DE69730451T2

DE69730451T2 - Kassette zur aufnahme von flachen artikeln

Info

Publication number: DE69730451T2
Application number: DE69730451T
Authority: DE
Inventors: C. Luiz HARRES; C. Richard HICKEY; M. Charles COMBS
Original assignee: ElectroCom Automation LP
Current assignee: Siemens Dematic Postal Automation LP
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-28
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2017-03-29
Also published as: EP1011394B1; DE69730451D1; AU2447797A; CA2250532A1; EP1011394A4; EP1011394A1; WO1997036523A1

Description

Fachgebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die automatisierte Handhabung von flachen Artikeln, insbesondere auf eine automatisierte Zuführung zu und ein automatisiertes Entfernen von einer Sortiermaschine oder einer anderen Maschine zur Verarbeitung von flachen Artikeln.
Hintergrund der Erfindung
Maschinen für das automatische Sortieren von flachen Artikeln, wie zum Beispiel Postsendungen, in eine Anordnung ausgewählter Behälter oder Fächer sind bekannt. Normalerweise weisen solche Sortiermaschinen eine Zuführungsstation auf, einschließend ein Einzugsantriebselement, beispielsweise ein mit Gummi überzogenes Rad oder Band, eine Abtast- und Erkennungsausrüstung für das Bestimmen des passenden Ausgabefachs für den zu sortierenden Artikel, Verteilungstore oder andere Mechanismen und eine Anordnung von Ausgabefächern oder Ausgabebehältern für die sortierten Artikel. Ein Beispiel einer modernen Sortiermaschine ist die DBSCII-Sortiervorrichtung, erhältlich von der ElectroCom Automation, L. P., Arlington, Texas.
Um der Sortiermaschine Artikel zuzuführen, ergreift in herkömmlicher Weise eine Bedienungsperson von Hand ein zu sortierendes Bündel von Postsendungen, schüttelt sie oder bewegt sie hin und her, damit allgemein die unteren Kanten in Ausrichtung kommen und erzeugt einen normalerweise horizontalen Stapel. Die Bedienungsperson ordnet dann den Stapel von Postsendungen gegenüber dem Zuführungselement der Sortiermaschine an, welches dann die Artikel der Sortiermaschine, jeweils einen zur Zeit, zuführt, um sie zu sortieren.
An der Ausgabe der Sortiervorrichtung werden die sortierten Artikel zu dem entsprechenden Fach für jeden der sortierten Artikel geleitet und gestapelt. Das Zuführen und Sortieren von Artikeln wird fortgesetzt, bis ein Ausgabefach oder mehrere der Aufnahmefächer ausreichend mit einem Stapel von sortierten Postsendungen gefüllt ist (sind). An diesem Punkt entnimmt eine Bedienungsperson von Hand einen Stapel der sortierten Artikel aus dem Fach und ordnet sie in einem Kasten für entweder eine spätere erneute Bearbeitung durch die Sortiermaschine, für den Transport zu einer anderen Sortiermaschine zur weiteren Sortierung oder zum Transport zu einer Auslieferungsperson, beispielsweise einem Briefträger, für die Endauslieferung an den Bestimmungsort an, wenn die gesamte Sortierung abgeschlossen ist.
Obwohl automatische Sortiermaschinen den herkömmlichen Prozess des manuellen Sortierens wesentlich beschleunigt und verbessert haben, ist noch manuelle Bedienung erforderlich, um die flachen Artikel der Sortiermaschine zuzuführen und die sortierten Artikel aus der Ausgabe der Sortiermaschine herauszuholen. Die Notwendigkeit einer solchen manuellen Zuführung und Entleerung ist aus ergonomischen Gründen unerwünscht, weil Beuge- und Greifbewegungen erforderlich sind. Ferner führt die Notwendigkeit einer solchen manuellen Handhabung der Postsendungen dazu, dass die maximalen Vorteile der Automatisierung, die sich aus der Sortiermaschine ergeben, eingeschränkt werden.
Aufgaben der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die ergonomischen Probleme zu minimieren und den Arbeitskräftebedarf zu verringern, indem das Zuführen bzw. Entnehmen von flachen Artikeln in eine bzw. aus einer Sortiermaschine für flache Artikel oder einer anderen Verarbeitungsmaschine für flache Artikel automatisiert wird.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kassette für das Aufnehmen und Halten der flachen Artikel in einer ordnungsgemäßen Art und Weise zur Verfügung zu stellen, die leicht entweder durch eine robotorisierte Kassettenhandhabungs- und -übertragungsvorrichtung oder durch eine Bedienungsperson, wenn erforderlich, gehandhabt und übertragen werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kassette zur Verfügung zu stellen, die leicht an eine Aufnahmeeinrichtung einer Zuführungsvorrichtung andockt, und die in die Ausgabefächer einer Sortiermaschine eingeführt werden kann, um die sortierten Artikel direkt in einem ordnungsgemäßen Stapel aufzunehmen, so dass die Kassette, welche die gestapelten flachen Artikel enthält, leicht aus der Sortiermaschine entfernt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine automatische Entleerungsvorrichtung und ein Verfahren zum Entfernen der Stapel von flachen Artikeln aus einer Kassette und zum Aufreihen der Stapel für das Zuführen zu einer Sortiermaschine zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Stapeln flacher Artikel in eine Kassette an der Ausgabe einer Sortiermaschine zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein roboterisiertes Kassettenübertragungssystem für das automatische Entfernen der Kassetten, die einen Stapel von flachen Artikeln enthalten, aus dem Ausgabefach einer Sortiermaschine, wenn die Kassette ein gewünschtes Füllungsstadium erreicht hat, zur Verfügung zu stellen und die Kassette zu einem Pufferlagerregal oder zu der Aufnahmeeinrichtung derselben oder zu einer anderen Sortiermaschine zum erneuten Sortieren zu transportieren.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Durchführungs-Rüttel-/Stauch-Vorrichtung zum automatischen Ausrichten der flachen Artikel vor dem Eintreten in eine Dokumentenzuführvorrichtung zur Verfügung zu stellen.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System für eine dynamische Fachzuweisung zur Verfügung zu stellen, das automatisch einen anderen Ausgabeort bestimmt, wenn es gewünscht wird, eine mit sortierten Artikeln gefüllte Kassette zu entfernen, so dass die Sortiermaschine in den neu festgelegten Ausgabeort weiter einsortiert, selbst wenn die festgelegten Ausgabefächer gefüllt worden sind, wenn die Kassette entweder noch nicht entfernt ist oder sich noch im Prozeß des Entfernens aus dem Ausgabefach der Sortiermaschine befindet.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System für die Zuweisung von Ausgabefächern zur Verfügung zu stellen, das Bestimmungszielorte mit hoher Häufigkeit ihres Auftretens zusammen gruppiert, um die Effektivität des Entfernens der Kassette, basierend auf der Wahrscheinlichkeit des Auftretens der speziellen Bestimmungszielorte zu maximieren.
Zusammenfassung der Erfindung
Kassette
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kassette für gestapelte flache Artikel:
einen Behälter mit einer Bodenwand, Seitenwänden und einer Vordertür, die geöffnet werden kann, der einen Stapel flacher Artikel trägt und mit einem in Längsrichtung verschiebbaren Stapelträgerschieber, der elastisch gegen den Stapel von Artikeln gedrückt werden kann, wobei der Stapelträgerschieber ferner Betätigungseinrichtungen für externe Sensoren zum Bestimmen der Position des Stapelträgerschiebers aufweist.
In einer bevorzugten Ausführung weist die Kassette ferner eine Verriegelung zum wahlweisen Feststellen des Stapelträgerschiebers auf, um eine Bewegung des Stapelträgerschiebers zu verhindern, wenn sich die Verriegelung in Eingriff befindet, wobei die Verriegelung eine externe Betätigungseinrichtung für das Aufheben der Verriegelung aufweist, wenn die Kassette in einer Kassettenaufnahmeeinrichtung angebracht ist und wenn die Kassette aus der Aufnahmeeinrichtung entfernt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die Tür ein Nockenelement für das Öffnen und Schließen der Tür im Ergebnis einer relativen Bewegung zwischen einer feststehenden externen Nocke und dem Nockenelement auf.
Automatische Zuführungsvorrichtung
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Übertragen eines Stapels flacher Artikel aus einer Kassette, die eine Tür aufweist, die geöffnet werden kann:
Anordnen einer Kassette an einer Kassettenaufnahmeeinrichtung;
Öffnen der Kassettentür während des Tragens des Stapels von Artikeln; Anordnung eines vorderen Stapelträgerfingers, der sich mit dem Stapel bewegt, um den Stapel von flachen Artikeln zu tragen, wobei der Stapel von Artikeln mit einem bewegbaren Schieber in Eingriff ist; und
Bewegen des Schiebers nach vorn, um den Stapel nach vorn zu schieben, während die Vorderseite des Stapels mit dem vorderen Stapelträgerfinger getragen wird, um den Stapel von flachen Artikeln während der Bewegung des Stapels aus der Kassette zwischen dem vorderen Stapelträgerfinger und dem bewegbaren Schieber zurückzuhalten.
Das Verfahren umfasst weiterhin:
Bewegen eines hinteren Stapelträgerfingers zwischen dem bewegbaren Schieber und der Rückseite des Stapels von flachen Artikeln; Bewegen der vorderen und hinteren Stapelträgerfinger mit dem dazwischen gehaltenen Stapel und dadurch Bewegen des Stapels hinter einem aufgereihten Stapel von Artikeln, wobei der bewegte Stapel zu einem neu aufgereihten Stapel wird;
Bewegen eines Trägers für den aufgereihten Stapel zwischen dem vorher aufgereihten Stapel und dem neu aufgereihten Stapel in eine Position hinter dem neu aufgereihten Stapel und Bewegen der vorderen und hinteren Finger hinter die jeweiligen Startpositionen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung zum Übertragen eines Stapels flacher Artikel aus einer Kassette, mit einer Tür, die geöffnet werden kann:
Haltestäbe zum Tragen der Vorderseite des Stapels flacher Artikel, wenn die Tür geöffnet ist;
eine Nocke und ein Nockenelement zum Öffnen der Tür, wenn sich die Haltestäbe an ihrem Platz befinden;
vordere Finger zum Halten der Vorderseite des Stapels während seiner Entfernung aus der Kassette; und
einen Schieber zum Vorwärtsschieben des Stapels, um zu bewirken, dass der Stapel aus der Kassette entfernt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, umfasst die Vorrichtung weiterhin:
hintere Finger zum Tragen der Rückseite des Stapels flacher Artikel;
eine Aufreihstation mit einem Stapelträger für aufgereihte Artikel zum Tragen der Rückseite eines aufgereihten Stapels von flachen Artikeln.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Übertragen flacher Artikel aus einer Kassette mit einer Tür, die geöffnet werden kann und mit einem in Längsrichtung verschiebbaren hinteren Stapelträgerschieber zum Tragen der Rückseite des Stapels und zum Aufreihen des Stapels zum Zuführen zu einer Verarbeitungsmaschine zum Verarbeiten flacher Artikel zur Verfügung gestellt, weiterhin aufweisend:
einen bewegbaren mechanischen Arm zum Anordnen der Kassette an und Entfernen der Kassette aus einer Aufnahmeeinrichtung;
einen Haltestab zum Tragen der Vorderseite des Stapels, wenn die Tür geöffnet ist; eine Nocke für das Öffnen der Tür mittels der relativen Bewegung einer Nocke an der Aufnahmeeinrichtung und einem Nockenelement an der Tür, wenn die Kassette an der Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist und zum Schließen der Tür, wenn die Kassette aus der Aufnahmeeinrichtung entfernt ist;
einen vorderen Finger zum Tragen der Vorderseite des Stapels während seiner Entfernung aus der Kassette;
einen Antrieb zum Anordnen des vorderen Fingers vor dem Stapel, um den Stapel zu tragen, wenn der Haltestab entfernt ist;
einen Schieber, der hinter dem Stapel flacher Artikel angeordnet werden kann;
einen Antrieb zum Vorwärtsbewegen des Schiebers, um den Stapel nach vorn zu schieben und um den Stapel aus der Kassette heraus zu bewegen.
Gemäß der Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner:
einen Antrieb, um den vorderen Finger zusammen mit dem Stapel flacher Artikel aus der Aufnahmeeinrichtung zu einer Aufreihstation zu bewegen;
einen hinteren Finger zum Tragen der Rückseite des Stapels;
einen Antrieb zum Anordnen des hinteren Fingers zwischen einem in Längsrichtung verschiebbaren Stapelträgerschieber und der Rückseite des Stapels;
eine Aufreihstation, aufweisend einer Stapelträger für aufgereihte Artikel zum Tragen der Rückseite eines aufgereihten Stapels;
einen Antrieb zum Bewegen des hinteren Fingers mit dem Stapel, um den Stapel während der Bewegung zwischen dem vorderen Finger und dem hinteren Finger zu halten;
einen Antrieb zum Bewegen des Stapelträger für die aufgereihten Artikel von zwischen einem vorher aufgereihten Stapel und einem neu aufgereihten Stapel in eine Position hinter dem neu aufgereihten Stapel; und
einen Antrieb zum Bewegen der vorderen und hinteren Finger von dem Stapel weg, um die Bewegung der vorderen und hinteren Finger zu den jeweiligen Startpositionen zu gestatten.
Automatische Stapeleinrichtung
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Übertragen flacher Artikel von einer Artikelverarbeitungsmaschine zu einer Kassette in einem Ausgabefach:
Bewegen der Artikel in Richtung zu einem offenen Ende einer an einem Abgabefach angedockten Kassette, wobei die Kassette einen in Längsrichtung verschiebbaren hinteren Stapelträgerschieber aufweist;
Führen der Artikel in die Kassette, um einen Stapel von Artikeln in der Kassette zu bilden;
Bestimmen, wann die Kassette aus dem Ausgabefach entfernt werden sollte;
Unterbrechen der Bewegung der Artikel in die Kassette, wenn die Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden soll;
Schließen einer Tür der Kassette, während der Stapel in einer aufrechten Position gehalten wird; und
Entfernen der Kassette aus dem Ausgabefach.
Gemäß einer anderen Ausführung der vorliegenden Erfindung, umfasst eine Vorrichtung zum Übertragen flacher Artikel von einer Artikelverarbeitungsmaschine zu einer Kassette in einem Ausgabefach:
eine Transportvorrichtung für das Bewegen der Gegenstände in Richtung auf ein offenes Ende einer an ein Ausgabefach angedockten Kassette, wobei die Kassette einen in Längsrichtung bewegbaren hinteren Stapelstützschieber aufweist;
eine Artikelführung zum Führen der Artikel in die Kassette in einen Stapel von Artikeln in der Kassette;
einen Sensor zum Bestimmen, wann eine Kassette aus dem Ausgabefach entfernt werden sollte;
eine Steuervorrichtung zum Unterbrechen der Bewegung der Artikel in die Kassette, wenn die Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden soll;
eine Betätigungsvorrichtung zum Schließen einer Tür zu der Kassette, wobei die flachen Artikel in dem Stapel in einer aufrechten Position gehalten werden; und
einen Antrieb zum Entfernen der Kassette aus dem Ausgabefach.
Weiterhin umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Übertragen flacher Artikel von einer Verarbeitungsmaschine für die Artikel zu einer Kassette in einem Ausgabefach:
einen Antrieb zum Bewegen der Artikel in Richtung auf ein offenes Ende einer an einem Ausgabefach angedockten Kassette, wobei die Kassette einen in Längsrichtung bewegbaren hinteren Stapelträgerschieber aufweist;
ein Schiebetor zum Führen der Artikel in die Kassette in einem Stapel von Artikeln in der Kassette;
einen Sensor zum Bestimmen, wann eine Kassette aus dem Ausgabefach entfernt werden sollte;
eine Betätigungsvorrichtung zum Unterbrechen der Bewegung der Artikel zu der Kassette, wenn die Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden soll;
eine Nocke an dem Ausgabefach zum Schließen der Kassettentür durch die Relativbewegung zwischen der Nocke und der Tür; und
einen mechanischen Arm für das Entfernen der Kassette aus dem Ausgabefach.
Rüttel- und Stauchvorrichtung
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Ausrichten der unteren Kanten der flachen Artikel auf: eine Anzahl von beabstandeten, allgemein vertikalen Fingern, die in Vorwärtsrichtung verschiebbar sind, während sie Gruppen von flachen Artikeln halten, wobei jeder Finger sich über eine vertikale Mittellinie vorwärts und rückwärts bewegen kann, wenn die Finger in Vorwärtsrichtung verschoben werden, um die Artikel zu rütteln, um ihre unteren Kanten auszurichten.
Weiterhin weist gemäß der vorliegenden Erfindung, die Vorrichtung, wie sie vorher definiert ist, eine Anzahl feststehender Nocken auf, wobei die Finger ein Nockenelement aufweisen, das an ihnen montiert ist, um sich aufsitzend über die Nocken zu bewegen, wenn die Finger in Vorwärtsrichtung verschoben werden, wodurch, wenn die Finger in Vorwärtsrichtung bewegt werden, sie eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung über eine vertikale Mittellinie ausführen.
Roboter
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung für das automatische Einführen und Entfernen von Kassetten aus einer Verarbeitungsmaschine für Artikel auf:
eine Kassettenhalteplattform;
eine X-Y-Positionierungsvorrichtung, die an der Kassettenhalteplattform angebracht ist, um die Kassettenhalteplattform an einer spezifizierten Stelle zum Zustellen oder Herausholen einer Kassette zu positionieren;
einen Kassettenfangarm mit ausfahrbaren Armen zum Ausfahren zu der Kassette und zu ihrem Abstützen; und
einen Antrieb zum Bewegen eines Haltestabs in die Kassette und aus ihr heraus.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Kassettenhalteplattform um eine vertikale Achse drehbar.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Kassettenhalteplattform um eine horizontale Achse drehbar, um die ausfahrbaren Arme mit der Kassette auszurichten.
Ferner weist gemäß der vorliegenden Erfindung die X-Y-Positionierungsvorrichtung einen Roboter auf, der einen Endeffektor zum Verschieben eines Stapelschiebers in ein Ausgabefach besitzt.
Gesamtsystem mit Puffer
Gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Sortieren und Zuführen von flachen Artikeln: Anordnen einer Kassette, die einen Stapel von flachen Artikeln enthält, an einer Kassettenaufnahmeeinrichtung;
Entfernen der Artikel als eine Gruppe aus der Kassette;
Bewegen der Artikel als Gruppe zu einer Zuführstation einer Sortiervorrichtung;
Sortieren der Artikel, in ein ausgewähltes einer Anzahl von Ausgabefächern, wobei jedes der Ausgabefächer eine Kassette in sich enthält;
Bewegen der Gegenstände in eine ausgewählte Kassette in eines der Anzahl von Ausgabefächern und als Stapel in der Kassette;
Ermitteln, wann die Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden sollte; und
Unterbrechen der Bewegung der Artikel in die Kassette, wenn die Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden soll.
Gemäß der vorliegenden Ausführung umfasst das Verfahren ferner:
Bewegen der Kassette aus dem Ausgabefach zu einem Pufferregal für die zeitweilige Lagerung.
Ferner umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Sortieren und Zuführen von flachen Artikeln: eine Kassettenaufnahmeeinrichtung, die eine Kassette aufnimmt, die einen Stapel von flachen Artikeln enthält;
einen Schieber zum Entfernen der Artikel als eine Gruppe aus der Kassette;
eine Transportvorrichtung für das Bewegen der Gruppen von Artikeln zu einer Zuführungsstation einer Sortiervorrichtung;
eine Artikel-Sortiervorrichtung zum Sortieren von Artikeln in ein ausgewähltes einer Anzahl von Ausgabefächern, wobei jedes der Ausgabefächer eine Kassette in sich enthält;
eine Transportvorrichtung, zum Hineinfahren von Artikeln in einer ausgewählten Kassette in eines der Anzahl von Fächern zu einem Stapel in der Kassette;
einen Sensor zum Bestimmen, wann eine Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden sollte; und
eine Steuervorrichtung zum Unterbrechen der Bewegung der Artikel in die Kassette zum Entfernen aus einem Ausgabefach.
Gemäß der vorliegenden Ausführung weist die Vorrichtung ferner eine Plattform zum Entfernen der Kassette aus einem Ausgabefach und zum Anordnen der Kassette in einem Pufferregal auf.
Weiterhin weist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Sortieren und Zuführen von flachen Artikeln auf:
eine Kassette mit einem in Längsrichtung bewegbaren hinteren Stapelträgerschieber, um die Rückseite eines Stapels von flachen Artikeln zu tragen;
einen mechanischen Arm zum Positionieren der Kassette, welche einen Stapel von ebenen flachen Artikeln enthält, an einer Kassettenaufnahmeeinrichtung;
eine Nocke für das Öffnen einer Tür der Kassette durch die Relativbewegung zwischen der Kassette und der Kassettenaufnahmeeinrichtung;
einen Haltestab, der zwischen der Tür und einer Vorderseite des Stapels von Artikeln einsetzbar ist, um die Vorderseite des Stapels abzustützen, um eine gewünschte Ausrichtung des Stapels beizubehalten;
einen vorderen Finger, der an der Vorderseite des Stapels von Artikeln positioniert werden kann und einen hinteren Finger, der an der Rückseite des Stapels positioniert werden kann;
einen Antrieb zum Wegbewegen des Haltestabes von dem Stapel vor dem Bewegen des Stapels von flachen Gegenständen aus der Kassette;
einen Antrieb zum Bewegen der vorderen und hinteren Finger aus der Kassette, um den Stapel von flachen Artikeln zu einer Zuführungsstation zu bewegen;
eine Zuführungsvorrichtung zum Zuführen von Artikeln von einem aufgereihten Stapel in eine Sortiervorrichtung mit einer Anzahl von Ausgabefächern, wobei jedes Ausgabefach eine Kassette in sich enthält;
einen Antrieb zum Bewegen der Artikel in eine ausgewählte Kassette in eines der Anzahl von Fächern;
ein Schiebetor zum Führen von Artikeln in eine Kassette als einen Stapel von Artikeln in der Kassette;
einen Sensor zum Ermitteln, wann eine Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden sollte;
eine Steuervorrichtung zum Abschalten der Bewegung der Artikel in die Kassette, wenn die Kassette aus einem Ausgabefach entfernt werden soll;
eine Betätigungsvorrichtung, um das Schiebetor zu der Vorderseite des Stapels zu bewegen;
eine Nocke an dem Ausgabefach zum Schließen der Kassettentür durch die Relativbewegung zwischen der Nocke und der Tür; und
einen mechanischen Arm zum Entfernen der Kassette aus einem Ausgabefach zum Platzieren in einem Pufferregal.
Weiterhin umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Sortieren von Artikeln in eine Kassette: Bestimmung der häufig verwendeten Ausgabefächer, die Gefäße enthalten; und
Festlegen der am häufigsten verwendeten Ausgabefächer als einander naheliegende Fächer.
Ferner umfasst gemäß der vorliegenden Ausführung das Verfahren weiterhin das Zuweisen von Fächern in einem Pufferregal als einander naheliegende Fächer für das Aufnehmen von Kassetten aus den am häufigsten verwendeten Ausgabefächern.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Um die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile vollständiger zu verstehen, wird nun Bezug auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen genommen, die zeigen in
1 eine Perspektivansicht eines Postsendungs-Kassetten-Handhabungssystems gemäß der vorliegenden Erfindung für eine Postsendungssortiermaschine;
2 eine Perspektivansicht eines automatischen Zuführungssystems für die Postsendungssortiermaschine von 1;
3A eine Perspektivansicht einer Kassette für die Verwendung in dem automatischen Zuführungssystem von 2, dargestellt mit geschlossener Kassettentür;
3B eine Perspektivansicht der Kassette von 3A, dargestellt mit geöffneter Kassettentür;
3C eine Perspektivansicht des vorderen Endes der Kassette von 3A, beim Eintreten in die Aufnahmeeinrichtung des automatischen Zuführungssystems von 2;
3D eine Perspektivansicht des vorderen Endes der Kassette von 3A, während der Aufnahme in die Aufnahmeeinrichtung des automatischen Zuführungssystems von 3A;
4A eine schematische Schnittansicht, geschnitten entlang der Linie 4A-4A von 3A, und zeigt eine Sperrklinken-Kassettenanordnung für das selektive Verriegeln eines Schiebers für die hintere Stapelstütze in der Kassette in der verriegelten Stellung.
4B eine schematische Schnittansicht, geschnitten entlang der Linie 4A-4A von 3A und zeigt die Sperrklinken-Kassettenanordnung für das selektive Verriegeln eines Schiebers für die hintere Stapelstütze in der Kassette in der unverriegelten Stellung;
5 eine Seitenansicht, teilweise in gestrichelter Darstellung, des Vorderteils einer Kassette von 3A, welche die Öffnungsfolge der Kassettentür in drei Stufen darstellt: 1) mit geschlossener Tür, wenn die Kassette die Aufnahmeeinrichtung erreicht hat, (2) mit sich mittels eines Nockens an der Aufnahmeeinrichtung öffnender Tür, wenn die Kassette weiter in Richtung auf die Aufnahmeeinrichtung bewegt wird, und 3) mit vollständig geöffneter Tür, wenn die Kassette vollständig an der Aufnahmeeinrichtung angedockt ist;
6 eine Perspektivansicht, teilweise in gestrichelter Darstellung, einer X-Y-Roboter-Kassettenhandhabungs- und -übertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 eine Ansicht der Kassettentragplattform der Roboter-Kassettenhandhabungs- und -übertragungsvorrichtung von 6 von oben;
7A eine Seitenansicht der Kassettentragplattform von 7 entlang der Linie A-A von 7;
7B eine Seitenansicht der Kassettentragplattform von 7 entlang der Linie B-B von 7A;
8 eine Seitenansicht, teilweise in gestrichelter Darstellung, der Kassettentragplattform von 7, welche den ausfahrbaren Arm und den Stapelträger mit einem Freigabefinger in der zurückgezogenen Stellung darstellt;
9 und 9A bis 9M schematische Darstellungen einer Folge von Arbeitsgängen für das Andocken einer Kassette an die automatische Zuführungsvorrichtung von 2, des Entladens eines Stapels von Postsendungen, des Entfernens der Kassette und des Aufreihens des Stapels von Postsendungen;
10A bis 10I schematische Darstellungen einer Folge von Arbeitsgängen für das Andocken einer Kassette an die Kassetteaufnahmeeinrichtung der automatischen Zuführungsvorrichtung von 2, des Entladens der Kassette und des Entfernens der Kassette aus der Aufnahmeeinrichtung;
11A bis 11L eine Folge von Arbeitsgängen für die Roboter-Kassettenhandhabungs- und -übertragungsvorrichtung von 6, die Kassetten zwischen einem Pufferregal, der automatischen Zuführungsvorrichtung von 2 und den Ausgabefächern einer Sortiervorrichtung der Postsendungs-Sortiermaschine von 1 bewegt;
12A bis 12D Perspektivansichten der Folge von Arbeitsgängen für das automatische Stapeln von flachen Artikeln in eine Kassette in einem Ausgabefach einer Sortiervorrichtung der Postsendungs-Sortiermaschine von 1 und welche das Stapeln, das Bewegen des Stapels in die Kassette, das Bewegen und Einsetzen der Haltestäbe an dem vorderen Ende des Stapels und das Entfernen der Kassette aus dem Ausgabefach darstellen;
13A bis 13I schematische Darstellungen einer Folge von Arbeitsgängen für das Aufnehmen einer leeren Kassette in ein Ausgabefach der Sortiervorrichtung der Postsendungs-Sortiermaschine von 1, des Stapelns der flachen Artikel in die Kassette und des Entfernens der gefüllten Kassette aus dem Ausgabefach;
14 eine Perspektivansicht einer X-Y-Roboter-Kassettenübertragungs-Tragplattform für die Vorrichtung von 6, die zwei Kassettentragplattformen aufweist;
15 eine Seitenansicht, teilweise in gestrichelter Darstellung, einer Durchführungs-Glattstoßvorrichtung für die Verwendung in Verbindung mit der Postsendungs-Sortiermaschine von 1;
16 eine Ansicht der Durchführungs-Glattstoßvorrichtung von 15 von oben, teilweise in gestrichelter Darstellung;
17 eine Endansicht der Durchführungs-Glattstoßvorrichtung von 15, teilweise in gestrichelter Darstellung, welche die Antriebselemente für die rotierenden, mit Nocken versehenen Wellen darstellt; und
18 eine Seitenansicht, teilweise in gestrichelter Darstellung, eines Abschnitts der Durchführungs-Glattstoßvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche den Nockenzug und die Nockenelemente darstellt, die das Rückwärts- und Vorwärtsrütteln verursachen.
Ausführliche Beschreibung
Nun ausführlich auf die Zeichnungen eingehend, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile in den Ansichten bezeichnen, und zunächst auf die 1 und 2 davon Bezug nehmend, ist ein System 10 zum Handhaben von flachen Artikeln dargestellt. Das System 10 zum Handhaben von flachen Artikeln weist eine Sortiervorrichtung 15 und eine Anordnung 19 von Ausgabefächern 20 auf, die in Reihen und Spalten angeordnet sind und von denen jedes dazu ausgestaltet ist, eine Kassette 25 aufzunehmen, in die Postsendungen (oder andere flache Artikel) automatisch gestapelt werden können. Das System 10 zum Handhaben von flachen Artikeln weist weiterhin einen X-Y-Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboter 30 mit einer Kassettentragplattform 35 zum Übertragen von Kassetten zwischen Komponenten des Systems auf. Das System 10 für die Handhabung von Artikeln weist vorzugsweise weiterhin ein Pufferregal 40 (seine Rückseite ist in 1 dargestellt) mit einer Anordnung von Komponenten 45 für das zeitweilige Aufnehmen und Lagern gefüllter und ungefüllter Kassetten 25 auf. Das System 10 für die Handhabung von Artikeln weist weiterhin vorzugsweise eine automatische Zuführungsvorrichtung 50 mit einer Kassettenaufnahmestation 55, einer Reihungsstation 60 und eine Rüttel-/Glattstoßstation 65, die einer Zuführungsstation 70 zuführt, auf. Es ist so zu verstehen, dass, obwohl aus Bequemlichkeitsgründen hierin oft der Ausdruck „Postsendung„ verwendet wird, um sich auf die flachen Artikel zu beziehen, die gemäß dem Verfahren und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden, ausdrücklich darauf hingewiesen wird, dass auch andere flache Artikel als Postsendungen, wie zum Beispiel Zeitschriften und Bücher, gehandhabt werden können.
Die Hauptkomponenten des Systems werden nun wiederum, beginnend mit der Konstruktion einer Kassette 25 beschrieben.
Kassette
Nun auf 3A bis 3D, 4B und 5 Bezug nehmend, ist die Kassette 25 dazu ausgestaltet, einen horizontalen Stapel 75 (2) von Postsendungen (oder von anderen flachen Artikeln) zu halten, mit anderen Teilen des Systems zusammenzuwirken und das Handhaben durch den X-Y-Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboter 30 zu erleichtern. Die Kassette 25 kann ebenfalls durch Personen leicht gehandhabt, getragen und bewegt werden, wenn es gewünscht wird.
Die Kassette ist im Allgemeinen rechtwinklig mit einem allgemein flachen Boden 82, allgemein flachen Seitenwänden 85 und 86, einer Kassettentür 90, die an Scharnieren 95 an einem vorderen Ende 100 nach unten schwenkbar ist und einem Griff 105 am hinteren Ende 110. Vorzugsweise ist die Kassettentür 90 durch eine Feder 112 in die geschlossene Position federbelastet. Der Griff 105 kann einfach ein Stab sein, der das hintere Ende 110 ansonsten offen lässt. Das hintere Ende 110 kann auch mit einer Wand geschlossen sein, wenn es gewünscht wird, die jedoch nicht erforderlich ist. Vorzugsweise ist die Kassette 25 etwa 58,42 cm (23 Inch) lang, 33,02 cm (13 Inch) breit und 13,64 cm (5 3/8 Inch) hoch und enthält von 0 bis 45,72 cm (18 Inch) gestapelte Postsendungen. Natürlich kann auch jede geeignete Kassettengröße, abhängig von den zu handhabenden flachen Artikeln und der gewünschten Kapazität, verwendet werden.
Die Kassettentür 90 überdeckt vorzugsweise das gesamte vordere Ende 100 der Kassette 25, so dass, wenn die Tür offen ist, ein Stapel von Postsendungen ohne Hindernisse oder Kanten, die Poststücke „einfangen„, entfernt werden kann. Die Kassettentür 90 weist einen Verriegelungsstab 115 an der linken und rechten oberen Ecke auf, der dazu angepasst ist, mit einer Verriegelung 120, die schwenkbar in einem Verriegelungsgehäuse 125 an jeder Seite der Kassette 25 angebracht ist, zusammenzupassen. Wie am besten in 5 dargestellt ist, wird eine Verriegelungsfreigabeeinrichtung 130 (vorzugsweise eine Schubstange) in dem Verriegelungsgehäuse 125 gehalten und durch eine Feder 126 federbelastet, um die Verriegelung 120 in die geschlossene Stellung zu drücken. Wie in 5 dargestellt ist, erstreckt sich das untere Ende 132 der Verriegelungsfreigabeeinrichtung 130 durch den Boden des Verriegelungsgehäuses 125.
Wie aus 5 ersichtlich ist, gleitet, wenn eine Kassette 25 in die Kassettenaufnahmestation 55 (oder in ein Ausgabefach 20 in dem Handhabungssystem der Artikel 10) eingesetzt ist, das untere Ende 132 der Verriegelungsfreigabeeinrichtung 130 aufsitzend über eine Rampe oder einen Entriegelungsnocken 135 an der Kassettenaufnahmestation 55, wird nach oben gestoßen und hebt dadurch die Verriegelung 120 an und gibt die Kassettentür 90 frei, so dass sie geöffnet werden kann.
Die Kassettentür 90 weist zwei offene Aussparungen 140 auf, die sich von der unteren Kante der Tür bis etwa in ihre Mitte erstrecken. Die offenen Aussparungen 140 gestatten es einem Satz von Haltestäben 145 in der Aufnahmestation 55, wie sie in 2 und in 3C und 3D dargestellt sind, sich durch die Kassettentür 90 zu erstrecken und gegen den Stapel von Postsendungen zu drücken, wobei sie es der Tür gestatten, um die Haltestäbe 145 geöffnet zu werden (in einer Art und Weise, die nachfolgend ausführlicher beschrieben wird). Auf diese Weise kann das vordere Ende des Stapels von Postsendungen (d. h. das Ende, welches der Tür am nächsten liegt) zeitweise durch die Haltestäbe 145 gehalten werden, während die Tür geöffnet ist, so dass das vordere Ende des Stapels in der Kassette an seinem Platz gehalten wird, wenn die Tür geöffnet ist. Die Haltestäbe 145 weisen vorzugsweisen einen Motorantrieb auf und werden vorzugsweise durch einen Computer gesteuert, so dass sie selektiv angehoben und abgesenkt werden können. Die Haltestäbe 145 sind weiterhin vorzugsweise in der Kassette 25 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung bewegbar, was durch eine Feder (nicht dargestellt), welche die Haltestäbe in Richtung auf die Kassette drückt, oder durch einen Motor erreicht werden kann. Obwohl zwei Haltestäbe 145 dargestellt sind, kann einer oder eine andere Anzahl ebenfalls verwendet werden.
Es ist so zu verstehen, dass die Kassettentür 90 auch an der Oberseite oder an der Seite durch ein Scharnier angebracht werden kann, obwohl jedoch ein Scharnier an der Unterseite bevorzugt wird. Wenn ein Scharnier an der Oberseite verwendet wird, muss die Kassette ausreichend groß sein, um eine Behinderung durch die Oberseite der Postsendungen zu vermeiden, wenn sie entfernt wird. Es kann auch eine Schiebetür verwendet werden.
Es ist auch so zu verstehen, dass die Funktion des Aufrechthaltens des vorderen Endes des Stapels 75 von Postsendungen während des Öffnens (oder Schließens) der Kassettentür 90 auch durch andere Mittel als durch den Satz von Haltestäben 145 erfüllt werden kann. So kann zum Beispiel anstatt der Haltestäbe ein Satz von gekrümmten Fingern außerhalb der Kassette durch Löcher 150 in die Kassette gedreht werden, um auf die Vorderfläche des Stapels von Postsendungen zu drücken und sie zu halten und die Tür könnte um den oder die gekrümmten Finger geöffnet werden. Alternativ könnte ein Finger oder ein Satz von Fingern sich von der Seite durch Schlitze 155 in der Seitenwand 85 oder durch Schlitze 160 im Boden der Kassette in die Kassette erstrecken. Die Tür 90 ist dann mit geeigneten Kanälen in der Vorderseite versehen (ähnlich den offenen Kanälen 245 in der Vorderfläche eines Schiebers für den hinteren Stapelträger 180), um die Finger ohne Behinderung mit der Vorderseite des Postsendungsstapels aufzunehmen. Es können auch in die Kassette hinter der Tür eingebaute (entweder federbelastet oder von außen betätigt) oder in die Tür selbst eingebaute Finger verwendet werden.
Die Kassettentür 90 ist mit einem S-förmigen Nockenelement 165 an der unteren linken und rechten Ecke versehen. Obwohl ein symmetrisches Nockenelement an jeder dieser Ecken bevorzugt wird, kann zum Verringern von Verdrehbeanspruchungen auf die Tür ein Nockenelement allein verwendet werden.
Bezug auf 3C, 3D und 5 nehmend, ist, um die Öffnungsbewegung der Tür 90 zu beginnen, das untere freie Ende 170 jedes Nockenelements 165 ausgestaltet, um einen ersten Keil oder eine erste Nocke 172 in der Aufnahmestation 55 zu kontaktieren, wenn die Kassette 25 in die Aufnahmestation 55 (oder in ein Ausgabefach 20) eingesetzt wird. Das obere freie Ende 175 des Nockenele ments 165 ist dazu ausgestaltet, einen zweiten Keil oder eine zweite Nocke 177 zu kontaktieren, wenn die Kassette 25 in die Aufnahmestation 55 (oder in ein Ausgabefach 20) eingesetzt wird, um das Öffnen der Tür 90 bei etwa 135 Grad oder mehr abzuschließen, um Behinderungen in der Aufnahmeeinrichtung oder in den Ausgabefächern 20 zu vermeiden. Das ist deutlicher in 3C und 3D dargestellt.
5 zeigt sich von rechts nach links bewegend und etwas überlappend drei Stadien des Öffnens der Tür 90 durch die Nocken 172 und 177: (1) geschlossen, Öffnen beginnt, (2) vollständig geöffnet, Kassette teilweise aufgenommen, und (3) vollständig geschlossen, Kassette vollständig aufgenommen, wobei die erste und die zweite Nocke auf das untere und obere Ende 170 und 175 des Nockenelements 165 wie dargestellt einwirkt. Die verschiedenen Stadien sind durch strichpunktierte Linien gekennzeichnet. Natürlich wird, wenn die Kassette 25 entfernt wird, der Prozess umgekehrt und die Kassettentür 90 geschlossen.
Der innere, federbelastete hintere Stapelträgerschieber 180 ist in der Kassette 25 vorgesehen, um den Stapel 75 an dem hinteren Ende der Kassette 25 aufrecht zu halten und eine geringe Kraft auf den Stapel auszuüben, um ihn aufrecht zu halten. Wie in 3A, 3B, 4A und 4B dargestellt, ist der hintere Stapelträgerschieber 180 an einer Wagenanordnung 185 verschiebbar durch einen Schlitz 190 in dem Boden 82 der Kassette in einem oben offenen Kanal 195 montiert, der an der Unterseite des Bodens 82 angebracht ist. Die Wagenanordnung 185 gleitet auf linearen Kugelumlauflagern, die auf einer runden Welle 200 in Längsrichtung in dem offenen Kanal 195 angeordnet sind, so dass die Wagenanordnung gleichmäßig in dem offenen Kanal 195 vorwärts und rückwärts gleitet. Anstelle der Kugelumlauflager können teleskopische Kugellager, wie sie in Möbelschubladen zu finden sind, verwendet werden. Weiterhin können Kunststoff- oder PTFE-Buchsen oder andere zweckmäßige Mittel für Längslager oder Buchsen verwendet werden.
Die runde Welle 200 erstreckt sich durch Schlitze 205 an jedem Ende des offenen Kanals 195 und wird lose durch Haltescheiben (nicht dargestellt) befestigt. Sie ist in Längsrichtung federbelastet in dem offenen Kanal 195 montiert und wird durch eine Feder 181 nach vorn gedrückt. Das vordere Ende der runden Welle 200 erstreckt sich durch die Vorderseite des Kanals und steht mit einer Stoßstange (nicht dargestellt) in der Aufnahmeeinrichtung 55 oder in dem Ausgabefach 20 in Eingriff, wenn die Kassette 25 aufgenommen ist. Diese Aktion schiebt die Welle 200 in Längsrichtung entgegen der Kraft der Feder 181 nach innen. Die runde Welle 200 ist so angebracht, dass sie sich in einem gewissen Grad in den Schlitzen 205 bewegen kann und sie weist ein Nockenelement 215 aus, das dazu ausgestaltet ist, sich aufsitzend auf einer keilförmigen Nockenführung oder den Schlitz 220 an jedem Ende des offenen Kanals 195 zu bewegen. Ein gleichermaßen dimensionierter Kanal 221 (siehe 3A, 3C und 3D) ist unter dem Boden 82 vorhanden, um die Symmetrie aufrechtzuerhalten. Er weist jedoch keinen offenen Schlitz oder innere Mechanismen auf.
Der hintere Stapelträgerschieber 180 wird durch eine „Konstantkraft„-Feder 225 nach vorn gedrückt, deren eines Ende an einer Rolle 230 befestigt und darauf gewickelt ist, die an der Rückseite des hinteren Stapelträgerschiebers 180 angebracht ist, und deren anderes Ende 231 an dem Boden der Kassette 25 nahe dem vorderen Ende befestigt ist. Die Federkraft beträgt an dem Schieber 180 in Richtung auf die Kassettentür 90 vorzugsweise etwa 0,64 kg (1,4 pounds).
Wenn die Kassette 25 entweder von der Aufnahmeeinrichtung 55 oder aus einem Ausgabefach 20 entfernt ist, wird der innere, bewegbare hintere Stapelträgerschieber 180 durch einen Sperrklinkenmechanismus an seinem Platz verriegelt, der verhindert, dass der Schieber sich von der Kassettentür 90 weg bewegt, was dazu führen könnte, dass der Stapel von Postgegenständen umfällt oder in Unordnung gerät. Um das Verriegeln zu erreichen, weist die Wagenanordnung 185 Sperrzähne 235 auf, die dazu ausgestaltet sind, selektiv mit einer Zahnstange oder mit einer Reihe von Löchern 240 an einer Seite des Kanals 195 einzugreifen. Wenn das vordere Ende 210 der runden Welle 200 durch die Schubstange oder durch eine Endwand 285 an der Aufnahmestation 55 oder durch eine Endwand des Ausgabefachs 20 entgegen der Kraft der Feder 181 an dem hinteren Ende der runden Welle 200 nach innen geschoben wird, bewegen sich die Nockenelemente 215 an jedem Ende der runden Welle 200 gegen die keilförmige Nockenfläche 220, wodurch bewirkt wird, dass die runde Welle 200 sich seitwärts in den Schlitzen 205 bewegt, bis die Sperrzähne 235 an der Wagenanordnung 185 außer Eingriff kommen. Wenn das vordere Ende 210 der runden Welle 200 von der Schubstange getrennt ist, bringt die Kraft der Feder 181 auf die Welle diese in Längsrichtung und seitlich in ihre Ausgangsstellung zurück, die Sperrzähne 235 greifen mit der Zahnstange oder mit der Reihe von Löchern 240 in dem Kanal 195 ein und verriegeln den hinteren Stapelträgerschieber 180 an seinem Platz.
Der hintere Stapelträgerschieber 180 weist vorzugsweise nach vorn offene Kanäle 245 auf, um das Eintreten der Finger von der Seite in die offenen Kanäle 245 zwischen den Stapel von Postsendungen und der Vorderseite des Schiebers zu gestatten, ohne sich mit den Postsendungen zu verhaken. Wie in 3B dargestellt ist, erlauben die Einkerbungen 155 im vorderen Teil der Seitenwand 85 das Eintreten der Finger von der Seite, wenn sich der Schieber 180 an dem vorderen Ende 100 befindet.
Der hintere Stapelträgerschieber 180 weist eine Schalterbetätigungsverlängerung 250 an der Innenseite (oben auf der Seitenwand 85) an dem oberen Ende eines seitlichen Tragelements 251 auf. Die Schalterbetätigungsverlängerung aktiviert externe Schalter (nicht dargestellt) in dem Ausgabefach 20, um dem Handhabungssystem für die Artikel 10 zu signalisieren, dass die Kassette 25 entweder vollständig oder teilweise mit Postsendungen gefüllt und bereit zum Entfernen ist, oder um den relativen Füllungsgrad anzuzeigen. Die Schalterbetätigungsverlängerung 250 wird weiterhin an der Kassettenaufnahmestation 55 verwendet, um zu signalisieren, dass der hintere Stapelträgerschieber 180 sich während des Entfernungsarbeitsgangs der Postsendungen nach vorn bewegt hat und um einen Alarm ertönen zu lassen (oder um eine andere geeignete Aktion auszulösen), wenn das nicht erfolgt ist. Obwohl die Betätigungsverlängerung 250 einen Schalter vorzugsweise mechanisch betätigt, kann jeder geeignete Sensor (wie zum Beispiel ein fotoelektrischer Detektor) zum Bestimmen der Lage (absolut oder relativ) des hinteren Stapelträgerschiebers 180 verwendet werden.
Aus ökonomischen Gründen ist der Körper der Kassette 25 vorzugsweise aus verstärktem Spritzgusskunststoff hergestellt. Der hintere Stapelträgerschieber 180, die Kassettentür 90, die Türverriegelungen 120, die Wagenanordnung 185 und andere sich bewegende Komponenten sind aus Gründen der Festigkeit und der Lebensdauer vorzugsweise aus Stahl, können jedoch, wenn es erwünscht ist, auch aus anderen geeigneten Materialien hergestellt sein.
Automatische Zuführungsvorrichtung
Zunächst auf 1, 2, 3B, 3C und 5 Bezug nehmend ist das automatische Zuführungssystem 50 zum Aufnehmen von Kassetten 25, die mit gestapelten Postsendungen gefüllt sind, dargestellt und entfernt automatisch den Stapel aus der Kassette, reiht die Postsendungen auf, rüttelt vorzugsweise die Postsendungen und stößt sie glatt und führt die Postsendungen der Eingabe-Zuführungsstation einer Sortiervorrichtung 15 zu. Die automatische Zuführungsvorrichtung 50 weist eine Aufnahmestation 55 zum Aufnehmen einer mit Postsendungen gefüllten Kassette 25, eine Vorrichtung zum Entleeren des Postsendungsstapels 275, die zwischen Aufnahmestation 55, der Reihungsstation 60 und der Rüttel-/Glattstoßstation 65 operiert und die Zuführung zu der Zuführungsstation 70 der Sortiervorrichtung 15 übernimmt, auf. Diese Stationen werden nachfolgend beschrieben:
1. Aufnahmestation
Die Aufnahmestation 55 weist ein Aufnahmeregal 280, einen Aufnahmekanal 290 in dem Regal für das Aufnehmen der Kassettentür 90 ohne Behinderung, die die Kassettentürverriegelung entriegelnde Nocke 135 und die die Kassettentür öffnende untere Nocke 172 und die obere Nocke 177 auf (dargestellt in 3C, 3D und 5, jedoch nicht in 1 oder 2), die seitlich versetzt voneinander angeordnet sind und die in Linie ausgerichtet werden, wenn die Kassette 125 mit dem unteren Nockenelement 170 und dem oberen Nockenelement 175 eingesetzt ist. Weiterhin führen Kassetten-Ausrichtungsführungen (nicht dargestellt), vorzugsweise die Führungskanäle 195 und 221 bei Aufnahme des Regals 280 in die Endwand des Docks 285. In der Aufnahmestation 55 sind zwei Haltestäbe 145 vorgesehen, die sich von einem gemeinsamen vertikalen Teil nach oben erstrecken.
Eine Kassette 25 mit einem horizontalen Stapel 75 wird auf dem Aufnahmeregal 280 platziert und durch automatisierte oder manuelle Einrichtungen zu der Endwand 285 vorwärts bewegt. Bezug auf 5 nehmend und beginnend mit der Position (1), wenn die Kassette 25 sich nach vorn verschiebt, betätigt die Entriegelungsnocke 135 in der Aufnahmestation 55 das untere Ende 132 der Verriegelungsfreigabe 130, welches wiederum die Verriegelung 120 anhebt und dadurch die Verriegelung von der Verriegelungsstange 115 freigibt und somit die Kassettentür 90 entriegelt. Wenn die Kassette 25 sich weiter auf dem Aufnahmeregal 280 nach vorn bewegt (in den Figuren nach links), stößt das untere Nockenele ment 170 gegen die Vorderseite der Nocke 172, um zu bewirken, dass die Tür 90 sich zu öffnen beginnt. Die Tür öffnet sich weiter, wenn sich die Kassette nach vorn bewegt, bis die Tür etwa 90° aus der geschlossenen Position offen ist. An diesem Punkt befindet sich das obere freie Ende 175 des Nockenelements 165 tief genug, um sich anliegend unter den Keil der Nocke 177 zu bewegen. Wenn sich die Kassette weiter nach vorn in die Position (2) bewegt, öffnet der Keil der Nocke 177 die Tür 90 weiter, bis sie etwa 135 Grad von der geschlossenen Position offen ist, d. h. sie befindet sich dann in der vollständig geöffneten Position. Das obere freie Ende 175 des Nockenelements 165 bewegt sich dann weiter unter den geradlinigen Teil der Nocke 177, bis das vordere Ende 100 der Kassette gegen die Aufnahmeendwand 285 stößt und dadurch den hinteren Stapelträgerschieber 180 durch Betätigung der runden Welle 200 entriegelt. Der Stapel von Postsendungen 75 kann nun aus der Kassette entfernt werden, indem der hintere Stapelträgerschieber 180 über einen Zuführungsstab 295 an der Oberseite der Aufnahmeendwand 285 geschoben wird (siehe 3C und 3D).
Zur gleichen Zeit, in der die Kassette 25 eingesetzt wird und kurz bevor die Tür entriegelt wird und sich zu öffnen beginnt, werden die Haltestäbe 145, wie durch die Pfeile angezeigt, von der Aufnahmestation 55 durch eine Betätigungsvorrichtung (nicht dargestellt) angehoben, um sich durch die offenen Einkerbungen 140 in der Kassettentür 90 hindurch zu bewegen, wenn die Kassette sich vorwärts bewegt. Die Haltestäbe 145 sind federbelastet, um eine Kraft auf die vordere Fläche des Stapels von Postsendungen auszuüben, wobei es den Haltestäben 45 gestattet ist, sich mit der Kassette zu bewegen, wenn diese sich vorwärts bewegt. Die Haltestäbe 145 sind angebracht, um sich mit derselben Geschwindigkeit wie die Kassette zu bewegen. Wenn sich die Kassettentür 90 öffnet, halten die Haltestäbe 145, die durch die offenen Einkerbungen 140 verlaufen, die vorderen Postsendungsstücke an ihrem Platz und verhindern ein Umfallen des Stapels, wenn die Tür geöffnet ist. Wie vorher erwähnt, stößt kurz bevor die Kassette gegen die Aufnahmeendwand 285 stößt, das vordere Ende 210 der runden Welle 200 gegen die Aufnahmeendwand 285, um den hinteren Stapelträgerschieber 180 in Vorbereitung für das Entleeren des Stapels von Postsendungen aus der Kassette zu entriegeln. Das Einsetzen einer Kassette in das Aufnahmeregal 280 und das Öffnen der Kassettentür 90 um die Haltestäbe 145 sind schematisch, schrittweise in 9, 9A und 9B dargestellt.
Bezug auf 2 nehmend, wird eine Stapelentleerungsvorrichtung 275 verwendet, um den Stapel von Postsendungen zu tragen und aus der Kassette 25 zu entfernen, nachdem sie aufgenommen worden ist, und den Stapel zu der Reihungsstation 60 zu bewegen. Die Stapelentleerungsvorrichtung 275 weist einen Wagen für den hinteren Finger 300 und einen Wagen für den vorderen Finger 305 auf, die auf Führungsschienen 310 und 315 montiert sind, welche parallel zu der Länge der automatischen Zuführungsvorrichtung 50 hinter einer geschlitzten Stapelträgerwand 320 verlaufen. Jeder der Fingerwagen 300 und 305 ist unabhängig in Längsrichtung entlang den Führungsschienen 310 und 315 zwischen der Aufnahmestation 55 und der Reihungsstation 60 mittels Antriebsmotoren (nicht dargestellt), vorzugsweise unter Steuerung durch einen Computer, bewegbar.
Jeder der Fingerwagen 300 und 305 weist einen Satz von Fingern 325 bzw. 330 auf, die angeordnet sind, um durch die geschlitzte Stapelträgerwand 320 aus dem jeweiligen Wagen 300 oder 305 ausgefahren und in ihn zurückgezogen zu werden.
Der Wagen für den hinteren Finger 300 weist ferner einen drehbaren Stapelschieber 335 auf, vorzugsweise in Form eines Hakens und montiert, um drehbar in die offene Oberseite des hinteren Endes der Kassette 25, hinter dem hinteren Stapelträgerschieber 180 und daraus heraus bewegt zu werden.
Speziell auf 9C bis 9M Bezug nehmend, wird nun der Betrieb der Entleerungsvorrichtung 275 beschrieben. Es ist so zu verstehen, dass vor der in 9C dargestellten Position die Finger 325 und 330 der Fingerwagen 300 und 305 zurückgezogen, der Stapelschieber 335 angehoben und beide Fingerwagen 300, 305 nach hinten bewegt worden sind, wobei der Fingerwagen 300 sich benachbart dem hinteren Ende der Kassette 25 und der vordere Fingerwagen 305 benachbart dem vorderen Ende des Wagens befindet, so dass, wenn die Finger 330 ausgefahren sind, die Haltestäbe 145 (wenn sie sich in der Stapelhalteposition befinden) sich zwischen den Fingern 330 und dem hinteren Stapelträgerschieber 180 befinden.
Sobald die Kassette 25 vollständig aufgenommen ist, werden die Finger 330 des vorderen Fingerwagens 305 durch die geschlitzte Stapelträgerwand 320 genau vor den Haltestäben 145 ausgefahren, wie es in 9C dargestellt ist. Als nächstes werden, wie in 9D dargestellt, die Haltestäbe 145 aus dem Weg zurückgezogen. Das vordere Ende des Stapels der Postsendungen wird nun durch die Finger 330 abgestützt. Etwa zur gleichen Zeit oder kurz danach wird der Schieber 335 nach unten in die offene Oberseite des hinteren Endes der Postsendungskassette 25 hinter dem hinteren Stapelträgerschieber 180 gedreht und der hintere Fingerwagen 300 mit noch zurückgezogenen Fingern 325 wird nach vorn bewegt, bis der Schieber 335 gerade die Rückseite des hinteren Stapelträgerschiebers 180 berührt.
Der hintere Fingerwagen 300 mit dem Schieber 335 nach unten wird dann nach vorn getrieben und schiebt den hinteren Stapelträgerschieber 180 und den Stapel von Postsendungen, während gleichzeitig der vordere Fingerwagen 305 mit ausgefahrenen Fingern 330 nach vorn getrieben wird, wobei der Stapel von Postsendungen 75 zwischen den ausgefahrenen Fingern und dem hinteren Stapelträgerschieber 180 gehalten wird, bis der hintere Stapelträgerschieber 180 sich ganz an der Vorderseite oder gerade außerhalb von dem vorderen Ende der Kassette 25 befindet. Wegen des vorgesehenen Abstandes zwischen dem Schieber 335 und den Fingern 325 sind an diesem Punkt die Finger 325 (noch zurückgezogen) direkt benachbart zu den vorn offenen Kanälen 245 des hinteren Stapelträgerschiebers 180 positioniert. Wie in 9E dargestellt, fährt der hintere Fingerwagen 300 dann die Finger 325 in die vorn offenen Kanäle 245 des hinteren Stapelträgerschiebers 180 zwischen dem Stützschieber und dem hinteren Ende des Stapels von Postsendungen 75 ohne Behinderung durch die Postsendungen aus. Der Stapel von Postsendungen wird nun zwischen den Fingern 325 des hinteren Fingerwagens 300 und den Fingern 330 des vorderen Fingerwagens 305 gehalten. Der Schieber 335 wird dann nach oben aus der Kassette 25 heraus gedreht.
2. Reihungsstation
An diesem Punkt werden sowohl der vordere als auch der hintere Fingerwagen 300 und 305, mit den jeweiligen Fingern ausgefahren, im Gleichlauf entlang den Führungsschienen 310 und 315 bewegt und der Stapel von Postsendungen von der Aufnahmestation 55 zu der Reihungsstation 60 verschoben, wie es in 9F bis 9I dargestellt ist, wobei ein vorher angeordneter Stapel von Postsendungen 75' durch einen Reihungsstationsschieber 340 an seinem Platz gehalten wird. Der Reihungsstationsschieber 340 ist in Längsrichtung bewegbar und auf der Führungswelle 341 drehbar.
Es sollte bemerkt werden, dass in 9G ein wahlweiser Kipp-Kantenausricht-Tisch 345 als ein Bestandteil der Reihungsstation 60 dargestellt ist. Der Kantenausrichttisch 345 ist ausgestaltet, um zu kippen und zu vibrieren, um beim Ausrichten der Kanten Unterstützung zu geben und die Postsendungen zu der geschlitzten Stapelträgerwand 320 zu bewegen. Dieser Kipp-Kantenausricht-Tisch 345 ist jedoch nicht erforderlich, wenn das Handhabungssystem für die Artikel 20 die Rüttel/Stauch-Station 65 oder andere Einrich tungen verwendet, um zu sichern, dass die Postsendungen in geordneter Weise der Zuführungsstation 70 zugeführt werden. Die Rüttel-/Stauchstation 65, die nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird, wird bevorzugt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die nun leere Kassette 25 durch manuelle oder automatische Einrichtungen aus der Aufnahmestation 55 entfernt. Natürlich wird dabei die Kassettentür 90 geschlossen, verriegelt und der hintere Stapelträgerschieber 180 verriegelt. Das erfolgt in umgekehrter Reihenfolge zu dem Ablauf beim Einsetzen der Kassette.
Wenn ein Stapel von Postsendungen 75 aus der Kassette 25 die Reihungsstation 60 erreicht, kontaktiert der Reihungsstationsschieber 340 die Finger 330 des ankommenden Stapels von Postsendungen 75, wie es in 9I dargestellt ist. Die Finger 330 halten den Druck auf die Stapel von Postsendungen 75 und 75' aufrecht und der Reihungsstationsschieber 340 wird aus der Position zwischen den beiden Stapeln (dem vorher angeordneten Stapel 75' und dem ankommenden Stapel 75), wie es in 9J dargestellt ist, gedreht. Der Reihungsstationsschieber 340 wird dann auf der Führungswelle 341 bewegt, bis er dicht hinter den Fingern 325 des hinteren Fingerwagens 300 positioniert ist und dann in eine Position hinter den Fingern 325 gedreht, wie es in 9K dargestellt ist. Die Finger 330 des vorderen Fingerwagens 305 werden dann in den Wagen zurückgezogen, die Stapel 75' und 75 werden zusammenstoßend belassen und bilden einen „neuen„ vorher platzierten Stapel 75', wie es in 9L dargestellt ist. Die Finger 325 werden dann in den hinteren Fingerwagen 300 zurückgezogen und lassen den ankommenden Stapel 75 (jetzt ein Teil des „neuen„ Stapels 75'), gestützt durch den Reihungsstationsschieber 340, zurück, was dem Ausgangspunkt des Prozesses entspricht, wie es in 9M dargestellt ist. An diesem Punkt können sich der vordere und hintere Fingerwagen 300 und 305 frei zu der Aufnahmestation 55 zurückbewegen, um das Entleeren eines anderen Sta pels von Postsendungen aus einer Kassette 25 vorzubereiten und der Prozess wiederholt sich.
Wieder auf 2 Bezug nehmend, wird der Stapel von Postsendungen 75' in der Reihungsstation 60 durch den Reihungsstationsschieber 340 zu der Rüttel-/Stauch-Station 65 bewegt, wo die Postsendungen gestaucht werden, um ihre unteren Kanten ordnungsgemäß auszurichten und um die Innenkante jeder Postsendung in Richtung auf eine Rückwand 345 zu drücken. Der Aufbau und der Betrieb der Rüttel-/Stauch-Station 65 wird nachfolgend beschrieben.
3. Durchführungs-Rüttel-/Stauch-Vorrichtung
Die Rüttel-/Stauch-Station 65 verwendet vorzugsweise eine Durchführungs-Rüttel-/Stauch-Vorrichtung mit aufrechtstehenden Vorsprüngen 350 oder eine verbesserte Rüttel-/Stauch-Vorrichtung mit sich hin- und herbewegenden Vorsprüngen 350'. Zunächst auf 2 und 15 bis 17 Bezug nehmend, weist die Rüttel-/Stauch-Vorrichtung 350 mehrere Reihen (zum Beispiel drei, wie es dargestellt ist) von vertikalen Vorsprüngen 355 auf, die an ihrer unteren Kante an einer endlosen Kette 357 angebracht sind, die zwischen zwei Kettenrädern 358 drehbar ist. Die endlose Kette 357 wird durch einen Motor 358 (sichtbar in 15) über einen Riementrieb 354 angetrieben, so dass die vertikalen Vorsprünge 355 sich allmählich entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen und kleine Taschen mit Postsendungen (etwa 5–10 Postsendungen) in einer allgemein vertikalen Ausrichtung in Richtung auf die Zuführungsstation 70 der Sortiervorrichtung 15 transportieren.
Mit Nasen versehene Wellen 360 erstrecken sich in Zuführungsrichtung und zwar eine mit Nasen versehene Welle 360 zwischen jeder Reihe von Vorsprüngen 355 und eine zwischen der am weitesten innen liegenden Reihe von Vorsprüngen 355 und der Rückwand 345.
Die mit Nasen versehenen Wellen 360 werden, in Vorschubrichtung weisend, durch einen Antriebsmotor 359 durch einen Riemen oder eine Kette 361 in Verbindung mit der Rüttel-/Stauchvorrichtung 350 im Uhrzeigersinn gedreht, um den unteren Kanten der Postsendungen eine Aufprallbewegung mitzuteilen, die dazu führt, die Postsendungen zu vereinzeln und sie sanft durch Reibung in Richtung auf die Rückwand 345 zu drücken. An der Rückwand 345 ist eine mit Nasen versehene Welle 365 drehbar angeordnet, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, um die Hinterkante der Postsendung nach unten zu drücken.
In dem vorher beschriebenen Umfang ist die vorhergehende Konstruktion der Rüttel-/Stauch-Vorrichtung 350 allgemein die gleiche, wie bei herkömmlichen Rüttel-/Stauch-Vorrichtungen. Eine in 15 bis 17 dargestellte Rüttel-/Stauch-Vorrichtung kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, obwohl eine etwa geringere Staucheffektivität gegenüber der nachfolgend beschriebenen verbesserten Rüttel-/Stauch-Vorrichtung zu verzeichnen ist.
Es ist jedoch ermittelt worden, dass mit einer herkömmlichen Rüttel-/Stauch-Vorrichtung das Bündel von Postsendungen zwischen den Vorsprüngen 355 dazu neigt, sich nach einer Seite zu neigen. Das führt dazu, dass das Gewicht einer Postsendung auf einer benachbarten Postsendung ruht. Somit neigen schwerere Postsendungen dazu, leichtere Postsendungen zusammenzudrücken, wodurch das Stauchen der leichteren Postsendungen verhindert wird und einzelne Stücke zusammengedrückt werden, was die Fähigkeit beschränkt, jede Postsendung unabhängig zu bewegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Rütteln und Stauchen der Postsendungen erreicht, wenn die Vorsprünge dazu ausgestaltet werden, in Längsrichtung, über eine vertikale Achse zurück und nach vorn zu schwanken (sich nach hinten und nach vorn zu bewegen), wenn die Postsendungsbündel vorwärts bewegt werden. Bezug auf 18 nehmend, erfolgt das Schwanken wie folgt. In der verbesserten Rüttel-/Stauch-Vorrichtung 350' sind die Vorsprünge 355' an ihrem unteren Ende und an jeder Seite des aufrechtstehenden Vorsprungs 355' mit Leisten 370', wie ein umgekehrtes „T„ versehen. Unter den Vorsprüngen 355' befindet sich eine gewellte Nockenführung 375'. Wenn die Vorsprünge 355' in derselben Art und Weise bewegt werden, wie es für die herkömmliche Rüttel-/Stauch-Vorrichtung 350 mit sich nicht hin- und herbewegenden Vorsprüngen 350 beschrieben ist, kommt ein Rollennockenstößel 380', der an jeder Seite der Vorsprünge 355' angebracht ist, mit der Führung 375' zwischen den welligen Nockennasen in Eingriff und das bewirkt, dass die Vorsprünge 355 sich rückwärts und vorwärts bewegen, vorzugsweise in der Größenordnung von 20 Grad für jeden Weg. Diese Bewegung bewirkt, dass die einzelnen Postsendungen voneinander freikommen und sich unabhängig in eine Position mit ausgerichteter Kante bewegen. Das minimiert das Problem der schweren Postsendungen, welche leichtere Postsendungen zusammendrücken und das individuelle Kantenausrichten behindern. Es ist bevorzugt, dass das Bündel von Postsendungen derart gerüttelt wird, dass es sich über eine im Wesentlichen vertikale Ausrichtung zurück und nach vorn bewegt. Wenn die Postsendungen vertikal ausgerichtet sind, neigen die schweren Postsendungen nicht dazu, die leichteren Postsendungen zu behindern. Das ermöglicht es, jede Postsendung unabhängig zu bewegen, ohne dass das Gewicht der benachbarten Postsendungen die Bewegung einschränkt, wodurch die Effektivität des Rüttelns/Stauchens verbessert wird.
Wenn sich die Vorsprünge 355' nach vorn bewegen, wird die gerüttelte und gestauchte Postsendung allmählich nach vorn bewegt, bis sie die Zuführungsstation 70 der Sortiervorrichtung 15 erreicht.
Zuführungsstation
Bezug auf 1 und 2 nehmend, ist die Zuführungsstation 70 herkömmlich und besteht aus einer Führungswalze 71 für das Ein führen von Postsendungen 80, jeweils eine zur Zeit, auf der Basis von Reibungswirkung in die Sortiervorrichtung 15 zum Sortieren. Die Sortiermaschine sortiert die Postsendungen in eines von einer Anordnung 19 von Ausgabefächern 20 durch das Lesen von Strichcodes auf den Postsendungen gemäß der in der Sortiervorrichtung zum Zeitpunkt des Beginns der Sortierung einprogrammierten Sortierfolge. Da die Sortiervorrichtung an sich herkömmlich ist, braucht sie nicht weiter beschrieben zu werden.
Automatische Stapelvorrichtung an der Ausgabe der Sortiervorrichtung
Bezug auf 12A bis 12D und 13 nehmend, wird nun das automatische Stapeln von Postsendungen in die Kassette 25 in einem Ausgabefach 20 der Sortiervorrichtung 15 und das Einsetzen der Kassette 25 in das Ausgabefach 20 und das Entfernen der Kassette 25 aus dem Ausgabefach 20 beschrieben.
Die Sortiervorrichtung 15 verteilt die Postsendungen in eines der Ausgabefächer 20, die in Reihen und Spalten angeordnet sind. Jedes der Ausgabefächer 20 weist einen Zuführungsgurt 390, der eine Walze 395 umgibt, ein Verteilungstor 400 und eine Kassettenaufnahmeeinrichtung (nicht dargestellt) zum Aufnehmen und Halten einer Kassette 25 während des Beschickens der Kassette auf. Die Kassetteaufnahmeeinrichtung weist einen Keil für das Entriegeln der Kassettentür 90, eine Endwand der Aufnahmeeinrichtung oder einen Vorsprung für das Betätigen des vorderen Endes 210 der runden Welle 200, um den hinteren Stapelträgerschieber 180 zu entriegeln, obere und untere Nocken zum Öffnen der Kassettentür 90 und einen Schalter oder eine andere Abtastvorrichtung auf, welche durch die Schalterbetätigungsverlängerung 250 an dem hinteren Stapelträgerschieber 180 betätigt werden. Da diese Vorrichtungen allgemein in gleicher Weise angeordnet sind und in gleicher Weise funktionieren, wie die jeweiligen Vorrichtungen der bereits beschriebenen Aufnahmestation 55, brauchen sie nicht weiter ausführlich beschrieben werden.
Die Kassette 25 paßt in das Ausgabefach 20 in einer Weise, die der der Kassettenaufnahmestation 55 gleicht. Das bedeutet, wenn die Kassette 25 in das Fach 20 eingesetzt wird, wird die Türverriegelung 120 freigegeben, die Wagenanordnung 185 freigegeben und die Kassettentür 90 geöffnet. Das Fach 20 weist ferner einen Schalter oder einen Sensor (nicht dargestellt) auf, der durch den hinteren Stapelträgerschieber 180 in der Kassette betätigt wird, um der Sortiervorrichtung 15 zu signalisieren, wenn die Kassette nahezu (etwa 80%), gefüllt ist, leer ist und um den relativen Füllungsgrad der Kassette zu melden. Die Kassette 25 betätigt vorzugsweise weiterhin einen Schalter (nicht dargestellt) in dem Fach 20, um der Sortiervorrichtung 15 oder dem Überwachungscomputer zu melden, dass die Kassette 25 korrekt angeordnet ist.
Wenn sie sich in einem Ausgabefach 20 befindet, nimmt die Kassette 25 während einer Sortierung Postsendungen direkt von der Sortiervorrichtung 15 auf und stapelt sie. Die Postsendungen 80 werden durch den Treibgurt 390 der Kassette zugeführt und durch das Verteilungstor 400 geführt.
Bezug auf 12A bis 12D nehmend besteht das Verteilungstor 400 vorzugsweise aus einem oberen, glatten Führungsstab 405 und einem unteren Führungsstab 410, der Krümmungen oder Einkerbungen 415 offen zu der Kassette 25 hin aufweist, um aufrechtstehende Finger 420 eines Endeffektors 425 einer Roboter-Kassettenhandhabungsvorrichtung (in 12A bis 12D nicht dargestellt) aufzunehmen.
Während des Stapelns von Postsendungen in die Kassette 25 ist das Verteilungstor 400 so positioniert, wie es in 12A dargestellt ist, wobei die Stäbe 410 und 405 den Treibgurt 390 überbrücken, so dass die Postsendungen, die durch den Treibgurt 390 in Richtung auf die Kassette 25 bewegt werden, in einem ordentli chen Stapel 75 in die Kassette geführt werden. Der federbelastete Stapelträgerschieber 180 (siehe 3A und 3B) liefert eine leichte Druckkraft gegen die Rückseite des Stapels, um das ordnungsgemäße Stapeln der Postsendungen zu unterstützen.
Wenn die Kassette 25 nahezu gefüllt ist (etwa 80%), betätigt der Stapelträgerschieber 180 in der Kassette einen Schalter (nicht dargestellt) in dem Ausgabefach 20 und informiert die Sortiervorrichtung 15 oder den Überwachungscomputer darüber, dass die Kassette nahezu gefüllt ist und durch eine leere Kassette ersetzt werden sollte.
In der vorliegenden Erfindung können die Sortiervorgänge während des Wechselns der Kassetten unvermindert weitergeführt werden. Um das ausführen zu können, weist die Sortiervorrichtung 15, wenn diese oder der Überwachungscomputer eine Meldung durch den Schalter oder den Sensor erhält, dass die Kassette 25 in einem Ausgabefach 20 nahezu gefüllt ist, automatisch ein anderes Ausgabefach, das eine noch leere Kassette aufweist, als den Aufnahmeort für diese Postsendungskategorie zu. Diese Neuzuweisung ist etwas früher abgeschlossen, als die Zeit, zu welcher die Kassette 25 vollständig gefüllt ist, weil die Sortiervorrichtung 15 eine Anzahl von Postsendungen zu jeder gegebenen Zeit einschließt, die noch nicht zu einem Ausgabefach 20 geleitet worden sind.
Nachdem alle Postsendungen, die in dem Prozess in der Sortiervorrichtung 15 für das Hinleiten zu dem Ausgabefach 20 zur Verfügung stehen, durch die Sortiervorrichtung gelaufen sind, so dass nicht mehr zu der gefüllten oder nahezu gefüllten Kassette 25 hinzuleitende Postsendungen vorhanden sind, kann der Vorgang des Entfernens der Kassette beginnen. Dieser Prozess ist in 12B bis 12D dargestellt. Zuerst bewegt sich, wie in 12B dargestellt, eine Endbetätigungsvorrichtung des Roboters 430 (in den Figuren schematisch als ein Stab dargestellt), nach vorn und betätigt einen an dem Verteilungstor 400 angebrachten Hebel 435, wodurch das Verteilungstor in Richtung auf den Stapel von Postsendungen in der Kassette schwenkt, um das Ende des Postsendungsstapels vollständig in die Kassette zu schieben. Inzwischen hat sich der Endeffektor 425 des Roboters mit den Tragelementen 427 und den aufrecht stehenden Fingern 420 unter die Kassette 25 bewegt. Wie in 12C dargestellt ist, sind der Endeffektor 425 und die aufrecht stehenden Finger 420 ausreichend angehoben, um die aufrecht stehenden Finger durch die Bodeneinkerbungen 160, die in dem Boden 82 der Kassette vorgesehen sind, und nach oben durch die Einkerbungen 415 in dem unteren Führungsstab 410 des Verteilungstors 400 in die Kassette einzusetzen. Die aufrecht stehenden Finger 420 dienen dem Zweck des Haltens des Endes des Stapels von Postsendungen 75 während des Herausziehens der Kassette, während sich die Kassettentür 90 schließt, sowie zur Unterstützung des sicheren Haltens der Kassette für den Vorgang des Entfernens. Die Kassette kann dann durch den Endeffektor 425 aus dem Fach herausgezogen werden, wie es in 12D dargestellt ist. Die Endbetätigungsvorrichtung 430 wird zu diesem Zeitpunkt ebenfalls zurückgezogen und das Verteilungstor 400 kehrt in eine offene Startposition zurück, vorzugsweise durch eine Rückholfeder an dem Verteilungstor.
Wie vorher angeführt öffnet sich die Kassettentür 90 automatisch nach dem Einsetzen der Kassette 25 in das Ausgabefach 20 oder sie schließt sich automatisch nach dem Herausziehen der Kassette 25 aus dem Ausgabefach 20 durch das Nockenelement 165 unten an der Tür und der Stapelträgerschieber 180 wird freigegeben bzw. kommt in Kontakt. Das erfolgt in im Wesentlichen gleicher Weise, wie es vorher in Bezug auf das Einsetzen der Kassette 25 in die Aufnahmestation 55 der automatischen Zuführungsvorrichtung 50 bzw. bei ihrem Entfernen aus ihr heraus beschrieben wurde.
Die Schritte des Einsetzens einer leeren Kassette 25 in das Ausgabefach 20 sind schematisch in 13A bis 13D dargestellt. 13A zeigt eine leere Kassette, die durch die Stützteile 427 mit den aufrechtstehenden Fingern 420 oben, mit der Verriegelung 120 in Eingriff und mit durch die runde Welle 200 in seiner Position verriegelten hinteren Stapelträgerschieber 180 in das Ausgabefach 20 bewegt worden ist. 13B und 13C zeigen die Kassette 25 in ihrer Bewegung in Richtung auf die Aufnahmeeinrichtung des Ausgabefaches 20. 13D zeigt die Kassette 25 kurz nach dem Aufnehmen, mit gelöster Verriegelung 120, den hinteren Stapelträgerschieber 180 entriegelt und mit der Kassettentür 90 offen. Die Kassette ist nun bereit, geführt durch das offene Verteilungstor 400, Postsendungen aufzunehmen.
Sich nun 13E bis 13I zuwendend, ist der Prozess des Entfernens einer mit flachen Artikeln gefüllten Kassette aus dem Ausgabefach 20 dargestellt. In 13E ist die Kassette mit offener Kassettentür 90 und offenem Verteilungstor 400 dargestellt. Der Endeffektor 425 ist in das Fach unter der Kassette eingetreten, die aufrechtstehenden Finger 420 sind jedoch nicht angehoben. 13F zeigt den Schritt in dem Prozess, nachdem das Verteilungstor 400 gedreht wurde, um den Stapel von Postsendungen in die Kassette 25 zu schieben, nachdem die aufrechtstehenden Finger 420 angehoben sind. 13G zeigt die Kassette 25 kurz nachdem sie weit genug von dem Dock des Ausgabefachs 20 weg bewegt wurde, dass der hintere Stapelträgerschieber 180 durch die Bewegung der runden Welle 200 verriegelt wird. 13H zeigt die Kassette 25 nachdem sie weit genug von dem Dock des Ausgabefachs 20 weg bewegt wurde, um die Kassettentür 90 zu schließen und die Verriegelung 120 in Eingriff zu bringen. 13I zeigt die Kassette, nachdem sie vollständig aus dem Ausgabefach 20 entfernt wurde.
Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboter
Der Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboter 30, der vorzugsweise verwendet wird, um die Kassette 25 zwischen der Aufnahmestation 55, dem Ausgabefach 20 und/oder einem Fach 45 des Pufferregals 40 zu bewegen, wird nun unter vorwiegender Bezugnahme auf 6 bis 8 beschrieben.
Zuerst auf 6 und 7 Bezug nehmend, weist der Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboter 30 eine Wagenanordnung 31 auf, die angeordnet ist, um sich an einer vertikalen Tragsäule 32 zu bewegen, die wiederum für die lineare Bewegung an einer oberen Schiene 33 und an einer unteren Schiene, die sich entlang der Länge der Anordnung 19 der Sortiervorrichtung 15 erstreckt, angeordnet ist. Die Wagenanordnung weist weiterhin die Kassettenträgerplattform 35 auf, die ebenfalls für eine Aufwärts-Abwärtsbewegung an der Tragsäule 32 angebracht ist. Die Tragsäule 32 wird rückwärts und vorwärts entlang den Schienen 33, 34 durch Seile 36a und 36b angetrieben, die an Laufrollen 37a und 37b angebracht sind, angetrieben durch X-Y-Servormotoren 38a und 38b unter Steuerung durch einen Computer.
Die Kassettenträgerplattform 35 ist schwenkbar an dem Ende eines Ausleger-Stützträgers 41 montiert, der an der Tragsäule 32 durch einen an einer Zahnstange montierten Bund 42 befestigt ist und unter Computersteuerung durch einen Servomotor 43 positioniert wird. Die Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Kassettenträgerplattform 35 wird durch den Servomotor 38b bewirkt, der das Seil 36b antreibt und damit ein Ritzel (nicht dargestellt) an einer Zahnstange (nicht dargestellt) an der Säule 32 antreibt.
Nun Bezug auf 8 nehmend, weist die Kassettenträgerplattform 35 des Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboters 30, um die Kassette 25 während der Entfernungs, Einführ- und Transportvorgänge sicher zu ergreifen und zu halten, den Endeffektor 425 auf, der ein Paar von ausfahrbaren Stützteilen 427 besitzt, die normalerweise annähernd parallel mit einer horizontalen Ebene angeordnet sind. Diese Stützteile 427 werden durch den Betrieb eines Servomotors 44 an der Kassettenplattform 35 über einen Kettentrieb 46 ausgefahren.
Jedes der ausfahrbaren Stützteile 427 weist einen L-förmigen aufrechtstehenden Finger 420 auf, der schwenkbar an ihrem Ende angebracht ist. Die aufrechtstehenden Finger 420 werden durch einen Schneckenradantrieb, einen Kettentrieb oder andere geeignete Einrichtungen (nicht dargestellt), angetrieben durch einen Servomotor (nicht dargestellt) unter Steuerung durch einen Computer nach oben und nach unten geschwenkt.
Die Kassettenträgerplattform 35 weist weiterhin für das funktionsmäßige Schwenken des Verteilungstors 400 die getrennte End-Betätigungsvorrichtung 430 auf, die durch einen Servomotor angetrieben wird.
Betrieb des Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboters
Der Betrieb des Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboters 30, um die Kassetten zwischen den Ausgabefächern 20 der Sortiervorrichtung, der Aufnahmestation 55 und den Fächern 45 des Pufferregals 40 zu übertragen, wird nun, vorwiegend auf 11A bis 11L Bezug nehmend, beschrieben.
11A zeigt den Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboter 30, in der Ausgangsstellung ohne eine Kassette. In 11B hat der Roboter 30 eine gefüllte Kassette 25 aus einem Fach 45 des Pufferregals 40 herausgezogen (aus Deutlichkeitsgründen ist der Stapel von flachen Artikeln oder Postsendungen nicht dargestellt). Wie in 11C dargestellt, werden die X-Y-Servomotoren betätigt, um den Roboter 30 in Richtung auf die Aufnahmestation 55 der Zuführungsvorrichtung 50 zum Umsortieren zu drehen. Alternativ zieht der Roboter 30 gefüllte Kassetten aus dem Pufferregal 40 für das Übertragen zu der Zuführungsanordnung 50 oder leere Kassetten zum Übertragen zu einem Ausgabefach 20 heraus.
Wie in 11D dargestellt ist, werden die Servomotoren betätigt, um die Plattform 35 abzusenken und die Kassette 25 mit Hilfe des Endeffektors 425 und der Stützteile 427 auf die Aufnahmestation 55 zu schieben. Wie in 11E dargestellt ist, ist die Kassette 35 in die Aufnahmestation 55 eingeführt. Nachdem die Kassette 25 an der Aufnahmestation 55 entladen ist, entfernt der Roboter 30 die leere Kassette, wie es in 11F dargestellt ist. Wenn sie zur Zeit nicht benötigt wird, kann die leere Kassette nun zeitweilig in einem Fach 45 des Pufferregals 40 gelagert werden, wie es in 11G dargestellt ist.
Bezug auf 11H nehmend, ist der Roboter 30 neu positioniert, um eine gefüllte Kassette 25 aus einem Ausgabefach 20 der Anordnung 19 zu entfernen. 11I zeigt den Roboter 30 beim Entfernen einer gefüllten Kassette 25 (der Stapel von ebenen Gegenständen oder Postsendungen ist nicht dargestellt). 11J zeigt den Roboter 30, nachdem er gedreht wurde und mit dem Vorgang begonnen hat, die Kassette 25 in einem Fach 45 des Pufferregals 40 zu platzieren. 11K zeigt den Roboter 30 in der Mitte des Entfernens einer Kassette 25 aus einem Pufferregal 40. Schließlich zeigt 11L den Roboter 30 bei dem Prozess des Einsetzens einer Kassette in ein Fach 20 der Anordnung 19.
Das bevorzugte Betriebsverfahren ist, gefüllte Kassetten von dem Pufferregal 40 zu dem Zuführungssystem 55 zu bewegen, leere Kassetten von der Zuführungsvorrichtung zu dem Puffer zu bewegen, leere Kassetten von dem Puffer 40 zu den Ausgabefächern 20 zu bewegen, gefüllte Kassetten von den Ausgabefächern 20 zu dem Puffer 40 zu bewegen usw. Somit dient der Puffer 40 vorzugsweise als „Zwischenstation„ zwischen der Zuführungsvorrichtung und den Ausgabefächern und von den Ausgabefächern zu der Zuführungsvorrichtung. Wenn der Überwachungscomputer jedoch feststellt, dass eine spezielle Kassettenübertragung effizienter ist, wenn sie direkt, ohne den Zwischenschritt des Puffers, erfolgt, überträgt der Roboter die gefüllten oder leeren Kassetten direkt zwischen der Zuführungsvorrichtung und den Ausgabefächern und umgekehrt.
Obwohl in 11A bis 11L nicht dargestellt, ist es so zu verstehen, dass, wenn die Kassettenträgerplattform 35 korrekt positioniert ist, die aufrechtstehenden Finger 420 abgesenkt (oder angehoben) sind, um sie direkt unter den zusammenpassenden Einkerbungen 160 in dem vorderen Ende der Kassette 25 zu positionieren und um die Finger 420 nach oben in die Einkerbungen 160 in der Kassette 25 zu den passenden Zeiten zu bewegen, wie es vorher beschrieben ist.
Es sollte bemerkt werden, dass, wenn die aufrechtstehenden Finger 420 ausreichend lang sind, auf die Haltestäbe 145 in den Aufnahmestation 55 deswegen verzichtet werden kann, weil die Finger ebenfalls verhindern, dass der Stapel bei offener Kassettentür 90 umfällt und weil die Finger 420 in derselben Art und Weise beim Entfernen einer gefüllten Kassette aus dem Ausgabefach 20 funktionieren. Aus Gründen der maximalen Ausnutzung des Roboters 30 wird es jedoch bevorzugt, dass die Haltestäbe 145 verwendet werden, um die Postsendungen während des Öffnens der Kassettentür 90 abzustützen, da das dem Roboter erlaubt, die Aufnahmestation 55, wenn es gewünscht wird, unmittelbar nach dem Entladen der Kassette 25 zu verlassen, bevor sie angedockt und entleert ist.
Wie aus 11A bis 11L ersichtlich ist, können einige Ausführungen der Ausgabeanordnung 19 der Ausgabefächer 20 eine obere Reihe oder Lage einschließen, die um einige Grad geneigt ist. Der Grund für die Neigung ist, das manuelle Entfernen von Postsendungen und/oder Kassetten aus der oberen Lage zu erleichtern, wenn ein manuelles Entfernen der Kassetten erwünscht oder im Fall von Betriebsstörungen des Kassettenhandhabungsroboters 30 erforderlich ist. Postsendungen müssen trotz einer Betriebsstörung des Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboters 30 weiter bearbeitet werden und viele solcher Anordnungen mit geneigten Lagen sind bereits in Betrieb. Es ist daher erwünscht, dass der Kassettenübertragungs- und -handhabungsroboter 30 in der Lage ist, sich einer solchen geneigten Ausgestaltung anzupassen. Damit das erreicht wird, ist die Kassettenträgeranordnung an dem Bund mit einer um eine horizontale Achse drehbaren Halterung montiert. Die Drehung wird durch einen Servomotor unter Steuerung durch einen Computer bewirkt und gestattet es dem Endeffektor 425 die geneigte Oberseite des Regals zu erreichen.
Bezug auf 14 nehmend, ist zum Beschleunigen des Kassetteneinsetz- und -entfernungsprozesses ein Roboter 30' mit doppelter Plattform, der auf einer unteren Schiene 34' gleitet, vorgesehen und mit zwei Kassettenträgerplattformen 35' versehen. Durch die Verwendung einer Doppel-Kassettenträgerplattform 35' ist der Roboter 30' dazu ausgestaltet, pro „Fahrt„ zwei Kassetten einzusetzen und/oder zu entfernen und somit die Effektivität der Anwendung des Roboters 30' zu maximieren.
Um die Nützlichkeit der Sortiervorrichtung 15 gemäß der vorliegenden Erfindung zu maximieren, ist ein Computer geeignet programmiert, so dass, wenn die Kassette in einem bestimmten Fach gefüllt oder nahezu gefüllt ist, wie es durch die abgetastete Position des hinteren Stapelträgerschiebers 180 angezeigt wird, oder während des Entfernungsprozesses einer Kassette vor dem Einsetzen einer leeren Kassette, der Computer automatisch die Sortiervorrichtung 15 oder einen Überwachungscomputer anweist, während des Vorgangs ein anderes Ausgabefach 20 festzulegen, um es der Sortiervorrichtung zu ermöglichen, in den neu festgelegten Ausgabeort zu sortieren, bis wieder eine leere Kassette vollständig in das Ausgabefach eingesetzt ist.
Der Überwachungscomputer ist ferner vorzugsweise programmiert, um Ausgabefächer, die häufig vorkommen, zu bestimmen, entweder auf der Basis der manuellen Eingabe einer Wahrscheinlichkeitsabbildung für die Sortierorte oder auf der Basis des „Lernens„ der Wahrscheinlichkeit der verschiedenen Sortierorte auf der Grundlage des Aufzeichnens von Informationen aus früheren Sortierungen. Die Bestimmungsorte mit hoher Vorkommenswahrscheinlichkeit werden in dem Feld 19 und in dem Pufferregal 40 zusammen gruppiert, um die Effektivität des Einsetzens, Entfernens und der Übertragung zwischen dem Pufferregal 40, dem Feld 19 und der Aufnahmestation 55 der Zuführungsanordnung 50 zu maximieren.
Es sollte bemerkt werden, dass, obwohl die Erfindung in Verbindung mit einer Sortiervorrichtung abgebildet und beschrieben ist, sie auch in Verbindung mit anderen Maschinen für das automatische Handhaben und/oder Verarbeiten von flachen Artikeln und Postsendungen, zum Beispiel Briefumschlag-Adressiermaschinen, Etikettiermaschinen, Zeichenerkennungsmaschinen und Strichcodedruckmaschinen nützlich ist.
Obwohl bevorzugte und alternative Ausführungen der vorliegenden Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der vorhergehenden ausführlichen Beschreibung beschrieben wurden, ist es so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungen eingeschränkt ist, sondern dass zahlreiche Neuanordnungen, Modifikationen und Substitutionen von Teilen und Elementen möglich sind, ohne von dem Schutzumfang der Ansprüche abzuweichen.

Claims

Kassette zum Halten eines Stapels flacher Artikel, umfassend einen Behälter (25) mit einer Bodenwand (82), Seitenwänden (85, 86) und einer offenen Vorderseite, einer Klappe (90), die schwenkbar an den Seitenwänden (85, 86) des Behälters (25) befestigt ist, wobei die Klappe (90) zwischen einer ersten Position zum Blockieren der offenen Vorderseite des Behälters (25) und einer zweiten Position schwenkbar ist, um einen Zugang zu dem Behälter zu erlauben, gekennzeichnet durch: einen in Längsrichtung verschiebbaren Stapelträger (180), der an dem Boden (82) des Behälters (25) entlang einer zu der Ebene der Klappe (25) senkrechten Achse befestigt ist, zum Tragen der Rückseite eines Stapels flacher Artikel während des Ladens oder Entladens der flachen Artikel in den oder aus dem Behälter (25).
Kassette nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Mittel (225) zum elastischen Drücken des in Längsrichtung verschiebbaren Stapelträgers (180) gegen einen Stapel von Artikeln in dem Behälter (25).
Kassette nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch ein Nockenelement (165) zum Bewegen der Klappe (90) zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position mittels einer relativen Bewegung des Behälters zwischen einer feststehenden externen Nocke (172) an einer Aufnahmeeinrichtung und dem Nockenelement (165).
Kassette nach Anspruch 3, bei der das Nockenelement (165) eine erste Nocke (170) und eine zweite Nocke (175) aufweist, wobei die erste Nocke angeordnet ist, um die Klappe (90) in eine erste Position zu öffnen, und die zweite Nocke angeordnet ist, um die Klappe (90) in eine vollständig geöffnete Position zu öffnen.
Kassette nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine an dem Stapelträger (180) befestigte Nocke (250) zum Auslösen eines externen Sensors, um die Bestimmung der Position des Stapelträgers (180) in dem Behälter (25) zu ermöglichen.
Kassette nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine an dem Behälter (25) befestigte Verriegelung (185, 235, 240) zum wahlweisen Feststellen der Position des Stapelträgers (180) in dem Behälter (25).
Kassette zum Halten eines Stapels von Artikeln nach Anspruch 6, bei der die Verriegelung umfaßt: einen Bremswagen (185) mit einem Bremselement (235) und eine Tragstange (200), die an dem Boden des Behälters (25) befestigt ist und den Bremswagen (185) trägt, wobei die Tragstange (200) elastisch befestigt ist, um ihre seitliche Bewegung zu erlauben und dadurch eine seitliche Bewegung des Bremswagens (185) zu ermöglichen.
Kassette nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch Mittel zum Verriegeln der Klappe (90) in einer Position, um die offene Vorderseite des Behälters (25) zu blockieren.
Kassette nach Anspruch 1, bei der die Klappe (90) Aussparungen (140) aufweist, die ausgestaltet sind, um Haltestäbe (145) zum Halten eines Stapels von Post in dem Behälter (25) in einer Position, wenn die Klappe (90) geöffnet ist, aufzunehmen.