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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausrichten von Wertscheinen
während
des Transports entlang einer Wertscheintransportstrecke, beispielsweise
innerhalb eines Geldautomaten. Es kann sich bei den Wertscheinen
insbesondere um Geldnoten oder Schecks handeln. Die Vorrichtung
enthält mindestens
ein Antriebselement, das als Rolle, als Walze oder als Band ausgebildet
ist und eine Kraft auf den zu fördernden
Wertschein ausübt.
Eine Antriebseinheit treibt das Antriebselement mit einer voreingestellten
Umfangsgeschwindigkeit an.
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Bei
Wertscheinautomaten, insbesondere bei automatischen Kassensystemen
und Geldautomaten müssen
Wertscheine beispielsweise von einer Tresorkassette zu einem Ausgabeschacht
transportiert werden. Um eine möglichst
hohe Wertscheindichte zu erreichen und Störungen in Folge von Staus der Wertscheine,
sogenannten Papierstaus, zu verhindern, werden die üblicherweise
rechteckig ausgebildeten Wertscheine mit ihrer Längsseite zur Förderrichtung
hin, d.h. quer zur Förderrichtung,
ausgerichtet. Diese Ausrichtung wird auch als Long-Side-First-Ausrichtung
bezeichnet. Das Risiko eines Papierstaus ist insbesondere bei gebrauchten
Wertscheinen hoch, da die Steifigkeit solcher Wertscheine abnimmt
und die Verunreinigung der Oberfläche des Wertscheins zunimmt.
Jedoch kommt es gerade durch die abnehmende Steifigkeit und die
zunehmende Verunreinigung der Wertscheine oft zu einem Schiefeinzug
der Wertscheine, so dass insbesondere die Längsseite des Wertscheins nicht
exakt quer zur Förderrichtung
ausgerichtet ist.
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Seitliche
Führungselemente,
wie sie beispielsweise zum Ausrichten und Führen von Einzelblättern in
Druckern oder Kopierern verwendet werden, führen jedoch beim Fördern von
Wertscheinen aufgrund der unterschiedlichen Steifigkeit von verschiedenen
Wertscheinen zu einer Fehlausrichtung und/oder zu einem Papierstau.
Ferner ist es erforderlich, dass die Wertscheine während des
Transports entlang der Wertscheintransportstrecke etwa in deren
Mitte angeordnet sind, da die nachfolgenden Verarbeitungsstationen
eine mittige Anordnung der Wertscheine benötigen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ausrichten eines Wertscheins
anzugeben, durch die die Lage und die Winkelausrichtung eines Wertscheins
während
des Transports entlang einer Wertscheintransportstrecke auf einfache
Art und Weise relativ zu einer SOLL-Position korrigiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung können durch
unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Antriebselemente die
Wertscheine, deren Seitenkanten gegenüber der Hauptförderrichtung um
einen Winkel ϕ verschoben sind, gedreht werden, so dass
sie exakt längs
bzw. quer zur Förderrichtung ausgerichtet
sind. Des weiteren wird durch eine Änderung der Richtung der einwirkenden
Transportkraft durch Verschwenken der Antriebselemente eine Änderung
der Förderrichtung
des zu transportierenden Wertscheins bewirkt, so dass eine Lagekorrektur
des Wertscheins vorgenommen werden kann.
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Durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung kann
gleichzeitig eine Winkel- und eine Lagekorrektur von den gleichen
Antriebselementen erreicht werden durch Änderung der Umlaufgeschwindigkeit
und durch ein Verschwenken der Antriebselemente. Hierdurch ist eine
Ausrichtvorrichtung ermöglicht,
die als kompakte Baugruppe ausgebildet ist.
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird im folgenden auf die in den Zeichnungen
dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele Bezug
genommen, die anhand spezifischer Terminologie beschrieben sind.
Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass der Schutzumfang der Erfindung
dadurch nicht eingeschränkt
werden soll, da derartige Veränderungen
und weitere Modifizierungen an den gezeigten Vorrichtungen und den
Verfahren sowie derartige weitere Anwendungen der Erfindung, die darin
aufgezeigt sind, als übliches
derzeitiges oder künftiges
Fachwissen eines zuständigen
Fachmanns angesehen werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele
der Erfindung, nämlich:
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1 eine
schematische Darstellung einer Wertscheintransportstrecke mit unterschiedlich
ausgerichteten Wertscheinen;
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2 eine
Vorrichtung zum Ausrichten eines Wertscheins während des Transports entlang
der Wertscheintransportstrecke nach 1 in einer
Vorderansicht;
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3 die
Vorrichtung nach 2 in einer ersten perspektivischen
Darstellung mit einem nicht korrekt ausgerichteten Wertschein;
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4 die
Vorrichtung nach den 2 und 3 in einer
weiteren perspektivischen Darstellung;
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5 eine
perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Ausrichten eines
Wertscheins gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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6 eine
perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Ausrichten eines
Wertscheins gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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In 1 ist
ein Ausschnitt einer Wertscheintransportstrecke 10 dargestellt,
auf der vier Wertscheine 12 bis 18 positioniert
sind, die in Richtung des Pfeils P1 entlang der Transportstrecke 10 in
einem Geldautomaten gefördert
werden. Die Mitte der Transportstrecke 10 ist durch eine
Strich-Punkt-Linie 20 gekennzeichnet. Sind die Wertscheine 12 bis 18 in ihrer
SOLL-Position auf der Transportstrecke 10 angeordnet, so
sind ihre Längsseiten
senkrecht zur Förderrichtung
P1 orientiert und die Wertscheine 12 bis 18 befinden
sich mittig auf der Transportstrecke 10, so dass sich zwischen
den kurzen Seiten der Wertscheine 12 bis 18 bis
zum Rand der Transportstrecke 10 jeweils ein konstanter
Abstand X ergibt. Ferner sollte zwischen zwei nacheinander auf der
Transportstrecke 10 sich befindenden Wertscheinen 12 bis 18 ein
konstanter Abstand Y zwischen den beiden benachbarten Längsseiten
dieser Wertscheine 12 bis 18 vorhanden sein.
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Die
Ausrichtung der Längsseiten
der Wertscheine 12 bis 18 quer zur Förderrichtung
P1 wird auch als Long-Side-First(LSF)-Ausrichtung
bezeichnet. Oft sind die der Transportstrecke 10 zugeführten Wertscheine 12 bis 18 jedoch
nicht korrekt angeordnet, wie die Beispiele der Wertscheine 12 bis 16 in 1 zeigen.
Diese nicht korrekte Anordnung entsteht beispielsweise bei der Entnahme
der Wertscheine 12 bis 18 aus einer Tresorkassette
eines Geldautomaten oder eines automatischen Kassentresors.
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So
sind die Längsseiten
des Wertscheins 14 zwar korrekt quer zur Förderrichtung
P1 in der Transportstrecke 10 ausgerichtet, jedoch hat
der Wertschein 14 einen Seitenver satz, so dass sich zum
linken Rand ein Abstand ΔX
und zum rechten Rand ein Abstand ΔX1 ergibt, wobei der Abstand ΔX1 kleiner ist als der Abstand ΔX. Die Wertschein 14 muss
somit um die Hälfte
der Differenz aus (ΔX – ΔX1) nach links verschoben werden, so dass
der Wertschein 14 sowohl zum rechten Rand der Transportstrecke 10 als auch
zum linken Rand der Transportstrecke 10 den gleichen Abstand
X hat.
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Der
Wertschein 12 hat in etwa den gleichen seitlichen Versatz
wie der Wertschein 14, ist aber zusätzlich um den Winkel φ verdreht
angeordnet ist. Somit muss der Wertschein 12 sowohl in
Richtung des linken Randes der Transportstrecke 10 verschoben
als auch um einen Winkel –φ gedreht
werden, damit er auf der Transportstrecke 10 korrekt ausgerichtet
ist.
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Der
Wertschein 16 hat einen seitlichen Versatz zum linken Rand
der Transportstrecke 10 hin und ist um einen Winkel von
etwa –φ verdreht
angeordnet. Dieser Wertscheins 16 muss somit in Richtung
des rechten Randes der Transportstrecke 10 verschoben und
um einen Winkel φ gedreht
werden.
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Die
Position jedes Wertscheins wird mit Hilfe von mindestens zwei vorzugsweise
quer zur Transportrichtung P1 der Transportstrecke 10 nebeneinander
angeordneten Sensoren erfasst, die vorteilhafterweise als Lichtschranken
ausgebildet sind. Insbesondere werden flächig angeordnete Lichtsensoren
genutzt, um die Lage der Wertscheine 12 bis 18 beim Vorbeiführen an
dieser Lichtschrankenanordnung zu er fassen. Andere geeignete Sensoranordnungen zum
Erfassen der aktuellen Positionen der Wertscheine 12 bis 18 können alternativ
oder zusätzlich zur
Lichtschrankenanordnung eingesetzt werden. Insbesondere kann ein
Kamerasystem eingesetzt werden, dessen aufgenommene Bilder mit Hilfe
von Bildanalyseverfahren ausgewertet werden. Abhängig von der ermittelten IST-Position
des Wertscheins und einem Vergleich mit einer SOLL-Position des
Wertscheins wird die Abweichung der IST-Position von der SOLL-Position
ermittelt, mit deren Hilfe dann eine Korrektur der Position des
jeweiligen Wertscheins durchgeführt
wird.
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In 2 ist
eine erste Vorrichtung 22 gezeigt, mit deren Hilfe die
Wertscheine 12 bis 16 ausgerichtet werden können. Das
Ausrichten der Wertscheine 12 bis 16 erfolgt vorzugsweise
während
des kontinuierlichen Transportprozesses der Wertscheine 12 bis 18 entlang
der Transportstrecke 10. Die Vorrichtung 22 enthält zwei
nebeneinander angeordnete, vorzugsweise als Rollen ausgebildete
Antriebselemente 24 und 26. Jede dieser Rollen 24, 26 ist
in einer separaten Halterung 28, 30, die hier
als Gabel ausgebildet ist, geführt.
Die Halterungen 28, 30 können über einen gemeinsamen Verstellmechanismus 32 verschwenkt
werden. Der Verstellmechanismus 32 enthält einen Antriebsmotor 34,
der über
ein Zahnrad 36 mit einer vorzugsweise rechteckig ausgebildeten
Zahnstange 38 in Eingriff steht.
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Die
Zahnstange 38 umfasst eine erste Zahnung an der oberen
Stirnseite 40 für
den Eingriff des Zahnrades 36 und eine zweite Zahnung an
der Vorderseite 42. Durch den Eingriff des Zahnrades 36 in die
obere Zahnung wird die Zahnstange 38 bei einer Drehbewegung
des Antriebsmotors 34 in Richtung des Pfeils P2 bzw. in
Richtung des Pfeils P3 verschwenkt. Vorteilhafterweise ist der Antriebsmotor 44 als
Schrittmotor ausgebildet.
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Am
Gabelschaft der Gabeln 28 und 30 ist jeweils ein
umlaufendes Zahnrad 44, 46 drehfest angeordnet.
Die Zahnung der Zahnräder 44 und 46 steht mit
der zweiten Zahnung an der Vorderseite 42 der Zahnstange 38 in
Eingriff. Bei einer Bewegung der Zahnstange 38 in Richtung
des Pfeils P2 bzw. in Richtung des Pfeils P3 werden die Zahnräder 44 und 46 gedreht,
wodurch die Gabeln 28 und 30 und damit die Rollen 24, 26 verschwenkt
werden.
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Jeder
Rolle 24, 26 ist zudem ein Antriebsmotor 48, 50 zugeordnet,
die jeweils über
Riemengetriebe 52, 56 und eine Welle 54, 58 mit
den Rollen 24 und 26 verbunden sind. Die Motoren 48, 50 können mit
unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, so dass die Umfangsgeschwindigkeit
der Rollen 24, 26 entsprechend geändert werden
kann. Die beiden Motoren 48 und 50 sind getrennt
voneinander ansteuerbar, so dass die Rollen 24 und 26 entsprechend
unterschiedliche Umlaufgeschwindigkeiten aufweisen können. Vorzugsweise
sind die Motoren 48, 50 Schrittmotoren.
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Mit
Hilfe einer nicht dargestellten Vorrichtung werden der Motor 48,
das Riemengetriebe 52 und die Welle 54 bei einer
Schwenkbewegung der Gabel 28 mit um die Drehachse der Gabel 28 geschwenkt. Eine
solche Schwenkvorrichtung ist in glei cher Weise für den Antriebsmotor 50,
das Riemengetriebe 56 und die Welle 58 vorgesehen.
Alternativ können
die Wellen 54, 58 auch als flexible Wellen ausgeführt sein,
wodurch die Motoren 48, 50 und die Riementriebe 52, 56 ortsfest
angeordnet sein können
und bei einer Schwenkbewegung der Gabeln 28, 30 gleichen dann
die flexiblen Wellen 54, 58 den geänderten
Winkel aus. Eine solche flexible Welle kann beispielsweise auch
starre Wellenabschnitte und mindestens ein Kardangelenk enthalten.
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Den
Rollen 24, 26 ist jeweils eine Rolle 60, 62 gegenüberliegend
angeordnet, wobei sich die Stirnflächen der Rollen 24 und 60 sowie
der Rollen 26 und 62 in der Förderebene berühren. Zwischen den
Stirnseiten der Rollen 24, 60 und 26, 62 wird
ein Wertschein 64 hindurchgefördert. Die Rollen 60, 62 dienen
im wesentlichen als Andruckrollen für die Antriebsrollen 24 und 26.
Die Rollen 60, 62 sind jeweils in einer Gabel 66, 68 angeordnet,
die in gleicher Weise verschwenkbar sind wie die Gabeln 28, 30.
Ein Antriebsmotor 70 übt
eine Kraft auf ein Zahnrad 72 aus, das bei einer Drehbewegung
des Antriebsmotors 70 eine Zahnstange 74 abhängig von
der Drehrichtung des Antriebsmotors 70 in Richtung des
Pfeils P4 bzw. in Richtung des Pfeils P5 verschiebt. Nach einer
Verschiebung der Zahnstange 74 wird mit Hilfe der Zahnräder 76, 78,
die mit den Gabelschäften 80, 82 der
Gabeln 66, 68 drehfest verbunden sind, eine Schwenkbewegung
der Gabeln 66, 68 bewirkt.
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Die
Antriebsmotoren 34, 70 werden mit Hilfe einer
nicht dargestellten elektronischen Steuereinheit derart angesteuert,
dass die Bewegungen der Zahnstangen 38, 74 synchron
in Richtung P2 und P4 bzw. in Richtung P3 und P5 angetrieben werden.
Vorzugsweise sind sowohl die Zahnräder 36 und 72 als
auch die Zahnung der Zahnstangen 74, 38 und die
Zahnungen sowie die Durchmesser der Zahnräder 44, 46, 76, 78 gleich.
Dadurch werden die Rollen 24, 26, 60, 62 in
gleicher Weise verschwenkt, so dass die Rollen 24, 26, 60, 62 immer
parallel zueinander ausgerichtet sind. Auch die Drehachsen der Rollen 24, 26, 60, 62 sind
beim Verschwenken mit Hilfe der in 2 gezeigten
Anordnung parallel zueinander angeordnet.
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Es
kann auch vorgesehen sein, nur einen Motor 34 zu verwenden
und die beiden Zahnräder 36 und 72 mechanisch
zu koppeln, so dass sie synchron angetrieben werden.
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Der
Wertschein wird mit Hilfe der Vorrichtung 22 in einem Teilbereich
der Transportstrecke 10 transportiert und geführt. Werden
die Rollen 24, 26 mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben, so wird die Wertschein 64 mit Hilfe dieser
Vorrichtung 22 lediglich weiter gefördert, wobei die Lage des Wertscheins 64 und
die Winkelausrichtung unverändert
bleibt.
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In 3 ist
eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung nach 2 dargestellt,
wobei die Förderrichtung
der Transportstrecke 10 durch den Pfeil P1 angedeutet ist.
Der Vorrichtung 22 ist ein Wertschein 64 zugeführt worden,
der relativ mittig zu den Rändern
der Transportstrecke 10 ausgerichtet ist, jedoch um den
Winkel φ verdreht
ist, so dass eine Winkelkorrektur mit Hilfe der Vorrichtung 22 um
einen Winkel –φ erfolgen
muss. Ferner ist eine nicht dargestellte Sensoranordnung vorgesehen,
mit deren Hilfe die Position eines Wertscheins 64 erfasst
wird, wie bereits im Zusammenhang mit 1 erläutert.
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Abhängig von
der ermittelten Winkelweichung des Wertscheins 64 werden
die Drehzahlen der Motoren 48, 50 eingestellt.
Zum Ausrichten des Wertscheins 64 wird der Motor 50 mit
einer höheren Drehzahl
angesteuert als der Motor 48. Der Motor 50 läuft somit
schneller als der Motor 48 und daher wird der Wertschein 64 von
den Rollen 26 schneller als von den Rollen 24 transportiert.
Dies führt
zu einer Schwenkbewegung des Wertscheins 64 und damit zu
der gewünschten
Winkelkorrektur. Die Drehzahldifferenz ist vom ermittelten Winkel φ und von
der Zeitdauer abhängig,
während
der die Antriebsmotoren 48, 50 unterschiedliche
Drehzahlen haben. Üblicherweise
haben die Motoren 48, 50 eine voreingestellte
Normaldrehzahl, bei der die zu fördernden Wertscheine 12 bis 18, 64 mit
einer voreingestellten Fördergeschwindigkeit
entlang der Transportstrecke 10 durch die Vorrichtung 22 gefördert werden.
Durch Erhöhen
oder Verringern der Antriebsgeschwindigkeiten beider Antriebsmotoren 48, 50 können zusätzlich die
zwischen den Wertscheinen vorzusehenden Mindestabstände Y korrigiert
bzw. eingestellt werden.
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Weist
der Wertschein 64 zu einem vorangehenden Wertschein entlang
der Mittelachse 20 bereits einen korrekten SOLL-Abstand Y auf, so
muss zur Winkelkorrektur um den Winkel φ die Antriebsdrehzahl des Motors 48 um
den gleichen Betrag verringert werden, wie die Antriebsdrehzahl
des Antriebsmo tors 50 erhöht wird. Dadurch wird der Wertschein 64 bei
gleichbleibender Gesamtfördergeschwindigkeit
um einen Winkel –φ verdreht,
so dass er nach dem Passieren der Vorrichtung 22 korrekt
positioniert ist.
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In 4 ist
wiederum die Vorrichtung nach 2 dargestellt,
wobei jedoch eine Lagekorrektur des Wertscheins 64 durchgeführt wird,
der nun einen Seitenversatz zur Mittellinie 20 der Transportstrecke 10 hat.
Mit Hilfe der Antriebsmotoren 34 und 70 werden
die Zahnstangen 38 und 74 in Richtung der Pfeile
P3 bzw. P5 verschoben, wodurch die Rollen 24, 26, 60, 62 verschwenkt
werden und eine Antriebskraft auf den Wertschein 64 schräg zur Hauptförderrichtung
P1 ausüben.
In der in 4 dargestellten Position wird
der Wertschein 64 hin zum linken Rand der Transportstrecke 10 verschoben,
so dass eine Lagekorrektur mittig zur Mittellinie 20 erreicht
wird. Vorzugsweise wird die Antriebsgeschwindigkeit der Motoren 48, 50 geringfügig erhöht, um den
Abstand Y zur vorangehenden Wertschein konstant zu halten. Ferner
ist auch in dem in 4 gezeigten verschwenkten Zustand
der Rollen 24, 26, 60, 62 zusätzlich eine
Korrektur des Winkels φ in
gleicher Weise möglich,
wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben, indem die Antriebsmotoren 48, 50 die
Rollen 24, 26 mit unterschiedlichen Antriebsdrehzahlen, d.h.
mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten, antreiben.
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In 5 ist
eine Vorrichtung 90 ähnlich
der Vorrichtung 22 nach den 2 bis 4 gezeigt.
Im Unterschied zu der Vorrichtung 22 sind die Antriebseinheiten 92, 94 zum
Antrieb der Rollen 24, 26 direkt neben den verschwenkbaren
Gabeln 28, 30 angeordnet. Die Antriebseinheiten 92, 94 enthalten
sowohl einen Antriebsmotor als auch eine Getriebestufe, deren Abtrieb
jeweils direkt auf die Rolle 24 bzw. 26 wirkt.
Dadurch ist ein relativ einfacher und kompakter Aufbau der Vorrichtung 90 zum
Ausrichten von Wertscheine während
des Transports entlang einer Wertscheintransportstrecke 10 möglich.
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In 6 ist
eine weitere Vorrichtung 96 zum Ausrichten von Wertscheinen
dargestellt. Im Unterschied zu der in 2 dargestellten
Vorrichtung 22 ist hier auf eine Zahnstange verzichtet
worden, so dass sich die Vorrichtung insgesamt durch einen kompakteren
Aufbau auszeichnet. Die nebeneinander angeordneten Rollen 24, 26 sowie 60, 62 sind
jeweils in einer gemeinsamen Gabel 98, 100 angeordnet.
Die Antriebsmotoren 34 und 70 wirken jeweils über eine
Getriebestufe direkt auf den Gabelschaft der Gabeln 98, 100 und
bewirken ein Verschwenken der Gabeln 98, 100.
Dadurch ist der Verschwenkmechanismus zum Verschwenken der Rollen 24, 26 sowie 60, 62 vereinfacht.
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Es
kann auch vorgesehen sein, bei den in den 2 bis 6 gezeigten
Vorrichtungen eine Walze als Andruckelement den Rollen 24, 26 gegenüberliegend
anstelle der Rollen 60, 62 einzusetzen. Ferner
können
anstatt der Rollen 24, 26 auch Riemen, Walzen
oder andere geeignete Antriebselemente vorgesehen sein. Des weiten
kann als Andruckfläche
für die
Antriebselemente 24, 26 auch eine relativ glatte
Fläche
vorgesehen sein, auf deren Oberfläche die Wertscheine verschoben
und/oder verdreht werden können.
Die Fläche
kann mit Hilfe einer ortsfesten Platte oder als Oberfläche eines
Förderbandes
bereitgestellt werden.
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Obgleich
in den Zeichnungen und in der vorhergehenden Beschreibung bevorzugte
Ausführungsbeispiele
aufgezeigt und detailliert beschrieben worden sind, soll dies hier
lediglich als rein beispielhaft und die Erfindung nicht einschränkend angesehen
werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele
dargestellt und beschrieben sind und sämtliche Veränderungen und Modifizierungen,
die derzeit und künftig
im Schutzumfang der Erfindung liegen, geschützt werden sollen.
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- 10
- Wertscheintransportstrecke
- 12
bis 18
- Wertschein
- 20
- Mittelachse
- Y
- Abstand
zwischen zwei Wertscheine
- X, ΔX, ΔX1
- Abstand
Wertschein – Rand
Transportstrecke
- φ
- Winkel
- P1
bis P5
- Richtungspfeile
- 22,
90 96
- Vorrichtung
- 24,
26, 60, 62
- Rollen
- 28,
30, 66, 68, 98, 100
- Gabeln
- 32
- Verstellmechanismus
- 34,
70, 48 50
- Antriebsmotor
- 36,
72
- Zahnrad
- 38,
74
- Zahnstange
- 40
- Oberseite
- 42
- Vorderseite
- 44,
46, 76, 78
- Zahnrad
- 52,
56
- Riemengetriebe
- 54,
58
- Wellen
- 64
- Wertschein
- 80,
82
- Gabelschaft
- 92,
94
- Antriebseinheit