CN1982180A - 薄片分片系统、薄片处理系统、薄片的摩擦力分离和输送方法 - Google Patents

薄片分片系统、薄片处理系统、薄片的摩擦力分离和输送方法 Download PDF

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Abstract

本发明阐明了一种涉及纸张分片系统的设计方案，按此方案，通过栏架(8)借助分离及输送头(1)和头(1)的偏转机构(35)，基于摩擦力分离并输送纸张或扁平基片堆垛(14)最上面的那个薄片(13)，其中，送料头(1)和偏转机构(35)尤其有一滚轮(7)和用于该滚轮(7)的一驱动装置(4、5、6)以及一复位装置(10)，以及设有一个装置(31、32、36、37、26、30、23、27、28)，用于在栏架(8)与送料头(1)之间的分片距离(dV、d2－d1)区域内，送料头(1)的最终或暂时停止、延迟或减速。

Description

薄片分片系统、薄片处理系统、薄片的摩擦力分离和输送方法
本发明涉及一种通过栏架借助偏转机构的分离及输送头和送料头的复位装置，基于摩擦力分离并输送薄片堆垛，如纸或扁平基片堆垛最上面的那个薄片的薄片分片系统、一种薄片处理系统和一种通过栏架借助薄片分片系统摩擦力分离并输送薄片堆垛，如纸或扁平基片堆垛最上面的那个薄片的方法。
例如在AT329093或DE180096中公开了一些老式的薄片分片系统。它们采用例如通过偏心轮均匀和强制运动的杠杆机构，借助杠杆机构使一个推料器平行于薄片堆垛在最上面的薄片上沿一个强制规定和始终相同的运动轮廓运动。推料器在其自由端带一个摩擦轮，它在沿输送方向运动时制止旋转以及在沿相反方向运动时可以转动。因此在推料器每一次均匀地往复运动时将堆垛总是最上面的那个薄片输入复印机。这种薄片分片系统基于一种有一些缺点的设计方案，因为推料器通过位置固定的摩擦轮在最上面的薄片上作用的分离和输送力，基于强制规定的运动轮廓与最上面薄片的实际上与此力反向的阻力无关，所以已经通过栏架分离和输送了这一薄片。这些系统不能根据尤其有不同弯曲刚度的不同的纸厚调整，以及基于由此产生的各种问题，它们不适用于当代的纸张处理系统。
在US5377969和DE19950307C1中公开了前言所述先进的薄片分片系统，其中，一个自由运动和可驱动的摩擦轮可以在一个平行于堆垛的平面内从栏架移开。在US5377969中，该系统可以自动调整摩擦轮离栏架的距离，这一距离针对要分离的薄片确定的刚度优化。在DE19950307C1中，滚轮的压紧力在薄片刚度较大时可基于摆动支承装置自动增大。
然而在这些改进的系统中存在多重送料(多重拾取“Multipick”)的问题。多重送料的主要原因在于，分离和输送头(亦即“送料头(feed head)”)作用在纸或扁平基片堆垛最上面薄片上的送进力，在送料头超越分片距离(Verein-zelungsdistanz)之外通常均匀偏转的情况下超出一个所谓的“压曲(Buckling)”力到这样的程度，即所超出的量足以不仅推移最上面的薄片，而且还可以克服在栏架上、尤其是传送栏架上的“压曲(Buckling)”力，主要是薄片的摩擦力、镦压力(Stauchkraft)和弯曲力，推移另一个或其他更多个薄片。
在当代纸张处理系统中越来越多地要求应基本上避免多重送料。值得追求的是，在纸张分页时减少多重送纸的比例。
在这里提出的本发明的目的是，提供一种薄片分片系统、一种薄片处理系统和一种前言所述类型的方法，按此方法与已知的系统相比在薄片分片时减少多重送料的比例。
此目的通过独立权利要求1的特征达到。
本发明考虑问题的出发点是，仅在分片距离的区域内才存在压曲力与送进力之间的平衡。逆送进力作用的反作用力由当时在传送栏架上的摩擦力、镦压力和弯曲力之和(压曲力)和送料头在堆垛上的压力以及在纸垛上的反作用力取决于角度的法向分力组成，其中送料头在堆垛上压力的大小和方向由送料头质量的重力决定。
本发明的认识是，所述的力平衡点在送料头超越分片距离之外的偏转过程中突然迅速有利于送送力地移动，这是由于要分离的薄片越来越小的弯曲刚度以及进一步提高了在要分离的薄片上的法向力。
这说明本发明的设计方案可以提供足够长可用的时间，在此时间内在超越送料头与栏架之间的分片距离后，送料力超过压曲力正好这么多，即只能送入单个薄片。尤其与通常通过驱动装置和复位装置促使送料头均匀偏转相比，在分片距离的区域内送料头的偏转优选最终或暂时地停止、延迟或减速。由此达到准确地延长在此期间使送进力超过压曲力的值仅够用于送入单个薄片的时间范围。由于延长了时间范围，所以一方面提及的送进力超过压曲力的量能足够长时间地起作用，以及另一方面只够用于送入单个薄片。由此有效地抑制多重送料。
按本发明第一种变型所述的设计方案可以转换为，使送料头在分片距离的区域内停止。这尤其可以简单地实现。停止的地点可恰当地与要分片的薄片特性相协调。
按本发明第二种变型，在分片距离的区域内通过例如借助阻尼元件制止偏转可以延迟送料头的偏转。这样做的优点是，尤其对于不同的薄片弯曲刚度，可借助制动的距离或延迟的时间长度的设计来考虑。换句话说，与第一种变型相比，在第二种变型中上述设计方案有利的效果可针对差别更大的薄片品种达到。
按本发明第三种变型，送料头的偏转在分片距离的区域内主动延迟。这例如可以通过例如借助主动减速的驱动机构，尤其借助控制装置，使送料头偏转运动减速实现。这可以有利地作为本发明第一或第二种变型的替换方案或附加的变换。
按本发明第四种变型规定，只是当薄片运动传感器报告最上面的薄片没有或只有不充分的运动时，才逐渐地例如受控制装置(送料控制器)控制地增大送料头到栏架的距离。恰当地，在随后的薄片供给过程中将送料头离栏架的距离增大，直到薄片速度与送料头送进速度，尤其摩擦轮圆周速度之比，达到一个控制装置储存的、可接受的值为止。这样做的优点是，使这样一种薄片分片系统，基于借助控制装置和运动传感器的控制，可以自动适应薄片、纸张或薄的基片不同的状况和品种。
本发明其他有利的进一步发展可见从属权利要求，它们详细说明了在所提出的目的的框架内实现上述设计方案以及实现其他优点方面有利的可能性。
下面借助附图并与附图中同样局部表示的先有技术对比说明本发明的实施例。附图没有按尺寸比例表示实施例，确切地说，用来说明的那些附图表示为示意和/或略有失真的形式。为了补充可由附图直接看出的教导可参见有关的先有技术。
在这里应考虑到可以对一种实施形式所涉及的形式和具体细节进行各种各样的变更和修改，同时并不偏离本发明的基本思想。在上述说明中、附图中和权利要求中公开的发明特征，不仅单项而且任意组合对于本发明的进一步发展均应是重要的。本发明的基本思想不限于在下面表示并说明的实施形式的准确形式或细节，或不限于一个与在权利要求中已请求保护的技术主题相比受到限制的技术主题。对于已说明的尺寸范围，还应公开处于所述极限范围内的值作为极限值以及应能任意使用和请求专利保护。
现在，为了进一步理解本发明，参见附图说明本发明优选的实施形式，它们涉及一种纸张分页系统和一种通过传送栏架借助分离和输送头(下面称送料头)摩擦力传递地分离并输送纸的堆垛最上面一张纸的方法。
其中：
图1表示按先有技术的纸张分页系统的基本原理；
图2示意表示图1所示系统和通常在纸张分页系统内产生的力；
图2A举例对比在分离和输送过程中作用的力随分离和输送头相对于栏架行程的变化过程，一方面是薄片镦压-弯曲曲线(压曲力)和另一方面是电机驱动的分离力(分离和输送头的送进力)；
图2B举例对比一方面是按先有技术的分离和输送头随时间均匀的速度变化过程(无阻尼曲线)，和另一方面是按本发明设计方案的薄片分片系统中优选的分离和输送头随时间不均匀的速度变化过程(阻尼曲线)；
图3表示按本发明第一或第二种变型的纸张分页系统第一种实施形式，其中偏转机构设在送料箱内部的上侧；
图4表示阻尼系统，它可按有利的方式使用于按本发明第一或第二种变型的设计方案图3和图7至13所示实施形式中；
图5表示例如在图4或图16和图17所示阻尼系统的情况下的行程时间曲线，它表示按本发明第一或第二种变型的设计方案的送料头在其偏转时在分片距离的区域内受阻尼地偏转的运动过程；
图6表示按图5的给定条件下的行程速度曲线；
图7至图10表示纸张分页系统另一种实例形式，其中使用按本发明第一或第二种变型的设计方案按图4的阻尼系统，图9和图10表示有和没有阻尼系统的实施形式对比；
图11至13用侧视图(图11)和俯视图(图12)表示纸张分页系统再另一种实例形式，其中使用按本发明第一或第二种变型的设计方案按图4的阻尼系统，图13表示图11、图12的一个细节；
图14至17表示另一种阻尼系统，它可以有利的方式使用在按本发明第一或第二种变型的设计方案图3和图7至13的实施形式中；
图18表示纸张分页系统一种实施形式，其中按本发明的第三种变型借助驱动装置实现送料头偏转的主动减速；
图19表示行程时间曲线，它示意说明在图18的实施形式中纸张弯曲刚度较低时送料头的运动；
图20表示行程时间曲线，它示意说明在图18的实施形式中纸张弯曲刚度较高时送料头的运动；
图21表示按发明第三种变型的纸张分页系统再一种实施形式；
图22表示按发明第四种变型的纸张分页系统一种实施形式，其中，逐渐增大送料头离传送栏架的距离；
图23表示按发明第四种变型的另一种实施形式，其中逐渐增大送料头离传送栏架的距离；
图24表示按发明的第四种变型的又一种实施形式。
在这里说明的设备和方法的实施形式，按本发明的设计方案用于优化借助分片系统分离的堆垛状存放的薄片分片时的可靠性。彼此对应的部分使用相同的附图标记表示。按此实施形式的分片系统主要包括在图1中表示的由电动机驱动的摩擦轮，它摩擦传力地将一个纸张或薄基片堆垛放在最上面的那个薄片13与堆垛的其余部分分开并通过机械斜板8、12(除了与堆垛的摩擦外它起第二栏架的作用)供给滚轮对。
纸张堆垛通常存放在箱内或盒内。
借助分离装置(也称送料器)可以从盒中抽出一个个薄片。在斜板8端部通常也称“出口滚轮”的滚轮对9大多有单独的驱动器，以及通过装在滚轮对进口的传感器11激活。出自于成本或其他原因也可以取消传感器。在这种情况下出口滚轮持续驱动。
这些滚轮的功能是将已经部分分离的薄片从箱内完全抽出并传送到后续的设备中。后续的纸张处理系统/设备可涉及压印装置、扫描装置或其它加工或处理单个薄片的装置或设备。斜板8在这里是一个纸张的栏架，它的任务是防止多重送料。
借助图1和图2说明多重拾取的原因。多重拾取在送料过程中尤其在所说明的有滚轮7的送料系统中发生。滚轮7受电机驱动4、5、6地克服弹簧10的弹簧力贴靠在斜板上，以及它在最上面的那个薄片亦即纸13上往回运动。在处于最上面的薄片13最终挣脱时，但尤其对于重量轻的纸，送料头1向后偏转并因而有时达到一个远离斜板8的分片距离的位置，在此位置的力量足以将一个以上的薄片镦压(stauchen)、弯曲并因而输送。
因此在送料器内造成多重抽出并因而造成向后续设备的多重送料。
这在强制性地只能处理单个薄片的终端设备中可能带来一些问题。
若在第二个与第三个薄片之间的摩擦系数μs2-s3小于第一个与第二个薄片之间的摩擦系数μs1-s2，更有可能造成这种多重送料。
当在纸箱或纸盒中的堆垛14是由多个分垛组成时，便已经存在这种所谓的“Ream Seam(有垛缝)”状况，这通常在盒子补充装填时发生。
拆分一个在制造商那里机器堆集的纸垛以及随后又重新组合，导致堆垛14的过渡区已经有比较小的摩擦系数，因为薄片机械堆集的状况并因而彼此比较一致的摩擦系数几乎不可能人工模仿，通常会较小。
如果在后续的终端设备中没有配备排除这种多重送料的装置，至少需要使用者干预，以排除纸的壅塞。在极端的情况下这也可能引发维修需要，从而使整个系统较长时间不能工作并因而要支付费用。
图2A举例对比压曲力和送进力说明作为本发明设计方案的基础的认识：在上述这些力之间的力平衡点，在送料头1或滚轮7向斜板8偏转的过程中，在超越分片距离s1之外时，突然迅速地，例如在位置s2有利于送进力地移动，这是由于要分片的薄片越来越小的弯曲刚度(压曲力)以及在要分片的薄片上法向力的进一步增大(送进力)。在这里，压曲力基本上通过例如扁平基片在斜板8上的镦压弯曲曲线描述，而这里以电机驱动的分离力形式的送进力，尤其由于在这里以弹簧10的形式构成的复位装置而线性增大，换句话说，在这里送料头1克服固定在机体上的弹簧10的力离开斜板8偏转到最上面的纸张10上，直至弹簧10越来越大的张紧力达到一个足以克服纸张13在斜板8上的机械阻力的值，从而将纸张13在斜板8上向上移动。后者基本上与前面已说明的用于指定的纸张13的镦压和弯曲力一致。因为纸张13的阻力实际上以1/s曲线的形式随送料头1或滚轮7离斜板8的距离s减小，而送进力，亦即实际上弹簧力，则线性增大，所以送料头1或滚轮7与斜板8的距离s1对于只克服一个薄片的力而言为了有效分离是决定性的，因为在超越此临界距离s1时迅速达到用于多于一个薄片，在这里对于距离大于s2的送进力，并因而存在多重送料的危险。
基于此认识，本发明如在图2b中举例表示的在按本发明的设计方案优选的薄片分片系统及优选的方法的框架内，可以达到提供足够长可用的时间，在此时间内在超越送料头1或滚轮7与栏架8之间的分片距离后，送进力超出压曲力正好仅能抽出单个薄片这么多的量。在图2A中表示了超越分片距离s1后至s2的距离区，这对应于在图2B中表示的在t1至t2之间的时间区。送料头的偏转在分片距离的区域内，亦即在这里在s1与s2之间的区域内，优选地最终或暂时停止、延迟或减速。在图2B中这一点通过阻尼曲线举例表示，它表示在时刻t1与t2之间送料头1或滚轮7，与按前言说明的先有技术通过驱动装置和复位装置导致均匀的送料头偏转(这在图2B中表示为无阻尼的曲线)相比，减慢的速度。由此达到，正好附合实际需要地在t1至t2的时间范围内延长了那个s1至s2的距离区，使得在此期间送进力超过压曲力的量仅够供入单个薄片。基于在所述的时间范围延长了所述的距离区，从而有可能使所述的送进力超过压曲力的量一方面起作用的时间足够长，以及另一方面只够用于供入单个薄片。由此有效地抑制多重送料。
图3表示了一种所谓的顶部固定(Top-Fixing)装置。按一种简单的设计，送料头1借助形式上为臂2的连杆可沿纸张移动方向滑动地固定在纸箱3上侧的一个悬挂装置25中。
具有驱动电机4、由电机驱动的螺杆5和通过螺杆5传动的轴6的送料头1，在电机供电时驱动一个摩擦轮7。
电机通电时送料头1通过滚轮7摩擦力连接地在最上面的薄片13上克服弹簧10的力向后运动，直至弹簧力克服薄片分离时的反作用力以及最上面的薄片13与其余堆垛14分开为止。
在这里，薄片13通常在斜板8上向上移动，在那里被出口滚轮9接收。
由图2可以看出，在分离过程中起先起作用的是最上面的薄片与下一个薄片的静摩擦力Ffr1-2，然后在斜板8上作用镦压纸张所需要的力Fb1，它接着转变为弯曲力，此外还有最上面的纸张的纸下侧与下一页纸上侧的滑动摩擦力，以及被分离的那页纸与斜板表面材料作为弹簧10反作用力的摩擦力。
这些力并不是全体同时作用。然而用于纸张分离的初始力是最大的，因为在这里纸张13与纸垛14较大的静摩擦系数以及纸张13在斜板8上的大的镦压力同时发生。
因此在正常的情况下一个可借助轴克服弹簧10的力偏转的送料头1首先试图向后偏离。
在这种情况下送料头的质量加速，使得即使在达到分片距离和送进力与压曲力达到力平衡状态(见图2A)时，送料头在最上面的薄片13进入运动期间也不是突然停止其运动，而是在惯性作用下进一步向后移动。
其结果是，作用在最上面的薄片13上的力有时也足以同时从盒内输送堆垛14的多张纸。这种情况通常称为多重拾取。
迄今已知的按图1的送料系统共同之点是，故意增大的送料头1(头部)离斜板8(栏架)的距离，通过一个无阻尼弹簧-质量系统的加速过程实现。
由于送料头1给定的质量(约80g至200g)及在送料头运动时弹簧10在一开始还较小的力和另一些比较小的摩擦力，这迫使在力平衡点超越分片距离的区域，所述的力平衡点在送料头1回行期间在弹簧力与最上面的纸为挣脱并运动所需要的力之间产生。
因此，尤其对于薄的通常弯曲刚度小的纸张有多重出料的可能性，因为在这里通过离斜板距离小量地增大，达到的力便已经能使多于一个的薄片挣脱。
本发明的认识是，这种多重送料的状况(通常称“多重拾取”)可以避免。按一种设计方案，朝偏转方向弹簧弹性的送料头，实际上在适合单片分离的距离位置上，亦即在分片距离的区域内，也就是说在送进力与压曲力的力平衡位置周围的区域内(参见图2A)，比一般更长久地停留，亦即停止、延迟或减速，换句话说，送料头暂时停止或就速度而言暂时限制为，使得在为最上面的薄片初次运动和挣脱后续薄片所需要的分片距离的区域内达到送料力Ff与力Fb的平衡状况后不久，送料头1不运动，但至少只是缓慢地继续向后运动(参见图2B)，从而送料力Ff不出现不允许的增大和弯曲刚度Fb不发生有害的减小。
在按图1和2的情况下，因为没有采取一项此类措施，所以存在一种几乎无阻尼的弹簧-质量系统，它通过送料头的质量和电机加速度不可避免地造成超越力平衡点，并很可能导致多重拾取特性。
向前或送进力Ff(在按图2的装置中是前进力Ff)首先克服处于送料头下方的纸张与下一页的阻力，然后克服这张纸在斜板上的弯曲刚度以及克服在那里产生的摩擦力工作，它通常被称为“压曲力(Buckling Force)”Fb。它是在最上面的薄片初次挣脱时为镦压在斜板上和为了在斜板上向上运动所需要的一些力之和。
按本发明的这种设计方案，送料头1只偏转到或只可以偏转到这样一个距离，即，它是为了分离单个薄片强制性地需要的，这一距离当然不能大到使力足够用于多于一页纸的同时送料过程。
这在各个送料系统可以用不同的方式实现。所述的设计方案包括多种变型。下面说明为此所采取的各项措施。
借助下面的图3至图24说明纸张分页系统，它借助摩擦轮7通过栏架8基于摩擦力分离和输送纸和扁平基片的堆垛14最上面的薄片13。摩擦轮沿偏转方向弹簧弹性10以及在纸张分离时受电机驱动地(参见附图标记4、5、6)克服反作用力。这些反作用力由在斜板8上当时的摩擦力Fr、镦压力和弯曲力Fb之和以及摩擦轮7在堆垛14上的压力(它的大小及方向由送料头质量所决定)和反作用力滚轮作用在纸垛14上的一个在图3和图7的实施形式中肯定取决于偏转的法向力分量N所组成。
1.原则上为了达到消除列举的问题，在按图3至图17的设计中阻尼机构在回程中以这样的方式影响送料头1电机加速的回行，即，使得在阻尼区内送料头只以恒定的速度运动，并只有在这之后才可以重新加速。
在最简单的情况下，基本上可以取消送料头1仅弹簧力制动的自由回行，以及送料头在离斜板短的距离后借助固定机构保持在其离斜板的距离和不进一步偏转。
2.在按图18至图21的设计中，电机驱动的离斜板8距离改变缓慢地进行，使得几乎不可能发生送料头1的过调，以及放在最上面的那张纸13在离斜板8尽可能小的距离时从后续的堆垛14分离。
3.按图22、图23和图24的设计达到一种自适应控制。为此，斜板8离送料头1起先是零或几乎是零的距离，只有当纸运动传感器22报告最上面的薄片13没有或仅有不充分的运动时才借助调整机构27、28按送料控制器26中的程序逐渐增大，以及在后续的薄片供给过程中将其离斜板的距离增大直至达到一个储存在控制器程序中能接受的薄片13速度与送料头1圆周速度之比。具体而言：
其一，猛烈停止(被动式)
为此在送料头规定的回程后借助止挡机械地突然停止回行。
由此应防止送料头1从斜板8离开时不允许的大偏转。对于非常薄的通常弯曲刚度小的纸张，送料过程以良好的分片值(亦即没有或很少所谓的多重拾取)进行，而对于较厚的基片可看到越来越多的“不拾取(no pick)”比例，因为弯曲刚度在此小的距离时过高，而且只要通过电动机提供足够的扭矩，滚轮7便会在纸张13上无粘附地转动(送料器以滑动模式工作)。
其一，阻尼系统(被动式)
阻尼机构可以是一种沿轴向或径向工作的机械阻尼器，例如常见的如图4所示的硅酮阻尼器、气动阻尼器、电或磁或电磁式阻尼器。在这里电(例如涡流制动原理)、磁或电磁式设计可通过当时的电流有利地实现对开始时间、持续时间和/或阻尼力的控制。在图16和17中表示了有关磁或电磁式设计方案的详情。
图5和图6分别表示一个曲线图，它说明尤其针对图3(顶挂式送料器)、图4以及图16和图17中表示的阻尼系统的作用。
对于弯曲刚度小(大多重量轻)的物品，送料过程在斜板附近完成(时间范围tv、距离范围dv)，在图5中，对于弯曲刚度较大的物品，在送料头结束阻尼行程dv重新没有此阻力并因而重新快速向后运动之前，阻尼行程dv起先必须比较缓慢地在时间范围tv内实施。电动机在时间范围tb内起先正常加速，接着与之连接阻尼的时间范围tv。对于较厚的物品这种暂时的阻尼导致送料时间一定的延迟，因为要在分片距离的区域内具有速度限制地经过行程db和dv后，送料头1才重新正常加速(时间范围t2b)。因此对于刚度较大的物品较迟地到达送料位置，不过这对于输送流量，即所谓的页数/分钟率的影响很小。
在阻尼区内tv，通过脉冲间歇模式(PPM)电动机速度下降到较低和恒定的速度，以便在与阻尼器运行时间相应的时间间隔tv后重新加速。
因此重新补偿了在阻尼区内的速度损失并优化了流量。
图6表示相关的曲线图，它表示回程中的送料滚轮速度与位置的关系。
在图7至图10中表示的另一种实施形式(三角形送料器)中，送料头1借助一个形式上为侧臂2的悬挂装置固定在两个铰链15上，使送料头1可以平行于斜板沿分圆半径上、下运动，并通过其臂和送料头的重量分量N安放在纸张上(图8)。此装置的几何结构选择为使堆垛高度可以为约60mm。
在这里回行也借助压力或拉力弹簧10实现。角度α在这里是斜板8的角度，它错开90°地再现在悬挂装置内。显然，这种类型侧面悬挂装置(图9、10)也可设计在两侧。
这种实施形式的一个优点是，在堆垛高度约60mm时送料头相对于斜板8运动严格的平行度(图7)，这一高度与市场上能买到的纸张堆垛14的高度一致。在这里送料头1可以借助弹簧10以预紧力Fc压靠在斜面8上，所以使它以规定的力贴靠在斜板8上。同样可以将送料头1保持在离斜板有最小距离处。
由图10并结合图7和图8可以看出，即使在送料头1的侧面悬挂装置中也可以在一个送料臂2上实现回程的阻尼，并因而也可以在斜板8上实现更长的停留时间。为此在送料臂2的摇臂上固定与图4中的设计类似的阻尼机构31、32。
图9表示如在官方文件登记号为102004038753.2的德国专利申请中所公开的那样的基本结构，当然它没有阻尼系统31、32。该申请的内容已吸收在本说明书内。
在送料头1上安装一个齿条32，它在送料头1回行时暂时与阻尼机构31的齿啮合。处于啮合状态的齿的数量及其位置决定阻尼的持续时间或开始。
还可以设如在图15中表示的附加的电机控制装置，如在其他悬挂装置中那样，它也可以在图15中按时间优化送料过程。
在图11至13中表示具有图4所示阻尼系统的纸张分页系统再另一种实施形式(大容量送料器)。
对于较大的纸张容量(约1000页和1000页以上)使用一个升降底板。
在图11中表示的实施形式中，送料头1可回转地固定在在箱3上部内侧的固定臂2上。与之不同，它也可以固定在机体3左和/或右侧上。所述的臂在两侧的固定装置中可侧向移动，以便能将送料头在薄片中心安放在要分离的基片上(见图12)。送料头在这里仅以其重力分量N通过滚轮安放在纸上，而牢固地固定在机体上的臂的重量不算在支承力中(图13)。此实施形式由于在支承点较小的重量所以有利于单片分离。在结束一次送料顺序后，这相当于高度减小最多1mm，受传感器杆33控制的传感器22将信号发送给控制器，它中断分离过程并使升降台20例如借助伺服电动机21向上移动。传感器19的滞后接通与传感器杆33装置的几何结构，共同决定升降台的升程。在结束该上升过程后可继续下一个送料过程。
在说明的所有实施形式中(顶挂式送料器，图3；三角形送料器，图7、图10；大容量送料器，图11-13)也都可以使用上述气动、磁或电磁阻尼器。
其二，电动机控制(主动式)
按另一种无需机械阻尼机构的速度限制方法，速度的降低通过所谓电动机斜坡(Motorrampe)进行。
电动机起先正常加速，直至与阻尼区始端对应的时刻。之后通过脉冲宽度调制(PWM)30在控制器中将电动机速度降到较小和恒定的速度，以便经过所述的在与图4类似的情况下对应于阻尼器运行时间的时间间隔后重新提升。在这里，调整也可以通过类似地改变供电电压实施。
由此重新部分补偿了在阻尼区内的速度损失并因而优化了流量。图19和20表示相关的曲线图，它们表示送料头离斜板的距离随时间的变化曲线。按此类改善多重拾取率的方案，在送料控制器中(图18、图21)通过速度额定曲线进行电动机的控制。为此，例如借助磁脉冲测量电动机当时的角速度。在这里装在电动机轴上有至少4极的磁环16起脉冲传感器的作用。借助所谓的霍耳传感器17，它通过离磁环16小的间距测量脉冲，确定角速度并因而确定送料轮7的圆周速度。显然，也可以借助其他类型的脉冲传感器和另一些传感器测量这些脉冲并因而分离轮的圆周速度，例如借助脉冲轮(Taktrad)和光传感器。
从每次送料开始，将电动机取决于时间的速度值与在送料控制器中列表固定储存的给定值比较，以及通过例如图中象征性表示的供电电压的脉冲间歇比30的改变对电动机进行再调整。
图19表示对于弯曲刚度小的纸送料头的行程时间曲线。
图20表示对于弯曲刚度较大的纸送料头的行程时间曲线。在两个曲线图中，曲线18表示没有电机控制时的行程时间曲线。曲线19表示有电机控制时的行程时间曲线。在两个曲线图中，电动机直至时间范围tb不受限制地加速(图19、图20)。从与滚轮离斜板的距离d1相对应的时间间隔tb起，按经验这一距离足以在一种给定的纸品和纸尺寸矩阵(Papiergroessenmatrix)中最小弯曲刚度的纸上无多重送料(多重拾取)地分页，通过改变脉冲间歇比30将电动机加速度降低到，使送料头仅以缓慢的速度走过对于薄的，亦即通常刚度小的基片而言为多重拾取的关键区(在图19和图20中的时间范围tv)。
由此避免快速穿过分片距离的区域内第一个可能的分片时刻并因而避免分离过程中离斜板过大的距离。减速开始及其终止的时刻，与送料头的弹簧-质量系统和具有最小弯曲刚度的纸矩阵集合(Papiermatrix)内的基片相协调。
分离弯曲刚度小的纸，如图19所示，有和没有减速地在时间间隔t2或t2a后大体同时完成。送料头1离斜板8的距离在第一次纸张运动时，因为纸张开始运动所以这一距离导致送料头在时间间隔t2或t2a后暂时停止，当低速时在送料头速度不减的情况下d2比d2a小得多。但由于此小的距离，显著降低了薄纸的多重拾取率。
对于较厚的基片，如图20所示，送料头也经过时间范围tb和tv，以便在同样通过实验确定的延迟阶段tv后，向后加速重新离开斜板8，直至此基片的弯曲刚度通过离斜板的距离而减小以及同时增大达到的弹簧力，使得也能在时间间隔t2a内分离此基物。根据经验，在纸具有从约120g/m2起的刚度时，多重拾取的危险很小，因为弹簧与送料头偏转成正比增大的越来越大的反作用力，导致降低送料头的速度并因而基本上防止进入可能发生多重供料的送料位置。因此随着送料头在斜板附近减小加速度力，较厚基片的送料过程略有延迟地完成，从而对于较厚的基片可记录到纸流量速率受一定的限制。
其三，送料系统的自适应控制(主动式)
在这里送料头1离斜板8的距离变动例如借助定位电动机27(图22)实现，它受控制器控制地通过传动装置28经所述的臂使送料头1在齿条上水平地逐步运动并将其保持在适当位置。
如图22至24所示，固定在送料头上的传感器脉冲轮24在电动机M1通电流时借助光栅OS2可以看出，从电机通电时刻起纸13是否运动，并且如果是，以及何时开始运动。
在电动机轴上的另一个传感器17用来报告，电动机并因而与之接合的送料轮是否旋转和旋转得有多快。采用这种传感器借助送料控制装置可以识别，在送料头离斜板达到此距离时是否对于当前所使用的纸品已卓有成效地分页，也就是纸13是否已在确定的时间传送到出口滚轮9。
在电动机通电时脉冲轮23不运动的情况下，送料头1试图从斜板8朝纸端头方向移动一个小的距离，以及送料过程重新开始。所述的过程可以重复进行。
只有在纸运动速度与送料轮7圆周速度之比可接受时，这个导致一种可接受的时间过程的距离值才重新被用于下一张纸。
采用这种类型的控制装置26，还可以在一定的程度内对抗环境条件的变化。例如通常在送料过程中发生由于纸张摩擦和分离引起的已分离纸张的静电充电以及在盒内剩余堆垛的充电。
这是在分离时通过电荷分离和纸张摩擦引起的。已分离的纸13可采取比较简单的措施使静电重新中和，而对于盒内剩余的堆垛要做到这一点则相当麻烦。
也就是说，如果在这里需要更大的送料力来克服附加的反作用力，那么在出现这种变化时送料头应逐渐重新向后移动，以对抗变大的分离力以及仍有能力分离纸张。这种具有自适应和逐步改变弹簧参数的规则系统，在这里通过其列表储存在控制装置26具有软件功能的硬件内。
在按图23称为三角形送料器的送料系统中，也可以装入一个这种自适应控制装置。在这种情况下优选地整个送料臂随其臂悬挂装置移动，以便对抗送料头的重量增加(见图23)。这也是一种可以将电动机驱动器定位在送料头上的设计(没有绘图)。
图24表示自适应控制装置在大容量送料器内的工作原理。
总之，本发明阐明了一种涉及纸张分片系统的设计方案，按此方案，通过栏架(8)借助分离及输送头(1)和头(1)的偏转机构(35)，基于摩擦力分离并输送薄片，如纸张或扁平基片的堆垛(14)最上面的那个薄片(13)，其中，送料头(1)和偏转机构(35)尤其有一滚轮(7)和用于该滚轮(7)的一驱动装置(4、5、6)及一复位装置(10)，以及设一个装置(31、32、36、37、26、30、23、27、28)，用于在栏架(8)与送料头(1)之间分片距离(dv、d2-d1)的区域内，送料头(1)的最终或暂时停止、延迟或减速。
附图标记清单
1  送料头
2  送料臂
3  机壳、箱
4  送料电机
5  螺杆
6  轴
7  送料轮
8  斜板
9  出口滚轮
10 压力或拉力弹簧
11 出口传感器
12 箱子上部内侧
13 堆垛最上面的薄片
14 没有最上面薄片的剩余堆垛
15  铰链
16  磁环脉冲轮
17  霍耳传感器
18  没有电动机控制装置时送料头的行程时间曲线
19  有电动机控制装置时送料头的行程时间曲线
20  升降台
21  升降台电动机
22  光传感器
23  传感器脉冲轮
24  回转轴
25  臂悬挂装置
26  送料控制器
27  定位电动机
28  定位电动机的传动装置
29  齿条
30  脉冲间歇比
31  径向阻尼器
32  齿条段
33  杆、高度传感器
34  定距管(Spacer)
35  偏转机构
36  磁铁
37  衔铁

Claims (24)

1.一种薄片分片系统，它通过栏架(8)借助分离及输送头(1)、头(1)的偏转机构(35)和复位装置(10)，基于摩擦力分离并输送薄片堆垛、如纸或扁平基片堆垛(14)最上面的那个薄片(13)，其特征为：设一个装置(31、32、36、37、26、30、23、27、28)，用于在栏架(8)与送料头(1)之间的分片距离(dV、d2-d1)区域内送料头的停止、延迟或减速。
2.按照权利要求1所述的薄片分片系统，其特征为，所述送料头(1)有一个尤其形式上为由驱动装置(4、5、6)驱动的摩擦轮(7)的薄片送进装置。
3.按照权利要求1或2所述的薄片分片系统，其特征为，所述复位装置(10)安装在所述偏转机构(35)上。
4.按照权利要求1所述的薄片分片系统，其特征在于有一个装置(31、32、36、37、26、30、23、27、28)，用于送料头的最终或暂时停止、延迟或减速。
5.按照权利要求1至4之一所述的薄片分片系统，其特征为，所述用于最终停止的装置设计为结束偏转的止挡。
6.按照权利要求1至5之一所述的薄片分片系统，其特征为，所述用于暂时停止或延迟的装置有一个定位机构(27、28)，尤其是一个可使送料头(1)在偏转时与驱动装置(4、5、6)无关地相对于栏架(8)定位的定位机构(27、28)。
7.按照权利要求1至6之一所述的薄片分片系统，其特征为，所述用于暂时延迟的装置设计为一种抑制偏转的阻尼机构(3 1、32、36、37)，尤其是一个机械阻尼器、气动阻尼器、磁或电或电磁阻尼器。
8.按照权利要求1至6之一所述的薄片分片系统，其特征为，设置一控制装置(26)，它与所述送料头(1)和/或偏转机构(35)作用连接。
9.按照权利要求1至7之一所述的薄片分片系统，其特征为，所述用于暂时减速的装置设计为一种由一个送料头(1)偏转控制装置(26)主动减速的驱动装置(7)。
10.按照权利要求1至9之一所述的薄片分片系统，其特征为，一控制装置(26)与一传感器(23)作用连接，该传感器(23)用于记录栏架(8)与送料头(1)之间的距离和/或最上面的薄片(13)的运动。
11.按照权利要求1至10之一所述的薄片分片系统，其特征为，所述送料头(1)通过一连杆(2)与所述偏转机构(35)连接(图3、图18、图22)。
12.按照权利要求1至11之一所述的薄片分片系统，其特征为，所述偏转机构(35)设在机壳的上部内侧(3)(图3、图18、图22)。
13.按照权利要求1至10之一所述的薄片分片系统，其特征为，所述偏转机构(35)和送料头(1)组合在一个单元内(图7-图17、图24)。
14.按照权利要求13所述的薄片分片系统，其特征为，所述单元通过悬挂装置，尤其侧臂(2)固定在机壳侧面的内侧上，尤其布置在堆垛(14)上(图7-图23)。
15.按照权利要求13所述的薄片分片系统，其特征为，所述单元通过悬挂装置固定在机壳上部内侧(3)上，尤其设置在堆垛(14)上面(图11-图17、图24)。
16.按照权利要求15所述的薄片分片系统，其特征为，堆垛(14)由一升降底板(20)支承。
17.一种具有按照权利要求1至16之一所述薄片分片系统的薄片处理系统，尤其是薄片分离和输送系统，尤其是纸张或薄物复制、压印、扫描系统或单个薄片处理系统。
18.一种通过栏架(8)借助按照权利要求1至16之一所述薄片分片系统摩擦力分离并输送薄片堆垛、如纸或扁平基片堆垛(14)最上面的那个薄片(13)的方法，按此方法，分离和输送头(1)借助偏转机构(35)克服复位装置(10)的作用偏转并促使薄片分离，其特征为：在栏架(8)与送料头(1)之间的分片距离(dV、d2-d1)区域内停止、延迟或减速所述送料头(1)的偏转。
19.按照权利要求18所述的方法，其特征为，所述偏转最终或暂时被停止、延迟或减速。
20.按照权利要求18或19所述的方法，其特征为，所述送料头(1)与栏架(8)之间的偏转借助一阻尼机构(图4、图16、图17)被停止、延迟或减速。
21.按照权利要求18至20之一所述的方法，其特征为，在分片距离的区域内实施阻尼作用，在这种情况下，送料头(1)首先以恒定速度偏转，然后又加速偏转。
22.按照权利要求18至21之一所述的方法，其特征为，朝向所述栏架(8)的偏转受电机驱动地被停止、延迟或减速。
23.按照权利要求18至22之一所述的方法，其特征为，当纸张运动传感器(22)检测到最上面的薄片(13)没有运动或仅有不充分的运动时，借助一控制装置(26)有控制地通过偏转逐渐增大栏架(8)与送料头(1)之间的距离。
24.按照权利要求18至23之一所述的方法，其特征为，在继第一个薄片供给过程后的薄片供给过程中增大离栏架(8)的距离，直到纸速与送料头(1)送进速度、尤其是一滚轮(7)的圆周速度之比达到一个为控制装置(26)所储存的、可接受的值为止。
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