EP1230140B1

EP1230140B1 - Verfahren zum ein- und ausspeichern von blattartigen gegenständen, insbesondere von banknoten sowie vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens

Info

Publication number: EP1230140B1
Application number: EP00972535A
Authority: EP
Inventors: Olivier Conca; Olivier Gaeumann
Original assignee: De la Rue International Ltd
Current assignee: Glory Global Solutions Holdings Ltd
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2020-11-15
Also published as: EP1108667A1; ES2320312T3; US6715753B1; CA2391891A1; CN1391526A; DE50015500D1; JP2003514735A; CN1227147C; WO2001036309A1; BR0015623A; AU760063B2; AU1125401A; ATE418513T1; EP1230140A1; PT1230140E

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ein- und Ausspeichern von blattförmigen Gegenständen, insbesondere von Banknoten zwischen Speicherbandlagen wenigstens eines gespannten Speicherbands in eine bzw. von einer Speicherspule. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Speicher-verfahrens.

Stand der Technik

Definition von blattartigen Gegenständen

Unter blattartigen Gegenständen werden bevorzugt Banknoten verstanden. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der dazu gehörenden Vorrichtung können jedoch auch andere blattartige Gegenstände, wie beispielsweise Gutscheine, Schecks etc. in einem Bandwickel einer Speicherspule abgespeichert werden.
Aus der GB-A 2 143 493 ist eine Vorrichtung zum Ein- und Ausspeichern von Banknoten in bzw. aus einer Speicherspule bekannt. Bei der bekannten Vorrichtung wurden die Banknoten zwischen zwei, nämlich einem oberen und einem unteren, Speicherbändern eingeklemmt auf eine Speicherspule aufgewickelt. Das jeweils eine Ende der beiden Bänder war an der Achse der Speicherspule befestigt und die anderen Bandenden an je einer Achse von zwei Bandvorratsspulen. Damit eine gewisse Spannung der beiden Bänder vorhanden war, wurde beim Einspeichern die Speicherspule angetrieben und die beiden Bandvorratsspulen abgebremst. Beim Ausspeichern wurden dann die beiden Bandvorratsspulen angetrieben und die Speicherspule gebremst.
Eine weitere gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der EP-A 0 409 809 bekannt. Auf ihr wurden die beiden Speicherbänder unter Spannung gehalten. Beim Einspeichern wurde immer nur eine Banknote eingespeichert und jeweils nach dem Einspeichern das Speicherband angehalten. Dieser Vorgang erfolgte mit einer Geschwindigkeit von zehn Banknoten pro Sekunde. Um die Bandspannung im Bandstillstand aufrecht zu halten, wurden die Antriebe der beiden Bandvorratsspulen mit einer reduzierten elektrischen Spannung beaufschlagt und die Speicherspule mit einer magnetbehafteten Sperrklinke gegen Rückwärtslaufen gesichert. Ausgespeichert wurde mit einer konstanten Translationsgeschwindigkeit.
Eine Banknotenspeichereinrichtung mit einer Speicherspulen- und einer Bandvorratsspulenanordnung ist auch aus der EP-A 0 290 731 bekannt. Damit die Bandgeschwindigkeit unabhängig vom Durchmesser des auf der Speicherspule Banknoten einklemmenden Bandwickels konstant gehalten werden konnte, wurde hier nicht die Spulenachse, sondern der Mantel des jeweiligen Bandwickels angetrieben. Eine Bandspannung wurde durch eine jeweils größere Umdrehungszahl der aufwickelnden Spule gegenüber der abwickelnden Spule erreicht. Eine Begrenzung der Bandspannung wurde durch Verwendung eines Reibschlusses erreicht.
Eine weitere Banknotenspeichereinrichtung mit einer Speicherspulen- und einer Bandvorratsspulenanordnung ist aus der EP-A 0 655 407 bekannt. Die bekannte Einrichtung war derart aufgebaut, daß sie für beide Spulenanordnungen mit nur einem Antriebsmotor auskam. Die Bandspannung wurde auch hier durch unterschiedliche Antriebsgeschwindigkeiten erreicht.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, blattartige Gegenstände auf einer Speicherspule mit einer möglichst hohen Packungsdichte lagestabil abzuspeichern.

Lösung der Aufgabe

Wurden blattartige Gegenstände, bevorzugt Banknoten, im Bandwickel einer Speicherspule abgespeichert, so war die Speicherkapazität durch einen vorgegebenen Radius des Bandwickels begrenzt. Bei Überschreiten dieses Radius konnte es geschehen, daß der äußere Teil des Bandwickels gegenüber dem inneren sich bei mehreren Ein- und Ausspeichervorgängen axial verschob, wodurch der Bandwickel entweder von selbst oder durch Erschütterungen oder unsachgemäße Lagerung auseinander zu fallen drohte. Diese Gefahr des Auseinanderfallens wurde verstärkt bei einem Abspeichern von jeweils in einer vorgegebenen Lage geprüften Banknoten. Banknoten sind nämlich über ihrer Fläche nicht gleich dick. Ein derartiger Bandwickel konnte somit eine konische Mantelform annehmen, durch die eine Instabilitätsneigung noch verstärkt wurde.
Durch wiederholtes Ein- und Ausspeichern von Banknoten konnte es zudem geschehen, daß die Noten vom kleinen Konusdurchmesser zum größeren hin wanderten, wodurch ein sauberes Abspeichern nicht mehr gegeben war. Um diese Wanderbewegung in Grenzen zu halten und nicht in Instabilitätsbereiche des Bandwickels zu kommen, wurden deshalb typischerweise auf den Speicherspulen nur maximal etwa 240 Banknoten eingelagert.
Hier schafft nun die Erfindung Abhilfe, indem in Zeitbereichen zwischen den Ein- und/oder Ausspeicherzyklen im Gegensatz zum oben erwähnten Stand der Technik wenigstens ein Bandfestzurrvorgang mit einer gegenüber der normalen Bandspannung erhöhten Bandfestzurrspannung durchgeführt wird. Der Stand der Technik kannte nämlich nur eine bis auf eine Toleranz konstante Bandspannung, welche durch Abbremsen oder eine höhere Rotationsgeschwindigkeit der Laufspule gegenüber der Antriebsspule erfolgte.
Durch das Aufbringen einer gegenüber der kontinuierlichen Bandspannung erhöhten Bandfestzurrspannung erfolgt nämlich ein Nachziehen des Speicherbandes, welches bei einer wiederholten Durchführung zwischen Ein- und/oder Ausspeicherzyklen eine Durchmesserverringerung mit einem sehr festen Aufwickelzustand ergibt. Bei dem hier vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Aufwickelverfahren ergibt sich ein äußerst fester und stabiler Bandwickel, der zu keinem Auseineinderfallen neigt und gegenüber dem bekannten Aufwickelverfahren eine bedeutend höhere Kapazität eingespeicherter Banknoten sowie einen größeren Bandwickeldurchmesser zuläßt.
Bevorzugt wird man zwischen den Zyklen nicht nur einmal, sondern mehrere Male festzurren. Gute Ergebnisse sind mit einer Repetitionsfrequenz im Hertz-Bereich bei etwa 4 Hz und einem Tastverhältnis von Zurrkraft zu normaler Grundbandspannkraft von 0,2 bis 2,0, bevorzugt von 1,0, erreicht worden. Die Festzurrphasen dauern in der Regel ebenso lange wie die Ein- bzw. Ausspeicherphasen von einigen Sekunden (Größenordnung 1 bis 60 Sekunden).
Mit Vorteil ist das Bremsmoment während des Aufwickelns zum Gegenstandseinspeichern und während des Abwickelns zum Gegenstandsausspeichern einstellbar. Dabei wird jeweils ein Antrieb auf Treiben und der andere auf Bremsen geschaltet. Das Bremsmoment ist ein Nennbremsmoment, welches derart reduziert wird, dass die Bandspannungskraft unabhängig vom augenblicklichen Bandwickeldurchmesser konstant ist.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie Ausführungsvarianten ergeben sich aus dem untenstehenden Text.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Im folgenden werden Beispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ein- und Ausspeichern von blattartigen Gegenständen,
Fig. 2 eine Darstellung der zeitlichen Abhängigkeit der Bandgeschwindigkeit eines Speicherbandes der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 3 eine Darstellung der zeitlichen Abhängigkeit der Bandgeschwindigkeit eines Speicherbandes der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung beim Vorgang des Festzurrens eines Bandwickels auf der Speicherspule und
Fig. 4 ein Blockschaltbild der mit einer Steuereinrichtung der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung zusammenarbeitenden Berechnungsmodulen.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Anhand der in Figur 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der erfindungsgemäße Vorgang des Auf- und Ab-wickelns eines band- bzw. fadenartigen Materials, hier eines sog. Speicherbands 1, unter Einlagerung von blattartigen Gegenständen z.B. Banknoten 2, beschrieben. In Figur 1 sind die Dickenverhältnisse der im Bandwickel 4 aufeiner Speicherspule 3 abzuspeichernden Banknoten 2 und diejenigen des Speicherbandes 1 stark überhöht dargestellt.
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung. Das eine Ende eines in Transportrichtung einstückigen, einzigen Speicherbands 1 ist an einer Speicherspule 3 und das andere Ende an einer Bandvorrats-spule 5 befestigt. Das Speicherband 1 ist aus einem Bandwickel 8 der Bandvorratsspule 5 auf- sowie von diesem abwickelbar. In Figur 1 sind vereinfacht nur die Bandwickel 4 und 8 der Speicherspule 2 und der Bandvorratsspule 5 dargestellt. Die Bandvorratsspule 3 ist um ihre Achse 6 drehbar. Auf die Achse 6 wirkt ein Schrittmotor 7. Von der Bandvorratsspule 5 läuft das Speicherband 1 über eine Umlenkrolle 9, gegenüber welcher eine Anpressrolle 10 angeordnet ist. Von der Umlenkrolle 9 führt der Weg des Speicherbandes 1 über eine Spannrolle 11 zum Bandwickel 4 der Speicherspule 2. Eine Rolle 13 ist auf den Mantel des Bandwickels 4 angedrückt und wird somit über die Speicherspule 3 angetrieben. Die Speicherspule 3 ist um eine feststehende Achse 15 drehbar, welche mit einem weiteren Schrittmotor 16 antreib- sowie auch bremsbar ist. Das Speicherband 1 ist auf der Speicherspule 3 in den Lagen des Band-wickels 4 aufgewickelt und das Bandende in der Nähe der Achse 15 befestigt. Zwischen den aufgewickelten Speicherbandlagen sind die abgespeicherten Banknoten 2 eingeklemmt. In Breitenrichtung, also senkrecht zur Transportrichtung, können selbstverständlich mehrere Bänder bevorzugt parallel zueinander verlaufend vorhanden sein. Der Durchmesser des Bandwickels 4 ändert sich beim Ein- und Abspeichern der Banknoten 2 infolge Auf- und Abwickelns des Speicherbandes 1 mit den dazwischen liegenden Noten 2. Zum Einspeichern werden die Gegenstände 2 nacheinander zu einem Einführ- bzw. Ausgabeschlitz 17, in der Regel mit einem (nicht dargestellten) Bandförderer, gebracht. Der Schlitz 17 wird gebildet aus dem über die Umlenkrolle 9 laufenden Speicherband 1 und dem Mantel der Anpreßrolle 10. Nach dem Eintritt in den Schlitz 17 werden die Banknoten 2 auf dem Speicherband 1 liegend durch eine Führungsplatte 19, welche mechanische mit den Rollen 10, 11 und 13 verbunden ist, gegen Abheben geschützt transportiert. Die Spannrolle 11 drückt die Banknoten 2 wieder gegen das Speicherband 1. Der Abstand zwischen der Anpreßrolle 10 und der Spannrolle 11 ist kleiner als die kleinste Breite der abzuspeichernden Banknoten 2. Auch ist der Abstand der Spann-rolle 11 vom Mantel des Bandwickels 4 kleiner als diese Breite.
Das Einspeichern der Banknoten 2 überwacht man bevorzugt zur optimalen Speicherplatzausnützung auf der Speicherspule 3 mit Sensoren 20. Es kann nun vor dem Einführ-/Ausgabeschlitz 17 ein optischer Sensor 20 angeordnet werden, der den Abstand der ankommenden Banknoten 2 zueinander überwacht und dementsprechend den Einspeichervorgang steuert. Der optische Sensor 20 sowie die beiden Schrittmotore 7 und 16 als Antrieb für die Bandvorratsspule 5 bzw. die Speicherspule 3 sind signalmäßig mit einer Steuereinrichtung 21 verbunden. Je nach Abstand der Banknoten 2 werden dann über die Steuereinrichtung 21 die Antriebe 7 und 16 aus, ein bzw. auf Bremsen geschaltet.
Die Banknoten haften auf Grund eines Biegeeffektes gut auf dem Mantel des Bandwickels 4, da sie während einer nahezu vollständigen Umdrehung gebogen werden. Dieser Haftungseffekt wird ferner durch eine gewisse statische Aufladung bei einem Speicherband 1 aus elektrisch isolierendem Material und ebenfalls elektrisch nichtleitenden Banknoten verstärkt. Bei stark verschmutzten und/oder "lappigen" Banknoten 2 kann jedoch diese Haftung stark reduziert sein. Um ein zwar äußerst unwahrscheinliches Abheben der Banknoten 2 im Ein- bzw. Auslaufbereich 23 zu verhindern, kann dort ein im Querschnitt zwickelartiges, nur angedeutet dargestelltes Führungselement 24 angeordnet werden.
Für eine unten beschriebene Ermittlung der Bandgeschwindigkeit v ist die Achse 25 der Umlenkrolle 9 mit einem Bandgeschwindigkeitsmeßsonsor 27 verbunden. Der Bandgeschwindigkeitsmeßsensor 27 ist signalmäßig mit der Steuereinrichtung 21 verbunden. Da der Durchmesser der Umlenkrolle 9 bekannt ist, kann immer die Bandgeschwindigkeit v ermittelt werden.
Beim Antrieb werden die Schrittmotore 7 und 16 von der Steuereinrichtung 21 in herkömmlicher Weise je nach gewünschter Umdrehungszahl mit entsprechenden Strompulsen beaufschlagt.
Zum Abbremsen kann nun eine oder beide Erregerwicklungen des betreffenden Schrittmotors 7 bzw. 16 kurz geschlossen werden. Die Erregerwicklungen können jedoch, wie in der europäischen Patentanmeldung EP 1 045 512 beschrieben, gesteuert mit einem vorgegebenen Widerstand beaufschlagt werden. Dieses Beaufschlagen erfolgt hier beispielsweise mit einer Clockfrequenz von 16 kHz. Das Bremsverhalten des Schrittmotors ist nur unwesentlich von der gewählten Clockfrequenz abhängig (100 Hz bis 100 kHz und höher), aber abhängig vom gewählten Tastverhältnis.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird das Zusammenspiel der beiden Motoren 7 und 16 neben dem erfindungsgemäßen Festzurren auch beim Ein- und Ausspeichern der Banknoten 2 beschrieben.
Die beiden Motore 7 und 16 sind gemeinsam für die Translationsbewegung des Speicherbandes 1 verantwortlich. Das Speicherband 1 darf sich niemals lockern. Es muß immer eine minimale Bandspannung vorhanden sein, da ansonsten beim Anfahren ein mechanischer Spannungsschlag entstehen würde, wenn das Band 1 gestrafft wird. Beschleunigung und Abbremsen sind derart "weich" ausgeführt, daß keine Geschwindigkeitssprünge auftreten. Für die Speicherspule 3 bzw. die Bandvorratsspule 5 ergeben sich die nachfolgenden Bewegungszustände:

➢ Einrollen bzw. Ausrollen
➢ Einkriechen bzw. Auskriechen
➢ Festzurren
➢ konstante Translationsgeschwindigkeit

Vom Ein- bzw. Ausrollen spricht man, wenn die Spulen maximal beschleunigt bzw. abgebremst werden. Beim Ein- bzw. Auskriechen werden langsame Positionieraufgaben bewältigt. Beim Festzurren drehen die beiden Motore 7 und 16 in entgegengesetzten Richtungen, um das Speicherband 1 mit der maximal zur Verfügung stehenden Kraft zu spannen. Dieser Vorgang wird mehrere Male hintereinander ausgeführt. Da Schrittmotore verwendet werden, ist nicht mit einem Reißen des Speicherbandes 1 zu rechnen; einer der beiden Motoren "hängt" vorher "aus".
Bei allen Bewegungsabläufen ist ferner zu berücksichtigen, daß sich beim Ein- bzw. Ausspeichern die Durchmesser des jeweiligen Bandwickels von Speicher- sowie Bandvorratsspule 3 bzw. 5 ändert. Es wird unten beispielsweise ausgeführt, wie die Bandgeschwindigkeit v und auch die Bandbeschleunigung unabhängig vom Bandwickeldurchmesser auf einem vorgegebenen Wert gehalten wird.
Schrittmotore haben einen begrenzten Arbeitsbereich. Das Drehmoment ist bei einer hohen Drehzahl begrenzt. D.h. bei großen Bandgeschwindigkeiten ist die Beschleunigung begrenzt. Mit der Steuereinrichtung 21 wird deshalb dem entsprechenden Motor 7 bzw. 16 die entsprechende Anfahrkurve aufgeprägt.
Der Betriebszustand des Ein- bzw. Ausrollens dient dazu, das Speicherband 1 um relativ große Wege zu verfahren. In dem hier erläuterten Beispiel werden Endgeschwindigkeiten von 800 mm/s erreicht. Das Einrollen dient zum Einspeichern der Banknoten in den Bandwickel 4 der Speicherspule 3. Der dazu gehörende Bewegungsablauf ist in Figur 2 dargestellt. In dem in Figur 2 dargestellten Diagramm ist auf der Ordinate die Bandgeschwindigkeit vBand und auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen. Die Beschleunigungsphase A ist hier beispielsweise entsprechend dem verwendeten Typ von Schrittmotor 16 in drei lineare Segmente a1, a2 und a3 unterteilt. Für die Beschleunigung A wird der Schrittmotor 16 im sogenannten "Boost-Mode" betrieben. In der Beschleunigungsphase A ist der Schrittmotor 7 ohne Erregung. Eine gewisse Speicherbandspannung wird lediglich durch die Massenbeschleunigung der Bandvorratsspule 5, dessen Bandwickel 8, dessen Schrittmotor 7 und der dazugehörenden bewegten Teile erreicht. Nach dem Ende der Beschleunigungsphase A verbleibt der Motor 16 in einem Zeitbereich B noch etwa eine halbe Sekunde im Boost-Mode, um eine Überlast durch Einschwingvorgänge zu vermeiden. Für die nun folgende konstante Translationsbewegung (Zeitbereich C) wird eine unten beschriebene Geschwindigkeitsregulierung für den Antrieb des Schrittmotors 16 eingeschaltet. Der Schrittmotor 7 wird auf Bremsen gemäß dem oben erwähnten, in der EP 1 045 512 beschriebenen Verfahren geschaltet. In regelmäßigen zeitlichen Abständen werden unten beschriebene Geschwindigkeitsmessungen des Speicherbandes 1 zur Geschwindigkeitsregulierung vorgenommen. Soll abgebremst werden (Zeitbereich D), wird eine letzte Geschwindigkeitsmessung vorgenommen.
Mit dem Schrittmotor 7 wird nun die "Vollbremsung" durchgeführt. Der Schrittmotor 16 wird schwach angetrieben. Die Bremsrampe ist linear, um den Bremsweg so kurz wie möglich zu halten. Ein "aus dem Tritt fallen" des Schrittmotors 7 ist nicht zu beachten. Nach dem Bremsen wird noch eine kurze Ziehphase angeschlossen, damit kein Verlust der Bandspannung auftritt.
Das Ausrollen dient zum Ausspeichern von Banknoten 2 aus dem Bandwickel 4 der Speicherspule 3. Analog zum oben beschriebenen Bewegungsablauf wird jetzt der Schrittmotor 7 angetrieben und der Schrittmotor 16 gebremst. Um eine Bandspannung nach dem Bremsen aufrecht zu erhalten, erfolgt nun eine kurze Ziehphase, in der der Motor 16 angetrieben und der Motor 7 weiterhin auf "Vollbremsung" bleibt.
Auch beim Einkriechen besteht die Anfahrkurve ebenfalls aus drei linearen Beschleunigungssegmenten analog zu denjenigen in Figur 2. Die zu erreichende Endgeschwindigkeit ist jedoch kleiner. Da das Einkriechen nur über eine kurze Speicherbandstrecke erfolgt, muss auch keine Berücksichtigung des sich während des Einkriechens ändernden Bandwickels vorgenommen werden.
Das Ein- bzw. Auskriechen wird beispielsweise beim Positionieren der letzten Banknote 2, beim Anlaufnehmen vor dem Ausspeichern sowie bei dem unten beschriebenen Festzurren vorgenommen.
Um die Banknoten 2 als blattartige Gegenstände auf der Speicherspule 3 erfindungsgemäß mit einer möglichst hohen Packungsdichte lagestabil abzuspeichern, wird in den Zeitbereichen zwischen den Ein- und/oder Ausspeicherzyklen wenigstens ein Bandfestzurrvorgang mit einer gegenüber der normalen Grundbandspannung erhöhten Bandfestzurrspannung durchgeführt, wie in Figur 3 angedeutet ist. In Figur 3 sind drei Festzurrvorgänge F1, F2 und 3 eingetragen.
Das Festzurren erfolgt jeweils im Ruhezustand des Speicherbands 1, d. h. nicht im Zustand des Einrollens bzw. Ausrollens, des Ein- bzw. Auskriechens und auch nicht im Zustand einer konstanten Translationsgeschwindigkeit. Beim Festzurren werden beide Schrittmotore 7 und 16 gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen betrieben. Die Bandgeschwindigkeit und deren Richtung ist hierbei undefiniert. Das Speicherband 1 wird an beiden Enden gezogen. Der stärkere Motor zieht den schwächeren. Nach einer Festzurrphase wird eine Ruhephase R eingelegt und unmittelbar darauf eine Ziehphase Z vorgenommen, um eine Speicherbandlockerung im Bandwickel zu unterbinden. Anschließen kann wieder festgezurrt werden. Mehrmals kurz festzurren bringt ein besseres Ergebnis als einmal lang festzurren. Das Bandfestzurren erfolgt gepulst mit einer Repetitionsfrequenz im Hertzbereich und mit einem Tastverhältnis von wirkender Spannkraft zu einem Nennwert zwischen 0,2 und 2,0, bevorzugt im Bereich von 1,0.
Wie bereits schon oben angedeutet, wird der sich ändernde Durchmesser des Bandwickels auf der Speicherspule 3 und der Bandvorratsspule 5 infolge Ein- bzw. Ausspeichern von Banknoten 2 berücksichtigt. Um immer dieselbe Speicherbandgeschwindigkeit v zu haben, muß die Steuereinrichtung 21 den entsprechenden Bandwickeldurchmesser der mit einem Schrittmotor angetriebenen Spule 7 bzw. 16 ermitteln. Es wird hier das Verhältnis zwischen Winkelgeschwindigkeit ω_Spule der jeweils angetriebenen Spule und der Speicherbandgeschwindigkeit v _Band ermittelt. Die Speicherbandgeschwindigkeit v _Band wird, wie bereits oben ausgeführt, über Meßwerte des Bandgeschwindigkeitsmeßsensors 27 von der Steuereinrichtung 21 errechnet. Die Winkelgeschwindigkeit der angetriebenen Spule (3 bzw. 5) ist durch die Ansteuerung des entsprechenden Schrittmotors (7 bzw. 16) bekannt. Der Radius r _Wickel des Bandwickels 4 bzw. 8 auf der angetriebenen Spule ist dann $r_{Wickel} = v_{Band} / ω_{Spule} .$
Der antreibende Schrittmotor dreht mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit ω_Spule, _Test. Gleichzeitig wird die Winkelgeschwindigkeit der Umlenkrolle 9 gemessen und die Speicherbandgeschwindigkeit v _{Band, ist} und hieraus der aktuelle Wickelradius r _Wickel ermittelt, woraus dann die geforderte Speicherbandgeschwindigkeit v _{Band, soll} über den Antrieb des entsprechenden Antriebsmotors mit einer neuen Winkelgeschwindigkeit ω_{Spule, nach} nachgestellt wird. Die Messung erfolgt immer für die Antriebsrolle. Die Bestimmung muß laufend vorgenommen werden, da sich die Wickelradien laufend ändern. Es ist nämlich immer nur die Winkelgeschwindigkeit des gerade angetriebenen Schrittmotors bekannt; die des anderen ist unbekannt.
Der Wickelradius für die gezogene Spule kann somit über einen Schrittmotorantrieb nicht gemessen werden, da kein aktiver Antrieb erfolgt. (Durch Anflanschen eines Winkelgeschwindigkeitsmessers ließe er sich jedoch analog zur ziehenden Spule ermitteln.) Er wird aber für das aufzubringende Bremsmoment benötigt. Hierzu reicht jedoch eine näherungsweise Abschätzung.
Die Steuereinrichtung 21 dient zur Steuerung der Bewegungsabläufe beim Ein- und Ausspeichern der Banknoten 2 sowie hier beispielsweise zur Steuerung eines sogenannten Banknotenautomaten, auf dessen weitere Funktionen hier nicht eingegangen wird. Einige der Steuerungsmodule der Steuereinrichtung sind in Figur 3 aufgezeigt. Zur Steuerung der beiden Schrittmotore 7 und 16 hat die Steuereinrichtung 21 ein Antriebsmodul 31, welches in der Antriebsphase die entsprechenden Strompulse an die Schrittmotore sendet und zum Bremsen entsprechend einer in der EP 1 045 512 niedergelegten Beschreibung an die Erregerwicklung des betreffenden zu bremsenden Schrittmotors gepulst (Clockfrequenz von 100 Hz bis 100 kHz und höher) und mit einem einstellbaren Tastverhältnis passiv einen vorgegebenen Widerstand anlegt. Bevorzugt wird eine Clockfrequenz von 16 kHz verwendet und das Tastverhältnis entsprechend dem über der Winkelgeschwindigkeit gewünschten Bremsverhalten eingestellt.
Das Antriebsmodul ist neben den beiden Schrittmotoren 7 und 16 zusätzlich mit dem Bandgeschwindigkeitsmeßsensor 27, dem optischen Sensor 20 und einer Eingabe- und Kommandoeinheit 33 des Banknotenautomaten verbunden. Weitere Verbindungen des Antriebsmoduls 31 verlaufen zu sechs Berechnungsmodulen 35a bis 35f. Das Berechnungsmodul 35a steuert die Grundbewegungen und den Bewegungsablauf zwischen den beiden Schrittmotoren 7 und 16, wie beispielsweise die aufeinander abgestimmten Start- und Stoppzeiten für Antrieb und Bremsen. Das Berechnungsmodul 35b generiert die Beschleunigungs- und Bremsrampen für die Geschwindigkeitsregulierung. Das Berechnungsmodul 35c berechnet, wie oben erläutert, den betreffenden Wickeldurchmesser auf der Speicherspule 3 bzw. auf der Bandvorratsspule 5. Das Berechnungsmodul 35d steuert den Bremsvorgang und überwacht den Festzurrvorgang. Das Berechnungsmodul 35e überwacht die Aktivphase der Schrittmotore 7 und 16 und schaltet bei einem Motorenstillstand diesen nach einer vorgegebenen Zeitspanne beispielsweise mit einer Fehlermeldung ab. Das Berechnungsmodul 35f führt eine gestaffelte Geschwindigkeitsüberwachung durch.
Die Speicherspule 3 und die Bandvorratsspule 5 werden im oben angeführten Ausführungsbeispiel über die Schrittmotore 7 und 16 bewegt. Eine Bewegung unter Ausnutzung des Bandfestzurrvorgangs kann jedoch auch mit anderen Antrieben (Gleichstrom, Wechselstrom, pneumatische Antriebe, ...) vorgenommen werden.

Claims

Verfahren zum Ein- und Ausspeichern von blattartigen Gegenständen, insbesondere von Banknoten (2), zwischen Speicherbandlagen wenigstens eines gespannten Speicherbands (1) in eine bzw. von einer Speicherspule (3), dadurch gekennzeichnet, dass in Zeitbereichen zwischen Ein- und/oder Ausspeicherzyklen wenigstens ein Bandfestzurrvorgang mit einer gegenüber der Grundbandspannung erhöhten Bandfestzurrspannung durchgeführt wird, um das Band (1) im Bandwickel (4) der Speicherspule (3) nachzuziehen, damit die Gegenstände (2) im Bandwickel (4) zur Erhöhung der Speicherspulenkapazität festgezurrt werden und um insbesondere dem Bandwickel (4) eine größere mechanische Stabilität zu geben, damit dieser insbesondere auch bei einem hohen Füllgrad seitlich stabil bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bandende jedes Speicherbands (2) an einer Bandvorratsspule (5) und das andere Ende an der Speicherspule (3) gehalten sind, die Bandvorrats- und die Speicherspule (3,5) durch je einen Antrieb (7, 16) angetrieben werden und zum Bandfestzurren die Antriebe (7, 16) eine entgegengesetzt gerichtete Kraftkomponente auf jedes Band (1) aufbringen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandfestzurren gepulst mit einer Repetitionsfrequenz im Hertz-Bereich mit einem Tastverhältnis von wirkender Spannkraft zu einem Grundnennwert zwischen 0,2 und 2,0, bevorzugt im Bereich von 1 durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandvorrats- und die Speicherspule (5, 3) durch je einen Schrittmotor (7, 16) angetrieben werden, mehrere Zurrvorgänge hintereinander vorgenommen werden und jeder Zurrvorgang beendet wird, sobald einer der Motoren (7, 16) "aushängt", wobei bevorzugt jeder Motor (7, 16) nach einer vorgegebenen Zeitdauer während des Festzurrens ausgeschaltet wird, um dessen Überhitzung zu vermeiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einspeichern die Speicherspule (3) mit einer vorgegebenen ersten Winkelgeschwindigkeit (ω_Spule, _Test) gedreht und gleichzeitig die Bandgeschwindigkeit (v) gemessen wird, hieraus der aktuelle Radius (r_Wickel) des Bandwickels (4) auf der Speicherspule (3) und aus diesem dann eine zweite Winkelgeschwindigkeit (ω_Spule, nach) derart ermittelt wird, dass die Bandgeschwindigkeit (v) bis auf eine Toleranz beim Einspeichervorgang konstant ist, wobei zum Ausspeichern analog betreffend des Antriebs (16) der Bandvorratsspule (5) verfahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein einstellbares Bremsmoment während des Aufwickelns zum Gegenstandseinspeichern und während des Abwickelns zum Gegenstandsausspeichern, wobei hier jeweils ein Antrieb (7, 16) auf Treiben und der andere auf Bremsen geschaltet wird; und das Bremsmoment ein Nennbremsmoment ist, welches derart reduziert wird, daß die Bandspannungskraft unabhängig vom augenblicklichen Bandwickeldurchmesser konstant ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Ein- und Ausspeichern von blattartigen Gegenständen (2), insbesondere von Banknoten zwischen Speicherbandlagen wenigstens eines von einer Bandvorratsspule (5) kommenden Speicherbands (1) auf eine Speicherspule (3), wobei die Vorrichtung je einen Antrieb (7, 16) für die Bandvorrats- und die Speicherspule (5, 3) umfasst und eine auf jeden Antrieb (7, 16) wirkende Steuereinrichtung (21) mit der jeder Antrieb (7, 16) getrennt ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsverhalten gesteuert durchführbar und bei einem entgegengesetzt gerichtet angesteuerten Antrieb (7, 16) die Gegenstände (2) auf der Speicherspule (3) im Speicherspulenbandwickel (4) zwischen den Bandlagen mit einer Bandfestzurrspannung festzurrbar sind, um die Speicherspulenkapazität sowie die mechanische Bandwickelstabilität zu erhöhen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Antrieb (7, 16) ein Schrittmotor ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch eine mit der Steuereinrichtung (21) verbundene Geschwindigkeitsmesseinrichtung (27) zur Ermittlung der Bandgeschwindigkeit zwischen Bandvorrats- und Speicherspule (5,3), wobei die Steuereinrichtung (21) in Abhängigkeit ermittelter Bandgeschwindigkeitswerte die Schrittmotore zum Antrieb bzw. Abbremsen der Bandvorrats- und der Speicherspule (5, 3) entsprechend ansteuert.