EP0975441B1 - Vorrichtung und verfahren zur steifigkeitsmessung von flachen sendungen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur steifigkeitsmessung von flachen sendungen Download PDF

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EP0975441B1 EP96945363A EP96945363A EP0975441B1 EP 0975441 B1 EP0975441 B1 EP 0975441B1 EP 96945363 A EP96945363 A EP 96945363A EP 96945363 A EP96945363 A EP 96945363A EP 0975441 B1 EP0975441 B1 EP 0975441B1
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Christel Gehl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C1/00—Measures preceding sorting according to destination
    • B07C1/10—Sorting according to size or flexibility
    • B07C1/16—Sorting according to thickness or stiffness

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for measuring stiffness of flat shipments according to the preamble of the independent claims.
  • a corresponding device is e.g. in EP 0 129 280.
  • Such measurements can in principle be carried out mechanically a lever with a sensor roller and inductive sensor.
  • a mechanical stiffness measurement also requires a lot of space and, like all mechanical ones, is subject to Facilities increased wear. The above applies in particular to unevenly thick or stiff objects. The measurement is uneven thick envelopes are e.g. treated in WO 94 04378.
  • the object of the present invention is therefore an apparatus and a method specify with which a more precise stiffness measurement on flat consignments can be made. This task is characterized by the characteristics of the independent Claims resolved.
  • Advantageous embodiments of the invention are the subclaims and the description.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a device according to the invention from above, d. H. perpendicular to the surface of the flat items.
  • conveyor belts 2 are guided so that a transport route 10 is formed.
  • the conveyor belts 2 are designed as shrouds, between which the Consignments are held non-positively.
  • the transport route points at least a curved section 11 and at least one straight section 12.
  • a stiffness sensor 3 In the area of the straight section, a thickness sensor 4 is arranged.
  • the flat broadcasts will transported in the direction of arrow in the transport route 10.
  • the conveyor belts are elastic and adapt to the thickness of the shipment.
  • Fig. 2 the section A-A of Fig. 1 is shown.
  • Two superimposed Thickness sensors 4 measure essentially perpendicular to the transport direction of the Shipment the current thickness of the conveyor belt system - flat shipment.
  • the thickness sensor becomes a laser, infrared or ultrasound scanning sensor intended. The change is preferred in such scanning sensors of the distance s measured by interference. At high speeds and Noher measuring accuracy, laser scanning sensors are preferred.
  • a stiffness sensor 3 a laser, infrared or ultrasonic scanning sensor is also used, which is the change in distance due to the rigidity of the flat Consignments detected.
  • Thickness and rigidity sensor to determine the rigidity of the consignment running are connected to an evaluation device 15, the way they work is described in detail below.
  • the thickness or stiffness sensors are preferably arranged one above the other, which is an assessment of the shipment via the allow entire shipment amount.
  • the measurement is preferably carried out the thickness or the rigidity by pairs of sensors at the same height of each Senoungen.
  • the stiffness sensors are in the curved area 11 preferably arranged such that the deflection of the outer conveyor belts in Area between a first and a second deflection roller 13, 14 can be avoided.
  • FIG. 3 shows the time course of the output signals from thickness or stiffness sensors (a or b) in a time window for a flat shipment with permissible Stiffness and thickness. It can be seen in Fig. 3 that centered around the time of - 34.8 ms in the time window a thickness increase (curve a) and an increased deflection (curve b) was measured.
  • FIG. 4 shows measured values corresponding to FIG. 3 for a letter with a permissible thickness and too great rigidity.
  • the method according to the invention for measuring stiffness are now within a predetermined time window ⁇ t1 Thickness sensor measured values added up. Also from that Stiffness sensor measured values within a given time window ⁇ t2 added up.
  • the two time windows ⁇ t1 and ⁇ t2 are preferably of the same size selected. Then the difference is formed between the sum of the stiffness values and the sum of the thickness values. This difference is used as a measure of the stiffness measurement used. Compared to a process in which only the Extreme values used are the likelihood of misinterpretation much less. In addition, this method also delivers for borderline cases clear results.
  • FIG. 5 shows the measurement results of two stiffness sensors b1 and b2 in one Letter with insert below.
  • the curve b1 corresponds to the measured values in the range the lower edge of the letter arranged sensor; curve b2 the values of an im middle area arranged stiffness sensor.
  • the curve b1 clearly shows Maxima, which indicate the increased stiffness due to the insert, while curve b2 does not have such maxima. Accordingly, one is preferred Embodiment of the invention a number of sensors for stiffness and Thickness measurement essentially over the entire height of the conveyor belts arranged.
  • Fig. 6 shows the influence of the belt tension on the deflection of the conveyor belts. It can be seen that the maxima the curve of the stiffness measurements become smaller and vice versa with reduced Ligament tension the maxima increase.

Landscapes

  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

Im Bereich eines geraden Abschnitts (12) der Transportstrecke der Sendungen ist ein Dickensensor (4) vorgesehen, im Bereich eines gekrümmten Abschnitts (11) ein Steifigkeitssensor (3), mit dem die Auslenkung elastischer Transportbänder (2) vermessbar ist. Eine Auswertungseinrichtung (15) ermittelt aus den Werten der Dicken- und Steifigkeitssensoren (4, 3) die Steifigkeit einer durchlaufenden Sendung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steifigkeitsmessung von flachen Sendungen gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
Für die Bearbeitung von Briefen, Postkarten und ähnlichen flachen Sendungen in automatischen Briefverteilanlagen ist es erforderlich Steifigkeits- und Dickenmessungen an den Sendungen vorzunehmen, da diese Briefverteilanlagen nur Sendungen, die bestimmte vorgegebene Parameter aufweisen, ordnungsgemäß bearbeiten können. Eine entsprechende Vorrichtung wird z.B. in EP 0 129 280 offenbart. Solche Messungen können grundsätzlich mechanisch über einen Hebel mit Fühlrolle und induktivem Sensor erfolgen. Allerdings treten bei hohen Transportgeschwindigkeiten von z. B. größer als 2, 9 m/s unerwünschte Schwingungen auf, so daß Steifigkeit und Dicke mit diesem Funktionsprinzip nicht exakt und getrennt ermittelt werden konnen. Eine mechanische Steifigkeitsmessung erfordert darüber hinaus einen hohen Platzbedarf und unterliegt wie alle mechanischen Einrichtungen erhöhtem Verschleiß. Das vorstehende gilt insbesondere für ungleichmäßig dicke oder steife Gegenstände. Die Messung ungleichmäßig dicker Umschläge wird z.B. in WO 94 04378 behandelt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit denen eine präzisere Steifigkeitsmessung an flachen Sendungen vorgenommen werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhangigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung zu entnehmen.
Gegenüber einer mechanischen Steifigkeitsmessung besitzt die erfindungsgemäße Vorgehensweise den Vorteil einen geringeren Raumbedarfs, geringeren Verschleißes und einer höheren Genauigkeit. Insbesondere ist auch die präzise Messung von ungleichmäßig dicken und steifen Gegenständen möglich. Im folgenden wird die Erfindung mittels Zeichnungen genauer erläutert. Dabei zeigen
  • Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben,
  • Fig. 2 einen Schnitt entlang der Achse A-A der Figur 1,
  • Fig. 3-5 Ausgangssignale von Abstandsmessungen für flache Sendungen mit unterschiedlicher Steifigkeit und Dicke,
  • Fig. 6 den Einfluß der Bänderspannung bei einem zu steifen Brief.
Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung von oben, d. h. senkrecht zur Oberfläche der flachen Sendungen. Über eine Anzahl von Rollen 1 werden Transportbänder 2 geführt, so daß eine Transportstrecke 10 gebildet wird. Die Transportbänder 2 sind als Deckbänder ausgebildet, zwischen denen die Sendungen kraftschlüssig gehalten werden. Die Transportstrecke weist mindestens einen gekrümmten Abschnitt 11 sowie mindestens einen geraden Abschnitt 12 auf. Im Bereich des gekrümmten Abschnitts ist ein Steifigkeitssensor 3, im Bereich des geraden Abschnitts ein Dickensensor 4 angeordnet. Die flachen Sendungen werden in Pfeilrichtung in der Transportstrecke 10 transportiert. Die Transportbänder sind elastisch ausgebildet und passen sich der Dicke der Sendung an. Im gekrümmten Abschnitt verursacht die Steifigkeit einer flachen Sendung beim Transport eine zusätzliche Auslenkung der äußeren Bänder, insbesondere in der Umgebung der Sendungsvorder- und hinterkanten. Am geraden Abschnitt der Transportstrecke erfolgt lediglich eine Dickenänderung des Systems Transportbänder-Sendung entsprechend der Dicke der Sendung.
In Fig. 2 ist der Schnitt A-A der Fig. 1 gezeigt. Zwei übereinander angeordnete Dickensensoren 4 messen im wesentlichen senkrecht zur Transportrichtung der Sendung die aktuelle Dicke des Systems Transportbänder - flache Sendung. Als Dickensensor wird erfindungsgemäß ein Laser-, Infrarot- oder Ultraschall-Abtastsensor vorgesehen. Vorzugsweise wird bei solchen Abtastsensoren die Änderung des Abstands s mittels Interferenz gemessen. Bei hohen Geschwindigkeiten und noher Meßgenauigkeit werden Laserabtastsensoren bevorzugt. Als Steifigkeitssensor 3 wird ebenfalls ein Laser-, Infrarot- oder Ultraschall-Abtastsensor eingesetzt, der die Veranderung des Abstands aufgrund der Steifigkeit der flachen Sendungen detektiert. Dicken- und Steifigkeitssensor zur Ermittlung der Steifigkeit der durchlaufenden Sendung sind mit einer Auswertungseinrichtung 15 verbunden, deren Funktionsweise weiter unten detailliert beschrieben wird.
Wie in Fig. 2 illustriert, sind vorzugsweise eine Mehrzahl von Dicken- bzw. Steifigkeitssensoren übereinander angeordnet, die eine Bewertung der Sendung über die gesamte Sendungshöhe ermöglichen. Vorzugsweise erfolgt dabei die Vermessung der Dicke bzw. der Steifigkeit durch Sensorpaare auf jeweils gleicher Hohe der Senoungen. Bevorzugt ist eine Anordnung von Steifigkeits- und Dickensensor im Bereich der Unterkante der Sendungen. Dadurch können auch Einlagen wie z. B. Schlüssel. erkannt werden.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Steifigkeitssensoren im gekrummten Bereich 11 bevorzugt derart angeordnet, daß die Auslenkung der äußeren Transportbander im Bereich zwischen einer ersten und einer zweiten Umlenkrolle 13, 14 vermeßbar ist.
Aus den von den Dicken- und Steifigkeitssensoren gelieferten Meßwenen wird ein Maß für die Steifigkeit einer an den Dicken- und Steifigkeitssensoren vorbeigeführten Sendung folgenderweise durch die Auswertungseinrichtung 15 ermittelt.
Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf der Ausgangssignale von Dicken- bzw. Steifigkeitssensoren (a bzw. b) in einem Zeitfenster für eine flache Sendung mit zulässiger Steifigkeit und Dicke. Erkennbar ist in Fig. 3, daß zentriert um die Zeit von - 34.8 ms im Zeitfenster eine Dickenzunanme (Kurve a) und eine erhöhte Auslenkung (Kurve b) gemessen wurde.
Fig. 4 zeigt zu Fig. 3 entsprechende Meßwerte für einen Brief mit zulässiger Dicke und zu großer Steifigkeit. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steifigkeitsmessung werden nun innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Δt1 die von dem Dickensensor gemessenen Werte aufsummiert. Ebenfalls werden die von dem Steifigkeitssensor gemessenen Werte innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Δt2 aufsummiert. Vorzugsweise sind die beiden Zeitfenster Δt1 und Δt2 gleich groß gewählt. Dann erfolgt die Differenzbildung zwischen der Summe der Steifigkeitswerte und der Summe der Dickenwerte. Diese Differenz wird als Maß für die Steifigkeitsmessung verwendet. Im Vergleich zu einem Verfahren, bei dem nur die Extremwerte verwendet werden, ist die Wahrscheinlichkeit einer Fehlinterpretation sehr viel geringer. Darüber hinaus liefert dieses Verfahren auch für Grenzfälle eindeutige Ergebnisse.
Fig. 5 zeigt die Meßergebnisse zweier Steifigkeitssensoren b1 und b2 bei einem Brief mit Einlage unten. Die Kurve b1 entspricht den Meßwerten eines im Bereich der unteren Briefkante angeordneten Sensors; die Kurve b2 den Werten eines im mittleren Bereich angeordneten Steifigkeitssensors. Dabei zeigt die Kurve b1 deutlich Maxima, die auf die durch die Einlage erhöhte Steifigkeit hinweisen, während die Kurve b2 solche Maxima nicht aufweist. Dementsprechend ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Anzahl von Sensoren zur Steifigkeitsund Dickenmessung im wesentlichen über die gesamte Höhe der Transportbänder angeordnet.
Um ein Maß für die Steifigkeit einer Sendung mit Inhomogenitäten zu erhalten. wird erfindungsgemäß für eine Anzahl von Paaren von Dicken- und Steifigkeitssensoren die maximale Differenz der aufsummierten Werte ermittelt und als Maß für die Steifigkeit das Maximum verwendet.
Fig. 6 zeigt den Einfluß der Bänderspannung auf die Auslenkung der Transportbänder. Dabei ist zu erkennen, daß mit zunehmender Bänderspannung die Maxima der Kurve der Steifigkeitsmessungen geringer werden und umgekehrt mit verminderter Bänderspannung die Maxima zunehmen.
Es ist selbstverständlich für den Fachmann, diese Abhängigkeit der Meßwerte von der Bänderspannung bei der Auslegung der konkreten Parameter der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie des entsprechenden Verfahrens zu berücksichtigen. Weiter ist es für den Fachmann selbstverständlich, eine Anzahl von Differenzintervallen von Steifigkeits- und Dickenwertensummen derart vorzugeben, daß eine qualitative Bewertung der Steifigkeit von flachen Sendungen danach erfolgt, in welches dieser Intervalle die jeweils ermittelte Differenz von Steifigkeits- bzw Dickenwertensummen fällt. Im einfachsten Fall wird ein Maximalwert bestimmt, so daß für Differenzwerte oberhalb dieses Wertes die Sendung als zu steif klassifiziert für unterhalb dieses Wertes liegende Differenzen die Sendung als zulässig steif klassifiziert wird

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur Steifigkeitsmessung von flachen Sendungen mit einer Transportstrecke (10), in der die Sendungen mittels Transportbänder (2) vereinzelt transportiert werden, wobei die Transportstrecke einen geraden Abschnitt (12) aufweist, und daß im Bereich dieses Abschnitts mindestens ein Dickensensor (4) vorgesehen ist, daß die Transportstrecke einen gekrümmten Abschnitt (11) aufweist, und daß im Bereich dieses Abschnitts die Transportbänder (2) elastisch ausgebildet sind und mindestens ein Steifigkeitssensor (3) vorgesehen ist, mit dem die in einer vorgegebenen Position des gekrümmten Abschnitts (11) durch eine durchlaufende Sendung bewirkte Auslenkung der Transportbander (2) vermeßbar ist. und daß eine Auswertungseinrichtung (15) vorgesehen ist um aus den Werten der Dickenund Steifigkeitssensoren (4, 3) die Steifigkeit einer durchlaufenden Sendung zu ermitteln.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dickensensoren (4) und als Steifigkeitssensoren (3) Laser-, Infrarot- oder Ultraschallabtastsensoren vorgesehen sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Dickenund Steifigkeitssensoren (4, 3) derartig angeordnet sind, daß eine Vermessung der Dicke bzw. der Steifigkeit auf jeweils gleicher Höhe der Sendungen erfolgen kann.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Dicken- und Steifigkeitssensoren (4, 3) derartig angeordnet sind, daß die Vermessung nahe der Unterkante der durchlaufenden Sendungen erfolgen kann.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Dicken- bzw. Steifigkeitssensoren (4, 3) vorgesehen ist, wobei jeweils eine paarweise Auswertung der Meßwerte von auf gleicher Höhe der Sendungen angeordneten Dicken- bzw. Steifigkeitssensoren (4, 3) vorgesehen ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß im gekrümmten Abschnitt (11) die Transportbänder von einer Anzahl von Rollen (1) geführt werden.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Steifigkeitssensoren (3) derart angeordnet sind, daß die Auslenkung der Transportbänder im Bereich zwischen einer 1. und einer 2. Umlenkrolle (13, 14) vermeßbar ist.
  8. Verfahren zur Steifigkeitsmessung von flachen Sendungen mit einem Paar oder mehreren Paaren von Dicken- und Steifigkeitssensoren (4, 3), wobei daß für eine an den Dicken- und Steifigkeitssensoren vorbeigeführte Sendung innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Δt1 die von dem oder den Dickensensoren gemessenen Werte aufsummiert werden, daß innerhalb eines vorgegebenen Zeitfensters Δt2, die von dem oder den Steifigkeitssensoren gemessenen Werte aufsummiert werden, daß für ein vorgegebenes Paar von Dicken- und Steifigkeitssensoren (4, 3) die Differenz zwischen den aufsummierten Werten gebildet und als Maß für die Steifigkeit der vorbeigeführten Sendungen verwendet wird
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prüfung erfolgt, in welches einer vorgegebenen Anzahl von Intervallen die Differenz fällt.
  10. Verfahren nach Ansprüchen 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Paaren von Dicken- und Steifigkeitssensoren die maximale Differenz ermittelt und als Maß für Steifigkeit verwendet wird.
EP96945363A 1996-01-05 1996-12-20 Vorrichtung und verfahren zur steifigkeitsmessung von flachen sendungen Expired - Lifetime EP0975441B1 (de)

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