DE69925517T2

DE69925517T2 - Apparat zum Stapeln von Banknoten

Info

Publication number: DE69925517T2
Application number: DE69925517T
Authority: DE
Inventors: Andre Gerlier
Original assignee: Mars Inc
Current assignee: Crane Payment Innovations Inc
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2006-01-26
Anticipated expiration: 2019-06-23
Also published as: GB9813559D0; EP1302425B1; US6244589B1; DE69904116T2; ES2240652T3; DE69904116D1; EP0967165A3; EP0967165A2; EP1302425A2; DE69925517D1; ES2187120T3; EP0967165B1; GB2338704A; EP1302425A3; GB2338704B

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bilden eines Stapels blattartiger Objekte und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eines in einer Kassette gebildeten Banknotenstapels.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zum Bilden von Banknotenstapeln bekannt. Eine solche Vorrichtung ist in der europäischen Patentanmeldungsveröffentlichung 0 684 929 beschrieben. Darin ist eine Vorrichtung offenbart, die eine Vorschubplatte aufweist, mit der eine Banknote von der Ebene, entlang der die Banknote zum Stapelmechanismus transportiert wird (Transportebene), in eine Kassette geschoben werden kann, die sich neben der Banknotenebene befindet. Die Vorschubplatte ist über einen Nocken durch eine Schwenkhebelanordnung mit einem Antriebsmotor verbunden. Die Schwenkhebelanordnung arbeitet mit einer "Scherenwirkung", um zu bewirken, daß die Vorschubplatte die Banknote gegen die Wirkung einer mit einer Feder angebrachten Stapelfläche in die Kassette schiebt. Die Banknoten werden durch Flansche, die an die Enden der obersten Fläche des Banknotenstapels anstoßen, in einem Stapel in der Kassette gehalten, wenn die Vorschubplatte zurückgezogen wird.
Wenngleich dieser Anordnungstyp ein wirksames Verfahren zum Stapeln von Banknoten bietet, ist die erforderliche Hubtiefe der Vorschubplatte mit der Größe der Öffnung verbunden, durch die die Banknote geschoben wird. Demgemäß ist eine geringe Hubtiefe nur dann möglich, wenn die Öffnung verhältnismäßig groß ist. Kassetten mit verhältnismäßig großen Öffnungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß es schwierig ist, sie beim Abnehmen von der Stapelungsvorrichtung sicher (also selbstschließend) zu machen. Die Kassettenöffnung kann durch Vergrößern der Hubtiefe der Vorschubplatte kleiner gemacht werden. Eine vergrößerte Hubtiefe führt jedoch für jede gegebene Größe des Banknotenstapels zu einer vergrößerten Tiefe der Kassette. Weil Platz unter solchen Umständen, beispielsweise bei kombinierten Banknotenprüfer- und Stapelungsvorrichtungen, häufig kostbar ist, ist dies auch eine unerwünschte Konsequenz.
Falls weiterhin Banknoten unterschiedlicher Längen in einer Kassette mit den Stapel haltenden Flanschen zu stapeln sind, muß die Öffnung erheblich kürzer sein als die Länge der kürzesten zu stapelnden Banknote. Dies dient dazu, daß die Flansche an den Enden der Öffnung selbst die kürzesten Banknoten halten können. Dies führt dazu, daß die minimale Länge des Hubs der Vorschubplatte weiter vergrößert wird, um erfolgreich die längsten Banknoten durch die gleiche Öffnungsgröße stapeln zu können, und folglich zu einer entsprechenden Erhöhung der Tiefe der Kassette.
Damit die Flansche den Banknotenstapel festhalten können, kann es wichtig sein, daß die Banknoten in einer vorgegebenen Orientierung zum Stapeln dargeboten werden. Falls eine Banknote mit einer maximalen Länge beispielsweise beim Stapeln schräggestellt wird, kann ihre größere diagonale Länge verhindern, daß sie erfolgreich gestapelt wird. Es kann zusätzlich auch wichtig sein, daß die Banknoten in Längsrichtung bezüglich der Kassettenöffnung genau positioniert werden, damit sie zuverlässig gestapelt werden. Ein ausreichender Längsversatz führt entweder dazu, daß ein Ende der Banknote nicht gestapelt wird oder daß alternativ ein Ende der Banknote nicht von einem Flansch festgehalten wird oder zu beidem.
Weil Kassetten, die bei solchen Vorrichtungen verwendet werden, häufig eine über eine Feder angebrachte Stapelungsfläche aufweisen, gegen die eine Vorschubplatte oder ein Kolben arbeiten muß, kann bei diesen Vorrichtungen ein weiteres Problem auftreten. Obwohl die Banknote nämlich erfolgreich in die Kassette geschoben wurde, kann sie möglicherweise nicht vollkommen flach gegen den Stapel gelegt werden. Weil die Stapelungsfläche wiederum durch die über eine Feder angebrachte Stapelungsfläche gegen die haltenden Flansche vorge spannt ist, können Banknoten zerknittert werden, wodurch ein unregelmäßiger Banknotenstapel hervorgerufen wird.
In US 4 809 967 und US 5 014 857 ist eine Stapelungsvorrichtung vom Kolbentyp offenbart, die darauf abzielt, das Problem des Sicherstellens, daß Banknoten während des Stapelungsprozesses richtig flach auf die Stapeloberfläche gelegt werden, anzusprechen. In diesen Offenbarungen wird das Aufnehmen schwenkbar angebrachter "entfaltender" Platten in der Kolbenanordnung gelehrt. Diese sind dafür eingerichtet, horizontal verschoben zu werden, wenn der Kolbenhub in vertikaler Richtung zunimmt, wodurch das Abflachen einer Banknote gegenüber dem Stapel unterstützt wird.
Trotz des Unterstützens beim Abflachen von Banknoten bei der Stapelungsprozedur weist die Vorrichtung aus US 4 809 967 und US 5 014 857 jedoch den gleichen Nachteil auf wie diejenige aus EP 0 684 929 A , der darin besteht, daß eine geringe Hubtiefe nur dann möglich ist, wenn die Kassettenöffnung verhältnismäßig groß ist, und daß umgekehrt eine kleine Öffnung nur dann erreichbar ist, wenn die Hublänge verhältnismäßig groß ist.
Eine weitere Stapelungsvorrichtung ist in US 4 834 230 und US 4 807 736 offenbart, wobei an Stelle eines Kolbens ein Rotorpaar zum Stapeln von Banknoten in einer Kassette verwendet wird. Ebenso wie die Vorrichtung aus US 4 809 967 und US 5 014 857 tritt bei dieser Vorrichtung jedoch der Nachteil auf, daß eine geringe Hubtiefe nur dann möglich ist, wenn die Kassettenöffnung verhältnismäßig groß ist. Zusätzlich kann bei einer solchen Vorrichtung der Nachteil auftreten, daß eine Banknote falsch gestapelt wird (daß ein Ende der Banknote beispielsweise nicht durch einen Halteflansch in der Kassette festgehalten wird), wenn die Banknote zum Stapeln in einer nichtzentralen Weise falsch dargeboten wird.
Eine weitere solche Vorrichtung ist im erteilten europäischen Patent EP 0 470 329 B beschrieben. Darin ist eine Vorrichtung offenbart, die Banknoten zwischen entgegengesetzten Riemen transportiert, welche von den Rollen eines Wagens mitgenommen werden, der so eingerichtet ist, daß er eine of fene Fläche einer Kassette durchquert. Wenn sich der Wagen über den Banknotenstapel bewegt, wird die mitgenommene Banknote auf dem Stapel abgelegt. Der Banknotenstapel wird durch einen der Transportriemen, die über der obersten Fläche des Banknotenstapels liegen, in der Kassette festgehalten.
Eine solche Vorrichtung erfordert keine vertikale Bewegung des Kolbens oder einer Vorschubplatte, und die Tiefe der Kassette kann daher bei einer gegebenen Kapazität kleiner sein. Es ist bei dieser Anordnung jedoch auch erforderlich, daß die Kassettenkonstruktion im wesentlichen offen ist, und es ist folglich schwierig, sie beim Abnehmen von der Stapelungsvorrichtung sicher zu machen. Tatsächlich muß die Öffnung der Kassette bei einer solchen Konstruktion mindestens so groß sein wie die Banknoten, die durch diese hindurchtreten sollen.
Eine weitere Stapelvorrichtung, die dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, ist in JP-59-064469-A offenbart.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Stapeln von Banknoten mit einer Kassette und einem Stapler zum Stapeln von Banknoten vorgegebener Abmessungen in der Kassette vorgesehen, wobei die Kassette eine Fläche mit einer darin vorhandenen Öffnung aufweist, wobei die Vorrichtung zur Entgegennahme einer Banknote an einer die Öffnung überlagernden Stelle ausgelegt ist und der Stapler so ausgelegt ist, daß er die Banknote durch die Öffnung drückt, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Banknote gegenüber der Öffnung eine maximale Tiefe in der Kasette erreicht, sich ein Abschnitt der Banknote durch die Öffnung nach außen erstreckt, und daß der Stapler außerdem so ausgelegt ist, daß die Banknote in eine Stapelposition bewegt wird, indem sie lediglich in eine Richtung entlang des Stapels bewegt wird.
Es sei bemerkt, daß dann, wenn eine standardmäßige Hin- und Herbewegungs-Kolbenwirkung verwendet wird, um eine Banknote durch eine Öffnung einer Kassette zu schieben, die schmaler ist als die Breite der Banknote, eine Beziehung zwischen der minimal erforderlichen Hubtiefe zum vollständigen Schieben einer gegebenen Banknote durch die Öffnung und der Breite der Öffnung abgeleitet werden kann.
Die minimale Hubtiefe tritt auf, wenn die Banknote symmetrisch über ihre Breite durch die Öffnung geschoben wird. In diesem Fall wird die Banknote vollständig in die Kassette geschoben, wenn der Kolbenhub in bezug auf die Öffnung halb so groß ist wie die Differenz zwischen der Banknotenbreite und der Öffnungsbreite.
Bei Mechanismen gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Beziehung zwischen der Öffnungsbreite und der Hubtiefe auf diese Weise jedoch für eine gegebene Banknotengröße nicht fest. Demgemäß kann eine verringerte Größe der Kassettenöffnung erreicht werden, ohne daß eine große Hublänge erforderlich wäre. Daher kann der Vorteil einer verbesserten Kassettensicherheit und einer verringerten Kassettengröße erreicht werden.
Durch Aufnehmen einer flexiblen Membran in die Stapelungsvorrichtung zwischen dem Stapler und dem Dokument (beispielsweise einer Banknote), kann der Grad der Kontrolle über das Dokument erhöht werden. Demgemäß wird die Möglichkeit erheblich verringert, daß das Dokument infolge eines Gleitens zwischen dem Stapler und dem Dokument falsch gestapelt wird oder daß das Dokument beim Stapelungsprozeß beschädigt wird.
Andere Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung werden zusammen mit entsprechenden Aufgaben und Vorteilen beim Lesen der folgenden Beschreibung und der Ansprüche verständlich werden. Die Erfindung wird nun nur als Beispiel mit Bezug auf die anliegende Zeichnung dargestellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 ist ein Diagramm im Maßstab 0,62 : 1, worin der Aufbau und die Funktion des Banknoten-Stapelmechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt sind,
2a ist eine perspektivische Ansicht eines Rotors, der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann,
2b ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Rotorkonstruktion, die gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann,
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Banknoten-Stapelmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
9 ist eine Schnittansicht des Banknotenstaplers aus 8 zur Erläuterung seiner Arbeitsweise, und
die 10a und 10b zeigen eine Banknoten-Handhabungsmaschine mit einer Kassette, mit der zusammen ein Stapelmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
In 1 ist ein Banknoten-Stapelsystem gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Das System enthält ein Banknoten-Transportsystem, einen Stapelmechanismus und eine Kassette 5. Der Stapelmechanismus und der Transportmechanismus sind in einer Banknoten-Handhabungsvorrichtung in der Art eines Prüfers (in 10 dargestellt) untergebracht, woran eine Kassette 5 entfernbar angebracht ist.
Banknoten-Transportsystem
Eine Banknote 1 wird senkrecht zur Ebene des Diagramms durch den Transportmechanismus, der entgegengesetzte Rollenpaare 2a, 2b und 3a, 3b aufweist, zum Stapelmechanismus transportiert. An die Banknote 1 greifen Transportrollen 2a, 2b, 3a, 3b parallel zu ihren Längskanten an. Das heißt, daß sie in Richtung ihrer Längsachse transportiert wird. Der Abstand zwischen den Rollenpaaren 2a, 2b und 3a, 3b ist so eingerichtet, daß selbst Banknoten mit der Mindestgröße, für die der Mechanismus ausgelegt ist, sicher gehalten und transportiert werden können.
Die Rollen 2a, 2b, 3a, 3b positionieren die Banknote 1 oberhalb einer Öffnung 4 der Kassette 5. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Öffnung 4 in etwa halb so breit wie die Banknote und mißt etwa 31 mm in Querrichtung. Die Position der Vorderkante der Banknote 1 wird unter Verwendung von Photosensoren (nicht dargestellt) oder anderen geeigneten Positionsmeßvorrichtungen, die von der Banknote 1 abgedeckt werden, wenn sie sich in der richtigen Position befindet, gemessen. Das Ausgangssignal der Photosensoren wird dann verwendet, um den weiteren Transport der Banknote 1 zu unterbinden.
Die Rollen 2a, 2b, 3a, 3b befinden sich auf beiden Seiten der Öffnung 4, so daß die Banknote 1 mit einer sicheren Kraft gegriffen und flach und parallel zur Öffnung 4 gehalten wird, bevor sie gestapelt wird. Dies wird erreicht, indem die unteren Rollen 2a, 3a an festen Achsen 6 angebracht werden und die entgegengesetzten Rollen 2b, 3b an Wellen 7 angebracht werden, die sich in begrenztem Maße in vertikaler Richtung frei drehen können. Die Wellen 7 werden durch Druckfedern 8, die in den Wellen 7 enthalten sind, nach unten gegen die unteren Rollen 2a, 3a gedrückt.
Wenngleich gemäß der vorliegenden Ausführungsform Rollen zum Transport der Banknoten verwendet werden, könnte alternativ ein riemengetriebenes Transportsystem verwendet werden.
Stapelmechanismus
Der Stapelmechanismus weist eine Vorschubplatte 9, einen Rotor 10 und eine Stapeltragfläche 13, die sich innerhalb der Kassette 5 befindet, auf.
Vorschubplatte
Die Vorschubplatte 9 weist eine aus einem Kunststoffmaterial oder Metall bestehende flache Platte auf. Sie ist durch eine geeignete Befestigung über den Mittelteil ihrer oberen Fläche mit einer Solenoidspule (nicht dargestellt) verbunden. Die Solenoidspule ist dafür eingerichtet, das Hin- und Herbewegen der Vorschubplatte 9 in vertikaler Richtung zu bewirken. Die Solenoidspule kann jedoch durch eine andere geeignete Einrichtung ersetzt werden. Beispielsweise kann dies eine Schwenkhebelanordnung sein, die über einen Nocken durch einen Elektromotor angetrieben wird, wie mit Bezug auf die veröffentlichte europäische Patentanmeldung 0 684 929 erörtert wurde.
Rotor
Eine detaillierte Ansicht des Rotors 10 ist in 2a dargestellt. Der Rotor 10 weist zwei an einer Achse 11 angebrachte Rotorarme 20 auf. Gemäß dieser Ausführungsform weisen die Rotorarme 20 ein geradseitiges Profil auf. Es können jedoch auch verschiedene andere Profile verwendet werden, wie beispielsweise ein kreisförmiges Profil, das sich über 93° erstreckt, wie in 2b dargestellt ist. An einem Ende der Achse 11 befindet sich ein Kurbelarm 21, über den durch einen Elektromotor und einen Getriebezug (nicht dargestellt) eine Drehbewegung auf den Rotor 10 ausgeübt wird. Eine Tragstange 22 verbindet die zwei Rotorarme 20 und verleiht der Rotoranordnung zusätzliche Steifigkeit. Neben der Tragstange 22 befindet sich zwischen den Außenbereichen der Rotorarme 20 eine drehbare Achse 23, welche eine Banknoten-Angriffsfläche bildet. Weil sie sich bezüglich der Banknote 1 während des Stapelungsprozesses frei drehen kann, sind die Werte der auf die Banknote 1 wirkenden Reibung verringert. Dies kann vorteilhaft sein, weil die Banknote 1 andernfalls während des Stapelungsprozesses leicht reißen kann, insbesondere wenn der Mechanismus mit hoher Geschwindigkeit arbeitet. Die drehbare Achse 23 kann alternativ durch eine nicht drehbare Banknoten-Kontaktfläche ersetzt werden, die aus einem reibungsarmen Material, wie PTFE, besteht.
Die Trennung zwischen den zwei Rotorarmen 20 in Richtung der Achse 11 ist so gewählt, daß die Gesamtbreite des Rotors 10 etwas geringer ist als die entsprechende Abmessung der Öffnung 4, durch die er hindurchtreten muß. Dies gewährleistet, daß während des Stapelungsprozesses ein hohes Maß an Kontrolle über die Banknote 1 erreichbar ist.
Die gesamte Rotoranordnung kann durch jedes geeignete Mittel, wie ein einstückiges Kunststoff-Spritzgießen, hergestellt werden, wobei die drehbare Achse 23 jedoch durch einen Schnappsitz mit der Hauptrotoranordnung verbunden werden kann. Alternativ kann sie durch einzeln bearbeitete oder geformte Kunststoff- oder Metallkomponenten oder eine Kombination von diesen hergestellt werden.
Stapelprozeß
Vor der Betätigung des Stapelmechanismus wird die von der Rolle 3b ausgeübte sichere Griffkraft von der Banknote 1 fortgenommen. Dies wird durch Anheben der zugeordneten Welle 7 unter Verwendung einer Solenoidspule (nicht dargestellt) gegen die Federkraft der Feder 8 erreicht, um zwischen den Rollen 3a und 3b einen Zwischenraum zu erzeugen. Alternativ kann dies in gleicher Weise durch Absenken der Rolle 3a gegenüber der Rolle 3b erreicht werden.
Der Vorteil des Ausbildens eines Zwischenraums zwischen den entgegengesetzten Rollen 3a und 3b besteht darin, zu gewährleisten, daß die Banknote 1 keiner übermäßigen Beanspruchung ausgesetzt wird, die bewirken könnte, daß sie beim Stapeln reißt. Es sei bemerkt, daß die Rollen 2a, 2b an dieser Stelle weiter an das rechte Ende der Banknote 1 angreifen, wie in 1 dargestellt ist.
Die Vorschubplatte 9 befindet sich zunächst in ihrer Ruheposition parallel zur Transportebene der Banknote 1 und etwas oberhalb von dieser, wie in 1 dargestellt ist. Bei der Betätigung wird die Vorschubplatte 9 über die Transportebene der Banknote 1 durch die Öffnung 4 der Kassette 5 bis zur erforderlichen Tiefe abgesenkt. Die erforderliche Tiefe muß ausreichend sein, damit das linke Ende der Banknote 1 durch die Öffnung 4 mitgenommen wird und unter die linke Anstoßfläche 15 fällt, wie in 1 dargestellt ist. Die Vorschubplatte 9 wird nicht weiter abgesenkt als bis zum Mindestabstand, der zum Gewährleisten des zuverlässigen Stapelns der Banknote 1 erforderlich ist, um zu ermöglichen, daß die Tiefe der Kassette 5 für eine gegebene Kapazität minimiert wird.
Diese Aktion bewirkt, daß das freie linke Ende der Banknote 1 durch die Öffnung 4 der Kassette 5 und auf eine Stapelfläche gedrückt wird, die entweder eine Tragplatte 13 oder die Oberfläche eines Stapels bereits auf der Tragplatte 13 gestapelter Banknoten 12 sein kann.
Weil das rechte Ende der Banknote 1 zwischen den Rollen 2a, 2b gehalten wird, bewegt sich die Oberfläche der Banknote 1 seitlich in bezug auf die Vorschubplatte 9, wenn sie in die Kassette 5 abgesenkt wird. Diese Situation ist durch die gestrichelten Darstellungen der mit 9' bezeichneten Vorschubplatte bzw. der mit 1' bezeichneten Banknote veranschaulicht.
Die Tragplatte 13 wird von einer Druckfeder 14 getragen. Die Druckfeder 14 wird zusammengedrückt, um eine übermäßige Bewegung in der Hublänge der Vorschubplatte 9 über diejenige hinaus, die erforderlich ist, um das linke Ende der Banknote 9 in Kontakt mit der Stapeloberfläche 12, 13 zu bringen, aufzunehmen, wie in 1 dargestellt ist. Die Positionen der Tragplatte 13 und der Druckfeder 14, wenn die Vorschubplatte vollständig abgesenkt ist, sind durch gestrichelte Darstellungen der Tragplatte 13' und der Druckfeder 14' dargestellt. Der Grad, bis zu dem die Druckfeder 14 zusammengedrückt wird, hängt von der Höhe eines existierenden Banknotenstapels auf der Tragplatte 13 ab.
An dieser Stelle wird das rechte Rollenpaar 2a, 2b gelöst, wodurch das rechte Ende der Banknote 1 befreit wird, wie in 1 dargestellt ist. Wenn das linke Ende der Banknote 1 von der Vorschubplatte 9 jedoch sicher an der Stapeloberfläche 12, 13 gehalten wird, wird die Position der Banknote 1 stets sicher gesteuert.
Der Rotormechanismus 10 wird dann, von einem umkehrbaren Gleichstrommotor und einem Getriebezug (nicht dargestellt) angetrieben, betätigt. Der Rotor 10 wird, wie in 1 dargestellt ist, aus seiner Ruheposition (durch eine durchgezogene Linie dargestellt), in der die Drehachse 23 des Rotors 10 oberhalb der Ruheposition der Vorschubplatte 9 positioniert ist, um etwa 90° entgegen dem Uhrzeigersinn in seine ausgefahrene Position gedreht (in einer mit einer Bezugszahl 10' bezeichneten gepunkteten Linie dargestellt). Hierdurch wird bewirkt, daß das rechte Ende der Banknote 1 aus dem Zwischenraum zwischen den Rollen 2a und 2b herausgezogen wird, durch die Öffnung 4 nach unten mitgenommen wird und seitwärts entlang der Stapeloberfläche 12, 13 abgerollt wird, so daß sie unter die rechte Anstoßfläche 16 fällt, wie in 1 dargestellt ist.
Es sei in bezug auf 1 bemerkt, daß die maximale Eindringtiefe des Rotors 10 in die Kassette 5 nicht größer ist als diejenige der Vorschubplatte 9. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Bewegung des Rotors 10 durch die Stapeloberfläche 12, 13 nicht behindert wird.
Es sei weiterhin bemerkt, daß die maximalen Abmessungen der Vorschubplatte 9 durch die entsprechenden Abmessungen der Öffnung 4 begrenzt sind. Es ist innerhalb dieser Einschränkungen erwünscht, daß die Banknoten-Kontaktfläche der Vorschubplatte 9 groß ist, um die Kontrolle über die Positionierung der Banknote 1 zu erhöhen. Anders als bei bekannten Stapelsystemen steht die Größe der Vorschubplatte 9 gemäß der vorliegenden Ausführungsform nicht direkt in Beziehung zur Hubtiefe der Vorschubplatte.
Wenn die Banknote 1 die Stapeloberfläche 12, 13 vollständig berührt, dreht sich der Rotor 10 im Uhrzeigersinn, wie in 1 dargestellt ist, in seine Ruheposition zurück, und die Vorschubplatte 9 wird folglich auch in ihre Ruheposition über der Banknoten-Transportebene zurückgeführt. Wenn die Vorschubplatte 9 in diese Position zurückgeführt wurde, führt die Druckfeder 14 die Stapeloberfläche 12, 13 gegen die Bewegung der Vorschubplatte 9 bis an ihre oberste Grenze zurück. Diese Bewegung der Stapeloberfläche wird durch die Anstoßflächen 15, 16 begrenzt, die sich an der Innenfläche der Kassette 5 befinden.
Demgemäß steht die Stapeloberfläche 12, 13 ständig unter einer Druckbelastung zwischen der Druckfeder 14 und der Vorschubplatte 9 oder den Anstoßflächen 15, 16. Weil die Banknote durch den Stapelmechanismus flach auf die Stapeloberfläche gelegt wird, wird die Möglichkeit, daß eine Banknote falsch positioniert wird, bevor sie gegen die Anstoßflächen 15, 16 gedrückt wird, stark verringert.
Nachfolgend werden die Rollen 2a, 2b, 3a, 3b wieder in Eingriff gebracht, um eine weitere zu stapelnde Banknote 1 entgegenzunehmen, wobei der Stapelungszyklus zu dieser Zeit für einen Neustart bereit ist.
Ungeachtet der Tatsache, daß die Vorschubplatte 9 und die Anfangsposition der Banknote 1 gemäß dieser Ausführungsform bezüglich der Rollen 2a, 2b, 3a, 3b zentral angeordnet sind, ist die gestapelte Endposition der Banknote 1 gegenüber dieser Position versetzt. Dieser Versatz ist eine Funktion des Abstands zwischen der Banknoten-Transportebene und der Hublänge der Vorschubplatte 9.
Es wird für den Fachmann verständlich sein, daß die vorliegende Ausführungsform der Erfindung für eine Fehlausrichtung der Banknote 1 unempfindlich ist, wenn sie zum Stapeln dem Stapelmechanismus zugeführt wird, weil keine Bezugskante zum Ausführen des Stapelungsvorgangs verwendet wird. Weil jede Banknote 1 weiterhin durch Positionieren eines Teils der Banknote 1 auf dem Stapel 12 und durch nachfolgendes Abflachen des Rests gegenüber dem Stapel 12 wirksam gestapelt wird, kann diese Ausführungsform auch einem breiten Bereich von Banknotengrößen Rechnung tragen.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
In den 8 und 9 ist ein Stapelmechanismus gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Allgemein ausgedrückt, erfüllt der Mechanismus gemäß dieser Ausführungsform die gleichen Funktionen, die in der ersten Ausführungsform beschrieben wurden. Merkmale gemäß dieser Ausführungsform, welche bereits erörterten Merkmalen ähneln, werden unter Verwendung der gleichen Bezugszahlen bezeichnet und nicht weiter detailliert erörtert.
Während der Mechanismus gemäß der ersten Ausführungsform einen Stapelmechanismus und einen Transportmechanismus aufweist, die in einer Banknoten-Handhabungsvorrichtung untergebracht sind, woran eine Kassette entfernbar angebracht ist, weist der Mechanismus gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Teil des Transportmechanismus und den gesamten Stapel mechanismus in der Kassette selbst auf. Dieses Merkmal erhöht erheblich das Sicherheitsniveau, das für eine abnehmbare Kassette bereitgestellt werden kann. Infolge dieses Merkmals befindet sich die Öffnung 4, durch die Banknoten gestapelt werden, innerhalb des äußeren Gehäuses der Kassette. Daher gibt es beim Abnehmen von der Banknoten-Handhabungsvorrichtung, beispielsweise einem Prüfer, keine externe Öffnung, die groß genug ist, um es einer Person zu erlauben, unerlaubt auf den Inhalt der Kassette zuzugreifen.
Transportmechanismus
Es sei mit Bezug auf 8 bemerkt, daß die Kassette gemäß der vorliegenden Ausführungsform aus einem inneren und einem äußeren Mantel besteht, die durch Bezugszahlen 60 bzw. 61 bezeichnet sind. Eine Banknote 1 wird durch den Transportmechanismus einer Banknoten-Handhabungsvorrichtung, woran die Kassette 5 angebracht ist, in Richtung des Pfeils "A" in die Kassette 5 eingeführt. Die Öffnung (nicht dargestellt), durch die eine Banknote 1 in die Kassette eingeführt werden kann, muß nur etwas größer sein als die Breiten-Querschnittsabmessungen der größten Banknote 1, mit der die Vorrichtung arbeiten soll, wodurch das Sicherheitsniveau der Kassette 5 weiter erhöht ist. Beim Eindringen in die Kassette 5 wird die Banknote 1 von entgegengesetzten Riemenpaaren 62, 62a und 63, 63a ergriffen, welche so eingerichtet sind, daß sie die Banknote 1 entlang jeder ihrer Längskanten greift. Die Riemen 62, 62a und 63, 63a werden durch Rollen 64 angetrieben, die wiederum durch eine Verbindung (nicht dargestellt) vom Antriebsmechanismus der Banknoten-Handhabungsvorrichtung durch eine Öffnung (nicht dargestellt) in der Wand der Kassette 5 angetrieben werden. Die oberen Riemen 62, 63 der Antriebsanordnung werden unter Verwendung von Federn 65 vorgespannt, um die Banknote 1 fest in Kontakt mit entgegengesetzten Riemen 62a, 63a zu halten.
Stapelmechanismus
In 9 ist ersichtlich, daß ebenso wie bei vorhergehenden Ausführungsformen gemäß dieser Ausführungsform Banknoten auf einer Platte 13 gestapelt werden, die von einer Feder 14 getragen wird. Dies ermöglicht es, daß der Banknotenstapel 12 durch den Stapelmechanismus verschoben wird, wenn eine neue Banknote 1 aufgestapelt wird, und daß er zurückgeführt wird, wenn sich der Stapelmechanismus zurückzieht, so daß die oberste Banknote 1 in dem Stapel 12 an die Anstoßflächen 15, 16 der oberen Wand 66 des Innenmantels 60 der Kassette 5 anstößt. Demgemäß wird der Banknotenstapel 12 stets unter einer sicheren Kontrolle gehalten, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen erörtert wurde.
Wiederum mit Bezug auf 8 sei bemerkt, daß der Stapelmechanismus einen Betätigungshebel 70 aufweist, der durch einen externen Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) in Richtung des in 8 dargestellten Pfeils beweglich ist. Dieser kann die Form eines einfachen Zahnrads annehmen, das beispielsweise über eine Öffnung in der Wand der Kassette mit einem Elektromotor verbunden ist, der in der Banknoten-Handhabungsvorrichtung untergebracht ist. Die Drehung des Betätigungshebels 70 bewirkt, daß sich die starr verbundene Anordnung aus einer Stange 71, einem Verbindungsarm 72 und einer Rollenachse 73 um die Längsachse der Stange 71 dreht, so daß die Rollenachse 73 in einem radialen Kanal 90 in der Endwand des Innenmantels 60 der Kassette in die Kassettenöffnung 4 eindringt (am besten in 9 dargestellt).
Der Betätigungshebel 70, die Stange 71, der Verbindungsarm 72 und die Rollenachse 73 können aus irgendeinem geeigneten starren Material, wie Stahl, hergestellt werden und unter Verwendung standardmäßiger Herstellungstechniken miteinander verbunden werden.
An jedem Ende der Rollenachse 73 ist eine Rolle 74, 75 angebracht. Jede Rolle 74, 75 ist mit einem Gummireifen zum Angreifen an einen Kolben 80, 81, 84 versehen, der nachstehend in näheren Einzelheiten beschrieben wird. Die Rollenachse 73 ist nur am Ende der Rolle 74 mit dem Verbindungsarm 72 befestigt, wodurch es unnötig gemacht ist, weitere Kanäle im Innenmantel 60 bereitzustellen, die erforderlich wären, um das zweite Ende der Rollenachse 73 zu befestigen. Die Rollenachse 73 kann sich frei gegen die Federvorspannung einer innen montierten Feder (nicht dargestellt) drehen, die im Verbindungsarm 72 untergebracht ist, wobei ihre Vorspannung in Richtung des in 9 dargestellten Pfeils wirkt. Die Rollen 74 und 75 sind so an der Rollenachse 73 angebracht, daß sie sich unabhängig von der Rollenachse 73 frei drehen können.
Der Banknoten-Stapelmechanismus weist weiterhin eine Kolbenanordnung auf, wie vorstehend beschrieben wurde. Die Kolbenanordnung weist eine Banknoten-Angriffsplatte 80 auf. Die Platte 80 ist so bemessen, daß sie gerade durch die Öffnung 4 der oberen Fläche des Innenmantels 60 der Kassette 5 paßt, wie in den 8 und 9 ersichtlich ist. Die Öffnung 4 ist wiederum so bemessen, daß ihre Länge (in Richtung des Banknotentransports) die Länge der längsten Banknote übersteigt, mit der die Vorrichtung arbeiten soll.
Die Kolbenanordnung ist in einem Schlitz 86 in der Endwand des Innenmantels 60 angebracht, der einen Abschnitt verringerter Breite eines Führungsstücks 81 des Kolbenkörpers aufnimmt, so daß sich das Führungsstück 81 frei linear im Schlitz 86 bewegen kann. Das Führungsstück 81 wird durch die Endwand des Außenmantels, womit es einen Gleitsitz bildet, in einer ebenen Beziehung mit der Endwand des Innenmantels 60 gehalten. Auf das Führungsstück 81 wirkt eine Feder 83, die den Kolbenkörper zur oberen Fläche 66 des Innenmantels 60 der Kassette 5 drückt, wie in den 8 und 9 dargestellt ist, so daß die Platte 80 des Kolbenskörpers in ihrem Ruhezustand, wie in 9 dargestellt ist, über der Ebene einer Banknote 1 liegt, die zwischen jeder Seite des Transportmechanismus gehalten wird.
Der Kolbenkörper weist auch einen Arm 84 auf, der sich senkrecht zum Führungsstück 81 erstreckt und der in einer Ebene mit der Platte 80 liegt. Die gesamte Kolbenkörperanordnung kann aus einem geeigneten starren Material, wie Stahl oder einem Kunststoffmaterial, bestehen, und sie kann aus einem Formstück bestehen oder unter Verwendung von Standard-Herstellungstechniken aus Komponententeilen zusammengesetzt sein.
Um die Rollenachse 73 ist eine Membran 91 gelegt. Ein Rand der Membran 91 ist an der Rollenachse 73 befestigt. Die Membran 91 erstreckt sich aus der Nähe der Rolle 75 in etwa entlang der gesamten Länge der Platte 80.
Der andere Rand der Membran 91 wird, beispielsweise durch Haftung, an einem Längsrand der Platte 80 gehalten, wie in den 8 und 9 dargestellt ist.
Betriebsart
Wie mit Bezug auf die vorstehenden Ausführungsformen beschrieben wurde, wird die Banknote 1 durch den Transportmechanismus transportiert und vor dem Einleiten der Stapelungsprozedur stationär über der Öffnung 4 gehalten. Nachfolgend wird das Riementransportsystem 62 in bezug auf den ihm entgegengesetzten Riemen 62a angehoben, um einen Zwischenraum zwischen den Riemen 62 und 62a zu erzeugen, so daß ein Rand der Banknote 1 während des Stapelungsvorgangs herausgezogen werden kann. Dies wird durch die Drehung des Betätigungshebels 70 in der durch den Pfeil in 9 angegebenen Richtung eingeleitet, und dies führt, wie vorstehend beschrieben wurde, zu der Drehung der Rollenachse 73 in den Innenmantel 60 der Kassette 5 entlang dem radialen Schlitz 90 in der Endwand der inneren Kassette 60. Dabei wirkt die Rolle 74 auf den Arm 84 des Kolbenkörpers, wodurch der Kolbenkörper gezwungen wird, vertikal nach unten entlang dem Schlitz 86 in den Innenmantel 60 der Kassette 5 zu gleiten. Hierdurch wird wiederum bewirkt, daß die Unterseite der Platte 80 in Kontakt mit der oberen Fläche der Banknote 1 gelangt, die von der Platte 80 durch die Öffnung 4 und auf die obere Fläche des Banknotenstapels 12 in der Kassette oder auf die Tragplatte 13, falls die Kassette leer ist, mitgenommen wird.
Sobald die Kolbenplatte 80 einen Rand der Banknote 1 am Banknotenstapel 12 festgehalten hat, wird der zweite Bank notenrand durch das Anheben des Riementransportsystems 63 in bezug auf das entgegengesetzte Riementransportsystem 63a losgelassen.
Wenn sich der Betätigungshebel 70 weiter in Richtung des in 8 dargestellten Pfeils dreht, drängt die Wirkung der Rolle 74 den Kolbenkörper weiter nach unten gegen die Wirkung der Feder 14, wie in 9 dargestellt ist. Wenn sich die Rollenachse 73 demgemäß über die obere Fläche der Platte 80 bewegt, wird die Membran 91 durch die Vorspannungsfeder (nicht dargestellt) im Verbindungsarm 72, die auf die Rollenachse 73 wirkt, auf die Rollenachse 73 gewickelt. Dies wird bis zu dem Punkt fortgesetzt, an dem die Rollenachse 73 über den rechten Rand der Platte 80 läuft, wie in 9 dargestellt ist.
Die fortgesetzte Drehung des Betätigungshebels 70 bewirkt das Abwickeln der Membran 91 gegen die Wirkung der Feder (nicht dargestellt), welche auf die Rollenachse 73 wirkt, bis die Rollenachse 73 ihre maximale Eindringtiefe in den Innenmantel 60 der Kassette 5 erreicht hat. Dieser Zustand ist in 9 durch die gestrichelte Darstellung des Verbindungsarms 72', der Rollenachse 73', der Rolle 75', der Platte 80', der Membran 91', des Banknotenstapels 12' und der Tragplatte 13' dargestellt. Demgemäß hat die Wirkung der Rollenachse 73 zusammen mit derjenigen der Membran 91 an diesem Punkt den Rest der Banknote 1 gegen den Stapel 12 abgeflacht.
Es sei bemerkt, daß gemäß dieser Ausführungsform, wie beim Mechanismus gemäß der ersten Ausführungsform, die endgültige gestapelte Position der Banknote seitlich gegenüber der Position der Banknoten während des Transports versetzt ist.
Es sei auch bemerkt, daß an diesem Punkt die Rolle 74 über das äußerste Ende des Arms 84 weiterhin eine abwärts gerichtete Kraft auf den Kolbenkörper ausübt. Dies geschieht ungeachtet der Tatsache, daß sich die Rollenachse 73 nicht mehr über der Platte 80 befindet.
Der Betätigungsmechanismus treibt den Betätigungshebel 73 daraufhin in Gegenrichtung, um die Rollenachse 73 entlang dem durch den Schlitz 90 festgelegten radialen Weg wieder aus dem Innenmantel 60 der Kassette 5 zu drehen. Die Vorspannungskraft der Feder 83 bewirkt, daß der Kolbenkörper in seine Normalposition zurückkehrt, die in 9 in durchgezogenen Linien dargestellt ist.
In ähnlicher Weise bewirkt die Vorspannungskraft der Feder (nicht dargestellt), die auf die Rollenachse 73 wirkt, daß die Membran 91 wiederum bis zu dem Punkt auf die Rollenachse 73 gewickelt wird, an dem die Rollenachse 73 wieder die obere Fläche der Platte 80 erreicht, wobei die Banknote in ihrer gestapelten Position zurückbleibt. Daraufhin wird sie wieder abgewickelt, wenn der in 9 dargestellten Position nahegekommen wird.
Der sachkundige Leser wird verstehen, daß die vorliegende Ausführungsform die zuvor mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschriebenen Vorteile aufweist, daß sie gegenüber einer Fehlausrichtung der Banknote 1, wenn sie zum Stapeln dargeboten wird, unempfindlich ist, weil keine Bezugskante zugrundegelegt wird, um den Stapelungsvorgang zu bewirken.
Weil jede Banknote 1 in ähnlicher Weise wirksam gestapelt wird, indem ein Teil der Banknote 1 auf dem Stapel 12 positioniert wird und nachfolgend der Rest gegenüber dem Stapel 12 abgeflacht wird, kann diese Ausführungsform auch einem breiten Bereich von Banknotengrößen Rechnung tragen. Zusätzlich dazu erhöht das Vorhandensein der Membran 91 jedoch weiter die Kontrolle, die während des Stapelungsvorgangs auf die Banknote 1 ausgeübt werden kann.
Weiterhin werden die Zugspannungen, die auf die Banknote 1 ausgeübt werden, durch das Vorhandensein der Membran 50 verringert. Daher werden die Möglichkeiten, daß die Banknote 1 durch den Stapelungsprozeß zerrissen wird, weiter verringert. Dementsprechend kann die Geschwindigkeit des Stapelungszyklus weiter erhöht werden.
Der sachkundige Leser wird verstehen, daß eine Banknoten-Stapelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Anwendungen verwendet werden kann, insbesondere dort, wo Banknoten automatisch angenommen und geprüft werden, wie es bei automatischen Verkaufsmaschinen und Banknoten-Wechselmaschinen der Fall ist. In 10a ist eine Banknoten-Prüfmaschine 100 in Zusammenhang mit einer Kassette 5 dargestellt. In 10b ist eine idealisierte Schnittansicht durch die Maschine 100 dargestellt. Darin ist eine Banknote 1 an dem Punkt dargestellt, an dem sie in die Öffnung 101 eingeführt wird, von wo sie durch eine Antriebseinheit 103 entlang einem Banknoten-Transportsystem 102 transportiert wird und durch eine Prüfvorrichtung 104 geprüft wird. Das Transportsystem 102 transportiert die Banknote 1 dann zu einer Stapelungsanordnung 105, so daß die Banknote 1 in der Kassette 5 gestapelt werden kann, wie in vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben wurde, wobei sich die Stapelungsanordnung 105 im Prüfer 100 befinden kann, wie in 10b dargestellt ist, oder sich alternativ in der Kassette 5 selbst befinden kann.
Der sachkundige Leser wird weiter verstehen, daß die in einer Banknoten-Annahmemaschine verwendete Stapelungsanordnung 105 mit jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen übereinstimmen kann.
Aus dem obigen ist ersichtlich, daß gegenüber den zuvorbeschriebenen Ausführungsformen verschiedene Abwandlungen und Änderungen möglich sind, ohne vom Inhalt und vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Insbesondere können Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen einzeln und in einzelnen Kombinationen verwendet werden, ohne aus dem Schutzbereich der Erfindung hinauszuführen.
Der fachmännische Leser wird beispielsweise verstehen, daß die für das zweite und die folgenden Ausführungsformen beschriebene Erfindung zum losen Einführen von Dokumenten wie beispielsweise Banknoten durch eine Öffnung verwendbar ist, wodurch keine Notwendigkeit für irgendeine einen stapelbildende Einrichtung mehr besteht.
Weiterhin wird der sachkundige Leser verstehen, daß durch Einstellen des Zwischenraums zwischen der oberen und der unteren Hälfte des Banknoten-Transportmechanismus die vorliegende Erfindung zum Stapeln von Banknotenbündeln verwendet werden könnte, die beispielsweise in einer Zwischenlagervorrichtung in der Art einer Geldkassette gehalten worden sind.
Der sachkundige Leser wird auch verstehen, daß verschiedene Modifikationen an dem Mechanismus vorgenommen werden können, mit dem die Rotoren und die Vorschubplatte angetrieben werden. Beispielsweise können sowohl die Rotoren als auch die Vorschubplatte durch einen einzigen, nicht umkehrbaren Elektromotor angetrieben werden, wobei ihre Betätigungszeit beispielsweise durch die Verwendung von Nocken gesteuert wird. Weiterhin kann der Banknoten-Transportmechanismus dafür eingerichtet werden, daß er Banknoten zum Stapeln in vorbestimmten Intervallen abliefert, wodurch der fortlaufende Betrieb des Stapelmechanismus ermöglicht wird.
Der sachkundige Leser wird auch verstehen, daß das erfindungsgemäße Konzept der vorliegenden Erfindung auch unter Verwendung von Stapelelementen verwirklicht werden kann, die normalerweise nicht als Rotoren bezeichnet werden würden.

Claims

Vorrichtung zum Stapeln von Banknoten (1) mit einem Kassenbehälter (5) und einem Stapler (9, 10, 20, 41) zum Stapeln von Banknoten von bestimmten Abmessungen in dem Kassenbehälter, wobei der Kassenbehälter eine Fläche mit einer darin befindlichen Öffnung (4) aufweist, die Vorrichtung zur Entgegennahme einer Banknote an einer über der Öffnung liegenden Position eingerichtet ist und der Stapler zum Schieben der Banknote durch die Öffnung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Banknote in dem Kassenbehälter in Bezug zur Öffnung ihre maximale Tiefe erreicht, sich ein Bereich der Banknote durch die Öffnung aus dem Kassenbehälter nach außen hinaus erstreckt, wobei der Stapler außerdem so eingerichtet ist, daß die Banknote in eine gestapelte Position bewegt wird, indem sie lediglich in eine Richtung den Stapel (12) entlang bewegt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer ersten Schiebeeinrichtung (9, 80), um die Banknote vertikal zum Stapel hin zu schieben.
Vorrichtung nach Anspruch 2 mit einer zweiten Schiebe-Einrichtung (10; 71–75, 91) zum Schieben der Banknote entlang des Stapels.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Stapler außerhalb des Kassenbehälters befindet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der Stapler innerhalb des Kassenbehälters befindet und in ihn eingebettet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer zwischen dem Stapler und der Banknote angeordneten dehnbaren Membran (91), die eingerichtet ist, die Banknote während des Stapelvorgangs zu berühren.