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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Vereinzelung
von stehendem Flachgut, insbesondere von Briefen, wobei das Flachgut
in einem stehenden Stapel einer Vereinzelungsstrecke zugeführt wird,
wobei der Stapel auf der Vereinzelungsstrecke vermittels der Auflage
auf konischen Förderrollen
aufgefächert
wird, die je nach Auflage des Flachgutes entlang ihrer Achse unterschiedliche
Fördergeschwindigkeiten
erzeugen, wobei am Ende der Förderstrecke
das Flachgut vereinzelt von der äußeren Seite
des Stapels abgehoben wird, die der große Durchmesser der Förderrollen schneller
befördert.
Die Erfindung betrifft gleichfalls eine Vorrichtung zur automatischen
Vereinzelung von derartigem Flachgut, sowie die konische Förderrolle
selbst.
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Die
Vereinzelung von Briefen als stehend gestapeltem Flachgut nach einem
solchen Verfahren, das sich konischer Förderrollen bedient, ist bekannt. Dabei
werden die Briefe im wesentlichen über eine Vereinzelungsstrecke
mit rotierenden den Förderrollen
geführt,
wobei diejenigen Briefe, die am größeren Umfang der Rollen transportiert
werden, entsprechend der höheren
Umfangsgeschwindigkeit auch schneller transportieren werden, als
die Briefe, die im Bereich des kleineren Rollenumfangs transportiert werden.
Eine solche Vereinzelung wird mitunter als „shingling" bezeichnet, da die Stapel nachher eine ziegelartige
Struktur teilweise überlappender
Brief aufweisen. Der jeweils erste Brief kann am Ende der Förderstrecke
problemlos ergriffen und nachfolgend vereinzelt weiterverarbeitet
werden. Auch wenn sich die Briefe nachher vor dem Abzug stauen sollten,
so ist das „shingeln" generell vorteilhaft,
um miteinander verklebte Briefe einmal zu trennen.
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Nachteilig
an den bekannten Förderrollen
ist jedoch, dass das Auffächern
der auf den konischen Rollen aufliegenden Briefe entsprechend der
linearen Abnahme des Umfangs auf der Mantelfläche auch mit linearer Geschwindigkeit
stattfindet. Um zu einer ausreichenden Auffächerung zu kommen, ist daher
eine lange Förderstrecke
nötig.
Zudem sind die bekannten Rollen nur bedingt geeignet für den Einsatz
bei gemischt formatiger Post, bei der die Briefe mitunter gegenseitig
verhaken.
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Es
ist auch bekannt, die Rollen auf der Vereinzelungsstrecke je nach
Anforderung mit Oberflächenbelägen unterschiedlicher
Reibwerte auszustatten. So kann der Mantel zur Erzielung eines höheren Reibwertes
beispielsweise mit einer PU-Mischung verkleidet
werden, während
mit einem Mantel aus einem glatten und festen Kunststoff ein geringerer Reibwert
erzielt wird. Um eine effektive Vereinzelung zu erreichen, werden
die Rollen mit einem hohem Reibwert in Brieflaufrichtung vor den
Rollen mit niedrigem Reibwert eingesetzt, die kurz vor dem Einzelabzug
angeordnet sind. Damit wird erreicht, dass eventuell gestaute Briefe
nicht mit zu großer
Kraft gegen einen Anschlag gedrückt
und beschädigt
werden. Das Abheben an Ende der Vereinzelungsstrecke wird mittels
eines Reibbandes bewerkstelligt, das die Briefe in Förderrichtung
geradeaus vom Stapel abreibt. Wegen des Aneinandehaftens der Briefe führt diese
Art des Abhebens gerade wiederum bei stark gemischt formatiger Post
zu Mehrfachabzügen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, bekannte Verfahren zur
Vereinzelung von stehendem Flachgut so weiterzuentwickeln, das sie bei
technisch einfacher und kostengünstiger
Umsetzung bei hoher Geschwindigkeit zuverlässig arbeiten, das Flachgut
dabei schonend behandeln und auch im Fall von stark gemischt formatiger
Post Mehrfachabzüge
vermeiden. Zudem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung
zu schaffen, die sich eines solchen Verfahrens bedient und die den
Prozess des „shingelns" unabhängig von
der Qualität des
Flachgutes vorteilhaft umsetzt. Weiterhin ist es die Aufgabe, die
im Rahmen des Verfahrens und der Vorrichtung eingesetzten konischen
Förderrollen
im Hinblick auf das „shingeln" zu verbessern.
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Diese
Aufgaben werden durch das Verfahren nach Anspruch 1, die Vorrichtung
nach Anspruch 8 und die Förderrolle
nach Anspruch 14 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen genannt.
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Ein
wesentlicher Grundgedanke der Erfindung liegt zunächst darin,
dass statt der bisher verwendeten Reibbänder nunmehr ein Saugmittel
eingesetzt wird, um das vorher „geshingelte" Flachgut zu ergreifen
und einzeln vom Stapel abzuheben. Dabei liegen die besonderen Vorteile
des Saugmittels darin, dass es besonders schonend mit dem Flachgut umgeht,
da die Beaufschlagung über
die Saugstärke einstellbar
ist, und dass es in seiner Abhebebewegung flexibel ist. Dadurch
kann der Abhebevorgang der Art und Größe des jeweils zum Abheben
anstehenden Flachgutes angepasst werden. Ein Doppelabzug kann mit
dem Einsatz des Saugmittels nahezu ausgeschlossen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren
trägt zu
einer Erhöhung
der Verarbeitungsgeschwindigkeit bei und erfüllt alle Anforderungen an den
schonenden Umgang mit dem Flachgut. Das Verfahren lässt sich
daher vorteilhaft zur Verarbeitung von Briefpost einsetzen, die
in Stapeln angeliefert wird und die durch das Verfahren für die spätere Weiterbearbeitung,
insbesondere für
die automatische Sortierung, vereinzelt wird.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Bewegung des Saugmittels so konzipiert
ist, dass es das ergriffene Flachgut zum Abheben seitlich aus der Laufrichtung
der Vereinzelungsstrecke herausführt. Diese
Bewegung trägt
stark zur Vermeidung von Doppelabzügen bei. Ganz besonders vorteilhaft
ist es, wenn beim Abheben die Bewegungsrichtung des Saugmittels
neben der seitlichen Komponente auch noch eine Komponente nach oben
aufweist. Der Einsatz des Saugmittels eröffnet sogar die Möglichkeit, das
ergriffene Flachgut in einer Art Klappvorgang von dem benachbarten
Flachgut zu trennen. Gerade bei der Verarbeitung von gemischter
Briefpost, die Stücke
unterschiedlichster Dimensionen und Gewichte beinhaltet, ist es
besonders vorteilhaft, wenn vor der Beaufschlagung mit dem Saugmittel
zunächst
die Höhe
des nächsten
zum Abheben anstehenden Briefes ermittelt wird und das Saugmittel
in seiner beaufschlagenden Wirkung entsprechend dieser Höhe eingestellt
wird. So kann vermieden werden, dass der dahinterliegende Brief
ebenfalls ergriffen und abgezogen wird. Dabei kann die Bestimmung
der Höhe mittels
Sensoren, insbesondere mit Lichtschranken, geschehen.
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In
einer besonders vorteilhafte Ausführungsform weist das Saugmittel
mehrere übereinander
angeordnete Saugnäpfe
auf, von denen einer oder mehrere, insbesondere der oberste, gezielt
ansteuerbar sind. Damit kann die Bewegungsstrecke des Saugmittels
beim Abheben fest vorgegeben werden, wobei die Anpassung auf den
jeweils zum Abheben anstehenden Brief über die Ansteuerung der einzelnen
Saugnäpfe
vorgenommen wird. Dabei kann die Ansteuerung mehr oder weniger komplex
sein. In einer einfachen Form werden die Saugnäpfe ausgewählt und dann mit dem gleichem
Druck angesteuert. Diese Ausführung
lässt sich
mit dem Einsatz von einfachen Schaltventilen umsetzen. In einer
komplexeren Form wird der Druck in seiner Stärke variiert, was zu einem
besonders sensiblem Ergreifen des Briefes führt.
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Mit
solcherart gestalteten Saugmitteln wird der „Vakuum-Effekt" vermieden, der entsteht,
wenn Briefsendungen in einer hohen Geschwindigkeit parallel von
einander getrennt werden. Dabei entsteht bekanntermaßen zwischen
den zu trennenden Sendungen ein Unterdruck. Allein wegen dieses
Effektes sind Doppelabzüge
unvermeidlich. Wenn, wie beschrieben, die Briefsendungen in einem
Winkel nach oben von dem Saugmittel, insbesondere der Saugergruppe,
aufgenommen werden, wird ein hingegen Schäleffekt erreicht, der Doppelabzüge vermeidet. Der
Einsatz der später
zu beschreibenden konischen Förderrollen
gewährleistet
zudem, dass auch kleine leichte Briefsendungen in den Bereich des
Abzugs gelangen, obwohl durch den Transport der Sendungen und das
Verjüngen
des Transportkanals seitliche Kräfte
entgegenstehen. Um solche Effekte zu vermeiden ist es vorteilhaft,
wenn die Geschwindigkeit, mit der das Saugmittel das Flachgut abhebt,
der Situation, insbesondere dem Grad der Befüllung und/oder der Haftung
zwischen den einzelnen Flachgütern,
angepasst wird. Weiterhin wird eine besonders gute Vereinzelung
erreicht, wenn auch die Drehgeschwindigkeit der konischen Förderrollen
dem Grad der Befüllung
der Förderstrecke
mit Flachgut entsprechend eingestellt wird. So kann die Qualität des Abzugs
und der schonende Umgang mit dem Flachgut auch über die Förderleistung kontrolliert werden.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Verwendung einer besonderen
Form der konischen Förderrollen,
bei der Vorrichtung zu Vereinzelung von stehendem Flachgut. Wie
dargelegt, weist eine solche Anlage eine Vereinzelungsstrecke mit
konischen Förderrollen
zur Beförderung
eines stehenden Stapels von Flachgut auf. Die konischen Förderrollen
erzeugen je nach Auflage des Flachgutes entlang ihrer Achse unterschiedliche
Fördergeschwindigkeiten und
fächern
damit das aufgelegte Flachgut auf. Am Ende der Förderstrecke angeordnete Abhebemittel heben
dann das Flachgut vereinzelt von der äußeren dem großen Durchmesser
der konischen Förderrollen
zugewandten Seite des Stapels ab. Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung entsprechend
der Erfindung mindestens eine konische Förderrolle auf, deren vom Flachgut
zu beaufschlagender Oberflächenbelag
im Reibwert variiert („Hybridrolle"). Dabei ist der
jeweilige Reibwert, dem sich das mit einer schmalen Kante auf der
Rolle aufliegende Flachgut ausgesetzt sieht, für dessen Transport entscheidend. Der
Kegelwinkel kann je nach Bedarf vorgesehen werden. Bezüglich der
Flächenaufteilung
sind verschiedene Arten von Variationen denkbar: So ist es einerseits
möglich,
kontinuierliche Variationen auf der Oberfläche hervorzurufen, während für manche
Anwendungen Rollen mit definierter Trennung zwischen den einzelnen
Belagarten zu bevorzugen sein können.
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So
ist es im Hinblick auf eine einfache und kostengünstige Fertigung vorteilhaft,
wenn die Förderrolle
zwei oder mehr Teilflächen
mit jeweils unterschiedlichen Reibwerten aufweist, wobei zwei Teilflächen in
einer Übergangszone
an einer Naht aneinander stoßen.
Derartige Beläge
können
entweder nachträglich
auf die bekannten Rollen aufgebracht werden oder die Rollen werden
entsprechend aus mehreren Teilen zusammengesetzt, wobei die Einzelteile jeweils
aus einem anderen Material gefertigt sind. Die Teilflächen können unterschiedliche
Form annehmen. Dabei weist die Naht in einer besonders einfachen
Form einen in Drehrichtung gradlinigen Verlauf auf. Ein solcher
Verlauf bewirkt einen besonders drastischen und ruckartigen Übergang
zwischen den beiden Reibungszonen. Bei besonderen Anwendungen kann
gerade diese Eigenschaft vorteilhaft und damit erwünscht sein.
Um einen kontinuierlichen Übergang
zu erreichen, kann die Naht in Wellen- oder Zig-Zack-Form entlang
der Drehrichtung verlaufen. Je nach Bedarf sind eine Vielzahl von
anderen Formen denkbar. Meist ist es jedoch vorteilhaft, wenn die
der Grundfläche
der Förderrolle
zugewandte „untere" Teilfläche einen
höheren
Reibwert aufweist, als die darüber
liegende „obere" Teilfläche. Dadurch
erhalten die auf dem Bereich mit einer höheren Drehgeschwindigkeit aufliegenden
Kanten des Flachgutes eine bessere Haftung und können entsprechend sicherer
befördert
werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand der 1 und 2 näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 eine
Förderstrecke
mit Hybridrollen und
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2 ein
Schema des Abzuges.
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1 zeigt
schematisch eine Förderstrecke mit
vier Hybridrollen 1 in Kegelform. Auf den Rollen liegt
ein Stapel von Briefen 2 auf, wobei die Briefe durch die
Beförderung
in Richtung des Pfeils A schon aufgefächert oder „geschindelt" wurden. Der bezüglich der
Kegelspitze unterste Brief 5 hatte die größte Fördergeschwindigkeit
und ist somit bisher am weitesten befördert worden. Die Hybridrollen 1 sind
angetrieben und drehen sich in Richtung des Pfeils B. Zu erkennen
ist ein bezüglich
der Kegelspitze unten angeordneter Oberflächenbelag 3 mit relativ
hohem Reibwert, der durch die Oberfläche einer PU-Mischung hervorgerufen
ist. Der bezüglich
der Kegelspitze oben angeordnete Belag 4 ist aus einem
glatten und festen Kunststoff und hat damit einen niedrigeren Reibwert.
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Die 1a und 1b zeigen
zwei Ausführungen
der Hybridrollen 1: Die Ausführung nach a) entspricht der
in der Förderstrecke
gezeigten Form und hat im vorderen Teil 4 eine Kunststoffbeschichtung
mit niedriger Reibung und direkt im Anschluss eine PU-Beschichtung 3 mit
hohem Reibwert. Die Naht verläuft
somit geradlinig entlang der Drehrichtung. Die Ausführung b)
hat eine Übergangszone zwischen
dem niedrigen Reibwert 4 und dem hohen Reibwert 3,
in der die Naht in einer Welle entlang der Drehrichtung verläuft. Generell
wird mit den gezeigten Belägen
erreicht, dass anstelle der von den bekannten Rollen gewohnte linearen
Geschwindigkeitszunahme eine nichtlineare Zunahme der Vereinzelungsfunktion
am größeren Durchmesser
erzeugt wird. Diese beruht im wesentlichen auf dem höheren Reibfaktor.
Da sich kleine Sendungen durch den Transport statisch aufladen können und
bislang trotz des Einsatzes von Antistatik Bürsten an der Seite „kleben" bleiben konnten,
werden sie nun durch die Hybridrollen mit hohem Reibwert an dieser
Stelle weiter transportiert. Ein Hängen bleiben an der seitlichen
Führungsplatte
ist damit ausgeschlossen.
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1c zeigt
einen Schnitt Hybridrolle 1, die einen Kern 6 aus
Stahl aufweist, der von einem oberen Belag 7 mit niedrigem
Reibwert umgossen ist. Am Fuß des
Kegels ist ein umgebender Belag 8 mit hohem Reibwert vorgesehen.
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2 zeigt
ganz allgemein ein Schema des Abzuges, wobei die Blickrichtung entlang
der Förderrichtung
ist, die eine Y-Achse definiert. Am rechten Rand sind die Briefe 9 zu
sehen, die „geshingelt" in unterschiedlichen
Höhen und
Stärken
am Abzug ankommen. Die Briefe sollen mit Hilfe von drei in einer Ebene übereinander
angeordneten Saugnäpfen 10 unter
Vermeidung von Doppelabzügen
entnommen werden. In diesem Fall steht eine kleine Briefsendung 9a vor
einer großen
A4-Sendung 9b.
Normalerweise würde
der dreifach-Sauger beide Sendungen auf einmal entnehmen, da der
oberste Saugnapf den dahinterliegenden größeren Brief 9b mit
ansaugen würde.
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Um
dieses Problem zu beheben, ist ein Sensor 11 installiert,
der über
einen in der Höhe
einstellbaren Schaltpunkt 12 verfügt. Dieser Sensor 11 tastet bis
zu einem eingestellten Tastbereich das Vorhandensein einer Briefsendung 9 durch
eine Öffnung
in der Abzugsplatte 13 ab. Wird der Abzug der dreifach-Saugergruppe 10 gestartet,
so fahren die Sauger auf die Briefsendungen 9 auf (Pfeil
C). In diesem Fall werden jedoch nur die beiden unteren Sauger mit Unterdruck
versorgt. Der obere Sauger bleibt inaktiv. Wird nun bei der Rückwärtsbewegung
(Pfeil D) der Saugergruppe ein Brief vom Sensor ertastet, so wird sofort
der obere Sauger mit Unterdruck versorgt, um den Brief aufzunehmen
und ihn beim weiteren Transport zu unterstützen. Wird während der
Rückwärtsbewegung
kein Brief vom Sensor ertastet, so handelt es sich nicht um ein
C5 oder A4-Format. Entlang der Brieflaufkante 14 mit der
Bewegung nach Pfein D nach schräg
oben abgezogen und mit einem Kugelschlitten 15 zur Sortieranlage
befördert.
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Ganz
allgemein ist es vorteilhaft, die Förderstrecke mit dem Kegelrollenantrieb
in unterschiedliche Antriebseinheiten zu unterteilen. Dabei werden die
unterschiedlichen Geschwindigkeiten in bestimmten Abhängigkeiten
von Sensoren geregelt, die entlang der Förderstrecke angeordnet sind.
Die Voraussetzung für
einen optimalen Abzug der Sendungen durch die Saugergruppe wird
durch eine kontinuierliche Zuführung
von Sendungen gewährleistet.
Hierzu ist es nun jederzeit möglich,
die Kegelrollen-Geschwindigkeit dem Zustand des Füllgrades
anzupassen.
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Sollte
es zu Problemen beim Abzug kommen, wird die Geschwindigkeit der
Saugergruppe für eine
frei definierbare Anzahl von Zyklen auf minimale Abzugsgeschwindigkeit
umgeschaltet, um den Brief eventuell langsam aufnehmen zu können. Sollte
das nicht zum gewünschten
Erfolg führen,
wird ein Antrieb für
kurze Zeit rückwärts und
anschließend
wieder vorwärts
bewegt, um eine neue Positionierung der Briefe im Bereich des Abzugs
zu erreichen. Anschließend
wird der Abzugsvorgang erneut in einem geschwindigkeitsreduzierten
Zyklus gestartet.