DE10139231C1 - Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen - Google Patents

Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen zu einer Reib-Saug-Vereinzelungseinrichtung mit einer Saugwanne (2), die stapelweise auf einer Schmalseite stehend, von einer Anlagefläche unterstützt sowie an einer Anschlagfläche (6) ausgerichtet durch ein sich zur Abzugsstelle bewegendes Fördermittel (5) transportiert werden. In oder an der Saugwanne (2) ist ein den Unterdruck in der Saugwanne (2) messender Sensor (7) angeordnet, der an eine Antriebssteuerung des Fördermittels (5) angeschlossen ist. In Abhängigkeit vom gemessenen Unterdruck ist das Fördermittel (5) so ansteuerbar, dass der vorderste Gegenstand an dem mindestens einen Reib-Abzugsmittel (1) eine möglichst geringe Schräglage bei möglichst geringem Stapeldruck aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von fla­ chen Gegenständen wie z. B. Briefe, Großbriefe, Karten, zu ei­ ner Saug-Vereinzelungseinrichtung nach dem Oberbegriff des An­ spruches 1.
In Vereinzelungsvorrichtungen für flache Gegenstände, die von einem auf einem annähernd horizontal angeordneten Förderband oder -kette als Transportmittel aufgestellten Stapel flacher Gegenstände einzelne Gegenstände vom Ende des Stapels abzie­ hen, ist es üblich, den durch das Abziehen der Gegenstände immer kürzer werdenden Stapel der Vereinzelungsvorrich­ tung (VE) zuzuführen. Diese VE verwenden u. a. Reibtechnik. Der Andruck des ersten Gegenstandes wurde dabei erreicht, in­ dem der dahinter befindliche Stapel den ersten Gegenstand an das/die Abzugselement/e (AE) drückte. Somit baute sich durch die zwischen AE und Gegenstand wirkende Normalkraft eine in Abzugsrichtung wirkende Reibkraft auf. Nachteilig war jedoch, dass auch zwischen ersten und zweiten Gegenstand diese Nor­ malkraft wirkte. Die Vorrichtung funktioniert also nur solan­ ge sicher, wie der Reibwert zwischen AE und Gegenstand größer ist als zwischen ersten und zweiten Gegenstand. Andernfalls passiert es, dass erster und zweiter Gegenstand gemeinsam ab­ gezogen werden (Doppelabzug). VE's mit höheren Durchsatzan­ forderungen verwenden inzwischen Reib/Saug-Technik, um opti­ male Vereinzelungsraten hinsichtlich Qualität und Quantität zu erreichen. Diese Reib-Saug-Vereinzelungen (RSV) bieten systembedingt die Möglichkeit diesen Widerspruch aufzulösen, denn die notwendige Normalkraft wird durch das zusätzliche Ansaugen erzeugt und die Nachführung hat nur noch die Aufga­ be, Gegenstände zur VE nach zu fördern. Die Normalkraft zwi­ schen abzuziehenden Gegenstand und dem darauffolgenden kann bezüglich des Abzugsvorganges gegen Null gehen.
Für einen optimalen Durchsatz muss, nachdem ein Gegenstand abgezogen ist, schnellstmöglich der nächste an der VE bereit­ stehen, ohne dass o. g. Effekte auftreten. Bisher wurden dazu (siehe Fig. 2) Vorrichtungen genutzt, die die Kraft des anste­ henden Stapels 4 erfassten und somit bei abnehmender oder fehlender Kraft den Nachführmechanismus, z. B. ein umlaufendes Förderband 5, in Gang setzten (DE 196 12 567 C2). Die abzu­ ziehenden Gegenstände wurden also gegen krafterfassende Ele­ mente z. B. federbelastete Hebel 3 gedrückt. Diese Hebel sind je Abzugseinrichtung doppelt und voneinander unabhängig be­ weglich ausgeführt. Weiterhin werden Sie über mindestens ei­ nen Sensor 9 (Weg oder Druck) ausgewertet.
Um die für RSV's schädlichen Schräglagen (fehlende Planlage an Saugelement = Unterdruckverlust = weniger Reibkraft) zu vermeiden, sind diese Hebel mit einer UND-Verbindung ausge­ wertet, d. h. die Nachführung wird erst ausgeschaltet, wenn beide Hebel das logische Signal "aktiv" melden. Nachteilig ist hier, dass die durch diese Hebel erzeugte Kraft in der­ selben Richtung wie die zum Abziehen notwendige Normalkraft wirkt. Dabei wird ein offensichtlicher Vorteil der RSV wieder aufgegeben. Dieses ist besonders bei Gegenständen wie Briefen und Flats ungünstig, da die Kräfte, die für eine optimale Stapelerfassung nötig sind, in etwa in der gleichen Größen­ ordnung liegen wie die Normalkräfte am Abzug. Die Hebel 3 drücken die Gegenstände des Stapels 4 weg von den Abzugsmit­ teln 1 (Saugriemen). Die Saugkraft muss also immer die Hebel­ kraft überwinden. Die Hebel 3 wirken statisch als Bremse zwi­ schen dem Abzugssystem und dem abzuziehenden Gegenstand und reduzieren die Reibkraft während des Abzugsprozesses. Weiter­ hin "misst" der Hebel 3 in dem Moment, in dem der Gegenstand an die Reibelemente gesaugt wird, nicht den Stapel 4, sondern nur den anliegenden Gegenstand. Erst wenn der Gegenstand aus dem Hebelmechanismus herausgezogen ist, kann der Hebel 3 den Stapel 4 erfassen. Im Sinne einer hohen Abzugsleistung muss das Nachführsystem sehr schnell sein und/oder über mehrere Zyklen integrieren.
Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich­ tung zum Zuführen von flachen Gegenständen zu einer Reib- Saug-Vereinzelungseinrichtung zu schaffen, bei der durch die die Gegenstände an der Abzugsstelle detektierenden Messmittel zur Steuerung des die Gegenstände zur Abzugsstelle transpor­ tierenden Fördermittels keine negativen Rückwirkungen auf den Abzugsvorgang erfolgen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An­ spruches 1 gelöst.
Durch die Verwendung eines an die Antriebssteuerung des För­ dermittels angeschlossenen Sensors, der den Unterdruck in der Saugwanne misst, wobei in Abhängigkeit vom gemessenen Unter­ druck und damit vom Abstand und/oder von der Schräglage des vordersten Gegenstandes, je größer der Unterdruck, d. h. je geringer der absolute Druck, umso geringer ist der Abstand und/oder die Schräglage, das Fördermittel so ansteuerbar ist, dass der vorderste Gegenstand am/an den Reib-Abzugsmitteln eine möglichst geringe Schräglage bei möglichst geringem Sta­ peldruck aufweist, werden sich auf den Abziehvorgang negativ auswirkende Messeinflüsse, wie bei der Verwendung von Fühlhe­ beln, vermieden. Außerdem wird der Aufbau der Messvorrichtung vereinfacht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen dargelegt.
So ist es vorteilhaft, zur Reduzierung des Steuerungsaufwan­ des die Antriebssteuerung so auszubilden, dass das Fördermit­ tel bei Unterschreiten eines festgelegten Unterdruckes, d. h. der gemessene absolute Druck liegt über dem festgelegten Druckwert, mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung Abzugs­ stelle verfahren wird und dass bei Überschreiten eines ande­ ren festgelegten Unterdruckes, d. h. der gemessene absolute Druck liegt unter dem festgelegten Druckwert, das Fördermit­ tel abstoppt.
Da der Abstand der Gegenstände von den Reib-Abzugsmitteln, ab dem sie durch den Unterdruck an die Reib-Abzugsmittel gezogen werden, stark von der Masse der Gegenstände abhängt, ist es vorteilhaft, die Messwerte des Sensors in der Antriebssteue­ rung zu integrieren und das Fördermittel entsprechend der ak­ tuellen integrierten Werte zu verfahren.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, aus den Messwerten der Sensors Mittelwerte zu bilden, nach denen das Fördermittel verfahren wird.
Vorteilhaft ist es auch, die Antriebssteuerung so auszulegen, dass die Geschwindigkeit des Fördermittels umgekehrt propor­ tional zum gemessenen Unterdruck ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden für hohe Sendungen mehrere Saugwannen mit jeweils einem an die An­ triebssteuerung zur Ermittlung der Schräglage und der daraus abgeleiteten Bewegung des Fördermittels angeschlossenen Sen­ sor übereinander angeordnet.
Sollen Gegenstände in einem großen Höhenspektrum vereinzelt werden, so ist es vorteilhaft, die Höhe des jeweiligen Ge­ genstandes zu messen und die Antriebssteuerung so auszufüh­ ren, dass bei Sendungen, die aufgrund ihrer Höhe nicht alle Saugwannen überdecken, die Unterdrucke der nicht oder nur teilweise überdeckten Saugwannen nicht auszuwerten.
Vorteilhaft ist es weiterhin, als Reib-Abzugsmittel ein um­ laufendes Abzugsband mit Saugöffnungen vorzusehen, wobei der Unterdruck der dahinter befindlichen Saugwanne über die Saug­ öffnungen auf den jeweils vordersten Gegenstand einwirkt.
Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Reib- Saug-Vereinzelungseinrichtung mit einem Sen­ sor;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine Reib- Saug-Vereinzelungseinrichtung mit Fühlhebeln nach dem Stand der Technik.
In der Fig. 1 ist eine Reib-Saug-Vereinzelungseinrichtung dar­ gestellt, die als Reib-Abzugsmittel ein umlaufendes Abzugs­ band 1 mit Saugöffnungen aufweist. Direkt hinter dem die Ge­ genstände abziehenden Bereich des Abzugbandes 1 mit einem ho­ hen Reibungskoeffizienten befindet sich eine Saugwanne 2, die mit einer Unterdruckquelle 8 verbunden ist. An der Saugwan­ ne 2 befindet sich ein den Unterdruck in der Saugwanne mes­ sender Sensor 7.
Der Stapel 4 flacher Gegenstände steht auf einem Förderband 5 als Fördermittel und stützt sich rückseitig an einer nicht dargestellten Anlagefläche, welche mit dem Förderband 5 in Richtung Vereinzelungsvorrichtung verfahren werden kann. Aus­ gerichtet wird der Stapel 4 an einer seitlich am Förderband 5 stehenden Anschlagfläche 6. Der Sensor 7 an der Saugwanne 2 misst ständig den in der Saugwanne 2 herrschenden Unterdruck. Der Unterdruck wird durch eine extern angeordnete Unterdruck­ quelle 8 (Saugpumpe) realisiert. Die Gegenstände lehnen sich abzugsseitig lose an die Abzugseinheit an bzw. stehen so, dass sie sich in Richtung Anlagefläche zurücklehnen. Der Ab­ zugsvorgang wird gestartet, und die Unterdruckquelle 8 er­ zeugt einen Unterdruck. Wenn ein Gegenstand plan an der Ab­ zugseinheit anliegt, wird sich ein für das Gutspektrum spezi­ fischer Unterdruck einstellen. Liegt die Sendung nicht plan an, sondern steht in einer der beiden o. g. Arten zur Abzugs­ einheit, wird sich ein geringer Unterdruck bilden, d. h. der absolute Druck steigt, da in Abhängigkeit der Spaltgröße Ne­ benluft gezogen wird. Der herrschende Unterdruck ist also di­ rekt ein Ausdruck für die Lage der Gegenstände zur Abzugsein­ heit. Der Sensor 7 registriert die Unterdruckverhältnisse und signalisiert der Steuerung, wenn der Unterdruck in der Saug­ wanne 2 zu niedrig wird, d. h. wenn der gemessene absolute Druck den Nennwert übersteigt. Die Antriebssteuerung startet dann das Förderband 5. Das Förderband 5 bewegt den Stapel 4 in Richtung Abzugsband 1. Der nächste Gegenstand wird in den Ansaugbereich transportiert und dort von der Saugluft ergrif­ fen und an das Abzugsband 1 gesaugt. Weil nun der Gegenstand parallel zur Saugwannenöffnung liegt, steigt der Unterdruck, d. h. der absolute gemessene Druck sinkt, der Messwert des Sensors 7 erreicht einen einstellbaren Sollwert und damit wird durch die Antriebssteuerung das Förderband 5 abgeschal­ tet und der Gegenstand wird abgezogen.
Da der Abstand des Gegenstandes zum Abzugsband 1, ab dem er durch die Saugkraft angezogen wird, stark von seiner Masse abhängt, werden leichte dünne Gegenstände eher als große schwere angesaugt. Das bedeutet, dass außer bei sehr dicken und schweren Gegenständen die Auswertung des Sensorsignals integriert werden muss, da es unmöglich ist, das Förderband 5 zeitlich analog mit dem gerade abgezogeneren Gegenstand zu bewegen.
Aus dem Sensorsignal wird ein Mittelwert gebildet. Ebenso ist es möglich, ein analoges System zu wählen und das Förder­ band 5 mit geregelter Geschwindigkeit möglichst kontinuier­ lich zu fahren. Bei bekannten Abzugseinrichtungen werden bei­ spielsweise ca. 10. . .15 Sdgn./sec mit einer durchschnittli­ chen Dicke von ca. 2 mm abgezogen. D. h. bei einer angenomme­ nen Gleichverteilung der Sendungen muss der Stapel mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von mindestens 20 mm/sec nachgeführt werden. Ist es erwünscht, dickere Gegenstände ab­ zuziehen, muss als Grundlage der Antriebs- und Steuerungsaus­ legung die Summe der pro Zeiteinheit abgezogenen Sendungsdi­ cken angesetzt werden. Je nach dem Ansaugverhalten der Ge­ genstände ist zu entscheiden, ob eine digitale oder analoge Antriebssteuerung vorzuziehen ist. Beispielsweise bei Ab­ zugseinrichtungen für dünne Blätter braucht ein Stapel, wenn 10-15 Blätter/sec abgezogen werden sollen, u. U. nur ca. 1. . .2,5 mm/sec nachgeführt werden. In der Regel wird es hier reichen, eine digitale Antriebssteuerung zu verwenden und den Sensor 7 so einzustellen, dass bei einem Abstand ei­ ner Sendung zum Abzugsband 1 von ca. 2-4 mm der Schwellwert überschritten wird und das Förderband 5 ungefähr alle 1-2 sec einen Schritt zwischen 2-3 mm verfahren wird.
In anderen Anwendungsfällen, z. B. bei Vereinzelungsaufgaben von unterschiedlich dicken Gegenständen kann es vorteilhaft sein, auf ein analoges Verfahren zurückzugreifen und unter­ schiedlichen Unterdruckwerten unterschiedliche Geschwindig­ keiten zuzuordnen sowie das Regelungsverhalten so zu gestal­ ten, dass mit möglichst großer Kontinuität und möglichst we­ nigen Start/Stops gefahren werden kann.
Ebenso kann es für bestimmte Anwendungen, in denen Gegenstän­ de von stark unterschiedlicher Höhe bearbeitet werden, vor­ teilhaft sein, zur genauen Erkennung der Lage des Gegenstan­ des zur Abzugseinheit mehrere Saugkammern mit jeweils einem Sensor übereinander anzuordnen. Dieses gibt die Möglichkeit, auf die jeweilige Art der Schrägstellung von hohen Gegenstän­ den adäquat zu reagieren. Und weiterhin eröffnet sich auch die Möglichkeit, flache Gegenstände, die nur eine Saugkammer abdecken, im Mix mit hohen Gegenständen, die mehrere Saugkam­ mern abdecken, zu bearbeiten, indem die Höhen der Gegenstände gemessen werden und bei Gegenständen, die aufgrund ihrer Höhe nicht alle Saugwannen überdecken, die Unterdrücke der nicht oder nur teilweise überdeckten Saugwannen nicht ausgewertet werden.
Die beschriebene Vorrichtung hat gegenüber bekannten Lösungen den Vorteil, dass die Funktion der Stapelnachführung keiner­ lei mechanische Elemente, Hebel/Federn mehr besitzt.
Die zur Messung notwendige Größe wirkt nicht mehr dem zu steuernden Prozess entgegen.
Anstelle der im Stand der Technik beschriebenen zwei Weg/Kraft-Sensoren ist nun nur noch ein Sensor erforderlich. Die Lösung ist somit gegenüber dem Stand der Technik billi­ ger, einfacher und wartungsfreundlicher.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen zu ei­ ner Reib-Saug-Vereinzelungseinrichtung, die stapelweise auf einer Schmalseite stehend, von einer Anlagefläche un­ terstützt sowie an einer Anschlagfläche (6) ausgerichtet durch ein sich zur Abzugsstelle bewegendes Fördermit­ tel (5) transportiert werden, wobei die Reib-Saug- Vereinzelungseinrichtung mindestens ein gesteuert ange­ triebenes Reib-Abzugsmittel (1) und direkt hinter dem auf die Gegenstände einwirkenden Bereich des Reib- Abzugsmittels (1) mindestens eine mit einer Unterdruck­ quelle (8) verbundene Saugwanne (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in oder an der Saugwanne (2) ein den Unterdruck in der Saugwan­ ne (2) messender Sensor (7) angeordnet ist, der an eine Antriebssteuerung des Fördermittels (5) angeschlossen ist, wobei in Abhängigkeit vom gemessenen Unterdruck das Fördermittel (5) so ansteuerbar ist, dass der vorderste Gegenstand an dem mindestens einen Reib-Abzugsmittel (1) eine möglichst geringe Schräglage bei möglichst geringem Stapeldruck aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Antriebssteuerung so ausgebil­ det ist, dass das Fördermittel (5) bei Unterschreiten ei­ nes festgelegten Unterdruckes mit konstanter Geschwindig­ keit in Richtung Abzugsstelle verfahren wird und dass bei Überschreiten eines anderen festgelegten Unterdruckes das Fördermittel (5) abstoppt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Messwerte des Sensors (7) integ­ riert werden und das Fördermittel (5) entsprechend der ak­ tuellen integrierten Werte verfahren wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass aus den Messwerten des Sensors (7) Mittelwerte gebildet werden und das Fördermittel (5) ent­ sprechend der aktuellen Mittelwerte verfahren wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Antriebssteuerung so ausgelegt ist, dass die Geschwindigkeit des Fördermittels (5) umge­ kehrt proportional zum gemessenen Unterdruck ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass für hohe Gegenstände mehrere Saug­ wannen (2) mit jeweils einem an die Antriebssteuerung zur Ermittlung der Schräglage und der daraus abgeleiteten Be­ wegung des Fördermittels (5) angeschlossenen Sensor (7) übereinander angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass Sensoren zur Ermittlung der Gegen­ standshöhen vorgesehen sind und die Antriebssteuerung so ausgeführt ist, dass bei Gegenständen, die aufgrund ihrer Höhe nicht alle Saugwannen (2) überdecken, die Unterdrü­ cke der nicht oder nur teilweise überdeckten Saugwan­ nen (2) nicht ausgewertet werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, dass als Reib-Abzugsmittel ein umlaufen­ des Abzugsband (1) mit Saugöffnungen vorgesehen ist, wo­ bei der Unterdruck der dahinter befindlichen Saugwan­ ne (2) über die Saugöffnungen auf den jeweils vordersten Gegenstand einwirkt.
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