DE10127993A1

DE10127993A1 - Vereinzelungsvorrichtung für flache Gegenstände und Vereinzelungsverfahren

Info

Publication number: DE10127993A1
Application number: DE10127993A
Authority: DE
Inventors: Frank Geserich; Detlef Luedtke
Original assignee: Francotyp Postalia GmbH
Current assignee: Francotyp Postalia GmbH
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-12

Abstract

Eine Vereinzelungsvorrichtung für flache Gegenstände hat einen Zuführriemen auf angetriebenen Umlenkrollen und Rückhaltemittel, wobei in letzteren ein Vereinzelungselement erhalten sind, welches mit dem Segmentriemen eine Hauptschleuse bildet, durch welche die vereinzelten flachen Gegenstände (P1, ...) der Länge nach transportiert werden. Die vereinzelten flachen Gegenstände werden gemäß dem Vereinzelungsverfahren solange mittels eines Mitnahmesegments (R) des als Segmentriemen (B1) ausgebildeten Zuführriemens transportiert, bis ein Meßmittel (S2, 11) einer elektronischen Steuerung (10) signalisiert, wenn ein Rutschsegment (SL) des Segmentriemens (B1) in eine Position am Transportweg bewegt wird, in welcher die flachen Gegenstände ausgeworfen werden können. In Zuführrichtung der flachen Gegenstände auf dem Transportweg sind Sensoren (S1, S3) angeordnet und mit einer elektronischen Steuerung verbunden, die mindestens einen Antrieb (M2) der Umlenkrollen und einen Antrieb (M3) eines stromabwärts angeordneten Transportmittels (3) steuert, wobei ein Sensor (S3 oder S4) den Auswurf des flachen Gegenstandes (P1, ...) detektiert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vereinzelungsvorrichtung für flache Gegen stände, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art und ein Vereinzelungsverfahren, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 14 angegebenen Art. Eine solche Vereinzelungsvorrichtung kann in einer automatisch arbeitenden Zuführungsstation für eine Frankiermaschine oder für ein ähnliches Postbearbeitungsgerät bzw. für ein Postbear beitungssystem eingesetzt werden. Die flachen Gegenstände sind zum Beispiel Postkarten, Briefe, Päckchen geringer Dicke und andere Post stücke, aber auch Belege, Rechnungen, Blätter, d. h. Druckträger bzw. Aufzeichnungsträger, auf welche ein Aufdruck aufgebracht werden soll.

Bei einem bekannten elektronischen Frankiersystem EFS der Anmelderin wird ein Stapel von Briefen gleichen Formates in eine automatische Zuführungsstation eingebracht, die einen Trennkopf aufweist, der gegen über einem Zuführungstisch angeordnet ist. Der Trennkopf weist einen Bremshebel und der Zuführungstisch einen Exzenter auf, wobei beide die Hauptschleuse bilden. Hinter der Hauptschleuse liegt eine angetriebe ne Auswurfrolle im Zuführungstisch und eine freilaufende Gegendruckrolle im Trennkopf. Gegenüber den Anordnungen im Zuführungstisch, sind die Anordnungen im Trennkopf gefedert gelagert (US 4.850.580).

Ein Exzenter wirkt wie eine Rolle punktuell auf einen kleinen Bereich des zu verarbeitenden Briefes und nutzt dabei den Impuls. Zusätzlich ist es möglich, sich noch der Verformung mittels eines verzahnten Bereiches zu bedienen. Meist muss das Stapelgut vom Bediener sauber aufgefächert werden, wobei sich die Vorschubkraft über die einstellbare Abstütz schräge am anderen Stapelende einstellt.

Der Exzenter braucht bei geringerem Raumbedarf ein aufwendiges Ge triebe um den Eingriffspunkt auf die maximale Länge des zu verarbei tendes Postgut zu bringen und dabei eine reproduzierbare Lücke zu erzeugen. Er unterstützt aber das Herausziehen des Poststücks durch das folgende Auswurfrollenpaar nicht, was erhöhte Anforderungen an letztere stellt.

In US 4.030.722 (DE-OS 26 21 295) wurden Zuführrollen und Gegen druckrollen vorgeschlagen, wobei letztere gebremst sind. Die Zuführrollen sind wieder in einer Zuführungsplatte angeordnet. Die poststromaufwärts angeordneten Zuführrollen und Bremsrollen bilden Vorschleusen für eine Hauptschleuse gleicher Konstruktion. Die Mitnahmefläche für ein zwischen Zuführrolle und Bremsrolle eingeklemmtes Poststück ist jedoch dann weiterhin sehr klein.

In US 4,615,519 wurde auch schon eine Vereinzelungsvorrichtung vorgeschlagen, mit einer in einer Zuführungsplatte angeordneten Zuführ rolle, die in Zuführrichtung angetrieben wird, und einer Riemenanordnung, die in entgegengesetzter Richtung angetrieben wird und eine federnde Klemme für ein vereinzeltes Poststück und eine Rückhaltevorrichtung für die übrigen Poststücke des Stapels bildet. Bei großer Rückhaltefähigkeit gestapelter Briefe wird ein relativ kleiner Klemmspalt für den zugeführten vereinzelten Brief erreicht. Eine kontinuierlich angetriebene Zuführrolle hat den Vorteil, daß je nach Abstimmung von Durchmesser zu Wirklänge eine vorher bestimmbare Lücke zwischen den vereinzelten Briefen zu erzeug bar ist, hat aber den Nachteil des großen Bauraumes schon bei Standard brieflängen. Nachteilig ist auch das Vereinzeln an einem Punkt. Die Konstruktionen von Vor- und Hauptschleuse sind im wesentlichen gleich.

Es ist auch bekannt, die Konstruktionen von Vor- und Hauptschleuse unterschiedlich auszubilden (DE 298 23 055 U1) oder nur die Rückhalte bzw. Trennelemente sind unterschiedlich ausgebildet und wirken mit einem Zuführriemen zusammen (DE 199 13 974 C1).

In US 4.978.114 wurden ein Zuführriemen und auf zwei Rahmen mon tierte Rollen für zwei Gegentriebriemen vorgeschlagen, wobei die Rah men gegenüber dem Zuführdeck im unterschiedlichen Winkel angeordnet sind. Der Rahmen mit dem spitzeren Winkel zum Zuführdeck bildet mit dem in letzterem angeordneten Zuführriemen die Hauptschleuse.

Bei einem bekannten Postbearbeitungssystem mit der Frankiermaschine JetMail® der Anmelderin wird ein Stapel von Briefen unterschiedlichen Formates in eine automatische Zuführungsstation eingebracht, die eine Anordnung zum Vorvereinzeln von Druckträgern nach DE 196 05 017 C2 (US 5.954.324) und eine Vorrichtung zum Vereinzeln von Druckträgern nach DE 198 36 235 A1 aufweist. Die vorvereinzelten Poststücke gelangen in eine aus Riemenkombination und Gegentriebsrollenkombina tion gebildeten Klemme. Die Vereinzelungsvorrichtung besteht aus der Klemme mit einer in Zuführrichtung angetriebenen Riemenkombination und einer in entgegengesetzter Richtung angetriebenen Gegentriebs rollenkombination, welche ein zu vereinzelndes Poststück einklemmt und weitere Poststücke zurückhält. Die Riemenkombination ist in einer Zuführungsplatte angeordnet. Die Vereinzelung von Papier und Postgut erfolgt mit Hilfe mindestens eines Rückhaltemittels und mittels eines Vortriebsmittels, wobei ein über Rollen geführter Zuführriemen über einen längeren Bereich auf eine Poststückoberfläche wirkt, als bei einer Zuführ rolle mit gleichem Rollendurchmesser. Die Mitnahmefläche wird damit im Vergleich zu einer Zuführrolle mit gleichem Rollendurchmesser ver größert. Ein Vortriebsmittel mit einem Zuführriemen kann platzsparend flach gehalten werden, fördert aber das Abzugsmaterial nahezu lückenlos aufeinander folgend. Nur über eine Geschwindigkeitsdifferenz der folgen den Transportelemente kann das noch in der Vereinzelung abgebremste Poststück zu dem beschleunigten eine relativ unbestimmte Lücke bilden. Diese kann besonders bei kurzen Poststücken sehr klein ausfallen. Oft zieht das folgende Transportelement aufgrund einer Geschwindigkeits differenz eine Lücke, was zum diskontinuierlichen Verlauf, d. h. plötzlichen Beschleunigen und damit Anfälligkeit für das Mitreißen von Fördergut, führt. Hinzu kommt erhöhter Verschleiß durch Schlupf. Ein zu kleiner Abstand kann zu Schwierigkeiten in der Weiterverarbeitung führen, wenn Vorder- oder Hinterkantenerkennungen nicht mehr erfassbar sind. Für spezielle Druckverfahren und die damit verbundene Datenverarbeitungs zeit besonders für kurze Poststücke ist eine möglichst definierte größere Lücke erforderlich.

Als Rückhaltemittel dienen beschichtete, angefederte Finger, Blattfedern, Rollen unterschiedlichster Materialien, die fest oder drehend angeordnet sind. Die Andruck- bzw. Vereinzelungskräfte werden über Federn aufge bracht, die dem Poststück angepasst oder zum Teil auch verstellbar sind. Die Hebelarme und Drehpunkte bestimmen dabei den Kraftverlauf bei zunehmender Vereinzelungsdicke.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vereinzelungsvorrichtung mit erhöhter Verarbeitungssicherheit bei der Vereinzelung von beliebig langen flachen Gegenständen zu schaffen, bei Minimierung des Aufwands und der Baugröße. Während des Vereinzelns der beliebig langen flachen Gegenständen soll ein Nachlegen des Stapels an flachen Gegenständen ermöglicht werden.

Die Aufgabe wird für die Vereinzelungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 für das Vereinzelungsverfahren, gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 14 angegebenen Art gelöst.

Ein Zuführriemen ist als Segmentriemen ausgebildet und weist ein Mitnahmesegment und ein Rutschsegment auf. Es wurde gefunden, daß die minimale Länge des Umfanges des Segmentriemens zwar die mit einem Faktor 15 multiplizierte größte Dicke eines zu vereinzelnden flachen Gegenstandes überschreiten muß, die maximale Länge des Um fanges des Segmentriemens kann jedoch kleiner sein, als die Länge in Zuführrichtung des kürzesten zu vereinzelnden flachen Gegenstandes.

Vorzugsweise hat der Segmentriemen auf der Hälfte seines Umfanges ein Mitnahmesegment und auf der anderen Hälfte ein Rutschsegment. Auf dem Transportweg sind Sensoren in Zuführrichtung der flachen Gegen stände angeordnet und mit einer elektronischen Steuerung verbunden. Letztere steuert mindestens einen Antrieb der Umlenkrollen für den Seg mentriemen und einen separaten Antrieb für ein stromabwärts angeord netes Transportmittel. Mindestens ein Encoder ist mit der elektronischen Steuerung verbunden. Eine Motorachse oder Antriebsachse einer der Umlenkrollen ist beispielsweise mechanisch mit einer Encoderscheibe eines Encoders gekoppelt, der die Bewegung der Umlenkrolle in Impulse umsetzt, die der elektronischen Steuerung mitgeteilt werden.

Ein optionaler im Zufuhrschacht angeordneter erster Sensor ist mit der elektronische Steuerung verbunden und ausgestattet, ein Vorhandensein eines flachen Gegenstandes im Zufuhrschacht zu erfassen. Die elektro nische Steuerung schaltet einen optionalen Antrieb eines Transportmittels im Zufuhrschacht bei Vorhandensein eines flachen Gegenstandes im Zufuhrschacht ein und steuert den Antrieb bis zum Abschalten. Am stromabwärts angeordneten Transportmittel ist ein weiterer Sensor positionierter und detektiert den Auswurf eines flachen Gegenstandes. Nach dem Auswurf wird der Antrieb der Umlenkrollen für den Segment riemen mittels der elektronischen Steuerung wieder gestartet, solange im Zufuhrschacht noch ein flacher Gegenstand vorhanden ist. Da der Segmentriemen auf einem modifizierten Zahnriemen basiert, existiert eine Zuordnung zwischen der erreichten Position des Mitnahmesegmentes und der Anzahl an Impulsen, die vom Encoder geliefert wird. Bei einer erreichten definierten Anzahl an Impulsen, stoppt die elektronische Steuerung den Antrieb der Umlenkrollen für den Segmentriemen.

Alternativ dazu kann ein anderer am Segmentriemen angeordneter Sensor dazu ausgestattet sein, eine Position des Segmentriemens zu erfassen, in welcher das Mitnahmesegment keinen Kontakt mit einer Oberfläche des flachen Gegenstandes hat. Der Segmentriemen ist zur direkten Positionsmessung ausgebildet und der vorgenannte Sensor ist mit der elektronischen Steuerung verbunden. In Start-oder Stop-Position kann das Mitnahmesegment des Segmentriemens durch diesen Sensor erkannt werden, d. h. die Lage des Segmentes zum Fördergut ist definierbar, so dass damit ebenfalls ein geregelter Start-Stop-Betrieb möglich ist. In der vorgenannten Position hält die Steuerung den Antrieb der Umlenkrollen solange an, bis mittels des stromabwärts positionierten Sensors der Auswurf des flachen Gegenstandes detektiert wird.

Es wird also detektiert, wenn das Rutschsegment in eine Position gebracht wird, in welcher die flachen Gegenstände ausgeworfen werden können. Das Rutschsegment bildet demgegenüber dem Mitnahmeseg ment die gleiche oder größere Länge auf dem Umfang, so dass dort ein rutschender Bereich für flache Gegenstände entsteht. Letztere haben eine Länge in Zuführrichtung, die viel größer als der Umfang des Segment riemens sein kann. Der Segmentriemen in einer Förderband-Anordnung benötigt einen nur geringen Platz im Gerät und hat eine große Mitnahme fläche für einen zu vereinzelnden flachen Gegenstand. Der Segment riemen bringt beim Betrieb impulsartig eine Vereinzelungskraft auf den flachen Gegenstand, beispielsweise ein zu vereinzelndes Poststück, auf. Rückhaltemittel halten die übrigen Poststücke bzw. Standardbriefstapel zurück. Zum schrittweisen Vereinzeln können mehrere Rückhaltemittel ge genüber der Segmentriemen-Vereinzelungsvorrichtung angeordnet sein.

Die Steuerung von Mitnahmesegment bzw. Rutschsegment sind so abge stimmt, dass bei einem Stapel von zu vereinzelnden gleich langen Post stücken eine definierte Lücke entsteht. Die Lücke zwischen zwei Post stücken kann bei der automatischen Verarbeitung auch des längsten Poststückes annähernd gleichlang gehalten werden. Der rutschende Be reich des Rutschsegments des Segmentriemens unterstützt noch das Herausziehen des zu separierenden Poststückes aus dem Stapel und hält somit die Förderkräfte der folgenden Transportmittel gering.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1a, Schematische Darstellung einer Vereinzelungsvorrichtung mit Segmentriemen vor dem Vereinzeln,

Fig. 1b, Schematische Darstellung einer Vereinzelungsvorrichtung mit Segmentriemen während des Vereinzelns,

Fig. 2, Darstellung des Aufbaues eines Segmentriemens,

Fig. 3, Schematische Darstellung einer Vereinzelungsvorrichtung mit Segmentriemen in einer weiteren Variante.

In der Fig. 1a wird die schematische Darstellung einer Vereinzelungs vorrichtung im Zustand vor dem Vereinzeln erläutert, die einen Segment riemen B1, Vor- und Hauptschleuse mit Rückhaltemitteln H1 bis H4 und ein Auswurfrollenpaar W3, W6 aufweist. Im Förderungsbereich vor dem Vereinzelungsbereich werden Poststücke in bekannter Weise mittels Schwerkraft (nicht gezeigt) oder motorisch angetrieben.

Die vorgeschlagene Variante eignet sich sowohl zur Vereinzelung von Stapeln von Poststücken, die Großbriefe (zum Beispiel mit einer Länge bis zu 353 mm) enthalten, als auch von viel längeren flachen Gegenständen. In Zuführrichtung sind Sensoren auf dem Transportweg angeordnet und mit einer elektronischen Steuerung verbunden. Ein Sensor S1 erfaßt ein Vorhandensein eines flachen Gegenstandes im Zuführschacht 1, was eine elektronische Steuerung 10 veranlaßt den mindestens einen Antrieb einzuschalten, der mit den Umlenkrollen W1 oder W2 des Segment riemens B1 verbunden ist. Wenn im Zuführschacht 1 keine Förderung mittels Schwerkraft (nicht gezeigt) erfolgt, dann werden die flachen Gegenstände in an sich bekannter Weise ebenfalls motorisch angetrieben. Die elektronische Steuerung veranlaßt dazu ein Einschalten eines Antriebes M1 eines Transportmittels W im Zuführschacht 1. Der Umfang des Segmentriemens B1 bewegt sich im Vereinzelungsbereich abschnittsweise entlang des Transportweges in Zuführrichtung z. Der Segmentriemen B1 weist ein Mitnahmesegment R und ein Rutsch segment SL auf, wobei die maximale Länge des Umfanges des Segmentriemens kleiner ist, als die kleinste Länge eines zu vereinzelnden flachen Gegenstandes und wobei die minimale Länge des Umfanges des Segmentriemens größer ist, als die mit einem Faktor 15 multiplizierte größte Dicke eines zu vereinzelnden flachen Gegenstandes. Stromab wärts ist ein Transportmittel 3 zum Auswurf des flachen Gegenstandes P1, . . ., angeordnet. Die elektronische Steuerung 10 ist auch mit einem Antrieb M3 des stromabwärts angeordneten Transportmittels 3 verbun den. Ein Meßmittel S2, 11 ist mit der elektronischen Steuerung 10 verbunden und dient zur Detektion, wenn das Rutschsegment SL in eine Position am Transportweg bewegt wird, in welcher die flachen Gegen stände ausgeworfen werden können. Das Meßmittel ist beispielsweise ein Encoder 11 der am Antrieb M2 der Umlenkrollen W1, W2 angeordnet ist. Um eine Bewegungsposition des Segmentriemens B1 zu erfassen, in welcher das Mitnahmesegment R keinen Kontakt mit einer Oberfläche des flachen Gegenstandes P1, . . ., hat, werden die vom Encoder gelieferten Impulse von der elektronischen Steuerung 10 gezählt und ausgewertet.

Die Auswertung der vom Encoder 11 gelieferten Impulse erfolgt außerdem von der elektronischen Steuerung 10, um auch bei unterschiedlichen Belastungen eine Drehzahlkonstanz des Motors zu erreichen, der für den Antrieb M2 eingesetzt wird.

In einer alternativen Variante wird der Encoder 11 nur dazu eingesetzt, um eine Drehzahlkonstanz des Motors zu erreichen. Dann ist als Meßmittel für die Bewegungsposition des Segmentriemens B1 ein zweiter Sensor S2 erforderlich, der entfernt vom Transportweg am Segmentriemen B1 angeordnet ist. Der Segmentriemen B1 ist beispielsweise mit einem Streifen aus einem detektierbaren Material ausgestattet.

Die elektronische Steuerung 10 ist programmiert, eine Bewegungsposition des Segmentriemens B1 zu erfassen, in welcher das Mitnahmesegment R keinen Kontakt mit einer Oberfläche des flachen Gegenstandes P1, . . ., hat sowie in der vorgenannten Bewegungsposition den Antrieb M2 der Umlenkrollen W1, W2 anzuhalten, bis mittels eines Sensor S3 detektiert wird, daß der Auswurf des flachen Gegenstandes P1, . . ., erfolgt ist. Der weitere Sensor S3 ist zur Auswurfdetektion am Transportmittel 3 angeordnet.

Für die Antriebe sind zum Beispiel separate Motoren M1-M4 vorgesehen, wobei ein optionaler Motor M4 eine Antriebsrolle W4 antreibt und eben falls von der elektronischen Steuerung 10 gesteuert wird. Diese Antriebs rolle W4 treibt eine Gegentriebrolle W5. Alternativ kann ein Motor M2 über einen Riemen eine Umlenkrolle W1 antreiben, wobei letztere über einen weiteren Riemen die Gegentriebrolle W5 antreibt. Dann entfällt natürlich der Motor M4. Wenn in einen anderem Ausführungsbeispiel (nicht gezeigt) eine andere Rückhaltevorrichtung eingesetzt wird, d. h. keine Gegentriebrolle W5 verwendet wird, dann entfällt natürlich auch deren Antrieb über die Mittel M4 und W4. Es ist auch möglich einen einzigen Motor einzusetzen, der über Getriebe und Kupplungen die benötigten Antriebe entsprechend koppelt (nicht gezeigt). Die Antriebe werden dann über deren Kopplung von der elektronischen Steuerung 10 entsprechend gesteuert.

Beim Vereinzeln im Vereinzelungsbereich sorgt die Haftreibungskraft zwischen den flachen Gegenständen untereinander und eine höhere Haftreibungskraft zwischen dem flachen Gegenstand und dem Mitnahme segment dafür, dass mindestens ein nachfolgender flacher Gegenstand in Zuführrichtung verschoben wird. Der nächstfolgende flache Gegenstand wird beispielsweise in mindestens eine Vorschleuse eingezogen, wobei der flache Gegenstand eine nach oben begrenzte Dicke aufweist. Die stromaufwärts angeordneten Rückhaltemittel H2 bis H4 sind zum Beispiel Blattfedern, welche zusammen mit dem Segmentriemen B1 ein Anzahl an Vorschleusen bilden. Die Blattfedern sind mit einem Belag zur Erhöhung des Reibwertes ausgestattet. Der Segmentriemen B1 läuft auf Umlenk rollen W1, W2 und wird durch eine von beiden angetrieben. Ein weiteres stromaufwärts der ersten Umlenkrolle W1 angeordnetes Rückhaltemittel H1, hat die Funktion einen zu dicken flachen Gegenstand aufzuhalten. Ein dünnerer flacher Gegenstand P1 kann bis zum Rückhaltemittel H4 rutschen, welches vor der zweiten Umlenkrolle W2 angeordnet ist. Die Rückhaltemittel sind entsprechend ausgebildet, um jeweils weitere flache Gegenstände zurückzuhalten, welche durch Haftreibung mit dem nächst folgenden flachen Gegenstand verbunden sind. In der Hauptschleuse ist gegenüber dem von der zweiten Umlenkrolle W2 gestützten Segment riemen B1 und mindesten einem weiteren seitlich dazu versetzt ange ordneten parallelen Riemen mindestens eine Gegentriebrolle W5 federnd angeordnet. Wenn zwei durch Haftreibung verbundene flache Gegen stände P1 und P2 an den Klemmspalt der Hauptschleuse B1, W5 geraten, dann werden die flachen Gegenstände voneinander getrennt. Der Segmentriemen B1 wird in der Zuführrichtung angetrieben und hat im Bereich der Länge L1 einen vorbestimmten Reibkoeffizienten µ_B1R. Die Haftreibung zwischen den flachen Gegenständen P1 und P2 bzw. P2 und P3 sei viel geringer und es gilt ein Reibkoeffizient µ_p2 bzw. µ_P3« µ_B1R. Die Gegentriebrolle W5 wird - beispielsweise von einer Antriebsrolle W4 über einen Riemen B2 - in der entgegengesetzten Richtung angetrieben. Die Gegentriebrolle W5 und der Riemen B2 haben einen vorbestimmten Reibkoeffizienten µ_W5 und µ_B2, wobei gilt µ_B1R» µ_W5< µ_B2. Wegen µ_B2 < µ_P3 können auch mehrere miteinander durch die Haftreibung verbundenene Poststücke P2 und P3 durch den Riemen B2 getrennt werden, so dass nicht mehr als zwei durch Haftreibung verbundene flache Gegenstände P1 und P2 an den Klemmspalt der Hauptschleuse B1, W5 geraten können. In vielen Fällen ist die Oberfläche der flachen Gegen stände so glatt, dass bereits die Rückhaltemittel H1 bis H4 die Haftreibung zwischen zwei flachen Gegenständen, beispielsweise den Poststücken P1 und P2, überwinden können. Die Fig. 1a zeigt einen Zustand, wo die der Segmentriemen B1 zwar in der Zuführrichtung angetrieben wird, aber das Poststück P1 nicht weiterbewegt wird, da der Segmentriemen B1 im Bereich der Länge L2 einen vorbestimmten viel geringeren Reibkoeffi zienten µ_B1SL hat, als der Reibkoeffizient µ_P2 der zwischen den beiden Poststücken P1 und P2 wirksam ist.

Die Fig. 1b zeigt die schematische Darstellung einer Vereinzelungsvor richtung mit Segmentriemen während des Vereinzelns. Der rutschende Bereich mit dem Material SL des Segmentriemens B1 wurde während einer weiteren Drehung der Umlenkrolle W1 von einem stark haftenden Bereich mit dem Material R des Segmentriemens B1 abgelöst. Dadurch wurde das Poststück P1 weiter transportiert und die zwei durch Haft reibung verbundenen Poststücke P1 und P2, die an den Klemmspalt der Hauptschleuse B1, W5 geraten waren, sind voneinander getrennt worden. Außerdem ist die Vorderkante des Poststückes P1 in den Klemmspalt des Auswurfrollenpaares W3, W6 geraten. Letztlich existiert nicht nur ein sehr hoher Reibkoeffizient µ_W3, der zwischen den beiden Oberflächen des Poststückes P1 und der angetriebenen Auswurfrolle W3 wirksam ist, sondern die gefederte Auswurfrolle W6 wirkt mit einer größeren Kraft F_K2 auf das Poststück P1 ein, als die Rolle W5 in der Hauptschleuse. Bei spielsweise bewirkt die gefederte Gegentriebrolle W5 eine Andruckkraft F_K1 von ca. 10 ± 2 N und die gefederte Auswurfrolle W6 eine Andruckkraft F_K2 von ca. 15 ± 3 N, mit der ein Poststück P1 auf die angetriebenen Rollen W2 und W3 drückt. Die jeweils resultierenden Transportkräfte F_T1 bzw. F_T2 ergeben sich jeweils aus dem Kräfteparallelogramm der Tangentialkraft F_W2 bzw. F_W3 der angetriebenen Rollen W2 bzw. W3 und der jeweiligen dazu orthogonal wirkenden Andruckkraft F_K1 bzw. F_K2 zu:

F_T1= [(F_K1)²+ (F_W2)²]^½ (1)

und

F_T2= [(F_K2)²+ (F_W3)²]^½ (2)

Somit ergeben sich folgende Haftreibungskräfte:

F_H1SL < F_H1R < F_H2 (3)

mit

F_H1SL = µ_B1SL.F_T1 (4)

und

F_H1R = µ_B1R.F_T1 (5)

bzw.

F_H2 = µ_W3.F_T2 (6)

Die Auswurfgeschwindigkeit aus dem Auswurfrollenpaar W3, W6 ist wegen der viel größeren Haftreibungskraft F_H2 und der viel größeren Länge L2 des Segmentriemens B1 kaum beeinflußt von der Transport geschwindigkeit in der Hauptschleuse, insbesondere im - der Fig. 1b eingezeichneten - Zustand, in welchem die Haftreibungskraft F_H2SL wirkt. Im - nicht gezeigten - Zustand wirkt die Haftreibungskraft F_H2R. Die Auswurfgeschwindigkeit aus dem Auswurfrollenpaar W3, W6 ist wegen der viel größeren Haftreibungskraft F_H2 und der kleinen Länge L1 des Segmentriemens B1, in der die Haftreibungskraft F_H2R wirksam ist, nur wenig beeinflußt von der Vereinzelungsgeschwindigkeit in der Haupt schleuse. Poststromabwärts von letzterer ist im Abstand A das Auswurf rollenpaar W3, W6 als nachfolgendes Transportelement angeordnet. Der minimale Abstand A ergibt sich aus der Länge des Mitnahmesegmentes abzüglich des Schlupfes Sc und des Sicherheitszuschlages Si.

Die elektronische Steuerung 10 veranlaßt beispielsweise ein Einschalten aller drei Antriebe M1, M2 und M3, wenn im Zuführschacht 1 ein flacher Gegenstand mittels des ersten Sensors 1 festgestellt wird. Ein zweiter Sensor S2 erfaßt eine Position des Segmentriemens, in welcher das Mitnahmesegment keinen Kontakt mit einer Oberfläche des flachen Gegenstandes hat und bewirkt über die elektronische Steuerung ein Ausschalten des Antriebes für die Umlenkrollen W1, W2. Da nun das Rutschsegment SL des Segmentriemens einen Kontakt mit einer Oberfläche des flachen Gegenstandes hat, kann das stromabwärts folgende Transportelement 3, d. h. das Auswurfrollenpaar W3, W6, den betreffenden flachen Gegenstand aus der Hauptschleuse herausziehen und auswerfen. Der Durchmesser des Auswurfrollenpaares wird entsprechend der Dicke des flachen Gegenstandes gewählt, der Durchmesser einer Umlenkrolle für den Segmentriemen ist kleiner oder gleich dem Durchmesser einer Auswurfrolle des Auswurfrollenpaares W3, W6. Der Antrieb des Auswurfrollenpaares W3, W6 kann zusammen mit dem vorgenannten Antrieb der Hauptschleuse eingeschaltet und beim Auswurf des letzten Gegenstandes abgeschaltet werden, d. h. wenn der Auswurf des Gegenstandes durch den Sensor S3 detektiert wird und der Sensor S1 einer Steuerung meldet, dass im Bereich vor dem Vereinzelungsbereich keine weiteren Gegenstände liegen. Letzteres ist der Fall, wenn ein Zuführschacht leer ist. Der Sensor S3 signalisiert vorzugsweise eine detektierte Vorderkante und Hinterkante des flachen Gegenstandes an einen Mikroprozessor der Steuerung zur weiteren Auswertung.

Die Fig. 2 zeigt einen Aufbau eines Segmentriemens (B1) in schema tischer Darstellung anhand eines Teilstückes. Die Basisschicht BB ist als dehnungsarmer Zahnriemen ausgebildet und wird hergestellt aus faser verstärkten Gummi, gummierten Gewebeband mit Stahldrahteinlagen und/oder aus abriebfesten Polyurethan. Über der Basisschicht BB ist zum Beispiel eine erste Weichgummischicht RL1 aufgebracht, die über die Länge des Mitnahmesegmentes R die äußere Oberfläche bildet. Auf einer über der Basisschicht BB aufgebrachten zweiten Weichgummischicht RL2 ist eine Gewebeschicht aufgebracht, die über die Länge des Rutsch segmentes SL die äußere Oberfläche bildet. Es ist vorgesehen, dass für die erste und zweite Weichgummischicht RL1 und RL2 eine Weich gummischicht aus unterschiedlichem Material aufgebracht ist, und dass das Material der zweiten Weichgummischicht RL2, auf dem eine Gewebeschicht aufgebracht ist, ein preiswertes Füllmaterial ist.

Alternativ ist vorgesehen, dass für die erste und zweite Weichgummi schicht RL1 und RL2 eine Weichgummischicht aus gleichem Material aufgebracht ist.

Ein Streifen aus einem detektierbaren Material, zum Beispiel ein kurzer Aluminiumstreifen AL oder eine Folie aus einem anderen Metall kann zwischen Basisschicht BB und Weichgummischicht RL1 oder RL2 eingearbeitet sein, um den Anfang des Mitnahmesegmentes R mit der ersten Weichgummischicht RL1 durch den zweiten Sensor S2 detektierbar zu gestalten.

Im weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 liegt ein Stapel der Gegenstände auf einer Schachtbodenfläche 16 des Zuführschachtes 1. Die zu separierenden flachen Gegenstände des Stapels werden gegen ein Rückhaltemittel H0 getrieben, das in einer Schräge von vorzugsweise 20° bis 45° angeordnet ist. Dieser Winkel fächert den Stapel auf und führt gleichzeitig zur Vorschubverbesserung in Richtung des Segmentriemens B1 im Vereinzelungsbereich. Die Schachtbodenfläche 16 ist beidseitig zur X-Richtung begrenzt, und dabei einseitig in der Breite verstellbar (nicht gezeigt) und kann eine Neigung (nicht gezeigt) zwischen -15° bis 15° zur xz-Ebene im Kartesischen Koordinatensystem aufweisen. Rückhaltemittel H1 im Einlaufbereich des Segmentriemens reduzieren den Durchlass schrittweise auf eine maximal mögliche noch zu vereinzelnde Dicke der Gegenstände. Gegebenenfalls sind statt dessen auch weitere - nicht gezeigte - schräg angeordnete Rückhaltemittel vorgesehen. Nun greifen federnde Rückhaltemittel nacheinander im Winkel zum Transportweg flacher werdend und das maximale Dickenmaß für flache Gegenstände unterschreitend ein. Diese bremsen den Vorschub ab und fächern gleich zeitig den Reststapel auf, so dass nur wenige zu separierende flache Gegenstände bis an die Schleuse 2 herangeführt werden, welche mindestes ein Vereinzelungselement aufweist.

Zusätzlich kann ein speziell geformtes Andruckelement die Vorschubkraft des Segmentriemens erhöhen. Dickere flache Gegenstände erfahren hierbei schon früher eine höhere Kraft, während dünne flache Gegen stände erst kurz vor den letzten federnden Vereinzelungselementen mit geringerer Kraft angedrückt werden.

Ein Segmentriemen wird mit einem Mitnahmesegment, das einen hohen Reibwert hat, und einem glatten Rutschsegment ausgebildet. Wobei die Umfangslänge des Riemens kleiner ist als die Länge in Zuführrichtung des kürzesten zu verarbeitenden flachen Gegenstandes und die minimale Länge des Riemenumfanges größer ist, als die mit einem Faktor 15 multiplizierte größte zu vereinzelne Briefdicke.

Der Segmentriemen arbeitet impulsartig bei geringem Platzbedarf und wird von einem Motor M2 angetrieben. Mittels eines Sensors S2 wird eine vom Transportweg entfernte Position des Mitnahmesegmentes erkannt und der Segmentriemen kann definiert angehalten werden, so dass das Mitnahmesegment keinen Kontakt mit einem flachen Gegenstand hat.

Die flache Gegenstände werden aus dem Zuführschacht 1 in die Schleuse zur Vereinzelung transportiert, zum Beispiel durch einen separat motorisch (M1) angetriebenen Transportriemen. Wenn die Vorderkante des unteren flachen Gegenstandes P1 eine bestimmte Position in der Vereinzelung erreicht hat, was durch einen zusätzlichen unmittelbar vor der Schleuse angeordneten Sensor S5 erkannt wird, wird der Motor M2 eingeschaltet und das Mitnahmesegment in die Transportebene bewegt, wo es den zu vereinzelnden flachen Gegenstand P1 berührt und per Reib kraft dessen Vorderkante durch die Schleuse im Vereinzelungsbereich bis in das stromabwärts folgende Auswurfrollenpaar des Transportmittels 3 transportiert, das ebenfalls separat motorisch (M3) angetrieben wird. Danach taucht das Mitnahmesegment wieder unter die Transportebene und der Segmentriemen wird, gesteuert vom Sensor S2, so angehalten, dass das Mitnahmesegment keinen Kontakt mit einem flachen Gegenstand P1 hat. Der flache Gegenstand P1 wird vom stromabwärts folgenden Auswurfrollenpaar aus der Schleuse 2 im Vereinzelungsbereich gezogen, wobei der flache Gegenstand P1 auf dem Rutschsegment gleitet. Dabei kann der flache Gegenstand P1 beliebig lang sein. Ein vierter Sensor S4 wird zwischen der Schleuse 2 und dem Auswurfrollen paar des Transportmittels 3 am Transportweg angeordnet. Wenn die Hinterkante des flachen Gegenstandes P1 den Sensor S4 passiert hat und beim Sensor S5 ein weiterer flacher Gegenstand P1 anliegt, folgt der nächste Takt. Der Motor M2 wird von der elektronische Steuerung 10 (nicht gezeigt) wieder eingeschaltet und das Mitnahmesegment in die Transportebene bewegt, noch bevor der dritte Sensor S3 einen Auswurf meldet. Wenn der dritte Sensor S3 keinen Auswurf meldet, dann liegt ein Fehlerfall vor. Kann das folgende Auswurfrollenpaar sehr nahe dem Segmentriemen stromabwärts folgend angeordnet werden, dann ist ein vierter Sensor S4 überflüssig, um eine sichere Verarbeitung zu gewähr leisten.

Die Rückhaltevorrichtung ist hier als gegenläufig drehende Rolle ausgeführt, kann zum Beispiel auch kurz hinter der ausgabeseitigen Riemenumlenkrolle angeordnet werden oder zwischen den Vorschub elementen mit definierter Überlappung eintauchend wirksam sein. Es kann aber auch eine ganz anders gebaute Rückhaltevorrichtung eingesetzt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt, da offensichtlich weitere andere Anordnungen bzw. Ausführungen der Erfindung entwickelt bzw. eingesetzt werden können, die - vom gleichen Grundgedanken der Erfindung ausgehend - von den anliegenden Schutzansprüchen umfasst werden.

Claims

1. Vereinzelungsvorrichtung für flache Gegenstände, mit einem Zuführriemen am Transportweg, mit angetriebenen Umlenkrollen für den Zuführriemen, mit Rückhaltemitteln, wobei in letzteren mindestens ein Vereinzel ungselement enthalten ist, welches mit dem Zuführriemen eine Schleuse (2) bildet, durch welche die vereinzelten flachen Gegenstände der Länge nach transportiert werden, dadurch gekennzeichnet,
dass der Zuführriemen als Segmentriemen (B1) ausgebildet ist, der ein Mitnahmesegment (R) und ein Rutschsegment (SL) aufweist,
dass ein Meßmittel (S2, 11) mit einer elektronischen Steuerung (10) verbunden ist, zur Detektion, wenn das Rutschsegment (SL) in eine Position am Transportweg bewegt wird, in welcher die flachen Gegen stände ausgeworfen werden können,
dass die elektronische Steuerung (10) programmiert ist,
eine Bewegungsposition des Segmentriemens (B1) zu erfassen, in der das Mitnahmesegment (R) keinen Kontakt mit einer Oberfläche des flachen Gegenstandes (P1, . . .,) hat sowie
in der vorgenannten Bewegungsposition einen Antrieb (M2) der Umlenkrollen (W1, W2) anzuhalten, bis mittels eines Sensors (S3) oder (S4) detektiert wird, daß der Auswurf des flachen Gegenstandes (P1, . . .,) erfolgt ist.

2. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass die maximale Länge des Umfanges des Segment riemens kleiner ist, als die Länge in Zuführrichtung des kürzesten zu vereinzelnden flachen Gegenstandes, wobei die minimale Länge des Umfanges des Segmentriemens größer ist, als die mit einem Faktor 15 multiplizierte größte Dicke eines zu vereinzelnden flachen Gegenstandes.

3. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Meßmittel ein Encoder (11) ist und am Antrieb (M2) der Umlenkrollen (W1, W2) angeordnet ist.

4. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass das Meßmittel ein zweiter Sensor (S2) ist, der entfernt vom Transportweg am Segmentriemen (B1) angeordnet, wobei der Segmentriemen (B1) zur direkten Positionsmessung ausgebildet ist.

5. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass stromabwärts ein Transportmittel (3) zum Auswurf des flachen Gegenstandes (P1, . . .,) angeordnet ist, dass eine elektronische Steuerung (10) mit mindestens einem Antrieb (M2) der Umlenkrollen (W1, W2) und einem Antrieb (M3) des stromabwärts angeordneten Transportmittels (3) verbunden ist sowie dass Sensoren (S1, S3) in Zuführrichtung der flachen Gegenstände auf dem Transportweg angeordnet und mit der elektronischen Steuerung (10) verbunden sind, wobei ein erster Sensor (S1) im Zufuhrschacht (1) angeordnet ist, um ein Vorhandensein eines flachen Gegenstandes (P1, . . .,) im Zufuhrschacht (1) zu erfassen, sowie wobei ein weiterer Sensor (S3) zur Auswurfdetek tion am Transportmittel (3) angeordnet ist.

6. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass stromabwärts ein Transportmittel (3) zum Auswurf des flachen Gegenstandes (P1, . . .,) angeordnet ist, dass eine elektronische Steuerung (10) mit mindestens einem Antrieb (M2) der Umlenkrollen (W1, W2) und einem Antrieb (M3) des stromabwärts angeordneten Transportmittels (3) verbunden ist sowie dass Sensoren (S1, S4) in Zuführrichtung der flachen Gegenstände auf dem Transportweg angeordnet und mit der elektronischen Steuerung (10) verbunden sind, wobei ein erster Sensor (S1) im Zufuhrschacht (1) angeordnet ist, um ein Vorhandensein eines flachen Gegenstandes (P1, . . .,) im Zufuhrschacht (1) zu erfassen, sowie wobei ein weiterer Sensor (S4) zur Auswurfdetek tion zwischen dem Segmentriemen (B1) und dem Transportmittel (3) angeordnet ist.

7. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass ein weiterer Sensor (S3) zur Auswurf- und Fehler detektion am Transportmittel (3) stromabwärts angeordnet ist.

8. Vereinzelungsvorrichtung, nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Steuerung (10) mit einen Antrieb (M1) eines Transportmittels (W) im Zufuhrschacht (1), mit einem Antrieb (M2) der Umlenkrollen (W1, W2) und einem Antrieb (M3) des stromabwärts angeordneten Transportmittels (3) verbunden ist.

9. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Segmentriemen (B1) eine Basisschicht (BB) aufweist, die als dehnungsarmer Zahnriemen ausgebildet ist, auf der eine ersten Weichgummischicht (RL1) aufgebracht ist, die auf der Länge (L1) des Mitnahmesegmentes (R) die äußere Oberfläche bildet, dass auf der Basisschicht (BB) eine zweite Weichgummischicht (RL2) aufgebracht ist und dass auf der zweiten Weichgummischicht (RL2) eine Gewebeschicht aufgebracht ist, die über die Länge (L2) des Rutschsegmentes (SL) die äußere Oberfläche des Segmentriemens (B1) bildet.

10. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die erste und zweite Weichgummischicht (RL1) und (RL2) aus unterschiedlichem Material bestehen, wobei das Material der zweiten Weichgummischicht (RL2), auf dem eine Gewebeschicht aufgebracht ist, ein preiswertes Füllmaterial ist.

11. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass für die erste und zweite Weichgummischicht (RL1) und (RL2) eine Weichgummischicht aus gleichem Material aufgebracht ist.

12. Vereinzelungsvorrichtung, nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Basisschicht (BB) aus faserverstärkten Gummi, gummierten Gewebeband mit Stahldrahteinlagen und/oder aus abrieb festen Polyurethan hergestellt ist.

13. Vereinzelungsvorrichtung, nach den Ansprüch 4 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Streifen aus einem detektierbaren Material zwischen Basisschicht (BB) und Weichgummischicht (RL1), (RL2) eingearbeitet ist, um den Beginn des Mitnahmesegmentes (R) mit der Weichgummischicht (RL1) durch den zweiten Sensor (S2) detektierbar zu gestalten.

14. Verfahren zum Vereinzeln flacher Gegenstände mittels einem Zuführriemen, der mit angetriebenen Umlenkrollen am Transportweg entlang bewegt wird, der mit Rückhaltemitteln eine Schleuse (2) bildet, durch welche die vereinzelten flachen Gegenstände der Länge nach transpor tiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die vereinzelten flachen Gegenstände solange mittels eines Mitnahmesegment (R) des als Segmentriemen (B1) ausgebildeten Zuführriemens transportiert werden, bis ein Meßmittel (S2, 11) einer elektronischen Steuerung (10) signalisiert, wenn ein Rutschsegment (SL) des Segmentriemens (B1) in eine Position am Transportweg bewegt wird, in welcher die flachen Gegenstände ausgeworfen werden können.

15. Verfahren, nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuordnung existiert, zwischen der erreichten Position des Mitnahmesegmentes und der Anzahl an Impulsen, die vom Encoder (11) geliefert wird, dass bei einer erreichten definierten Anzahl an Impulsen, der Antrieb der Umlenkrollen für den Segmentriemen (B1) gestoppt wird.

16. Verfahren, nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Segmentriemen angeordneter Sensor (S2) eine Position des Segmentriemens erfasst, in welcher das Mitnahmesegment (R) keinen Kontakt mit einer Oberfläche des flachen Gegenstandes hat und dass in der vorgenannten Position der Antrieb der Umlenkrollen solange angehalten wird, bis mittels eines stromabwärts positionierten Sensors (S3) oder (S4) der Auswurf des flachen Gegenstandes detektiert wird.