DE3131388C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stapelvorrichtung für flaches Blattgut, wie Banknoten, Belege und dergl., mit einer auf einer Grundplatte rotierenden Staplertrommel, die das Blattgut mit Hilfe von Saugöffnungen an Ihrer Vor­ derkante erfaßt, durch Drehen der Trommel an einem An­ schlag abstapelt und zum Strecken vor dem Abstapeln mittels in Drehrichtung hinter den Saugöffnungen angeordneten Blas­ öffnungen mit Druckluft beaufschlagt.

Bei Stapelvorrichtungen der eingangs bezeichneten Art er­ gibt sich vor allem bei hohen Abstapelgeschwindigkeiten ein Problem hinsichtlich der einwandfreien Ablösung des Blattgutes. Die an der Trommel liegenden Blätter haben die Tendenz nach dem Auftreffen der Vorderkante auf dem Anschlag, tangential an der Trommeloberfläche entlangzu­ gleiten, was häufig dazu führt, daß das Blatt in der Regel im Bereich seiner Mittellinie einknickt und auch im eingeknickten Zustand abgestapelt wird.

Zur Lösung des Problems ist bereits vorgeschlagen worden ( DE-OS 25 55 306 ), an der Staplertrommel eine Blasdüse anzuordnen, die einen gerichteten Luftstrahl tangential in Drehrichtung auf die Trommel schickt. Beim Vorbei­ laufen der Hinterkante des von der Staplertrommel aufge­ nommenen Blattes an der Blasdüse soll Luft zwischen Blatt­ gut und Trommel gelangen und dabei das Blatt von der Trom­ meloberfläche trennen. Für die einwandfreie Funktion dieser Lösung ist es notwendig, daß sich die Hinterkante des Blattes zunächst selbstständig von der Trommel löst, damit dann die Blasluft wirksam werden kann. Dies ist in vielen Fällen nicht gegeben, so daß der Luftstrom das Einfalten des Blatt­ gutes entlang seiner Mittellinie noch unterstützt.

Eine bessere Stapelqualität kann erzielt werden, wenn, wie in der US-PS 27 59 543 vorgeschlagen, die Blasluft vom Innern der Trommel her durch gesonderte Blasöff­ nungen wirksam wird. Die Blasöffnungen liegen, in Dreh­ richtung der Trommel gesehen, hinter den Saugöffnungen, die die Vorderkante des Blattes halten.

Aber auch mit der letztgenannten Stapelvorrichtung lassen sich noch keine befriedigenden Ergebnisse erzie­ len. Es hat sich nämlich gezeigt, daß das Blattgut, gerade wenn es, wie bei gebrauchten Banknoten, einen unter Umstän­ den sehr lappigen Zustand aufweist, trotz der Blasluft vor allem am Notenende in vielen Fällen zu lange an der Trom­ meloberfläche haftet. Ein ordnungsgemäßes Aufschwingen in die gestreckte Lage wird verhindert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Stapel­ vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die ein einwandfreies Ablösen von der Trommel und Auf­ schwingen in die gestreckte Lage ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer Stapelvorrichtung gemäß der Erfindung löst sich das Blattende wesentlich leichter und damit schneller von der Trommeloberfläche, so daß das Blatt während der Trommeldrehung ungehindert in die gestreckte Lage auf­ schwingen kann. Die erhebliche Verbesserung in der Sta­ pelqualität bedingt durch das einwandfreie Aufschwingen der Noten ist im wesentlichen darin begründet, daß bei der erfindungsgemäßen Ausführung von Druckluftkanä­ len und Saugöffnungen die Blasluft nicht kontinuierlich, sondern intermittierend bzw. pulsierend auf das Blattgut einwirkt.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß das Blattgutende bei kontinuierlich anstehender Blasluft unter bestimmten Voraussetzungen aufgrund des aus der Strömungslehre be­ kannten "Bernoulli-Effekts" nicht von der Trommelober­ fläche abgestoßen, sondern vielmehr angesaugt wird.

Bei der konstruktiven Lösung gemäß der Erfindung sind in einer bestimmten Winkellage der Trommel alle Druck­ luftkanäle frei und damit alle Blasöffnungen aktiv, während in einer zweiten Winkellage alle Druckluftkanäle geschlossen sind. Bei dieser Ausführungsform schwankt der Pegel der Blasluft zwischen einem Maximalwert und dem Wert Null.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Blasöffnungen des Rotors den Druckluftkanälen des Sta­ tors räumlich derart zugeordnet, daß es keine Winkel­ stellung der Trommel gibt, in der alle Druckluftkanäle vollständig geöffnet bzw. vollständig geschlossen sind. Bei dieser Anordnung, die sich unter anderem durch ein gegenüber der erstgenannten Anordnung vermindertes Lauf­ geräusch auszeichnet, schwankt der Blasluftpegel zwischen einem Maximalwert und einem Grundpegel größer Null.

Beide Ausführungsformen der Erfindung haben im übrigen den Vorteil, daß der Luftdurchsatz erheblich reduziert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind außerhalb der Staplertrommel zusätzlich Blasdüsen vorgese­ hen. Diese Blasdüsen wirken einem Auffächern abgestapelter Noten entgegen.

Einzelheiten der Erfindung, weitere Vorteile und Weiter­ bildungen werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 stark vereinfacht, den Aufbau einer Stapelvorrichtung,

Fig. 2 den Aufbau einer in der Grundplatte verwendeten Bodendüse,

Fig. 3a-c den konstruktiven Aufbau der Staplertrommel in drei Betriebsphasen,

Fig. 4a-c eine weitere Ausführungsform der Staplertrommel,

Fig. 5 Kurvenverläufe der Blasluftintensität in Abhängig­ keit von der Rotorstellung,

Fig. 6 eine Staplertrommel, deren Statorkanäle Röhrchen­ einsätze aufweisen und

Fig. 7 die Detailzeichnung eines Statorkanals.

Die Fig. 1 zeigt eine Stapelvorrichtung, wie sie beispw. in Anlagen zur automatischen Sortierung von Banknoten verwendet werden. Die Vorrichtung hat als Endglied der Anlage die Aufgabe, Banknoten bestimmter Kategorie, beispw. verschmutzte Noten, zu stapeln. Die Noten 5 wer­ den über das in der Fig. schematisch gezeigte Transport­ system 7 der Staplertrommel 1 zugeführt. Der Taktabstand der antransportierten Noten ist bei sich ständig drehen­ der Trommel 1 so festgelegt, daß jeweils die Vorderkante einer Note mit dem Saugbereich 6 der Staplertrommel 1 im Berührungspunkt zwischen Transportsystem und Trommel (Tangentialpunkt "T") zusammentrifft. Die erfaßte Note wird durch Drehung der Trommel gegen den Abstreifer 10 ge­ führt und dabei an einem ggf. schon vorhandenen Stapel 9, bzw. an der Staplerplatte 8, abgelegt. Die Platte ist schwenkbar gelagert und paßt sich damit dem wachsenden Stapel automatisch an. Einzelheiten zu diesem Staplerprin­ zip sind beispw. in der DE-OS 29 09 833 beschrieben. Zur Formierung eines ordnungsgemäßen Stapels ist es notwendig, daß sich die Banknote mit ihrem mittleren bzw. hinteren Bereich rechtzeitig von der Staplertrommel löst und daß sie in die gestreckte Lage aufschwingt, um sich schließlich ganzflächig an die Staplerplatte anlegen zu können. Diese Bedingungen erfüllt die Stapelvorrichtung gemäß der Erfin­ dung, die in einer beispielhaften Ausführungsform in den Fig. 3a bis 3c in drei aufeinanderfolgenden Betriebsphasen dargestellt ist.

Die aus einem Stator 16 und einem Rotor 17 bestehende Stap­ lertrommel enthält ein Saugluft- und ein Blasluftsystem. Das Saugluftsystem sei hier nur am Rande erwähnt. Es ist in der Fig. 3a mit der vertikalen Bohrung 20, die mit einer in den Fig. nicht gezeigten Vakuumpumpe verbunden ist, mit den Verbindungskanälen 22, und dem Saugkanal 23 schematisch dargestellt. Der Saugkanal erstreckt sich etwa vom Tangentialpunkt "T" bis zum Abstreifer 10. In diesem Bereich sind die im Rotor vorgesehenen Saugöffnungen 6 mit der Vakuumpumpe verbunden. Einzelheiten zum Saug­ luftsystem sind in der DE-PS 28 56 777 beschrieben.

Neben der Bohrung 20 für die Saugluft ist im Stator 16 eine zweite Bohrung 21 angeordnet, die mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Blasluftquelle verbunden ist. Mit der Bohrung 21 sind in diesem Ausführungsbeispiel vier Statorkanäle 25 verbunden, die , sternförmig verzweigt, an die Oberfläche des Stators führen. Quasi als Verlänge­ rung dieser Statorkanäle 25 sind im Rotor 17 in ihrem Querschnitt den Kanälen 25 angepaßte Blasöffnungen 26 vor­ gesehen. Die Öffnungen sind entlang einer Mantellinie des Rotors angeordnet und erstrecken sich über einen Bereich, der in Drehrichtung der Trommel (Pfeil 27) etwa 80 bis 100° hinter dem Saugbereich 6 beginnt und etwa 15 bis 30° vor dem Saugbereich endet. Es ist im übrigen zweckmäßig, mehrere Blasöffnungsreihen mit den zugehörigen Statorkanälen un­ tereinander, d.h. bezügl. der Figuren senkrecht zur Zei­ chenebene, vorzusehen, um auf die gesamte Breite der ab­ zustapelnden Note Einfluß nehmen zu können.

In dem in der Fig. 3a bis 3c gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Lage der Statorkanäle 25 relativ zur Lage der Blasöff­ nungen 26 entlang einer Mantellinie des Rotors 17 so gewählt, daß bei einer bestimmten Stellung des Rotors alle Stator­ kanäle geschlossen und bei einer anderen Stellung des Rotors alle Statorkanäle vollständig geöffnet sind.

Der Verlauf der Intensität der Blasluft in Abhängigkeit von der Stellung des Rotors ist qualitativ durch den Kur­ venzug 30 in der Fig. 5 wiedergegeben. Die pulsierende Charakteristik des Signals, das zwischen einem Maximalwert und dem Wert Null schwankt, sorgt für das schnelle Ablösen der Banknote von der Staplertrommel.

Der Aufschwingvorgang ist in den Fig. 3a, 3c gezeigt.

Fig. 3a zeigt die Situation, in der sich der Saugbereich 6 des Rotors 17 zur Aufnahme einer Banknote 5 gerade im Tan­ gentialpunkt "T" befindet. Die zuvor aufgenommene und be­ reits gegen den Abstreifer 10 geführte Banknote 5 a ist be­ reits in der Aufschwingphase und bewegt sich auf den am Anschlag liegenden Banknotenstapel 9 zu.

Die Fig. 3b zeigt die Situation, unmittelbar nachdem die Vorderkante der in Fig. 3a aufgenommene Banknote 5 den Ab­ streifer 10 erreicht hat. Die Hinterkante der Note wird trotz aufgelaufener Vorderkante weitertransportiert, da sie reibschlüssig zwischen dem Rotor 17 und einer Andruck­ rolle 30 gehalten wird. Die ersten Blasöffnungen 26 haben inzwischen den Bereich des Stators erreicht, in dem sich die Statorkanäle befinden.

In der Darstellung in Fig. 3c hat die Banknotenhinterkante die Klemmung zwischen der Andruckrolle 30 und dem Rotor 17 verlassen. In dieser Betriebsphase wird die Banknote sowohl im hinteren als auch im mittleren Bereich mit pulsierender Blasluft beaufschlagt. Gerade der hintere Banknotenbereich löst sich daher nach Verlassen der Klemmung schnell von der Trommeloberfläche und kann ungehindert in die gestreckte Lage aufschwingen (siehe Fig. 3a, 3b Banknote 5 a).

Die Fig. 4a-4c zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die Staplertrommel 17 ist wieder in drei Be­ triebsphasen gezeigt, die den in den Fig. 3a-3c darge­ stellten enstprechen. Der Aufbau des Stators 16 mit der Anordnung der Statorkanäle 25 ist unverändert. Im Rotor 17 sind jedoch bei dieser Ausführungsform auf etwa gleicher Umfangslänge wesentlich mehr Blasöffnungen vorgesehen. Der Abstand zwischen den Blasöffnungen 26 ist damit etwa so groß, wie deren Durchmesser. Wie man anhand der Fig. erkennt, gibt es bei dieser Staplertrommel keine Rotorstellung, bei der alle Statorkanäle 25 völlig geschlossen sind. Ebenso gibt es keine Rotorstellung, bei der alle Statorkanäle 25 vollständig geöffnet sind.

Der sich aus diesem Abbau ergebende Intensitätsverlauf der Blasluft ist in der Fig. 5 mit dem strichlierten Kurven­ zug 31 dargestellt. Das pulsierende Signal ist gegenüber dem Signal 30 in der Dynamik komprimiert und weist eine höhere Frequenz auf.

Ein Vorteil der letztgenannten Ausführungsform liegt darin, daß die Staplertrommel bei unvermindert guter Stapelqua­ lität ein erheblich reduziertes Betriebsgeräusch verur­ sacht.

Vorstehend wurden zwei Aufbauten von Staplertrommeln disku­ tiert. Nach dem bisher Gesagten ist ersichtlich, daß durch Anzahl, Lage und Größe der Statorkanäle sowie der Blasöff­ nungen in der Trommel die in der Fig. 5 gezeigten Kurven­ verläufe praktisch beliebig variiert werden können. Das Optimum ist erreicht, wenn der pulsierende Charakter des Signals noch so wirksam ist, daß die Banknote, ohne an der Trommel zu kleben, schnell und ganzflächig aufschwingt und wenn das Betriebsgeräusch sowie der Luftdurchsatz minimiert sind.

Bei der Stapelung langer und außerdem sehr lappiger Noten, d.h. Noten mit äußerst geringer Eigensteifigkeit, kann es vorkommen, daß diese, mehr oder weniger stark aufgefächert an der Staplerplatte abgelegt werden. Eine Auffächerung, die bei der Entnahme des Stapels aus der Vorrichtung stö­ rend sein kann, wird vermieden bzw. stark reduziert, wenn wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, in der Grundplatte 35, auf der die Staplertrommel 1 rotiert, Bodendüsen 36 eingesetzt werden.

Die Bodendüsen sind so konstruiert und in der Bodenplatte 35 montiert, daß sie einen Luftstrom schräg aus der Bodenplatte gegen das hintere Ende des Stapels 9 schicken und damit die Noten gegen die Staplerplatte drücken. Die Bodendüsen schließen bündig mit der Oberfläche der Grundplatte ab, um das Aufschwingen der Banknoten nicht zu behindern. Ihre Wirkung setzt dann ein, wenn die Banknote 5 aufgeschwungen ist und sich in gestreckter Lage auf die Staplerplatte 8 zubewegt.

Die in der Fig. 1 gezeigten Bodendüsen können auch durch eine einzige Blasdüse 40 ersetzt werden ( in der Fig. strichliert angedeutet), die außerhalb des Aufschwingbe­ reichs der Banknote angeordnet ist. Durch eine starke Bün­ delung der Blasluft mit der Hauptkomponente in Richtung auf den hinteren Stapelbereich und einer möglichst geringen Blasluftkomponente tangential entlang der Staplertrommel wird vermieden, daß der Aufschwingvorgang der Note negativ beeinflußt wird.

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind die Bohrungen 37 der Bodendüsen 36 mit mehreren, dicht aneinander gepackten Röhrchen 38 ausgestattet. Diese Röhrchen mit einem gegenüber der Bohrung erheblich reduzierten Querschnitt bewirken, wie sich gezeigt hat, zweierlei. Die Richtwirkung der Blasdüsen wird verstärkt. Das Ausblasgeräusch wird vermin­ dert. Als diesen Gründen sind auch in den Statorkanälen 25, wie die Fig. 6 und 7 zeigen, mehrere Röhrchen 38 ange­ ordnet. Da die wirksame Länge der Röhrchen ihre vorteilhaf­ ten Eigenschaften verstärkt, sind sie vorzugweise in den Statorkanälen 25 und nicht in den Blasöffnungen 26 des Rotors, die erheblich kürzer sind als die Statorkanäle, angeordnet.

Claims (8)

1. Stapelvorrichtung für Blattgut, wie Banknoten, Belege und dergleichen, mit einer auf einer Grundplatte ange­ ordneten, rotierenden Staplertrommel, bestehend aus einem zylinderförmigen Stator und einem auf diesem Stator sich drehenden Rotor, welcher das Blattgut mit Hilfe von Saug­ öffnungen an seiner Vorderkante erfaßt, durch Drehen des Rotors an einem Anschlag abstapelt und zum Strecken vor dem Ablegen mittels in Drehrichtung hinter den Saug­ öffnungen angeordnete Blasöffnungen im Rotor mit Druckluft beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (16) mehrere, in Drehrichtung des Rotors (17) gesehen, hintereinanderliegende, mit Druckluft beaufschlagte separate Kanäle aufweist, deren Öffnungen auf der Mantelfläche des Stators liegen und im Rotor (17) Blasöffnungen (26) vorge­ sehen sind, deren Querschnitt etwa dem Querschnitt der Statorkanäle (25) entspricht und die derart ange­ ordnet sind, daß sie bei Drehung des Rotors die Kanal- Öffnungen auf der Mantelfläche des Stators über­ laufen.

2. Stapelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Blasöffnungen (26) so angeordnet sind, daß bei einer bestimmten Winkel­ lage des Rotors (17) alle Statorkanäle vollständig geöffnet und bei einer anderen Winkellage alle Stator­ kanäle völlig geschlossen sind.

3. Stapelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Blasöffnungen (26) so angeordnet sind, daß bei einer bestimmten Winkel­ lage des Rotors der größte Teil der Statorkanäle (25) vollständig geöffnet und bei einer anderen Winkel­ lage der größte Teil aller Statorkanäle (25) geschlossen ist.

4. Stapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stator­ kanäle (25) über einen Bogen von etwa 90° verteilt sind und etwa 90° vor dem Abstapelanschlag enden.

5. Stapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasöffnungen (26) in Drehrichtung der Trommel etwa 80-100° hinter dem Saugbereich beginnen und etwa 15-30° vor dem Saugbereich enden.

6. Stapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorkanäle (25) in Ebenen senkrecht zur Achse des Stators (16) hintereinander angeordnet sind.

7. Stapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Statorkanälen (25) mehrere luftführende Röhrchen (38) dicht gepackt nebeneinander angeordnet sind.

8. Stapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einer horizontal angeordneten Grundplatte im Aufschwing­ bereich des Stapelguts Blasdüsen (36) angeordnet sind, die mit der Grundplatte bündig abschließen und derart schräg gerichtet sind, daß sie den hinteren Bereich des abgelegten Stapels (9) mit Druckluft beaufschlagen.