EP1414724A1 - Vorrichtung zum zuführen von flachen gegenständen - Google Patents

Vorrichtung zum zuführen von flachen gegenständen

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen zu einer Reib-Saug-Vereinzelungseinrichtung mit einer Saugwanne (2), die stapelweise auf einer Schmalseite stehend, von einer Anlagefläche unterstützt sowie an einer Anschlagfläche (6) ausgerichtet durch ein sich zur Abzugsstelle bewegendes Fördermittel (5) transportiert werden. In oder an der Saugwanne (2) ist ein den Unterdruck in der Saugwanne (2) messender Sensor (7) angeordnet, der an eine Antriebssteuerung des Fördermittels (5) angeschlossen ist. In Abhängigkeit vom gemessenen Unterdruck ist das Fördermittel (5) so ansteuerbar, dass der vorderste Gegenstand an dem mindestens einen Reib-Abzugsmittel (1) eine möglichst geringe Schräglage bei möglichst geringem Stapeldruck aufweist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen wie z.B. Briefe, Großbriefe, Karten, zu einer Saug-Vereinzelungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
In Vereinzelungsvorrichtungen für flache Gegenstände, die von einem auf einem annähernd horizontal angeordneten Förderband oder -kette als Transportmittel aufgestellten Stapel flacher Gegenstände einzelne Gegenstände vom Ende des Stapels abziehen, ist es üblich, den durch das Abziehen der Gegenstände immer kürzer werdenden Stapel der Vereinzelungsvorrichtung (VE) zuzuführen. Diese VE verwenden u.a. Reibtechnik. Der Andruck des ersten Gegenstandes wurde dabei erreicht, indem der dahinter befindliche Stapel den ersten Gegenstand an das/die Abzugselement/e (AE) drückte. Somit baute sich durch die zwischen AE und Gegenstand wirkende Normalkraft eine in Abzugsrichtung wirkende Reibkraft auf. Nachteilig war jedoch, dass auch zwischen ersten und zweiten Gegenstand diese Normalkraft wirkte. Die Vorrichtung funktioniert also nur solange sicher, wie der Reibwert zwischen AE und Gegenstand größer ist als zwischen ersten und zweiten Gegenstand. Andernfalls passiert es, dass erster und zweiter Gegenstand gemeinsam abgezogen werden (Doppelabzug). VE's mit höheren Durchsatzanforderungen verwenden inzwischen Reib/Saug-Technik, um optimale Vereinzelungsraten hinsichtlich Qualität und Quantität zu erreichen. Diese Reib-Saug-Vereinzelungen (RSV) bieten systembedingt die Möglichkeit diesen Widerspruch aufzulösen, denn die notwendige Normalkraft wird durch das zusätzliche Ansaugen erzeugt und die Nachführung hat nur noch die Aufgabe, Gegenstände zur VE nach zu fördern. Die Normalkraft zwi- sehen abzuziehenden Gegenstand und dem darauffolgenden kann bezüglich des Abzugsvorganges gegen Null gehen. Für einen optimalen Durchsatz muss, nachdem ein Gegenstand abgezogen ist, schnellstmöglich der nächste an der VE bereitstehen, ohne dass o.g. Effekte auftreten. Bisher wurden dazu (siehe FIG 2) Vorrichtungen genutzt, die die Kraft des anste- henden Stapels 4 erfassten und somit bei abnehmender oder fehlender Kraft den Nachführmechanismus, z.B. ein umlaufendes Förderband 5, in Gang setzten (DE 196 12 567 C2) . Die abzuziehenden Gegenstände wurden also gegen krafterfassende Elemente z.B. federbelastete Hebel 3 gedrückt. Diese Hebel sind je Abzugseinrichtung doppelt und voneinander unabhängig beweglich ausgeführt. Weiterhin werden Sie über mindestens einen Sensor 9 (Weg oder Druck) ausgewertet .
Um die für RSV's schädlichen Schräglagen (fehlende Planlage an Saugelement = Unterdruckverlust = weniger Reibkraft) zu vermeiden, sind diese Hebel mit einer UND-Verbindung ausgewertet, d.h. die Nachführung wird erst ausgeschaltet, wenn beide Hebel das logische Signal „aktiv" melden. Nachteilig ist hier, dass die durch diese Hebel erzeugte Kraft in derselben Richtung wie die zum Abziehen notwendige Normalkraft wirkt. Dabei wird ein offensichtlicher Vorteil der RSV wieder aufgegeben. Dieses ist besonders bei Gegenständen wie Briefen und Fiats ungünstig, da die Kräfte, die für eine optimale Stapelerfassung nötig sind, in etwa in der gleichen Größenordnung liegen wie die Normalkräfte am Abzug. Die Hebel 3 drücken die Gegenstände des Stapels 4 weg von den Abzugsmitteln 1 (Saugriemen) . Die Saugkraft muss also immer die Hebelkraft überwinden. Die Hebel 3 wirken statisch als Bremse zwischen dem Abzugssystem und dem abzuziehenden Gegenstand und reduzieren die Reibkraft während des -Abzugsprozesses. Weiter- hin „misst" der Hebel 3 in dem Moment, in dem der Gegenstand an die Reibelemente gesaugt wird, nicht den Stapel 4, sondern nur den anliegenden Gegenstand. Erst wenn der Gegenstand aus dem Hebelmechanismus herausgezogen ist, kann der Hebel 3 den Stapel 4 erfassen. Im Sinne einer hohen Abzugsleistung muss das Nachführsystem sehr schnell sein und/oder über mehrere Zyklen integrieren. Der Erfindung liegt also die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen zu einer Reib- Saug-Vereinzelungseinrichtung zu schaffen, bei der durch die die Gegenstände an der -Abzugsstelle detektierenden Messmittel zur Steuerung des die Gegenstände zur Abzugsstelle transportierenden Fördermittels keine negativen Rückwirkungen auf den Abzugsvorgang erfolgen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des An- Spruches 1 gelöst.
Durch die Verwendung eines an die Antriebssteuerung des Fördermittels angeschlossenen Sensors, der den Unterdruck in der Saugwanne misst, wobei in Abhängigkeit vom gemessenen Unter- druck und damit vom Abstand und/oder von der Schräglage des vordersten Gegenstandes, je größer der Unterdruck, d.h. je geringer der absolute Druck, umso geringer ist der Abstand und/oder die Schräglage, das Fördermittel so ansteuerbar ist, dass der vorderste Gegenstand am/an den Reib-Abzugsmitteln eine möglichst geringe Schräglage bei möglichst geringem Stapeldruck aufweist, werden sich auf den Abziehvorgang negativ auswirkende Messeinflüsse, wie bei der Verwendung von Fühlhebeln, vermieden. Außerdem wird der Aufbau der Messvorrichtung vereinfacht .
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt .
So ist es vorteilhaft, zur Reduzierung des Steuerungsaufwan- des die Antriebssteuerung so auszubilden, dass das Fördermittel bei Unterschreiten eines festgelegten Unterdruckes, d.h. der gemessene absolute Druck liegt über dem festgelegten Druckwert, mit konstanter Geschwindigkeit in Richtung Abzugsstelle verfahren wird und dass bei Überschreiten eines ande- ren festgelegten Unterdruckes, d.h. der gemessene absolute
Druck liegt unter dem festgelegten Druckwert, das Fördermittel abstoppt . Da der Abstand der Gegenstände von den Reib-Abzugsmitteln, ab dem sie durch den Unterdruck an die Reib-Abzugsmittel gezogen werden, stark von der Masse der Gegenstände abhängt, ist es vorteilhaft, die Messwerte des Sensors in der Antriebssteuerung zu integrieren und das Fördermittel entsprechend der aktuellen integrierten Werte zu verfahren.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, aus den Messwerten der Sensors Mittelwerte zu bilden, nach denen das Fördermittel verfahren wird.
Vorteilhaft ist es auch, die Antriebssteuerung so auszulegen, dass die Geschwindigkeit des Fördermittels umgekehrt proportional zum gemessenen Unterdruck ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden für hohe Sendungen mehrere Saugwannen mit jeweils einem an die Antriebssteuerung zur Ermittlung der Schräglage und der daraus abgeleiteten Bewegung des Fördermittels angeschlossenen Sensor übereinander angeordnet .
Sollen Gegenstände in einem großen Höhenspektrum vereinzelt werden, so ist es vorteilhaft, die Höhe des jeweiligen Gegenstandes zu messen und die Antriebssteuerung so auszuführen, dass bei Sendungen, die aufgrund ihrer Höhe nicht alle Saugwannen überdecken, die Unterdrucke der nicht oder nur teilweise überdeckten Saugwannen nicht auszuwerten.
Vorteilhaft ist es weiterhin, als Reib-Abzugsmittel ein umlaufendes Abzugsband mit Saugöffnungen vorzusehen, wobei der Unterdruck der dahinter befindlichen Saugwanne über die Saugöffnungen auf den jeweils vordersten Gegenstand einwirkt.
Anschließend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert . Dabei zeigen
FIG 1 eine schematische Draufsicht auf eine Reib- Saug-Vereinzelungseinrichtung mit einem Sensor; FIG 2 eine schematische Draufsicht auf eine Reib-
Saug-Vereinzelungseinrichtung mit Fühlhebeln nach dem Stand der Technik.
In der FIG 1 ist eine Reib-Saug-Vereinzelungseinrichtung dar- gestellt, die als Reib-Abzugsmittel ein umlaufendes Abzugsband 1 mit Saugöffnungen aufweist. Direkt hinter dem die Gegenstände abziehenden Bereich des Abzugbandes 1 mit einem hohen Reibungskoeffizienten befindet sich eine Saugwanne 2, die mit einer Unterdruckquelle 8 verbunden ist. An der Saugwan- ne 2 befindet sich ein den Unterdruck in der Saugwanne messender Sensor 7.
Der Stapel 4 flacher Gegenstände steht auf einem Förderband 5 als Fördermittel und stützt sich rückseitig an einer nicht dargestellten Anlagefläche, welche mit dem Förderband 5 in Richtung Vereinzelungsvorrichtung verfahren werden kann. Ausgerichtet wird der Stapel 4 an einer seitlich am Förderband 5 stehenden Anschlagfläche 6. Der Sensor 7 an der Saugwanne 2 misst ständig den in der Saugwanne 2 herrschenden Unterdruck. Der Unterdruck wird durch eine extern angeordnete Unterdruck- quelle 8 (Saugpumpe) realisiert. Die Gegenstände lehnen sich abzugsseitig lose an die Abzugseinheit an bzw. stehen so, dass sie sich in Richtung Anlagefläche zurücklehnen. Der Abzugsvorgang wird gestartet, und die Unterdruckquelle 8 erzeugt einen Unterdruck. Wenn ein Gegenstand plan an der Ab- zugseinheit anliegt, wird sich ein für das Gutspektrum spezifischer Unterdruck einstellen. Liegt die Sendung nicht plan an, sondern steht in einer der beiden o.g. Arten zur Abzugseinheit, wird sich ein geringer Unterdruck bilden, d.h. der absolute Druck steigt, da in Abhängigkeit der Spaltgröße Ne- benluft gezogen wird. Der herrschende Unterdruck ist also direkt ein Ausdruck für die Lage der Gegenstände zur Abzugseinheit. Der Sensor 7 registriert die Unterdruckverhältnisse und signalisiert der Steuerung, wenn der Unterdruck in der Saugwanne 2 zu niedrig wird, d.h. wenn der gemessene absolute Druck den Nennwert übersteigt . Die Antriebssteuerung startet dann das Förderband 5. Das Förderband 5 bewegt den Stapel 4 in Richtung Abzugsband 1. Der nächste Gegenstand wird in den Ansaugbereich transportiert und dort von der Saugluft ergriffen und an das Abzugsband 1 gesaugt. Weil nun der Gegenstand parallel zur Saugwannenöffnung liegt, steigt der Unterdruck, d.h. der absolute gemessene Druck sinkt, der Messwert des Sensors 7 erreicht einen einstellbaren Sollwert und damit wird durch die Antriebssteuerung das Förderband 5 abgeschaltet und der Gegenstand wird abgezogen.
Da der Abstand des Gegenstandes zum Abzugsband 1, ab dem er durch die Saugkraft angezogen wird, stark von seiner Masse abhängt, werden leichte dünne Gegenstände eher als große schwere angesaugt. Das bedeutet, dass außer bei sehr dicken und schweren Gegenständen die Auswertung des Sensorsignals integriert werden muss, da es unmöglich ist, das Förderband 5 zeitlich analog mit dem gerade abgezogeneren Gegenstand zu bewegen.
Aus dem Sensorsignal wird ein Mittelwert gebildet. Ebenso ist es möglich, ein analoges System zu wählen und das Förderband 5 mit geregelter Geschwindigkeit möglichst kontinuier- lieh zu fahren. Bei bekannten Abzugseinrichtungen werden beispielsweise ca. 10...15 Sdgn./sec mit einer durchschnittlichen Dicke von ca. 2 mm abgezogen. D.h. bei einer angenommenen Gleichverteilung der Sendungen muss der Stapel mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von mindestens 20 mm/sec nachgeführt werden. Ist es erwünscht, dickere Gegenstände abzuziehen, muss als Grundlage der Antriebs- und Steuerungsauslegung die Summe der pro Zeiteinheit abgezogenen Sendungsdicken angesetzt werden. Je nach dem Ansaugverhalten der Gegenstände ist zu entscheiden, ob eine digitale oder analoge Antriebssteuerung vorzuziehen ist. Beispielsweise bei Abzugseinrichtungen für dünne Blätter braucht ein Stapel, wenn 10-15 Blätter/sec abgezogen werden sollen, u.U. nur ca. 1...2,5 mm/sec nachgeführt werden. In der Regel wird es hier reichen, eine digitale Antriebssteuerung zu verwenden und den Sensor 7 so einzustellen, dass bei einem Abstand einer Sendung zum Abzugsband 1 von ca. 2-4 mm der Schwellwert überschritten wird und das Förderband 5 ungefähr alle 1-2 sec einen Schritt zwischen 2-3 mm verfahren wird.
In anderen Anwendungsfällen, z.B. bei Vereinzelungsaufgaben von unterschiedlich dicken Gegenständen kann es vorteilhaft sein, auf ein analoges Verfahren zurückzugreifen und unterschiedlichen Unterdruckwerten unterschiedliche Geschwindigkeiten zuzuordnen sowie das Regelungsverhalten so zu gestalten, dass mit möglichst großer Kontinuität und möglichst wenigen Start/Stops gefahren werden kann. Ebenso kann es für bestimmte Anwendungen, in denen Gegenstände von stark unterschiedlicher Höhe bearbeitet werden, vorteilhaft sein, zur genauen Erkennung der Lage des Gegenstandes zur Abzugseinheit mehrere Saugkammern mit jeweils einem Sensor übereinander anzuordnen. Dieses gibt die Möglichkeit, auf die jeweilige Art der Schrägstellung von hohen Gegenständen adäquat zu reagieren. Und weiterhin eröffnet sich auch die Möglichkeit, flache Gegenstände, die nur eine Saugkammer abdecken, im Mix mit hohen Gegenständen, die mehrere Saugkammern abdecken, zu bearbeiten, indem die Höhen der Gegenstände gemessen werden und bei Gegenständen, die aufgrund ihrer Höhe nicht alle Saugwannen überdecken, die Unterdrücke der nicht oder nur teilweise überdeckten Saugwannen nicht ausgewertet werden. Die beschriebene Vorrichtung hat gegenüber bekannten Lösungen den Vorteil, dass die Funktion der Stapelnachführung keinerlei mechanische Elemente, Hebel/Federn mehr besitzt. Die zur Messung notwendige Größe wirkt nicht mehr dem zu steuernden Prozess entgegen. Anstelle der im Stand der Technik beschriebenen zwei Weg/Kraft-Sensoren ist nun nur noch ein Sensor erforderlich. Die Lösung ist somit gegenüber dem Stand der Technik billiger, einfacher und wartungsfreundlicher.

Claims

Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Zuführen von flachen Gegenständen zu ei ner Reib-Saug-Vereinzelungseinrichtung, die stapelweise auf einer Schmalseite stehend, von einer Anlagefläche un terstützt sowie an einer Anschlagfläche (6) ausgerichtet durch ein sich zur Abzugsstelle bewegendes Fördermit tel (5) transportiert werden, wobei die Reib-Saug Vereinzelungseinrichtung mindestens ein gesteuert ange triebenes Reib-Abzugsmittel (1) und direkt hinter dem auf die Gegenstände einwirkenden Bereich des Reib Abzugsmittels (1) mindestens eine mit einer Unterdruck quelle (8) verbundene Saugwanne (2) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in oder an der Saugwanne (2) ein den Unterdruck in der Saugwan ne (2) messender Sensor (7) angeordnet ist, der an eine Antriebssteuerung des Fördermittels (5) angeschlossen ist,
wobei in Abhängigkeit vom gemessenen Unterdruck das Fördermittel (5) so ansteuerbar ist, dass der vorderste Gegenstand an dem mindestens einen Reib-Abzugsmittel (1) eine möglichst geringe Schräglage bei möglichst geringem Stapeldruck aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebssteuerung so ausgebil det ist, dass das Fördermittel (5) bei Unterschreiten ei nes festgelegten Unterdruckes mit konstanter Geschwindig keit in Richtung Abzugsstelle verfahren wird und dass bei Überschreiten eines anderen festgelegten Unterdruckes das Fördermittel (5) abstoppt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Messwerte des Sensors (7) integ riert werden und das Fördermittel (5) entsprechend der ak tuellen integrierten Werte verfahren wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass aus den Messwerten des Sensors (7) Mittelwerte gebildet werden und das Fördermittel (5) ent sprechend der aktuellen Mittelwerte verfahren wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Antriebssteuerung so ausgelegt ist, dass die Geschwindigkeit des Fördermittels (5) umge kehrt proportional zum gemessenen Unterdruck ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass für hohe Gegenstände mehrere Saug wannen (2) mit jeweils einem an die Antriebssteuerung zur Ermittlung der Schräglage und der daraus abgeleiteten Be wegung des Fördermittels (5) angeschlossenen Sensor (7) übereinander angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass Sensoren zur Ermittlung der Gegen standshöhen vorgesehen sind und die Antriebssteuerung so ausgeführt ist, dass bei Gegenständen, die aufgrund ihrer Höhe nicht alle Saugwannen (2) überdecken, die Unterdrü cke der nicht oder nur teilweise überdeckten Saugwan nen (2) nicht ausgewertet werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Reib-Abzugsmittel ein umlaufen des Abzugsband (1) mit Saugöffnungen vorgesehen ist, wo bei der Unterdruck der dahinter befindlichen Saugwan ne (2) über die Saugöffnungen auf den jeweils vordersten Gegenstand einwirkt.
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