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Diese Erfindung bezieht sich auf eine
Blatthandhabungsvorrichtung zum Entfernen von Blättern von Stapeln von Blättern,
die in einer Vielzahl von Behältern gehalten sind und zum
Fördern der Blätter zu einer Ausgabestation.
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Die Erfindung findet beispielsweise Anwendung bei einer Bargeld-
Ausgabeeinheit einer automatisierten Zahlungsmaschine (ATM), in
der eine Banknoten-Greifvorrichtung zum Herausziehen von
Geldscheinen aus einer Vielzahl von in der Bargeld-
Ausgabeeinheit montierten Geldscheinkassetten vorgesehen ist.
Wie wohlbekannt ist, führt beim Betrieb einer ATM ein Kunde eine
Kundenidentifikationskarte in die Maschine ein und gibt dann
bestimmte Daten (wie Codes, benötigte oder einzuzahlende
Geldmenge, Art der Transaktion, etc.) auf einem oder mehreren
mit der Maschine verbundenen Tastenfeldern ein. Die Maschine
bearbeitet dann die Transaktion, aktualisiert den Kontostand des
Benutzers zur Widerspiegelung der Geldtransaktion, zahlt, wenn
gewünscht, Bargeld aus, das aus einer oder mehreren der
Geldscheinkassetten entnommen wird und gibt dem Benutzer die
Karte als Teil eines Routinevorgangs wieder zurück.
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Eine bekannte Art einer Bargeld-Ausgabeeinheit einer ATM (siehe
GB-A-2 182 716) weist eine Vielzahl von Banknoten-
Greifmechanismen auf, die jeweils schwenkbar gelagerte Greifarme
umfassen, die unmittelbar neben einer zugeordneten
Geldscheinkassette angeordnet sind, wobei die Greifarme so
angeordnet sind, daß sie einen Teil einer Endnote eines
Notenstapels in der Kassette durch Ausübung von Saugkraft auf
die Endnote vom Rest des Stapels abziehen und diesen Teil zum
Eingriff durch Transportmittel positionieren, die zur Entfernung
der Endnote aus der Kassette angeordnet sind. Bei einem
typischen Bargeldauszahlungsvorgang fördern die Transportmittel
eine Vielzahl von Geldscheinen einzeln nacheinander zu einer
Geldschein-Stapelvorrichtung, wo die Geldscheine zu einem Bündel
gestapelt werden und das Notenbündel dann zur Entgegennahme
durch einen Benutzer der ATM zu einer Ausgabestation in Form
eines Bargeldausgangsschlitzes gefördert wird.
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Es kann zuweilen vorkommen, daß beim Betrieb eines Banknoten-
Greifmechanismus einer Bargeldausgabeeinheit aufgrund einer
Fehlfunktion des Mechanismus eine sogenannte Schwallförderung
auftritt, bei der in einem Arbeitszyklus des Greifmechanismus
irrtümlich eine Vielzahl von Banknoten anstelle einer Einzelnote
aus der Kassette herausgegriffen wird. Eine derartige
Fehlfunktion kann beispielsweise vorkommen, wenn die Kassette
nicht korrekt bestückt wurde oder wenn ein Geldschein-
Ausschiebermechanismus in der Kassette verstopft ist. Wenn eine
Schwallförderung vorkommt, können die die Geldschein-
Transportmittel antreibenden Zahnräder hoher Beanspruchung
unterliegen und eines oder mehrere Zahnräder können versagen.
Selbst wenn nur ein Zahnrad als Folge einer Schwallförderung
ausfallen mag, sind alle anderen Zahnräder im Antriebssystem
derart hoch belastet, daß eine weitere Benutzung wahrscheinlich
bald zu mehr Ausfällen führt. Daher hat eine bekannte Bargeld-
Ausgabeeinheit den Nachteil, daß wenn eine Schwallförderung erst
einmal vorgekommen ist, wahrscheinlich ein größerer
Zahnräderwechsel erforderlich ist, bevor man den
Greifmechanismus wieder vertrauensvoll benutzen kann.
Desgleichen hat eine bekannte Bargeld-Ausgabeeinheit mit einer
Vielzahl von Greifmechanismen den weiteren Nachteil, daß wenn
eine Schwallförderung erst einmal vorgekommen ist, unter
Umständen die gesamte Bargeld-Ausgabeeinheit außer Betrieb
gesetzt wird, bis ein eventueller Geldscheinstau beseitigt
und/oder eventuell nötige Reparaturen durchgeführt sind.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Blatthandhabungsvorrichtung der Art zu schaffen, die eine
Vielzahl von Greifmechanismen zum Entfernen von Blättern aus
einer Vielzahl von Behältern aufweist, wobei die oben erwähnten
Nachteile im wesentlichen beseitigt werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine Blatthandhabungsvorrichtung zum
einzelnen Entfernen von Blättern von einer Vielzahl von Stapeln
von Blättern geschaffen, die jeweils in einer Vielzahl von
Behältern gehalten sind, und zum Fördern der Blätter zu einer
Ausgabestation, wobei die Vorrichtung aufweist: eine Blatt-
Transportvorrichtung, eine Vielzahl von jeweils den Behältern
zugeordneten Greifmechanismen, wobei jeder Greifmechanismus
angeordnet ist, um einen Teil eines Endblattes des in dem
zugeordneten Behälter gehaltenen Stapels von dem restlichen
Stapel abzuziehen und diesen Teil zum Eingriff durch erste und
zweite Walzenmittel zu positionieren, die in dem
Greifmechanismus enthalten und so angeordnet sind, daß sie das
Endblatt zwischen sich greifen zu dem Zweck, das Endblatt aus
dem zugehörigen Behälter zu entfernen, und einen
Antriebsmechanismus für die Transportvorrichtung und die
Vielzahl von Greifmechanismen, wobei der Antriebsmechanismus im
Betrieb durch einen Elektromotor angetrieben ist, gekennzeichnet
durch eine Vielzahl von Drehmomentbegrenzungsvorrichtungen, die
in dem Antriebsmechanismus enthalten und jeweils mit den
Greifmechanismen verbunden sind, wobei jede
Drehmomentbegrenzungsvorrichtung erste und zweite drehbare
Elemente aufweist, die sich während des Arbeitsablaufes des
zugeordneten Greifmechanismus drehen, wobei das erste Element so
angeordnet ist, daß es ein Drehmoment auf das zweite Element
ausübt zu dem Zweck, die ersten und zweiten Walzenmittel des
zugehörigen Greifmechanismus anzutreiben, und jede
Drehmomentbegrenzungsvorrichtung so angeordnet ist, daß sie den
Antrieb der ersten und zweiten Walzenmittel des zugehörigen
Greifmechanismus unterbricht, für den Fall, daß das von dem
ersten Element der Vorrichtung auf das zweite Element ausgeübte
Drehmoment einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, während
sie die Antriebsausübung auf den oder jeden anderen
Greifmechanismus weiter zuläßt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun beispielhaft mit
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Bargeld-
Ausgabeeinheit einer ATM mit zwei
Greifmechanismen ist, wobei Teile der Einheit
weggelassen sind;
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Fig. 2 eine vergrößerte Teilschnitt-Seitenansicht eines
Teiles der Bargeld-Ausgabeeinheit gemäß Fig. 1 in
teilweise weggebrochener Darstellung ist;
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Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Teil eines der
Greifmechanismen in Richtung des Pfeiles A in
Fig. 2 ist;
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Fig. 4 eine Seitenansicht zur Darstellung des
Antriebsmechanismus für die Greifmechanismen und
zugehörige Transportmechanismen ist;
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Fig. 5A und 5B eine vergrößerte Seiten- bzw. Stirnansicht eines
Antriebselementes eines im Antriebsmechanismus
gemäß Fig. 4 enthaltenen
Drehmomentbegrenzungsmechanismus sind, wobei Fig. 5B eine Darstellung
in Richtung des Pfeiles B in Fig. 5A ist;
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Fig. 6A und 6B eine vergrößerte Seiten- bzw. Stirnansicht eines
angetriebenen Elementes des
Drehmomentbegrenzungsmechanismus sind, wobei Fig. 6B eine
Darstellung in Richtung des Pfeiles C in Fig. 6A
ist;
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Fig. 7 auf demselben Blatt wie Fig. 3, eine
Seitenansicht des auf einer entsprechenden Welle
befestigten Drehmomentbegrenzungsmechanismus
gemäß Fig. 5 und 6 ist, wobei ein Teil des
Antriebselementes weggebrochen ist;
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Fig. 8A und 8B jeweils schematische Ansichten zur Darstellung
eines normalen Greifvorganges und eines
Greifvorganges mit Schwallförderung sind; und
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Fig. 9 ein schematisches Blockdiagramm zur Darstellung
der elektrischen Verbindungen zwischen Teilen der
Bargeld-Ausgabeeinheit ist.
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Bezugnehmend auf Fig. 1 umfaßt die hier dargestellte Bargeld-
Ausgabeeinheit 10 zwei gleiche Greifmechanismen 12, die
übereinander angeordnet und jeweils einer Geldscheinkassette 14
zugeordnet sind, die herausnehmbar in einem Traggerüst 16 der
Ausgabeeinheit 10 befestigt sind. Jede der Kassetten 14 ist so
angeordnet, daß sie einen Stapel Banknoten 18 enthält, die mit
übereinstimmenden Längskanten auf einer in der Kassette 14
montierten horizontalen Tragplatte 20 abgestützt sind. Die
beiden Kassetten 14 enthalten jeweils Geldscheine 18
unterschiedlicher Nennwerte.
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Unter zusätzlicher Bezugnahme auf Fig. 2 wird nun der Stapel
Banknoten 18 in jeder Kassette 14 von einem
Federschieberelement 22 (Fig. 1) zu einem Anschlagelement 24
(Fig. 2) hingedrückt, das an der Stimseite (links in Bezug auf
Fig. 1 und 2) der Kassette 14 befestigt ist. Im vorderen Ende
jeder Kassette 14 ist eine Öffnung 26 (Fig. 2) ausgebildet, die
normalerweise mit einer (nicht dargestellten) herkömmlichen
Abdeckeinrichtung verschlossen ist, wenn die Kassette 14 nicht
in der Ausgabeeinheit 10 montiert ist. Wenn eine Kassette 14 in
der richtigen Betriebsstellung in der Ausgabeeinheit 10
befestigt wird, wird die diesbezügliche Abdeckeinrichtung
automatisch von der Verschlußposition weggezogen, damit
Banknoten 18 von dem zugeordneten Greifmechanismus 12 durch die
Öffnung 26 herausgezogen werden können. An der Stirnseite der
Tragplatte 20 jeder Kassette 14 sind Bürsten 28 vorgesehen,
deren Zweck später noch erklärt werden wird.
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Jeder Greifmechanismus 12 umfaßt ein Röhrenelement 30, das sich
zwischen Seitenwänden 32 und 34 des Traggerüsts 16 erstreckt und
zu denen es drehbar gelagert ist. Zwei herkömmliche Greifarme 36
mit jeweils einem Gummi-Ansaugkissen 38 sind auf jedem
Röhrenelement 30 befestigt und stehen mit dem Innern des
zugehörigen Röhrenelementes 30 in Verbindung. Übereinstimmende
Enden der Röhrenelemente 30 stehen über die Seitenwand 34 hinaus
und sind jeweils mit einem entsprechenden schwenkbaren
Anschlußkrümmer 40 an einen entsprechenden Gummischlauch 42
angeschlossen, über den im Betrieb Unterdruck auf das jeweilige
Röhrenelement 30 ausgeübt wird.
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Ein Getriebesegment 44 ist an demjenigen Teil jedes
Röhrenelementes 30 befestigt, das über die Seitenwand 34
hinaussteht, wobei das Getriebesegment 44 in zusammenwirkendem
Eingriff mit einem gezahnten Endabschnitt 46 eines ersten Armes
eines jeweiligen Winkelhebels 48 ist, der schwenkbar auf einer
an der Außenfläche der Wand 34 befestigten Achswelle 50 gelagert
ist. Jeder Hebel 48 wird, mit Bezug auf Fig. 2, mittels einer
Feder 52 gezwungen, sich gegen den Uhrzeigersinn zu drehen,
wobei die Enden der Feder 52 jeweils an der Seitenwand 34 und
dem Ende des zweiten Armes des Hebels 48 befestigt sind. An
einer Seite jedes Hebels 48 ist eine Achswelle 54 befestigt, die
in eine in einem zugehörigen Nockenelement 58 ausgebildete
Nockenlaufbahn 56 eingreift. Jedes Nockenelement 58 ist an einem
entsprechenden Zahnrad 60 befestigt, das drehbar auf einer
entsprechenden Welle 62 gelagert ist, die aus der Außenfläche
der Seitenwand 34 herausragt. Die Zahnräder 60 werden von
Zahnrädern 64 angetrieben, die Teil eines Getriebemechanismus 65
sind (Fig. 4), der von einem Hauptantriebselektromotor 66
betätigt wird (Fig. 4 und 9). Bei eingeschaltetem Motor 66
werden die Zahnräder 60, mit Bezug auf Fig. 2, im Betrieb im
Uhrzeigersinn gedreht. Diese Drehung der Zahnräder 60 führt eine
oszillierende Schwenkbewegung der Hebel 48 aufgrund des
Eingriffs der Achswellen 54 in die Nockenlaufbahnen 56 herbei,
wobei die Federn 52 die Achswellen 54 in Eingriff mit den
Innenkanten der Nockenlaufbahnen 56 halten. Aufgrund des
Eingriffs der Getriebesegmente 44 mit den gezahnten
Abschnitten 46 der Hebel 48 fuhrt die oszillierende Bewegung der
Hebel 48 eine oszillierende Schwenkbewegung der aus den
Röhrenelementen 30 und den zugehörigen Greifarmen 36 bestehenden
Einheiten herbei. Wie später noch näher beschrieben werden wird,
bewirkt die oszillierende Bewegung jeder der aus den
Röhrenelementen 30 und den zugehörigen Greifarmen 36 bestehenden
Einheiten, daß Banknoten einzeln nacheinander von dem in der
zugehörigen Geldscheinkassette 14 gehaltenen Stapel Banknoten 18
gegriffen werden.
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An der vom zugehörigen Nockenelement 58 entfernten Seite jedes
Zahnrades 60 ist eine Taktscheibe 68 befestigt. Jede
Taktscheibe 68 ist zum größten Teil transparent, umfaßt jedoch
einen gewölbten, undurchsichtigen Streifen 70, der sich genau
über die Hälfte der Außenfläche der Scheibe 68 erstreckt. Jede
Taktscheibe 68 ist mit optischen Abtastvorrichtungen verbunden,
die eine LED (lichterzeugende Diode) (nicht dargestellt) und
einen damit zusammenwirkenden Phototransistorsensor 73 umfaßt,
der zur Abtastung des undurchsichtigen Streifens 70 angeordnet
ist. Da jede aus einem Zahnrad 60 und dem zugehörigen
Nockenelement 58 sowie der Taktscheibe 68 bestehende Einheit
sich unter Ansprechen auf die Erregung des Motors 66 dreht,
erzeugt der zugehörige Sensor 73 im Betrieb Ausgangssignale
unter Ansprechen auf die Abtastung der vor- und nachlaufenden
Kanten des zugehörigen undurchsichtigen Streifens 70. Es
versteht sich, daß die von jedem der Sensoren 73 erzeugten
Signale Angaben über die genauen Positionen der zugeordneten
Greifarme 36 zu den Zeitpunkten liefern, zu denen diese Signale
erzeugt werden.
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Es wird nun auch auf Fig. 3 Bezug genommen, wobei jeder
Greifmechanismus 12 auch ein erstes auf einer Antriebswelle 76
befestigtes Walzenpaar 74 und ein zweites Walzenpaar 78
(nachfolgend Nockenwellenwalzen genannt) aufweist, die in
zusammenwirkender Beziehung mit den Walzen 74 auf einer
Antriebswelle 80 befestigt sind und deren Umfangsflächen
niedrige Abschnitte 82 und hohe Abschnitte 83 aufweisen. Die
Antriebswellen 76 und 80 sind hinsichtlich der Seitenwände 32
und 34, zwischen denen sie sich erstrecken, drehbar gelagert und
werden jeweils von zwei Zahnrädern 84 und 85 angetrieben, die
Teil des Getriebemechanismus 65 sind, so daß sich, mit Bezug auf
Fig. 2, im Betrieb die Walzen 74 und die Nockenwellenwalzen 78
jeweils im und gegen den Uhrzeigersinn drehen, wobei die
Walzen 74 und die Nockenwellenwalzen 78 zwei Umdrehungen pro
Umdrehung der Taktscheiben 68 ausführen. Im Verlauf eines
normalen Greifvorganges wird die untere Längenkante der ersten
Banknote 18' des Banknotenstapels 18 in der betreffenden
Kassette 14 unter Wirkung der von den jeweiligen Greifarmen 36
ausgeübten Ansaugkraft teilweise aus der Kassette 14
herausgezogen und zwischen die niedrigen Abschnitte 82 der
entsprechenden Nockenwellenwalzen 78 und die zugehörigen
Walzen 74 gefördert, wenn die Arme 36 im Uhrzeigersinn aus der
in Fig. 2 in Strichlinien dargestellten Position 36' in die mit
durchgezogener Linie dargestellte Position verschwenkt werden.
Danach wird die Banknote 18' zwischen die Walzen 74 und die
hohen Abschnitte 83 der Nockenwellenwalzen 78 eingespannt und
aufgrund dessen vollständig aus der Kassette 14 herausgezogen.
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Die Bargeld-Ausgabeeinheit 10 umfaßt zwei Geldschein-
Transportmechanismen 86, die jeweils mit den beiden
Greifmechanismen 12 verbunden sind, wobei die
Transportmechanismen 86 von dem Getriebemechanismus 65
angetrieben werden, auf den weiter oben Bezug genommen wurde.
Jeder Transportmechanismus 86 besitzt Führungseinrichtungen 87
(Fig. 2) und Förderwalzenpaare 88, 90, 92, 94 und 96 zum Fördern
einer von dem zugehörigen Greifmechanismus 12 aufgenommenen
Banknote entlang einem jeweiligen Förderweg 98 zu einem weiteren
Transportmechanismus 100, der über den Mechanismen 86 angeordnet
ist und ebenfalls über (nicht dargestellte)
Übertragungseinrichtungen von dem Motor 66 angetrieben wird. Der
Transportmechanismus 100 dient dazu, Banknoten einzeln
nacheinander zu einem herkömmlichen Auffangrad 102 zu fördern.
Die Nockenwellenwalzenpaare 78 und damit zusammenwirkende
Walzen 74 jedes Greifmechanismus 12 fördern eine aufgenommene
Banknote zu zusammenwirkenden Walzenpaaren 88 und 90, von wo die
Banknote von zusammenwirkenden Walzenpaaren 90 und 92 und
zusammenwirkenden Walzenpaaren 94 und 96 nach oben aus dem
jeweiligen Transportmechanisinus 86 herausgefördert wird. Der
obere der Transportmechanismen 86 umfaßt zusätzlich zwei weitere
Paare zusammenwirkender Walzen 104 zur Aufnahme einer aus dem
unteren Transportmechanismus 86 nach oben herausgeförderten
Banknote und zur Förderung dieser Banknote zu den
zusammenwirkenden Walzen 90 und 92 des oberen Mechanismus 86,
von wo aus die Banknote zum Transportmechanismus 100 gefördert
wird.
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Es wird nun insbesondere auf Fig. 1 Bezug genommen, wobei das
Auffangrad 102 von dem Motor 66 angetrieben wird und so
angeordnet ist, daß es sich im Betrieb ständig gegen den
Uhrzeigersinn dreht. Zwischen dem oberen Transportmechanismus 86
und dem Auffangrad 102 sind (nicht dargestellte) Mittel zum
Erfassen einer Mehrfachförderung von Banknoten und zum Erfassen
einer ungültigen oder zerrissenen Banknote vorgesehen. Das
Auffangrad 102 umfaßt eine Vielzahl von Stapelplatten 110, die
in paralleler Beziehung entlang der Auffangradachse 112
beabstandet sind und wobei jede Stapelplatte 110 eine Reihe
gekrümmter Zinken 114 umfaßt. Die Zinken 114 der
Stapelplatten 110 greifen zwischen Abschnitten 116 einer
schwenkbar gelagerten Abstreiferplattenanordnung 118 hindurch.
Im Betrieb gelangt jeder Geldschein, der durch den
Transportmechanismus 100 dem Auffangrad 102 zugeführt wird,
zwischen angrenzende Zinken 114 und wird teilweise um die Achse
des Auffangrades 102 befördert, wobei der Geldschein von den
Abschnitten 116 von dem Rad 102 abgestreift und gegen eine
Riemeneinrichtung 120 gestapelt wird, wobei eine Längskante des
Geldscheins auf der Abstreiferplatteneinheit 118 bleibt. Die
Riemeneinrichtung 120 wirkt mit einer normalerweise in der in
Fig. 1 gezeigten Position befindlichen Riemeneinrichtung 122
zusammen. Wenn ein Notenbündel 18" (oder auch nur ein einziger
Schein), das als Antwort auf eine Bargeldabhebungsforderung an
einen Benutzer ausgezahlt werden soll, gegen die
Riemeneinrichtung 120 gestapelt ist, wird die
Riemeneinrichtung 122 im Uhrzeigersinn um eine Achse 124
verschwenkt, um das Notenbündel 18" zwischen der
Riemeneinrichtung 120 und der Riemeneinrichtung 122 einzufangen.
Es versteht sich, daß im Verlauf dieser Hin- und Herbewegung
gesonderte Riemen, die zusammen die Riemeneinrichtung 122
bilden, zwischen angrenzenden Stapelplattenpaaren 110
hindurchgreifen.
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Angenommen, keine der Banknoten in dem Bündel 18" wurde aus
irgendeinem Grund zurückgewiesen, so werden die
Riemeneinrichtungen 120 und 122 betätigt und treiben das
Bündel 18" zu einem Paar Antriebsriemeneinrichtungen 126
und 128. Die Riemeneinrichtungen 126 und 128 dienen dazu, das
Bündel 18" durch einen Banknotenauslaßschlitz 130 in einem
Gehäuse 132 der ATM bis zu einer Position zu befördern, wo der
Benutzer der ATM das Bündel 18" an sich nehmen kann, wobei eine
Verschlußblende 134, die zum Verschließen des Schlitzes 130
dient, wenn die ATM nicht in Betrieb ist, zuvor in eine offene
Position zurückgezogen wurde. Es versteht sich, daß die
Riemeneinrichtungen 120 und 122 in federnder Beziehung
zueinander befestigt sind, und die Riemeneinrichtungen 126
und 128 ebenfalls in federnder Beziehung zueinander befestigt
sind, so daß Notenbündel variierender Dicke dazwischen gehalten
und von den Riemeneinrichtungen 120 und 122 und den
Riemeneinrichtungen 126 und 128 gefördert werden können. Falls
während des Stapelns des Notenbundels 18" gegen die
Riemeneinrichtung 120 eine Mehrfachförderung erfaßt wurde oder
eine oder mehrere der Banknoten im Bündel 18" aus einem anderen
Grund zurückgewiesen wurden, wird die
Abstreiferplatteneinheit 118 in die in Fig. 1 in Strichlinien dargestellte
Position verschwenkt, und die Riemeneinrichtungen 120 und 122
werden betätigt, um das Bündel 18" in entgegengesetzter
Richtung zur normalen Förderrichtung zu fördern, und das
Bündel 18" wird in einem Behälter 136 für ausgemusterte
Banknoten durch eine darin befindliche Öffnung auf der Oberseite
abgelegt.
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Es wird nun nochmals auf Fig. 3 zusammen mit Fig. 4, 5A
und 5B, 6A und 6B sowie Fig. 7 Bezug genommen, wobei der
Getriebemechanismus 65, der von dem Elektromotor 66 über
Riemen 138 und Riemenscheiben 140 (Fig. 4) angetrieben wird,
zwei Drehmomentbegrenzungsmechanismen 142 umfaßt, die jeweils
mit den beiden Greifmechanismen 12 in Verbindung stehen. Jeder
Drehmomentbegrenzungsmechanismus 142 umfaßt ein
Antriebselement 144 (am besten in Fig. 5A und 5B dargestellt)
und ein Abtriebselement 146 (am besten in Fig. 6A und 6B
dargestellt), wobei jedes Element 144 und 146 von einstückiger
Bauweise ist und aus Kunststoff, wie z. B. einem Acetalkunstharz
besteht.
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Es wird nun insbesondere auf Fig. 5A und 5B Bezug genommen,
wobei das Antriebselement 144 einen hohlen zylindrischen
Nabenabschnitt 148 aufweist, der an einem Ende einstückig mit
einem Zahnradabschnitt 150 ausgebildet ist. Ein federnder
Spannfinger 152 ragt aus der Außenfläche des Nabenelementes 148
heraus, wobei der freie Endabschnitt 154 des Spannfingers 152
ein abgerundetes Ende 156 aufweist, das von dem
Nabenabschnitt 148 wegzeigt. Der Endabschnitt 154 ist (mit Bezug
auf Fig. 5B) gegen den Uhrzeigersinn vom Abschnitt 158 des am
Nabenabschnitt 148 anliegenden Spannfingers 152 versetzt. Die
Abschnitte 154 und 158 des Spannfingers 152 sind durch einen
angeformten mittleren Abschnitt 160 miteinander verbunden, der
sich um ungefähr ein Achtel des Umfangs des Nabenabschnitts 148
herum erstreckt. Wie aus Fig. 5A ersichtlich, erstreckt sich der
Spannfinger 152 über die überwiegende Länge des
Nabenabschnitts 148, wobei sich der Endabschnitt 154 parallel
zur Achse des Antriebselementes 144 erstreckt. Der
Spannfinger 152 ist derart konstruiert, daß der Endabschnitt 154
gegen die Federkraft des Fingers 152 nach innen auf den
Nabenabschnitt 148 zubewegt werden kann, wobei diese Federkraft
versucht, den Finger 152 in seine ursprüngliche Position
zurückzubringen.
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Es wird nun insbesondere auf Fig. 6A und 6B Bezug genommen,
wobei das Abtriebselement 146 einen hohlen zylindrischen
Abschnitt 162 und einen Zahnradabschnitt 164 aufweist und der
zylindrische Abschnitt 162 an einem Ende einstückig mit dem
Zahnradabschnitt 164 ausgebildet ist. In der Innenfläche des
Abschnitts 162 ist eine Ausnehmung 166 mit abgerundeter Form
ausgebildet, die sich über die gesamte Länge des zylindrischen
Abschnitts 162 erstreckt. Die Länge des zylindrischen
Abschnitts 162 ist etwas größer als das Maß des Spannfingers 152
parallel zur Achse des Antriebselementes 144.
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Das Antriebselement 144 jedes
Drehmomentbegrenzungsmechanismus 142 ist drehbar auf einer entsprechenden Achse 168
gelagert (Fig. 3, 4 und 7), die sich zwischen den
Seitenwänden 32 und 34 erstreckt. Wie in Fig. 3 und 4
dargestellt, ist der Zahnradabschnitt 150 des
Antriebselementes 144 mit einem entsprechenden Zahnrad 170 des
Getriebemechanismus 65 in Eingriff. Das Abtriebselement 146
jedes Drehmomentbegrenzungsmechanismus 142 ist drehbar auf der
jeweiligen Achse 168 gelagert, wobei der Spannfinger 152 des
Antriebselementes 144 im Innern des zylindrischen Abschnitts 162
des Abtriebselementes 146 angeordnet ist und das Ende 156 des
Endabschnitts 154 in der Ausnehmung 166 ruht, wie in Fig. 7
dargestellt. Es versteht sich, daß die Federeigenschaft des
Spannfingers 152 das Ende 156 des Endabschnitts 154 in der
Ausnehmung 166 federnd in Position hält. Wie in Fig. 3
dargestellt, geht der Zahnradabschnitt 164 des
Abtriebselementes 146 mit dem entsprechenden Zahnrad 84 in
Eingriff. Im Betrieb der Bargeld-Ausgabeeinheit 10 wird das
Antriebselement 144 jedes Drehmomentbegrenzungsmechanismus 142
von dem jeweiligen Zahnrad 170 mit Bezug auf Fig. 4 und 7 gegen
den Uhrzeigersinn angetrieben. Im Normalbetrieb wird dieser
Antrieb über den betreffenden Spannfinger 152 auf das jeweilige
Abtriebselement 146 übertragen, das wiederum die
Zahnräder 84, 85, 64 und 60 des jeweiligen Greifmechanismus 12
antreibt und dadurch diesen Greifmechanismus 12 betriebsfähig
macht. Es ist zu beachten, daß der Endabschnitt 154 des
Spannfingers 152 vom Abschnitt 158 in Gegenrichtung zur
Rotationsrichtung des Antriebselementes 144 versetzt ist. Wie
später noch näher erläutert werden wird, wird im Falle eines
Überschreitens eines bestimmten Grenzwertes bei der Ausübung des
Drehmomentes vom Antriebselement 144 auf das Abtriebselement 146
aufgrund einer Fehlfunktion im Greifmechanismus 12 der
Endabschnitt 154 des Spannfingers 152 gegen die Federwirkung des
Spannfingers 152 aus dem Eingriff mit der Ausnehmung 166 heraus
in Richtung des betreffenden Nabenabschnitts 148 verschoben und
ermöglicht es dadurch dem Antriebselement 144, sich bezüglich
des Abtriebselementes 146 zu drehen, wobei das
Abtriebselement 146 und die zugehörigen Walzen 74 und 78
ortsfest sind. Solange der zu der Fehlfunktion führende Zustand
anhält, kann sich das Antriebselement 144 bezüglich des
Abtriebselementes 146 drehen, ohne daß ein Antrieb auf den
betreffenden Greifmechanismus 12 übertragen wird. Es versteht
sich, daß trotz der Antriebsunterbrechung des
Greifmechanismus 12, in dem die Fehlfunktion aufgetreten ist,
der Antrieb der anderen Greifmechanismen 12 über den jeweiligen
Drehmomentbegrenzungsmechanismus 142 ganz normal weiterläuft.
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Der Betrieb der Bargeld-Ausgabeeinheit 10 wird nun mit
zusätzlichem Bezug auf Fig. 8A und 8B sowie Fig. 9 beschrieben.
Dieser Arbeitsablauf wird von einer elektronischen
Steuervorrichtung 172 (Fig. 9) der Bargeld-Ausgabeeinheit 10
gesteuert. Die elektronische Steuervorrichtung 172 ist mit dem
Motor 66, jedem Phototransistorsensor 73 und einer
Ansaugsteuervorrichtung 174 jedes Greifmechanismus 12 verbunden.
Wenn der Haupt-ATM-Prozessor (nicht dargestellt) einen Befehl an
die elektronische Steuervorrichtung 172 schickt, daß die
Ausgabeeinheit 10 als Antwort auf eine Bargeldabhebungsforderung
eines Benutzers der ATM eine oder mehrere Banknoten ausgeben
soll, sendet die Steuervorrichtung 172 ein Signal an den
Motor 66, um ihn einzuschalten und die aus den Zahnrädern 60,
Nockenelementen 58 und Taktscheiben 68 bestehenden Einheiten zu
veranlassen, mit der Drehung zu beginnen. Kurz darauf veranlaßt
die elektronische Steuervorrichtung 172 das Senden von Signalen
an die Ansaugsteuervorrichtung 174 eines ausgewählten der
Greifmechanismen 12, um das Röhrenelement 30 des gewünschten
Greifmechanismus 12 gezielt mit einer (nicht dargestellten)
Unterdruckquelle zu verbinden und dadurch das Entnehmen von
Banknoten aus der zugeordneten Kassette 14 zu veranlassen. Die
zeitliche Steuerung der Unterdruckausübung auf das
Röhrenelement 30 und daher auf die damit verbundenen
Ansaugkissen 38 unterliegt der Steuerung von Signalen, die vom
Phototransistorsensor 73 des ausgewählten Greifmechanismus 12
erzeugt werden.
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Wie zuvor erläutert, unterliegen die Greifarme 36 dieses
Greifmechanismus 12 unter Ansprechen auf die Rotationsbewegung
des Zahnrades 60 des ausgewählten Greifmechanismus 12 einer
oszillierenden Bewegung. Während Banknoten aus der zugeordneten
Kassette 14 herausgegriffen werden, üben die Greifarme 36 auf
bekannte Weise bei jeder Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn (mit
Bezug auf Fig. 2) eine Ansaugkraft auf die erste Banknote 18'
des in der Kassette 14 enthaltenen Banknotenstapels 18 aus, um
den unteren Teil der Banknote 18' aus der Kassette 14
herauszuziehen, bis das untere Ende der Banknote 18' mit dem
Walzenpaar 74 in Kontakt kommt.
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Es versteht sich, daß die niedrigen Abschnitte 82 der
Nockenwellenwalzen 78 den Walzen 74 gegenüberliegen, wenn sich
das untere Ende der Banknote 18' den Walzen 74 nähert, so daß
die Nockenwellenwalzen 78 die Bewegung der Banknote 18' nicht
beeinträchtigen. Die Ansaugkissen 38 lösen sich aus dem Eingriff
mit der Banknote 18', wenn die hohen Abschnitte 83 der
Nockenwellenwalzen 78 im Begriff sind, eine zusammenwirkende
Beziehung mit den Walzen 74 einzugehen, und die Banknote 18'
wird daraufhin zwischen den Walzen 74 und den hohen
Abschnitten 83 der Nockenwellenwalzen 78 eingeklemmt, wie in
Fig. 8A dargestellt. Die Walzen 74 und 78 ziehen die
Banknote 18' von der Kassette 14 weg, bis die Führungskante der
Banknote 18' den Klemmpunkt der Walzen 88 und 90 des zugehörigen
Transportmechanismus 86 erreicht, wonach die Banknote 18'
vollständig aus der Kassette 14 herausgezogen und auf die zuvor
beschriebene Weise zum Auffangrad 102 gefördert wird.
Nach Fördern der Banknote 18' zum Auffangrad 102 kann die
elektronische Steuervorrichtung 172 die Durchführung einer Reihe
weiterer Greifvorgänge veranlassen, bei denen jeweils eine
Banknote aus der einen oder anderen der Kassetten 14 entnommen
wird. Sobald die Steuervorrichtung 172 feststellt, daß Banknoten
in richtiger Anzahl und richtigem Nennwert aus den Kassetten 14
entnommen sind, versetzt die Steuervorrichtung 172 die Bargeld-
Ausgabeeinheit 10 durch Abschalten des Motors 66 wieder in den
Ruhezustand.
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Wenn die erste Banknote 18' aus der zugehörigen Kassette 14
entnommen wird, ist es möglich, daß aufgrund eines gewissen
Porositätsgrades der ersten Banknote 18' auch damit begonnen
wird, zusammen mit der ersten Banknote 18' den zweiten
Geldschein des Banknotenstapels 18 vom Reststapel abzuziehen.
Normalerweise verhindern die Bürsten 28, daß die zweite Banknote
zusammen mit der ersten Banknote 18' aus der Kassette 14
herausgezogen wird, da die Bürsten 28 für den Fall, daß mit dem
Herausziehen der ersten und zweiten Banknote aus der Kassette 14
begonnen wird, die unteren Enden dieser Noten biegen, dadurch
die Ansaugkraftausübung auf die zweite Banknote unterbrechen und
so den zweiten Geldschein in die richtige Stellung in der
Kassette 14 zurückfallen lassen.
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Bei Vorkommen einer Schwallförderung, beispielsweise wegen
fehlerhafter Befüllung oder Klemmen des Schieberelementes 22 der
betreffenden Kassette 14 kann ein Geldscheinbündel 18"' aus der
Kassette 14 herausgezogen und zwischen den Walzen 74 und den
vorlaufenden Kanten der hohen Abschnitte 83 der
Nockenwellenwalzen 78 eingeklemmt werden, wie in Fig. 8B
dargestellt. Das Einspannen des Geldscheinbündels 18"' zwischen
den hohen Abschnitten 83 und den Walzen 74 hat einen sofortigen
Anstieg des vom Antriebselement 144 des betreffenden
Drehmomentbegrenzungsmechanismus 142 auf das zugehörige
Abtriebselement 146 ausgeübten Drehmoments zur Folge. Beträgt
die Gesamtdicke des Geldscheinbündels 18"' mehr als 2 mm (was
einer Anzahl von ca. 20 Banknoten entspricht), so ist dieses
Drehmoment größer als der zuvor erwähnte Grenzwert und veranlaßt
dadurch die Lösung des Endabschnitts 154 des Spannfingers 152
des Antriebselementes 144 aus der zugehörigen Ausnehmung 166, um
den Antrieb des betreffenden Greifmechanismus 12 zu
unterbrechen. Unter Ansprechen auf den Sensor 73 des
betreffenden Greifmechanismus 12, der keine Taktimpulse mehr an
die elektronische Steuervorrichtung 172 sendet (diese Impulse
werden synchron zur Drehung der entsprechenden Walzen 74 und 78
erzeugt), schickt die elektronische Steuervorrichtung 172 über
eine Ausgangsleitung 176 ein Signal an den Haupt-ATM-Prozessor
(nicht dargestellt), und dieses Signal zeigt an, daß in der
Bargeld-Ausgabeeinheit 10 eine Schwallförderung aufgetreten ist
und identifiziert den Greifmechanismus 12, in dem die
Schwallförderung aufgetreten ist.
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Es versteht sich, daß bei Vorkommen einer Schwallförderung, die
mehr als eine kritische Anzahl Banknoten einbezieht, das
betreffende Abtriebselement 146 von dem zugeordneten
Antriebselement 144 gelöst wird, bevor der
Getriebemechanismus 65 und damit verbundene Teile einer
schädigenden Belastung ausgesetzt sind. Sobald der
Geldscheinstau von einer Bedienperson bereinigt ist, ist der
Greifmechanismus 12, in dem die Schwallförderung auftrat,
bereit, seine Arbeit wieder aufzunehmen, ohne daß irgendeine
andere nochmalige Wartung erforderlich ist. In diesem
Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß jede
Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 142 derart aufgebaut ist, daß
das Antriebselement 144 bei Wiederaufnahme des Betriebs des
betreffenden Greifmechanismus 12 mit dem zugehörigen
Abtriebselement 146 wieder in exakt derselben Umlaufposition
bezüglich der anderen Teile des Greifmechanismus 12 in Eingriff
geht, in der es war, als die Lösung daraus erfolgte. Demzufolge
ist keine Nachjustierung irgendeines Teiles des betreffenden
Greifmechanismus 12 nötig, bevor er den Betrieb wieder aufnimmt.
Es versteht sich ebenfalls, daß sich aufgrund der Lösung des
Abtriebselementes 146 vom Antriebselement 144 eines der
Drehmomentbegrenzungsmechanismen 142 als Folge einer
Schwaliförderung der Geldscheinstau nach einer oder mehreren
Umdrehungen des Antriebselementes 144 schnell selbst auflösen
kann, in welchem Fall das Antriebselement 144 automatisch wieder
mit dem Abtriebselement 146 in Eingriff geht, ohne daß der
betreffende Greifmechanismus 12 außer Betrieb gesetzt wird.
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Es ist verständlich, daß die
Drehmomentbegrenzungsvorrichtungen 142 ein einfaches, billiges und wirksames Mittel
zum Schutz der Bargeld-Ausgabeeinheit 10 vor Schaden bei
Auftreten einer Schwallförderung bieten.
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Es ist auch verständlich, daß für den Fall, daß in einem der
Greifmechanismen 12 eine solche Schwallförderung auftritt, daß
der entsprechende Drehmomentbegrenzungsmechanismus 142 veranlaßt
wird, den Antrieb zu diesem Greifmechanismus 12 zu unterbrechen,
der andere Greifmechanismus 12 voll funktionsfähig bleibt, so
daß die Bargeld-Ausgabeeinheit 10 ebenfalls funktionsfähig
bleibt und die Einheit 10 in der Lage ist, Banknoten auszugeben,
die aus der dem funktionsfähigen Greifmechanismus 12
zugeordneten Kassette 14 entnommen wurden. Demzufolge verringert
die vorliegende Erfindung die Zeit, in der die Bargeld-
Ausgabeeinheit infolge einer in dem einen oder anderen der
Greifmechanismen 12 auftretenden Fehlfunktion außer Betrieb ist.
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In der oben beschriebenen speziellen Ausführungsform verursacht
die Aufnahme von Mehrfach-Banknoten mit einer Gesamtdicke von
nicht mehr als 2 mm durch einen der Greifinechanismen 12
keinerlei Stau oder Beschädigung am Getriebemechanismus 65, da
derartige Mehrfach-Banknoten von der zuvor erwähnten Mehrfach-
Banknotenerfassungsvorrichtung erfaßt und in den Behälter 136
für ausgemusterte Banknoten umgeleitet werden.
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In einer alternativen Anordnung zur oben beschriebenen könnte
eine erfindungsgemäße Bargeld-Ausgabeeinheit mehr als zwei
Greifmechanismen umfassen, die jeweils mit einer entsprechenden
Geldscheinkassette und einem entsprechenden
Drehmomentbegrenzungsmechanismus verbunden sind. Auch bei dieser
alternativen Anordnung würde die Bargeld-Ausgabeeinheit
betriebsfähig bleiben, selbst wenn der Antrieb infolge des
Auftretens einer Schwallförderung in diesem Mechanismus zu einem
der Greifmechanismen unterbrochen worden sein mag, wobei jeder
der anderen Greifmechanismen voll funktionsfähig bleibt.