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Es
ist bereits eine Vorrichtung zum Zählen von Blättern eines Blattstapels bekannt,
die eine Gruppe drehbar gelagerter Saugspindeln aufweist, die so
gelagert sind, daß sie
an einem Stapel zu zählender
Blätter
vorbeibewegbar sind. An den Spindeln sind Unterdruckzuführmittel
angeschlossen, durch die, während
sich eine Saugspindel an dem Stapel vorbeibewegt, der Saugspindel
ein Unterdruck zugeführt
wird, so daß das
oberste Blatt aus seiner Anfangslage weggebogen wird. Ferner sind
dabei Überwachungsmittel
zur Überwachung
der Anzahl der weggebogenen Blätter
vorgesehen. Eine derartige Vorrichtung wird nachstehend als die "beschriebene Art" bezeichnet und wird
allgemein als "Spindelzähler" bezeichnet.
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Die
meisten Spindelzähler
erfordern die Aufrechterhaltung eines Mindestdrucks (Unterdrucks)
in dem System, wobei das Zählen
mittels externer elektromagnetischer oder photoelektrischer Sensoren bewirkt
wird, die unabhängig
von dem Unterdrucksystem arbeiten, sofern der Mindestdruck aufrechterhalten
wird. In der GB-A-2041888 ist ein Beispiel beschrieben.
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Eine
andere Lösung
besteht darin, Änderungen
des den Spindeln zugeführten
Drucks oder Unterdrucks zu messen.
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Eine
Zunahme des Unterdrucks (Abnahme des Drucks) entspricht der Auslenkung
eines Blattes, und diese Änderung
kann zum Zählen
benutzt werden. Beispiele solcher Spindelzähler sind in den GB-Patentanmeldungsveröffentlichungen GB-A-2238411,
GB-A-2238895 und GB-A-1530652 beschrieben.
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Bei
einigen dieser bekannten Spindelzähler, zum Beispiel den in GB-A-2238411
und GB-A-2238895 beschriebenen, ist es erforderlich, die Spindeln
vor dem Beginn des Zählens
zu einer bekannten Position zu indexieren. Dies ist unerwünscht.
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Ein
weiteres Problem bei diesen Systemen, zum Beispiel solchen, wie
sie in der GB-A-2238895 beschrieben sind, besteht darin, daß, wenn
eine Spindel eine Banknote während
eines Zählvorgangs nicht
auszulenken vermag, das System anhält. Dies führt insofern zu Problemen,
als der gesamte Vorgang wiederholt werden muß.
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Ein
Problem, das bei verschiedenen Blattzuführsystemen auftritt, bei denen
Blätter
von einem Stapel genommen werden, aber besonders bei Vorrichtungen
der beschriebenen Art erheblich ist, ist die Regelung der Kraft,
mit der der Blattstapel in Richtung auf die Blattverarbeitungsposition
gedrückt
wird. Üblicherweise
wird die Kraft durch eine Zugfeder bestimmt, wie es beispielsweise
in der GB-A-2028282 und der US-A-4272067 beschrieben ist, oder durch einen
Balg, wie es in der GB-A-2039112
beschrieben ist. In keinem Fall bleibt die Kraft jedoch während des gesamten
Zuführvorgangs
konstant, was bei einem mit Drucküberwachung arbeitenden Zählverfahren unerwünscht ist.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht diese in einem Verfahren
zum Heranführen
eines Stapels aus Blättern
an eine Blattverarbeitungsposition, wobei der Stapel an einer schwenkbaren
Stützplatte
angelegt wird und ein Antriebsmotor die Stützplatte in Richtung auf die
Blattverarbeitungsposition schwenkt, während Blätter von dem Stapel verarbeitet
werden.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung besteht in einer Vorrichtung zum Heranführen eines
Stapels aus Blättern
an eine Blattverarbeitungsposition, wobei die Vorrichtung eine schwenkbare
Blattstapel-Stützplatte,
an der ein Blattstapel im Betrieb anliegt, und einen mit der Stützplatte
verbundenen Motor zum Schwenken der Stützplatte in Richtung auf die
Blattverarbeitungsposition, während
Blätter
von dem Stapel verarbeitet werden, aufweist.
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In
der Vergangenheit ist ein Motor benutzt worden, um die Stützplatte
aus einer zurückgezogenen
Position, in der ein Blattstapel auf die Platte geladen werden kann,
in die Verarbeitungsposition zu bewegen, in der der Blattstapel
zur Verarbeitung bereit ist. Danach wurde die Stützplatte in Richtung auf die
Blattverarbeitungsposition gedrückt,
während
die Blätter
unter der Kontrolle einer Feder oder eines Balgs verarbeitet wurden.
Erfindungsgemäß wird dagegen
für eine
geregelte Bewegung der Stützplatte
in Richtung auf die Blattverarbeitungsposition unter dem Einfluß des Motors
gesorgt, was es ermöglicht, die
Kraft, mit der der Stapel in Richtung auf die Blattverarbeitungsposition
gedrückt
wird, genau zu regeln und vorzugsweise weitgehend konstant zu halten. Durch
Verwendung des gleichen Motors, der üblicherweise benutzt wird,
um die Platte zwischen der zu rückgezogenen
und der Verarbeitungsposition zu bewegen, ist kein zusätzliches
Antriebsmittel erforderlich.
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Vorzugsweise
ist der Antriebsmotor über eine
Feder, zum Beispiel eine Zugfeder, mit der Stützplatte gekuppelt. In diesem
Fall wird das Ende der Zugfeder, das mit dem Antriebsmotor gekuppelt ist,
gegen ihre Zugrichtung bewegt, um zu bewirken, daß die Platte
in Richtung auf die Blattverarbeitungsposition geschwenkt wird,
wobei die Feder kleine Vibrationen der Platte auffängt.
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Vorzugsweise
ist der Antriebsmotor mit einem gezahnten Element gekuppelt, mit
dem das eine Ende der Feder verbunden ist, während das andere Ende der Feder
an einem Hebel angebracht ist, der mit der Stützplatte verbunden und um die
gleiche Achse wie die Stützplatte
schwenkbar ist, so daß eine
Drehung des Hebels eine Drehung der Platte bewirkt. Hierbei sind
der Hebel und die Platte vorzugsweise an der gleichen Welle angebracht.
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Das
gezahnte Element kann ebenfalls um die gleiche Schwenkachse wie
der Hebel und die Platte drehbar gelagert sein.
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Vorzugsweise
weist das gezahnte Element einen sich seitlich erstreckenden Zapfen
auf, der in einem Schlitz im Hebel aufgenommen wird, so daß die Platte
in ihre zurückgezogene
Lage bewegt werden kann, indem das gezahnte Element so bewegt wird,
daß der
Zapfen das eine Ende des Schlitzes berührt und danach den Hebel schwenkt.
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Vorzugsweise
enthält
die Vorrichtung ferner einen Klemmhebel, der gegen den Blattstapel
an der Platte angedrückt
wird. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung in Verbindung
mit einem Spindelzähler
herkömmlicher
Bauart oder in Übereinstimmung
mit einer Vorrichtung, die in der EP-A-0616300 beschrieben ist,
benutzt wird.
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Es
versteht ich, daß alle
Aspekte der Erfindung zur Handhabung und zum Zählen von Blättern verschiedenster Art,
jedoch besonders für
Banknoten geeignet sind.
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Nachstehend
wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel
eines Spindelzählers
anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Darin stellen dar:
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1 ein schematisches Diagramm
der Vorrichtung, mit dem Kopf in einer ersten Position,
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2 eine der 1 ähnliche
Ansicht (wobei einige Teile weggelassen sind), mit dem Kopf in einer
zweiten Position,
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3 eine der 2 ähnliche
Ansicht, mit dem Kopf in einer dritten Position,
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4 die mittlere Spindel ausführlicher,
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5 eine typische Zählsequenz,
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6 die Änderungen des gemessenen Drucks
gegenüber
einem konstanten Schwellwert,
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7 die Änderungen des gemessenen Drucks
gegenüber
einem adaptiven Schwellwert und
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8 eine schematische, perspektivische Ansicht
eines Teils der Blattstapel-Steuereinrichtung.
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Die
in den 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung
ist weitgehend herkömmlich
ausgebildet, insbesondere die Konstruktion des Kopfes 1.
Der Kopf 1 hat fünf
weitgehend in gleichen Winkelabständen angeordnete Saugspindeln 2 bis 6,
die auf einem Hauptträger 7 drehbar
gelagert sind, der seinerseits durch einen Kopfmotor 8 drehbar
ist. Der Träger 7 wird
im Betrieb gegen den Uhrzeigersinn (in 1 gesehen) gedreht, während die Saugspindeln 2 bis 6 im
Uhrzeigersinn gedreht werden. Die Zahnradanordnungen zur Erzielung
dieser Drehungen sind an sich bekannt und werden nicht weiter beschrieben.
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Der
Träger 7 hat
eine mittlere Bohrung 9, die sich längs seiner Achse erstreckt
und mit einer Gruppe aus fünf Öffnungen 10 kommuniziert
(in Verbindung steht), die ihrerseits jeweils mit Saugspindeln 2–6 kommunizieren.
Der Träger 7 ist
um eine mittlere Spindel 11 drehbar, die in der Bohrung 9 gelagert
und in 4 ausführlicher
dargestellt ist. Die mittlere Spindel 11 hat eine mittlere
Bohrung 12, die mit einer Auslaßöffnung 13 am einen
Ende verbunden ist, das seinerseits mit einem Kopfventil 17,
einem Filter 18 und einer Saugpumpe 19 verbunden
ist. An ihrem Endpegel mit den Öffnungen 10 endet
die Bohrung 12 in einer Öffnung 16. In Umfangsrichtung
auseinanderliegende Öffnungen 14, 15 sind
zur Kommunikation mit den Öffnungen 10 vorgesehen.
Zwischen den Öffnungen 14, 16 befindet
sich eine Zählöffnung 20,
die über
eine Bohrung 21 in der mittleren Spindel 11 mit
einem Druckumformer 22 verbunden ist.
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Der
Druckumformer 22 ist von herkömmlicher Bauart und erzeugt
ein elektrisches Signal, das ein Maß für den gemessenen Druck darstellt.
Dieses Signal wird einem Mikroprozessor 23 zugeführt, der den
Kopfmotor 8, einen Stapelmotor 24 und eine Anzeigeeinheit 25 steuert.
Die Wirkungsweise des Prozessors 23 wird nachstehend ausführlicher
beschrieben.
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Ein
Stapel 26 aus Blättern,
die gezählt
werden sollen, wird auf eine Stützplatte 27 geladen,
die um eine Welle 28 (2)
schwenkbar ist, wobei das am nächsten
bei der Welle 28 liegende Ende des Stapels durch einen
Klemmzapfen 29, der an einem Hebel 30 angebracht
ist, in der erforderlichen Lage festgeklemmt wird.
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Im
Betrieb wird die Stützplatte 27,
die einen Stapel aus Blättern,
zum Beispiel Banknoten, trägt,
in die in den 1 bis 3 dargestellte Position gebracht und
der Prozessor 23 angewiesen, den Kopfmotor 8 zu
steuern, um den Betrieb zu beginnen. Der Kopfmotor 8 dreht
den Träger 7 entgegen
dem Uhrzeigersinn, wobei er bewirkt, daß die Spindeln 2–6 sich
im Uhrzeigersinn drehen und die erste Spindel 2 an dem Stapel 26 (1) ankommt. Die Saugpumpe 19 führt der Öffnung 16 einen
Unterdruck zu, so daß,
wenn die Öffnung 10,
die mit der Spindel 2 in Verbindung steht, sich der Position
nähert,
die in 1 dargestellt
ist, der Unterdruck über
die Öffnung 16 und
die Öffnung 10 der
Saugspindel 2 zugeführt
wird. Die Saugspindel 2 saugt daraufhin die oberste Banknote gegen
ihren äußeren Rand.
Durch eine weitere Drehung von Träger 7 und Spindel 2 wird
die oberste Banknote (bei 31 in 2 dargestellt),
vom Stapel abgesaugt. Während
sich die Spindel 2 weiterdreht, bewegt sich die Öffnung 10,
die mit der Spindel 2 verbunden ist, herum, so daß sie die
Unterdruck- und Zählöffnungen 16, 20 überlappt.
Dies hat den Effekt, daß der
Unterdruck dem Umformer 22 über die Bohrung 21 zugeführt wird,
so daß der
Umformer den hohen Pegel des Unterdrucks aufnimmt. Während sich der
Kopf 1 weiterdreht, wird die Öffnung 10 von der Unterdrucköffnung 16 getrennt,
wobei sie weiterhin nur mit der Zählöffnung 10 verbunden
bleibt (2). Kurz danach,
während
sich der Kopf weiterdreht, überlappt
die mit der Spindel 2 verbundene Öffnung 10 sowohl die
Zählöffnung 20 als
auch die Auslaßöffnung 14.
Dies ermöglicht
es, daß der
in der abgedichteten Spindel herrschende Unterdruck zur Atmosphäre hin über die Öffnungen 14 und 15 freigegeben und
der gespeicherte Unterdruck abgebaut wird. Dadurch wird auch die
Zählöffnung 20 zur
Atmosphäre hin
geöffnet.
In diesem Augenblick wird das von der Spindel 2 festgehaltene
Blatt aufgrund des Abbaus des Unterdrucks freigegeben, so daß eine weitere Drehung
die Öffnung 10 lediglich
mit der Öffnung 14 zur
Deckung bringt (3).
Während
sich der Kopf 1 weiterdreht, wiederholt sich der Vorgang
bei der nächsten
Spindel 6 und so weiter.
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Aufgrund
der Überlappung
der Zählöffnung 20 mit
den Unterdruck- und Saugöffnungen 16, 14 erfaßt der Umformer 22 zuerst
einen Anstieg des Unterdrucks, gefolgt durch einen Abfall, wenn
die Öffnung 20 mit
der Auslaßöffnung 14 verbunden
wird. Das heißt,
daß der
Umformer bei jedem Blatt einen Impuls erfaßt, der es dem Prozessor 23 ermöglicht, diese
Impulse und mithin die Anzahl der Blätter im Stapel zu zählen. Diese
Anzahl wird dann auf der Anzeigeeinheit 25, die als LCD
oder dergleichen ausgebildet ist, angezeigt.
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5 veranschaulicht eine typische
Zählfolge.
Zu Beginn schaltet der Prozessor 23 den Kopfmotor 8 ein
(Schritt 41). Dann beginnt der Kopf sich zu drehen, wobei
die erste Spindel 2 das oberste Blatt nicht vom Stapel
absaugen kann. Infolgedessen wird, wie bei 42 dargestellt,
nur ein kleiner Anstieg des Unterdrucks gemessen. Dieser Anstieg überschreitet
einen vorbestimmten Schwellwert 43A nicht, so daß im Prozessor 23 kein
Zählimpuls
erzeugt wird. Die nächste
Spindel hebt das oberste Blatt erfolgreich ab, so daß der Zählöffnung 20 ein
erheblicher Unterdruck zugeführt
wird und der Umformer 22 einen Druckabfall mißt, der
den vorbestimmten Schwellwert 43A überschreitet. Dies ist bei 43 in 5 dargestellt. Sobald der
gemessene Unterdruck den Schwellwert überschreitet, erzeugt der Prozessor 23 einen
Zählimpuls 44,
der einen anfänglichen Zählwert um
1 erhöht,
während
der augenblickliche Zählwert
auf der Anzeigeeinheit 25 angezeigt wird.
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Dieser
Vorgang geht so weiter, wie es in 5 dargestellt
ist. Wenn jedoch eine Spindel nicht in der Lage ist, ein Blatt abzuheben,
wie es bei 45 dargestellt ist, wird kein Zählimpuls
erzeugt. Nach dem Ausfall 45 des Zählimpulses saugt die nächste Spindel
die Banknote an, so daß der
Zählvorgang fortgesetzt
wird, bis das letzte Blatt angesaugt worden ist, wie es bei 46 dargestellt
ist. Danach versuchen zwei weitere Spindeln Blätter vom Stapel abzusaugen,
da jedoch keine Blätter
mehr vorhanden sind, werden nur kleine Druckänderungen gemessen, wie es
bei 47 und 48 dargestellt ist.
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Der
Prozessor 23 ist so programmiert, daß er innerhalb einer bestimmten
Zeitspanne einen Zählimpuls
erwartet, und wenn daher die Zeitspanne abgelaufen ist, ohne daß ein Zählimpuls
erzeugt wurde, dann entscheidet der Prozessor, daß der Zählvorgang
zu beenden ist, und schaltet den Kopfmotor in Schritt 49 aus.
Die Zeit spanne ist normalerweise hinreichend lang, so daß zwei oder
drei Spindeln versuchen können,
eine Banknote anzusaugen.
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Aus
dieser Beschreibung ist ersichtlich, daß es nicht erforderlich ist,
den Kopf 1 vor dem Beginn des Zählvorgangs in eine vorbestimmte
Indexposition zu bringen. Das Zählen
erfolgt automatisch, und obwohl es möglich ist, daß während einer
Anfangszeitspanne keine Blätter
vom Stapel abgehoben werden, während
sie den Spindeln auf der Stützplatte 27 zugeführt werden,
kann der Prozessor 23 dies dadurch ausgleichen, daß er den
Zählwert
nicht erhöht. Wenn
dagegen eine Banknote gezählt
wird, bevor eine anfängliche,
erste Zeitspanne abgelaufen ist, dann wird der Vorgang fortgesetzt.
Wenn aus irgendeinem Grunde kein Blatt innerhalb der vorbestimmten
Zeitspanne festgestellt wird, dann wird der Kopfmotor 8 angehalten.
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Das
System bestimmt in ähnlicher
Weise, daß das
Ende eines Zählzyklus
aufgetreten ist, obwohl die vorbestimmte Zeitspanne unterschiedlich, gewöhnlich kürzer, sein
kann als die vorbestimmte Zeitspanne beim Anlauf. Beispielsweise
könnte
die vorbestimmte Zeitspanne beim Anlauf dem Vorbeilauf von drei
oder vier Spindeln am Stapel entsprechen, während die vorbestimmte Zeitspanne
am Ende eines Zählzyklus
dem Vorbeilauf von zwei oder drei Spindeln entsprechen könnte.
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Bei
dem gerade beschriebenen Beispiel ist angenommen worden, daß der Unterdruckpegel-Schwellwert
während
des gesamten Zählvorgangs
konstant ist. 6 stellt
ein derartiges Beispiel dar, bei dem der Schwellwert bei 50 angezeigt
ist. Wie ersichtlich ist, nimmt das Unterdrucksignal mit der Zeit
infolge der Abnahme des Drucks ab, mit dem der Stapel an die Spindel
gedrückt
wird. Dies könnte einen
Unterdruckpegel zur Folge haben, wie er auftritt, wenn kein Blatt
den Schwellwert überschreitet, mit
der Folge, daß das
Blatt nicht gezählt
wird.
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Um
dieses Problem zu lösen,
kann der Prozessor 23 die letzten N Unterdruckwerte, die
einen Schwellwert (N ist vorzugsweise gleich 8) überschritten und zur schrittweisen
Erhöhung
des Zählwerts benutzt
wurden, überwachen
und in einem Speicher 100 speichern und einen Mittelwert
dieser N Werte zählen,
aus denen ein neuer Schwellwert berechnet wird. Beispielsweise könnte der
Prozessor den Mittelwert der letzten drei Unterdruckwerte, die einen Schwellwert überschreiten,
berechnen und den neuen Schwellwert als ein Bruchteil, zum Beispiel 25–50%, des
neuen Mittelwerts definieren. 7 stellt
einen Schwellwert 51 dar, der nach diesem Verfahren geändert wird,
und es ist ersichtlich, daß spätere Impulse,
obwohl sie einen kleineren absoluten Unterdruckpegel haben, den
augenblicklichen Schwellwert in einem ähnlichen Verhältnis wie
zu den Anfangswerten überschreiten.
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Der
Blattstapel ist, wie schon erwähnt
wurde, auf einer Stützplatte 27 angebracht,
die ihrerseits auf einer Zuführwelle 28 zusammen
mit dieser drehbar gelagert ist. Das System zur Steuerung der Ausrichtung
der Welle 28 ist ausführlicher
in 8 dargestellt. Die
Welle 28 ist in Lagern drehbar gelagert, die in Gehäusen 55 gelagert
sind, die ihrerseits auf einem Halter 56 angebracht sind.
Ein Wellenantriebshebel 57, der drehfest auf der Welle 28 gelagert
ist, erstreckt sich seitlich von der Welle 28 weg und ist neben
einem gezahnten Element 58 angeordnet, das um die Welle 28 herum
drehbar gelagert ist. Die Zähne 59 des
gezahnten Elements 58 kämmen
mit einem Antriebsritzel 60, das mit dem Stapelmotor 24 (der
in 8 nicht dargestellt
ist) verbunden ist. Der Hebel 57 ist mit dem gezahnten
Element 58 über
eine Zugfeder 61 verbunden.
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Ein
Anschlagzapfen 62 erstreckt sich seitlich von dem gezahnten
Element 58 weg in eine Öffnung 63 des
Hebels 57. Der Hebel 57 trägt ferner eine einstellbare
Schraube 64.
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Die
Welle 28 trägt
auch den Klemmhebel 30 drehbar, der im Betrieb mit einer
Torsionsfeder 65 verbunden ist, um den Klemmzapfen 29 an
einen Stapel zu drücken,
der an der Stützplatte
festgehalten wird.
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Nachstehend
wird die Wirkungsweise des in 8 dargestellten
Systems beschrieben. Es sei die Position betrachtet, in der die
Platte 27 sich in ihrer vorderen Position befindet, wie
es generell in den 1 bis 3 dargestellt ist. Nach dem
Auszählen
eines Blattstapels wird der Motor 24 eingeschaltet, um das
gezahnte Element 58 gegen den Uhrzeigersinn (in 8 gesehen) zu drehen, wodurch
der Anschlagzapfen 62 relativ zur Öffnung 63 im Hebel 57 so
lange bewegt wird, bis er an der unteren Seite der Öffnung anschlägt, woraufhin
der Hebel 57 auch entgegen dem Uhrzeigersinn so lange gedreht
wird, bis die Einstellschraube 64 an den Haltern 56 anliegt. Wenn
dies der Fall ist, hält
eine Überstrom-Grenzvorrichtung
(die nicht dargestellt ist) den Motor an.
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Der
auszuzählende
Blattstapel wird dann auf die Platte 27 geladen, auf der
er durch den Klemmzapfen 29 festgehalten wird. Dann wird
der Motor 24 eingeschaltet, um das gezahnte Element 58 im
Uhrzeigersinn zu drehen und den Anschlagzapfen 62 von der
unteren Seite der Öffnung 63 weg
zu bewegen. Sobald der Zapfen 62 die in 8 dargestellte Position im wesentlichen
erreicht hat, beginnt die Zugfeder 61, den Hebel 57 im
Uhrzeigersinn zu drehen. Diese Bewegung wird nicht nur (mit relativ
konstanter Geschwindigkeit) fortgesetzt, um den Blattstapel anfänglich in
Position zu bringen, sondern auch (mit relativ niedriger Geschwindigkeit)
während des
Zählvorgangs,
bei dem die Zugfeder eine weitgehend gleichförmige Zuführbelastung auf die Blätter ausübt. Die
Drehzahl des Motors 24 wird durch einen Überstrombegrenzer
geregelt. Wenn daher die Banknoten-Zuführgeschwindigkeit zu hoch ist,
bewirkt der Zapfen 62 einen Antrieb nach oben gegen den
Wellenantriebshebel, so daß die
Belastung des Antriebsmotors ansteigt. Dieser Belastungsanstieg
wird durch eine Strombegrenzungsvorrichtung gemessen, die den Antriebsmotor
verlangsamt. Auf diese Weise wird der Blattstapel während des
gesamten Zählvorgangs
mit einer weitgehend konstanten Kraft belastet. Die Wirkungsweise
dieser Vorrichtung beim Zählen
der Blätter
kann durch Hinzunahme eines Dämpfers
(66), der auf die Zuführwelle
(28) einwirkt, verbessert werden.