叠部分118外。孔115被布置为在使用中接收压力构件，如下文描述的。切割孔116被设置在基底部110中，在封接孔115的上游位置(即在封接孔115和供应带材料M的带供给器160之间)。在该实施例中，切割孔116被设置成与封接孔115相邻，恰好在引导通道的重叠区域118内，以使得引导通道的内部重叠部分118a防止切割工具130切下带的两层。然而，切割工具可以位于更上游处，例如整个重叠区域118的上游，这也可避免此问题。尽管如此，将封接单元和切割单元定位成彼此相邻是优选的，以避免带材料的浪费。
在该实施例中，该装置利用制动器140形式的阻滞工具。如下文描述的，该阻滞工具被用于在带材料环进行张力调整时固定所述带材料环。在其他实施例中，如果带材料和插入的堆S之间的摩擦足够(这取决于引导通道110相对于堆S的尺寸)，则制动器140可以不是必需的。
制动器140被布置成在第二U形弯曲部114的区域中经制动器孔117与引导通道110相交。阻滞工具优选地被布置成尽可能地靠近带材料的前沿，以确保环的一致的张力调整。在实际中，如附图中所示定位制动器是有利的，这是因为制动器接近于带材料的前沿，同时不会遇到重叠区。然而，如果期望，则可将制动位置定位在更上游处。
参考图5，现描述使用在图2、3和4中示出的装置的示例性捆扎过程。在图5中，为清晰仅示出该装置的选定部件。
图5a示出了在捆扎前处于开始位置的带材料M。带材料M的前沿LE在已知位置，该位置例如通过使用如图2中示出的传感器170确定。在其他实施例中，通过计时带材料的供给，可避免使用传感器。带材料M的移动由供给器160控制，供给器160例如可包括包含一批带材料M的存储滚筒161和一个或多个驱动辊对162，驱动辊对162可被控制以传送带材料脱离存储滚筒161并朝向引导通道110。引导通道110可完全延伸至供给器160，或者设置额外的引导工具将带材料从供给器单元160传送进引导通道。如下文描述的，供给器单元160优选地还能够通过反向驱动供给器辊162，将带材料倒回到存储滚筒161上。在其他实施方案中，可想到的是供给器单元可被布置成朝向一段带材料M移动引导通道：通道110和带材料M之间的相对移动是类似的。
在图5示出的实施例中，带材料被粘合剂封接，且没有预粘合，因此在粘合剂台150，粘合剂A被施加在带材料M的表面。粘合剂台150例如可包括供应有粘合剂的辊，该辊在此位置可朝向和远离带材料M移动。在示出的实施例中，粘合剂A被供应在会成为环的外表面的地方上，与带材料M的前沿LE相邻。在其他实施例中，粘合剂A可在会变成环的后沿TE的地方附近被施加在带材料M的相对表面上。在该情况中，粘合剂台150位于所示出的带材料路径的相对侧。如果期望，粘合剂可以施加在前述两个位置，在该情况中可设置两个粘合剂台。
随后带材料M继续通过供给器160供给进引导通道110，如图5b)示出的。应注意，该图将粘合剂台150描绘成已经移动离开带材料M，以使得仅与前沿相邻的一部分带材料M携带粘合剂。在其他情况中，粘合剂台150可向带材料施加连续的粘合剂流，例如，使用仅接合到类似粘合剂的接触型粘合剂，但是由于使用不必要量的粘合剂，因而不是优选的。
带材料M持续供给进引导通道110导致带材料M的前沿LE与通道110的第一U形弯曲部112接触，这引导带材料向上，并围绕堆接收区101。带材料足够硬，以遵循该通道的曲率，而没有坍塌且不要求带材料M的内表面(即面向堆接收区)的支撑或引导。引导通道的重叠区域118随后携带带材料的前沿越过进入的上游带材料，导致包括前沿LE的一部分带材料覆盖带材料M的上游部分。产生的带材料的环仅包围堆接收区，其之间没有任何其他东西，尤其是没有引导通道的一部分，或者捆扎装置的其他部件。前沿移动穿过引导通道的重叠区域118一段距离，以使得粘结部分A的至少一部分面向带材料M的上游重叠部分，其之间没有任何其他东西。
在该实施例中，下一步是调整已经形成的带材料环的张力，如图参考图5d)描述的。然而，这是个可选步骤，因为在一些情况中已形成的环可以已经具有期望的尺寸。
在张力调整发生之前，待被捆扎的票证堆S必须被插入堆接收区，如图5d)中的交叉平行线阴影区S所表示的。在实际中，堆的插入可以发生在如图5a、5b和5c描绘的带材料环形成之前，之中或之后。对于最快速的捆扎过程，通常优选地是在票证堆被接收前形成带材料M环。
当票证堆S就位，被引导通道110和带材料M环的内表面所包围时，通过将带材料的一部分压靠着在非重叠区中的堆S，带材料的前沿LE被基本保持在位。这是使用制动器构件140完成的，制动器构件140穿过引导通道110中的孔117，将带材料M夹在制动器构件和堆S之间。通过反转带材料M的后沿区域离开引导通道，带材料环随后可被拉紧围绕堆S。由于没有东西限制带材料M靠着引导通道，因此可以容易地减小环的尺寸。所述后沿是与前沿区域重叠的、前沿带材料上游的一部分。直到切割单元130将环从剩余一段带材料中切断时才形成后沿本身。然而，后沿相对于前沿的近似位置可以根据堆S的大小推断出。
后沿通常一直不被反转离开引导通道110，而是被拉向出口一段距离，以实现张力调整。可通过反转供给器单元160实现带材料M的反转。在替代实施方案中，可在供给器单元160和引导通道之间设置一个或多个张力调整辊，所述张力调整辊被布置成与带材料路径垂直地移动，由此施加合适的张力。
图5e)示出了已经围绕堆S拉紧的带材料M环。在该点处，制动器140可被释放，或者如示出的情况，制动器140可在完成最后步骤的同时留在原位。
在下一个步骤中，带材料M的重叠部分通过封接单元120彼此接合。在本实施例中，该封接单元包括压力构件，该压力构件可延伸穿过封接孔115以接触带材料的重叠部分，并将其压靠着堆S，如图5e)示出的。以此方式，粘合剂A形成带材料的两重叠部分之间的粘合。在其他实施例中，封接单元可替代地或额外地向重叠部分施加热，从而使粘合剂活化或形成热封。在其他实施例中，封接单元可包括夹具，该夹具从引导通道的打开侧面中的一个插入，从而向重叠的带材料的两侧施加压力，或例如执行压接。
封接的环现在可从供应的带材料上分开，分开由通常包括刀片的切割单元130所执行。切割单元延伸穿过孔116并向带材料的后沿区域施加大的压力，由此将完成的带分开，并形成新的前沿，如图5f)示出的。在其他实施例中，如果期望，可由冲切器、划过材料的锯齿边缘或刀片、甚至激光器执行切割。
最后，如图5g)示出的，可以例如通过供给器单元160将带材料M反转离开引导通道，且带堆S准备移出。可期望反转带材料M离开引导通道一段距离，以防止在移出堆时损坏带材料M，或者仅是使带材料回到如图5a)示出的开始位置，以将粘合剂应用至新的前沿LE。然而，如果粘合剂替代地被施加至带材料M的后沿，则可以完全省略图5a)和5g)示出的步骤，替代地在上述图5b)和5c)示出的点之间的时刻施加粘合剂。
现在参考图6-8描述第二实施方案。在主要部分中，捆扎装置200的部件与第一实施方案的相同，因此此处不再描述。为清晰，在图6中，与已经描述的部件相对应的部件具有以“2xx”开始的对应的参考数字(而不是“1xx”)。
在该实施方案中，引导通道210由三个引导元件211、213和240构成，三个引导元件被布置成彼此接近，以形成与之前描述的形状基本相同的引导表面。可使用任何适合数量的引导元件。第一引导元件211提供引导通道的基底部和第一U形弯曲部的开端部分，并通常相对于堆接收区201是固定的，如下文更详细地讨论的。
第二引导元件240被定位在与第一引导元件211相邻的位置，且被定形为提供第二U形弯曲部的末端部分和覆盖通道基底部的一部分。第二引导元件相对于第一引导元件211枢轴地安装，如枢轴点245指示的。除了引导带材料M形成封接的环，第二引导元件240在张力调整期间执行夹持带材料的前沿的第二功能，所以还可以被称作引导通道的夹持部。这在下文进一步解释。
第三引导元件213提供上引导部，且完成两个U形弯曲部。第三引导元件是可移走的，并可以被移动离开第一和第二引导元件，以“打开”引导通道。这可通过使用任何方便的手段来实现。例如，在图6中，示出第三引导元件铰接地附接至第一引导元件，以使得可通过向着以虚线示出的位置枢轴旋转第三引导通道来打开引导通道。作为替代，可提升第三引导元件离开通道。如此一来，纸张票证可(作为准备好的成形堆，或者单独地)通过第三引导元件213留下的开口进入堆接收区。相同的功能例如可通过为第一实施方案的引导通道提供提供带有可移走部分来实现。
图7以立体图示出了移走第三引导元件后的第一和第二引导元件211和240。准备捆扎的票证堆S的位置以虚线描绘。如示出的，在引导通道“打开”的情况下，堆S可以直接在堆接收区内形成，以使得不需要传送工具。一个或多个引导元件可被用作形成和支撑在其上的堆的堆支撑表面。然而，为了形成带材料环，通常需要在票证堆和通道元件之间提供间隙，以使得带材料M可穿过。这优选地通过提供堆支撑组件——例如提升或夹持机构——来实现，所述堆支撑组件在堆形成后定位堆。作为替代，如在图7中示出的，堆支撑组件的形式可以是被布置在引导通道任一侧的两个(或更多个)堆支撑平台，以使得堆以相对于引导元件稍微提升的位置在平台上形成。
图7还更详细地示出第二引导元件240的布置，第二引导元件240可被支撑在轴246上，轴246可旋转，从而在图6示出的位置之间枢轴旋转第二引导元件。
现描述使用第二实施方案的装置的捆扎操作。图8示出了操作中与已经描述的步骤所不同的步骤。然而，大部分步骤未改变，并在图5中描述。
图8a示出了正在堆插入区形成的堆S。在该阶段，引导通道210是“打开的”，其中第三引导元件已经被移走。在该实施例中，纸币B从上方的堆叠装置接收，但是如之前所解释的，纸币可不沿着竖直路径到达，而是可具有其他方向，在这种情况下引导通道可以根据期望被重新取向。通过例如上文描述的那些手段，堆S与引导元件间隔开。
一旦堆完成，则通过放回第三引导元件213来关闭引导通道，如图8b示出的。带材料M现在可被供给到引导通道，并围绕堆以通过与前文参考图5a、5b和5c描述的完全相同的方式形成封接的环。
在形成带材料的封接环后，引导通道的夹持部240关于点245枢轴旋转到图8b示出的位置。夹持部240用于代替第一实施方案中设置的制动器140，以在带的张力调整期间固定带材料的前沿。通过如示出的枢轴旋转夹持部，夹持部的端部将靠近前沿LE的带材料的一部分压靠着票证堆。如前文描述的，带材料M可随后被反转离开引导通道，以调整带的张力。应注意，使用一部分引导通道来提供阻滞工具并不限于这里描述的三个引导元件的配置。例如，夹持构件可与执行第一和第三引导元件功能的其他单独的引导元件结合使用。作为替代，如果引导通道由柔性材料制成，则可使用单独的单个元件，其中夹持部相对于剩余部分柔性可移动。
带材料的重叠部分可随后被封接，并最终被切割，如上文参考图5e、5f和5g描述的。已捆扎的堆被移出，并根据期望继续传递以进一步处理。夹持部240回到其初始引导位置，第三引导元件213被移走，准备接收新的票证堆。
上述方法和装置适合于和许多不同类型的带材料M一起使用，包括纸张、塑料、金属箔、所述几种材料的组合或其它层压材料。一种合适的材料的一个实施例是TeclineTM。合适的粘合剂包括压感粘合剂和接触型粘合剂。特定实施例包括Elmer’s Permanent Dot LineTM或Kokuyo的“Dot n Roller”TM。已发现，后一种粘合剂尤其适合该应用，这是由于该粘合剂产生一致可重现的结果，不会产生任何胶水线。在该实施例中，粘合剂台包括带有两个卷轴的带盒，上面具有粘合剂点的胶带支撑在两个卷轴之间。第一卷轴支撑未使用的胶带(仍带有胶水点)，另一个卷轴收集已使用的胶带。在两个卷轴之间的小辊被用于将胶带压靠在待被施加胶水的表面(这里是所述带材料)，以将胶水点从支撑胶带转移至所述表面。
使用上述技术，已发现，可在小于1.5秒的时间内完成一个捆扎周期。通过在插入票证堆之前形成带材料环，可进一步减少捆扎堆所花费的时间。另外，使用粘合剂而不是热封确保了对基于聚合物的票证没有损坏。这伴随着机器的能耗更少且产生的热量更少的益处，从而使得设备的使用更安全。最后，使用纸张捆扎材料的能力本身具有明显益处，这是因为纸张比大部分的等效物廉价。
现更详细地描述用于使输出纸币形成堆的堆叠装置50。图9示意性示出了堆叠模块50，堆叠模块50从输送路径40接收纸币B，并按照堆S输出这些纸币，在堆S中纸币被布置成面对面。通常，输送路径40会并排、一个接着一个地沿着相同的输送平面传送纸币。因此堆叠装置包括堆叠单元60，堆叠单元60将进入的纸币B重新布置成期望的堆形式。堆叠装置50和输送单元40与控制器31通信。
堆叠单元60可根据若干不同的原理运行。例如线性减速单元可被用于形成堆，如下文更详细描述的。
然而，在优选实施方案中，如继续在图10中描绘的，堆叠单元60包括一个或多个堆叠器轮61。这种的堆叠器轮是公知的，并例如在WO2005/118443中描述。每个堆叠器轮61包括安装在轴61a上的毂(用于绕轴旋转)和多个径向延伸的齿63。每对相邻的齿63在其之间限定一个通道64。这些齿63优选地在其尾端向后弯曲(即，与轮旋转的方向相反)，如图10中示意性示出的。应理解，为清晰，在图10中描绘的轮61仅示出很少数量的齿63，实际中所述齿是密集地间隔开的。
纸币从输送路径40在接收位置X到达堆叠器轮61。进入的纸币被接收进这些通道64中处于合适位置的一个。在图10中，纸币B1表示刚刚被接收进堆叠器轮的纸币，纸币B0表示将被接收的下一个纸币。接收的纸币B1在于释放点Y离开齿之前被齿63携带围绕轮61的一次旋转的至少一部分。释放点Y的位置取决于轮61的配置、堆叠器袋罩和其他因素——包括轮61被驱动的速度。在示出的实施例中，纸币B2以近似水平的方向离开堆叠器轮，其中轮连续的旋转导致纸币落下。落下的纸币——例如B3——在堆叠器轮61下方在堆支撑表面70上形成堆S1(图9示出的)。在其他布置中，堆支撑板可以在堆叠器轮前方，与水平方向成一角度(如WO2005/118443中示出的)处设置一工具，该工具被设置引导纸币离开通道64并引向板70。
如前文描述的，可期望能够从堆叠器模块中得到包括已知数量的纸币的堆以进行捆扎，同时不停止或者甚至减慢堆叠器模块的输出。图11示出了实现了上述期望的堆叠装置50的一个实施方案。这里，堆叠单元(为清晰，以实线表示堆叠轮61)设有分离单元80。分离单元80包括能够放置在选定纸币和下一张纸币之间的分离器构件81。在下面的实施例中，期望一堆有n张纸币，选定的纸币被表示为Bn。
分离器构件81——这里的形式为柔性臂——经托架82安装至轨道83。设置正时皮带84以将驱动从步进电机87和驱动辊86传递至分离器构件81。在其上端，轨道83和正时皮带84绕过惰辊85，惰辊85的周长与堆叠器轮61的毂基本相同。
分离器构件81具有与堆叠器轮61的一个齿63基本类似的形式，如下文更详细描述的。当票证堆S1在堆支撑板70上形成时，分离器构件81被维持在原位置P1，如图11示出的。这里，分离器构件没有阻挡票证通过堆叠单元60。原位置可以被定位在轨道83周围不阻挡票证的任意点，但是优选地紧邻堆叠器轮61的接收点X。当每个纸币都被堆叠器轮所接收时，其进入恰好在分离器构件81前方的通道64。
选定的票证Bn的到达由控制器31通知给分离单元80。由于控制器31知道票证处理装置10中每个纸币的位置和类型，控制器31可将选定的票证Bn的接收时刻告知分离单元。因此，堆叠器轮61一接收到选定的票证Bn，电机87就被启动，以驱动分离器构件81向前。电机87与驱动堆叠器轮61的电机同步，且在一些实施方案中可替换为离合器布置，该布置适合于从驱动堆叠器轮61的电机中接收驱动，从而使速度精确匹配。随后以和堆叠器轮61相同的方向驱动分离器构件81，分离器构件81紧跟随在选定的纸币Bn之后。这在图12中示出，该图还示出了下一张纸币Bn+1的位置，Bn+1紧跟在分离器构件81之后。当然，下一张纸币Bn+1可以不直接在分离器构件81之后，是否在分离器构件81之后取决于输出模块何时接收下一张纸币。
分离器构件围绕皮带轮轮85沿着弓形路径移动，因此完全遵循纸币围绕堆叠器轮61的路径。轨道83被配置为使得分离器构件82在纸币开始离开堆叠器轮的点处离开齿63的路线，遵循在释放点Y处从堆叠器轮61释放的纸币的路径。这在图13中示出。
分离器构件继续被驱动至支持位置P2，P2在原位置P1和堆S1已在其上形成的堆支撑表面70之间。将分离器构件81放置在选定的票证Bn和下一个票证Bn+1之间使得选定的票证Bn能够继续到达堆支撑表面70，由此完成第一堆S1，同时下一个票证Bn+1不能够穿过分离器构件81。在支持位置P2，分离器构件81被停止或者减速，以将随后的纸币捕获在其上面。因此纸币可继续通过堆叠单元60输出，在分离器构件81上形成新的堆S2，S2保持与第一堆S1分开。已完成的n张纸币的堆S1可随后从堆支撑板70处移走，确保不会无意地包括额外的纸币。
在优选的情况中，堆S1被移走，并被运送至上文关于图2到图5描述的捆扎装置以进行捆扎。当第一堆S1已经从堆支撑表面70移走时，通过围绕驱动滚筒86行进完成轨道83的循环，分离器构件81被重新启动(或加速)，以回到其原位置P1。如此，分离器构件81将在其上形成的堆S2降低放至堆支撑表面70。第二堆可随后继续在表面70上形成，直到其达到n张票证。从经过堆支撑表面70到回到原位置P1，分离器构件81不交叉纸币行经堆叠装置所沿的路径，所以分离器构件81不干扰所述处理。因此可在任意期望的时间回到原位置。一旦在原位置P1，当注意到下一张选定的纸币Bn到达时，分离器构件准备重新被使用。
优选地设置传感器来帮助精确控制分离器构件81。为了识别第一堆S1何时从堆支撑表面70移走，可设置光学传感器，例如形式为包括发射器89a和接收器89b的透射传感器89，发射器89a和接收器89b之间的光路径因堆S1的存在而被阻碍。因此，传感器89检测到堆的移走可被用于触发分离器构件81从支持位置回到其原位置。同样地，原位置传感器88可被设置在原位置P1，以确定分离器构件81什么时候已经回到其原位置。可同样地使用类似传感器识别支持位置P2。然而，由于其位置不要求具有与原位置P1同样的精确度，在优选的实施方案中，分离器构件81到达支持位置P2是通过对分离器构件81从原位置的移动进行计时来确定的，当预定时间过去(或类似地，允许一定数量的电机87的步距过去)之后，停止(或减速)分离器构件81。
如上文注意到的，期望分离器构件81精确地遵循票证通过堆叠器单元的路径。这对堆叠过程的破坏最小，这是因为纸币不会受到除了传送方向之外其他方向的任何力。同样，在堆叠器单元包括堆叠器轮(如上文描述的)时，期望分离器构件81的形状与堆叠器轮的齿中的一个基本相同，即弯曲的细长构件。然而，一旦在支持位置P2，分离器构件被要求提供一表面，靠着该表面可形成堆S2。弯曲的表面总体是不适合进行堆叠的，因此在特定的优选实施方案中，弯曲的细长分离构件81大致在其中点处设有铰链81a。铰链81a被布置成允许分离器构件一旦离开轨道83的弓形部分就变得基本平坦(例如与堆支撑板70平行)。铰链81a被构造成防止超出基本平坦位置打开，或者设置止挡件防止超出基本平坦位置打开。在其他实施方案中，可沿着分离器构件81的不同位置布置两个或多个铰链81a，以获得类似效果。当分离器构件81围绕弓形部分行进时，角速度的大小为使得分离器构件被迫使进入其弯曲构造，如图15中虚线示出的。
细长构件还优选地例如通过铰链81b柔性附接至托架82。铰链81b允许分离器构件额外的柔性度，允许分离器构件在绕驱动辊86转弯并回到原位置P1时形成更紧凑的单元，而不允许相对于托架的移动经过图15中示出的基本水平位置。其上安装有分离器构件81的托架82包括附接工具82a，以将托架附接至正时皮带84。
如图16示出的，利用堆叠轮61的典型堆叠器单元可包括两个布置在常规驱动轴上的这种轮61，且如示出的，优选地设置两个分离构件81，以支撑纸币B的每一侧。两个分离器构件81优选地被相同工具所控制和驱动，以使得它们的移动精确同步。在其上形成第一堆S1的堆支撑板70位于两个分离器构件81之间，以使得两个分离器构件81通过板70的任一侧，或者可设有孔71，如图16示出的，以允许分离器构件穿过。作为替代，堆支撑表面可采用两个间隔开的表面的形成，以允许分离器构件穿过两个表面之间，优选地，如图7示出的设有捆扎装置。
堆支撑板本身是可以在堆叠位置和捆扎位置之间移动的，其中第一堆S1在所述堆叠位置形成，已形成的堆被定位在捆扎装置的堆接收区。
如上文指出的，一种替代使用堆叠轮的方式是使用线性减速原理(linear deceleration principle)形成堆。图17示意性示出了堆叠装置300的第二实施方案的基本部件。票证(在该情况中，纸币B)沿着输送路径40进入堆叠装置，通常包括与惰辊310或第二输送皮带相对的被驱动的输送皮带305。票证沿着该路径高速驱动，以使得当票证到达路径的端部时，票证遵循朝着固定表面320的轨迹。在冲击下，每张纸币减速，失去其所有向前动量，并落在形成堆S1的堆支撑表面70上。
图18a和18b示出了两个替代方式，与上文描述的类似，其中可结合分离单元。在图18a中，以板的形式设置分离器构件330，在原位置，分离器构件330缩进固定表面320凹槽335内。在其支持位置(在图18a示出)，分离器构件延伸出表面320，并拦截落进堆S1的纸币的路径。如此一来，第二堆S2在分离器构件330上形成，同时可捆扎第一堆S1。一旦第一堆S1已经被移走，分离器构件可收回，第二堆继续落在堆支撑表面70上。
作为替代，可以“活板门”的形式将分离器构件340设置在表面345，表面345定位在堆支撑表面70上方。当第一堆S1完成时，通过枢轴移动(如示出的)或滑动，门340关闭。第二堆S2随后可在门340上形成，同时第一堆被移走进行捆扎。随后打开门340，允许第二堆S2落在堆支撑表面70上。
在两种情况中，分离器构件330或340的展开由选定的纸币Bn的到达输送路径40的出口所控制。选定的纸币的离开和展开分离器构件的时刻之间可存在固定的时延，以考虑纸币到达堆S1所花费的时间。作为替代，可设置传感器检测选定的纸币穿过展开位置(例如，恰好在凹槽335或表面345下方)，以确认在展开分离器构件之前纸币已经通过。
再一次，图17和18示出的实施方案优选地连同上文描述的捆扎装置一同使用。

Claims (28)

1.一种用于形成纸张票证堆的堆叠装置，包括：
堆叠器单元，其适于从输送路径接收纸张票证，并面对面地输出所述纸张票证；
堆支撑表面，其用于从所述堆叠器单元接收所述纸张票证，以形成第一堆，并将所述第一堆支撑在其上；
分离单元，其适于在由所述堆叠器单元接收的选定的纸张票证和下一张纸张票证之间展开一个分离器构件，该分离器构件在原位置和支持位置之间可移动；在所述原位置，所述分离器构件不妨碍所述纸张票证的通过；所述支持位置在所述堆叠器单元和所述堆支撑表面之间，在所述支持位置，所述分离器构件从所述堆叠器单元接收已堆叠的纸张票证，以在其上形成第二堆；所述第二堆与所述第一堆间隔开，以使得在形成所述第二堆时所述第一堆可以从所述堆支撑表面移走；
控制器，其适于控制所述分离器构件的展开；
其中
所述分离器构件包括具有弓形形状的细长构件；以及
一个或多个铰链沿着所述分离器构件布置，以使得所述分离器构件能够采用一个基本平坦的剖面，用于接收在该分离器构件上形成所述第二堆的纸张票证。
2.根据权利要求1所述的堆叠装置，其中所述分离单元还适于一旦所述第一堆已经从所述堆支撑表面移走，则收回所述分离器构件，以将所述第二堆放在所述堆支撑表面上。
3.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离器构件被布置为沿着展开路径从所述原位置移动至所述支持位置，所述展开路径遵循纸张票证通过所述堆叠器单元的路径。
4.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离器构件被布置为沿着收回路径从所述支持位置移动至所述原位置，所述收回路径遵循纸张票证在所述支持位置和所述堆支撑表面之间的路径，且所述分离器构件在所述堆支撑表面和所述原位置之间不拦截纸张票证经过所述堆叠装置的路径。
5.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离器构件被布置为遵循是一个连续环的路径。
6.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述堆叠器单元包括：至少一个堆叠器轮，所述堆叠器轮或每个堆叠器轮具有从中央毂延伸的多个齿，所述多个齿的每一对在其之间限定一个通道，用于在接收位置从所述输送路径接收纸张票证；堆叠器驱动工具，其用于旋转所述堆叠器轮或每个堆叠器轮，以使得所述纸张票证在释放位置面向彼此离开所述通道，由此形成堆，所述接收位置成角度地偏离所述释放位置。
7.根据权利要求6所述的堆叠装置，其中所述分离器构件被布置为遵循包括与所述至少一个堆叠器轮同心的弓形部的路径，以使得所述分离器构件遵循由所述至少一个堆叠器轮的通道携带的纸张票证在所述接收位置和所述释放位置之间的路径。
8.根据权利要求6所述的堆叠装置，其中在所述原位置，所述分离器构件被设置成与接收位置的所述堆叠器轮的通道的后齿一致或者在接收位置的所述堆叠器轮的通道的后齿之后，以使得到达所述堆叠器轮的纸张票证不被阻止进入所述通道。
9.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离器构件通过电机驱动的正时皮带在其原位置和支持位置之间移动。
10.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离器构件被一个安装在轨道上的托架所支撑；沿着所述轨道，所述分离器构件在其原位置和支持位置之间可移动。
11.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离单元还包括原位置传感器，其被配置以检测所述分离器构件何时在其原位置。
12.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离单元被配置为当所述分离器构件离开所述原位置后预定时间段已经过去时，将所述分离器构件停止在支持位置。
13.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中所述分离单元还包括堆传感器，其被配置为检测所述第一堆何时已经从所述堆支撑表面移走。
14.根据权利要求6所述的堆叠装置，其中所述分离器构件的弓形形状与所述堆叠器轮的齿的形式基本相同。
15.根据权利要求1或2所述的堆叠装置，其中当所述铰链为一个时，该铰链大致设置在所述分离器构件的中点。
16.根据权利要求9所述的堆叠装置，其中所述电机是步进电机。
17.一种堆叠纸张票证的方法，包括：
从输送路径接收票证进入堆叠器单元；
面对面地将已接收的票证从所述堆叠器单元输出；
将已输出的票证接收在堆支撑表面上，以形成第一堆；
当选定的纸张票证被接收进所述堆叠器单元时，在所述选定的纸张票证和下一张票证之间展开一个分离器构件，将所述分离器构件从原位置移动至支持位置，在所述原位置，所述纸张票证的通过没有被妨碍，所述支持位置设置在所述堆叠器单元和所述堆支撑表面之间；
将已输出的票证接收在所述分离器构件上，以形成与所述第一堆间隔开的第二堆；以及
将所述第一堆从所述堆支撑表面移走；其中
所述分离器构件包括具有弓形形状的细长构件；以及
一个或多个铰链沿着所述分离器构件布置，以使得所述分离器构件能够采用一个基本平坦的剖面，用于接收在该分离器构件上形成所述第二堆的纸张票证。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括将所述分离器构件暂停在所述支持位置，直到所述第一堆从所述堆支撑表面移走。
19.根据权利要求17或18所述的方法，还包括一旦所述第一堆被移走，则收回所述分离器构件，以使得所述第二堆放置在所述堆支撑表面上。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述分离器构件沿着展开路径从所述原位置移动至所述支持位置，所述展开路径遵循纸张票证通过所述堆叠器单元的路径。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述分离器构件沿着收回路径从所述支持位置移动至所述原位置，所述收回路径遵循纸张票证在所述支持位置和所述堆支撑表面之间的路径，且所述分离器构件在所述堆支撑表面和所述原位置之间不拦截纸张票证的路径。
22.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述分离器构件从所述原位置到所述支持位置并回到所述原位置的移动遵循的是一个连续环的路径。
23.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述堆叠器单元包括至少一个堆叠器轮，所述堆叠器轮或每个堆叠器轮具有从中央毂延伸的多个齿，所述多个齿的每一对在其之间限定一个通道，用于在接收位置从所述输送路径接收纸张票证，所述堆叠器轮或每个堆叠器轮被驱动旋转，以使得所述纸张票证在释放位置面向彼此离开所述通道，由此形成堆，所述接收位置成角度地偏离所述释放位置。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述分离器构件遵循包括与所述至少一个堆叠器轮同心的弓形部的路径，以遵循所述接收位置和所述释放位置之间由所述至少一个堆叠器轮的通道携带的纸张票证的路径。
25.根据权利要求17或18所述的方法，还包括检测所述分离器构件何时在其原位置。
26.根据权利要求25所述的方法，其中当所述分离器构件离开所述原位置后预定时间段已经过去时，将所述分离器构件减速或暂停在所述支持位置。
27.根据权利要求17或18所述的方法，还包括检测所述第一堆何时已经从所述堆支撑表面移走。
28.根据权利要求17或18所述的方法，其中所述第一堆从所述堆支撑表面移走，同时所述第二堆正在形成。
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