EP1704107B1

EP1704107B1 - Spiralfachstapler

Info

Publication number: EP1704107B1
Application number: EP05700705A
Authority: EP
Inventors: Karl-Heinz Leuthold
Original assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Current assignee: Giesecke and Devrient GmbH
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2005-01-05
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2025-01-05
Also published as: EP1704107A1; WO2005066053A1; DE102004001231A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralfachstapler zum Stapeln von Blattgut, insbesondere zum Stapeln von Banknoten, und eine Blattgutbearbeitungsvorrichtung mit einem solchen Spiralfachstapler, insbesondere zur Bearbeitung von Banknoten.
Spiralfachstapler sind seit langem bekannt und werden beispielsweise in Banknotenbearbeitungsvorrichtungen eingesetzt. Sie sind aber auch in anderen Bereichen, z. B. zum automatischen Sortieren von Belegen oder anderen blattförmigen Dokumenten, verwendbar.
Derartige Spiralfachstapler weisen ein Staplerrad auf, welches üblicherweise aus mehreren, auf einer gemeinsamen Drehachse angeordneten Scheiben mit spiralförmig um die Drehachse angeordneten Schlitzen gebildet wird. Diese Schlitze bilden Staplerradfächer, in denen das abzustapelnde Blattgut aufgenormen wird. Ein stationär angeordneter Ausstreifer greift zwischen die Staplerradscheiben derart ein, dass das Blattgut bei Drehung des Staplerrads um die Drehachse selbständig aus den Staplerradfächern auf eine darunter liegende Ablage ausgestreift wird und sich dort stapelt.
Das Einführen des Blattguts in die Stapelradfächer erfolgt mit hoher Geschwindigkeit, so dass es mit seiner vorauslaufenden Kante gegen den radial innenliegenden Endbereich des schlitzartigen Staplerradfachs auftrifft. Da dies je nach Art des Blattguts zum Zerknittern desselben führen und sich daher nachteilig auf das Abstapeln und spätere Weiterbearbeiten des Blattguts auswirken kann, wird in der EP 0 104 383 B1 vorgeschlagen, mittels eines als "Zunge" bezeichneten Klemmfingers in jedem Staplerradfach das Blattgut zu führen, abzubremsen und in dem jeweiligen Staplerradfach festzuklemmen.
Diese Variante hat aber den Nachteil, dass weiches oder lappiges Blattgut nun beim nachfolgenden Ausstreifvorgang zur Überwindung der Klemmkraft so stark belastet wird, dass dies zu Eindellungen des Blattguts an der entsprechenden Blattgutkante führen kann. Dieses Phänomen tritt beispielsweise bei der Stapelung von druckfrischen Banknoten auf, was sich wiederum nachteilig auf das Abstapeln und spätere Weiterverarbeiten der Banknoten auswirkt.
In der DE 10110103 A1 wird eine andere Lösung vorgeschlagen, um das Verknittern des in die Staplerradfächer einlaufenden Blattguts zu vermeiden. Demzufolge wird die Weite der Staplerradfächer an die physikalischen Eigenschaften des zu stapelnden Blattguts individuell angepaßt, um das einlaufende Blattgut soweit abzubremsen, dass es nur mit geringer Geschwindigkeit auf den radial innen liegenden Endbereich der Staplerradfächer auftrifft oder kurz vorher stoppt. Zwar tritt hier das Problem des Eindellens der Blattgutkanten beim Ausstreifen des Blattguts aus den Staplerradfächern nicht auf, weil dabei keine Klemmkraft zu überwinden ist. Allerdings ist der konstruktive Aufwand der variabel einstellbaren Staplerradfächer vergleichsweise hoch und entsprechend kostspielig.
In WO 01/40092 ist eine Handhabungsvorrichtung für Formulare beschrieben, die ein um eine Achse drehbar gelagertes Stapelrad aufweist, das eine Vielzahl von Fächern aufweist, die zur vorübergehenden Aufnahme von Aufzeichnurtgsträgern vorgesehen und bezogen auf die Achse im Wesentlichen spiralförmig angeordnet sind. Eine Zuführeinrichtung ist bei dem Stapelrad an einer ersten Position angeordnet und dazu vorgesehen, den Fächern Aufzeichnungsträger zuzuführen, wobei die Aufzeichnungsträger an einer zweiten Position wieder aus den Fächern entfernt werden. Die Achse ist im Wesentlichen vertikal ausgerichtet und es sind Führungsmittel vorgesehen, die ein ungewolltes Austreten der Aufzeichnungsträger aus den Fächern und/oder eine ungewollte Positionsveränderung der in den Aufzeichnungsträger-Fächern befindlichen Aufzeichnungsträger verhindern.
In DE 622 611 ist eine Vorrichtung zum Fördern von Papierblättern und ähnlichem mittels einer gezahnten Radscheibe beschrieben, zwischen deren Zähne die Blätter eingeführt werden. Mit der Radscheibe mitdrehende zusätzliche Finger legen sich gegen jedes eingeführte Blatt und drücken es derart gegen die es stützenden Zähne, daß es während des Förderns auf der Radscheibe eine versteifende Krümmung erhält.
In DE 19814 694 A1 ist eine Medium-Aufnahme- oder -Aufbewahrungsvorrichtung beschrieben, die zuverlässig Medien aufnehmen und ansammeln kann, welche zerschlissen sind, an ihren Ecken gefaltet sind bzw. deutlich verschiedene Größen aufweisen. Ein Aufnahmeabschnitt für vorübergehende Aufnahme weist ein trommelartiges Sammelrad mit einer Nut auf, die Banknoten von einem Banknoten-Eingabeabschnitt empfängt, sowie eine Klemmeinrichtung, die in die Nut eintreten kann und aus ihr herausgezogen werden kann. Die Klemmeinrichtung, die durch eine Zugfeder in Richtung der Nut vorgespannt wird, führt diesen Betrieb aus, wenn eine Rolle, die an der Wurzel der Klemmeinrichtung angeordnet ist, und ein Nocken infolge der Drehung des Sammelrads miteinander in Eingriff kommen oder außer Eingriff kommen. In der Nut angeordnete Banknoten werden von der Klemmeinrichtung ergriffen und zu einem Sammelraum geführt, der zwischen dem Sammelrad und einer Führungsplatte ausgebildet ist, wenn sich das Sammelrad dreht. Die Banknoten werden an der Position, an welcher die Rolle erneut mit dem Nocken in Eingriff kommt, von der Klemmeinrichtung freigegeben und dann in dem Sammelraum angesammelt. Die angesammelten Banknoten werden zu einem Eingabe/ Rückgabe- Übertragungsabschnitt übertragen, während sie von einer Andruckrolle ergriffen werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine preiswerte Lösung für einen Spiralfachstapler anzugeben, bei dem das abzustapelnde Blattgut durch den Abstapelvorgang nicht verknittert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Spiralfachstapler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. In davon abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindungen angegeben.
Ausgehend von der Lehre der EP 0 104 383 B1 , bei der das Blattgut in den Staplerradfächern mittels Klemmfingern festgeklemmt wird, sieht nun die Erfindung vor, dass diese Klemmkraft beim Ausstreifvorgang aufgehoben wird, indem die Klemmfinger beim Ausstreifen des Blattguts vom Blattgut weggedrängt und vorzugsweise vollständig abgehoben werden. Dazu dient bei einer bevorzugten, besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung ein Nocken an jedem Klemmfinger, der mit einer in geeigneter Weise angeordneten Nockenbahn zusammenwirkt. Die Klemmkraft der Klemmfinger kann jedoch auch auf andere Weise reduziert oder vollständig aufgehoben werden, wie z. B. mittels eines Magneten, wenn die Klemmfinger oder Teile derselben magnetisch sind.
Bei der bevorzugten Ausführungsform läuft der Nocken aufgrund der Drehbewegung des Staplerrads auf die Nockenbahn auf, wobei dies vorzugsweise gleichzeitig oder - noch besser - kurz vor dem Moment stattfindet, an dem das in dem Staplerradfach mitgeführte Blattgut auf den Ausstreifer trifft. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn die Nocken jeweils an einem radial innen liegenden Ende der Klemmfinger angeordnet sind.
Eine besonders einfache und daher preisgünstige Realisierung besteht in der Ausbildung der Nocken als Stifte, die sich von den Klemmfingern in einer Richtung parallel zur Drehachse erstrecken. Diese Stifte müssen nicht besonders lang sein. Eine Länge von etwa 2 mm kann durchaus genügen. Da die Klemmfinger an ihren radial innen liegenden Enden in der Regel sehr dünn sind und da eine Kollision der Stifte mit den zwischen die Staplerradscheiben eingreifenden Ausstreifer zu vermeiden ist, sind die Stifte aus Stabilitäts-und Kollisionsgründen möglichst kurz auszubilden.
Die Nockenbahn kann in beliebiger Weise im Spiralfachstapler realisiert sein. Um den konstruktiven Aufwand gering zu halten, ist die Nockenbahn jedoch vorteilhafter Weise am Ausstreifer vorgesehen. Insbesondere läßt sich die Nockenbahn in einfacher Weise als Nut im Ausstreifer realisieren.
Um die auf das Blattgut wirkende Bremskraft der Klemmfinger möglichst schnell aufzuheben, ist es weiter vorteilhaft, wenn die Nockenbahn eine Auflaufschräge aufweist, um die Nocke und damit das freie Ende des Klemmfingers über einen kurzen Drehwinkel des Staplerrads zur Drehachse hin zu verlagern. An diese Auflaufschräge schließt sich ein konzentrisch zur Drehachse verlaufender Nockenbahnabschnitt an, welcher vorzugsweise mindestens eine solche Länge aufweist, dass sich der Klemmfinger erst dann wieder in seine Klemmposition zurückbewegt, wenn das Blattgut durch die Ausstreifwirkung des Ausstreifers mit Sicherheit aus dem Klemmbereich des Klemmfingers herausgestreift wurde.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Figur 1: einen Spiralfachstapler schematisch in Seitenansicht,
Figur 2: einen Detailausschnitt des Spiralfachstaplers aus Figur 1 im Bereich des Ausstreifers, und
Figur 3: eine perspektivische Ansicht eines Klemmfingers für einen Spiralfachstapler gemäß Figuren 1 und 2.

Figur 1 zeigt schematisch in Seitenansicht einen Spiralfachstapler, wie er typischerweise in Banknotenbearbeitungsvorrichtungen Verwendung findet.
Die hier nicht im einzelnen dargestellte Banknotenbearbeitungsvorrichtung ist beispielsweise so aufgebaut, wie es in der DE 44 377 22 A1 beschrieben ist, einschließlich Transportsystemen, Weichen, Sensoren und dergleichen. Selbstverständlich ist der nachfolgend beschriebene Spiralfachstapler auch in andersartigen Vorrichtungen zum Stapeln von Blattgut geeignet.
Der Spiralfachstapler weist ein Staplerrad 1 mit spiralförmig hintereinander um eine Drehachse 3 angeordneten Staplerradfächern 2 zur Aufnahme von Blattgut 100 auf. Die Rotationsrichtung des Staplerrads 1 um die Drehachse 3 ist durch einen Pfeil angedeutet. Dem Staplerrad 1 werden sukzessive Banknoten 100 in tangentialer Richtung R zugeführt.
Das Staplerrad 1 besteht aus mehreren identischen, nebeneinander auf der Drehachse 3 angeordneten scheibenförmigen Elementen, zwischen die in üblicher Weise ein rechenartig ausgebildeter Ausstreifer 4 mit geeignet angepaßten, nebeneinander angeordneten Ausstreifzinken eingreift. In der schematischen Darstellung gemäß Figur 1 sind lediglich eine Ausstreifzinke und eine Staplerradscheibe dargestellt.
Aufgrund der Rotation des Staplerrads 1 um die Drehachse 3 werden die in dem Staplerrad 1 befindlichen Banknoten gegen den in das Staplerrad 1 eingreifenden Ausstreifer 4 transportiert und durch diesen nach und nach aus den Staplerradfächern 2 auf eine darunter befindliche Stapelablage 5 ausgestreift. Dadurch bildet sich auf der Stapelablage 5 ein Banknotenstapel 6, dem in dem in Figur 1 dargestellten Zeitpunkt gerade zwei Banknoten 100 zugeleitet werden.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt des Staplerrads 1 aus Figur 1 im weiteren Detail. Dieser Darstellung ist nun zu entnehmen, dass jedes Staplerradfach 2 bzw. 2a bis 2e einen Klemmfinger 7 aufweist, der dazu dient, auf die eingeführten Banknoten 100 eine Kraft auszuüben, um die Banknoten abzubremsen und möglichst vor Erreichen des Endbereichs 2' des jeweiligen Staplerradfachs 2 zu stoppen.
Die Klemmfinger 7 sind als integraler Bestandteil des Staplerrads 1 bzw. jeder einzelnen Staplerradscheibe ausgebildet. Beispielsweise können die Staplerradscheiben aus einem flexiblen Kunststoff, z. B. aus Plexiglas, hergestellt sein, wobei sich die Klemmfinger 7 entlang der spiralförmigen Längsausdehnung der Staplerradfächer 2 erstrecken.
Im Staplerradfach 2a befindet sich keine Banknote 100, so dass der Klemmfinger 7 hier in seiner Ruheposition zu sehen ist. Das radial innen liegende Ende 8 des Klemmfingers 7 liegt dabei nahezu an einer Wand des Staplerradfachs 2a an. Im Staplerradfach 2b befindet sich dagegen eine Banknote 100, die den Klemmfinger 7 auslenkt und dabei von der Wand des Staplerradfachs 2b wegdrückt. In diesem Zustand wirkt eine reibungsbedingte Klemmkraft auf die in dem Staplerradfach 2b befindliche Banknote 100. Betrachtet man nun beispielsweise das Staplerradfach 2e, aus dem die darin befindliche Banknote 100 mittels des Ausstreifers 4 bereits teilweise ausgestreift ist, so ist zu erkennen, dass der betreffende Klemmfinger 7 wieder die in Bezug auf das Staplerradfach 2a beschriebene Ausgangsposition eingenommen hat, nachdem das Blattgut mittels des Ausstreifers 4 aus dem Klemmbereich des Klemmfingers 7 herausgestreift wurde.
Um zu erreichen, dass die auf die Banknote 100 durch die Klemmfinger 7 ausgeübte Klemmkraft zumindest zum Zeitpunkt des Ausstreifvorgangs nicht mehr auf die betreffende Banknote wirkt, ist an den radial innen liegenden, freien Enden 8 eines jeden Klemmfingers 7 ein stiftförmiger Nocken 9 vorgesehen, die sich mit dem Staplerrad 2 auf einer gemeinsamen kreisförmigen Bahn 10 um die Drehachse 3 bewegen. Im Ausstreifer 4 befindet sich eine als Nut ausgebildet Nockenbahn 11 mit einer Anlaufschrägen 12, in die die stiftförmigen Nocken 9 der Klemmfinger 7 einfädeln, wenn sie in den Ausstreifer 4 eintauchen. An die Anlaufschräge 12 schließt sich ein konzentrisch zur Drehachse verlaufender Nockenbahnabschnitt 13 an. Die Nockenbahn 11 dient als Kulisse für die stiftförmigen Nocken 9 und hebt diese auf eine geringfügig höhere Bahn. Dadurch werden die Klemmfinger 7 radial nach innen gedrängt und von der vorgenannten Wand des zugehörigen Staplerradfachs 2 weiter abgehoben, so dass die Banknote 100 nicht mehr zwischen dieser Wand und dem Klemmfinger 7 klemmt. Die Banknote 100 kann nun, wenn sie mit ihrer Vorderkante auf den Ausstreifer 4 trifft, kräftefrei aus dem zugehörigen Staplerradfach ausgestreift werden. In einem solchen Zustand befinden sich beispielsweise die Banknoten 100 in den Staplerradfächern 2c und 2d.
In Figur 3 ist das freie Ende 8 eines Klemmfingers 7 mit einem daran angeordneten stiftförmigen Nocken 9 gezeigt. Der Nocken 9 kann insbesondere, wenn das Staplerrad im Spritzgußverfahren aus Kunststoff hergestellt ist, als integraler Bestandteil angespritzt sein. Eine geeignete Länge beträgt etwa 2 mm. Längen zwischen 1 mm und 4 mm können aber durchaus praktikabel sein. Insbesondere kann auf beiden Seiten des Klemmfingers 7 ein derartiger Nocken vorgesehen sein, um in die Nuten von zwei zueinander beabstandeten Zinken des Ausstreifers 4 einzugreifen.
Der Klemmfinger 7 muß aber nicht notwendigerweise integraler Bestandteil der Staplerradscheibe sein. Es kann sich beispielsweise auch um eine in das Staplerradfach 2 eingeklebte oder anderweitig befestigte Blattfeder handeln. Schließlich muß auch nicht jede Scheibe des Staplerrads 1 Klemmfinger 7 in den Staplerradfächern besitzen. Zum Abbremsen des Blattguts kann es ausreichen, wenn nur einzelne der Staplerradscheiben solche Klemmfinger 7 besitzen.
Soweit im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ausgeführt wurde, dass die Klemmfinger jeweils einen Nocken zum Anheben des zugehörigen Klemmfingers aufweisen, so ist darunter auch der Sonderfall zu verstehen, dass einzelne der Klemmfinger keine Nocken besitzen. Dadurch bleibt zumindest noch eine geringfügige Restklemmkraft in einzelnen Scheiben des Staplerrads 1 erhalten, die dann aber so gering ist, dass sie für die Banknoten nicht schädlich ist.

Claims

Spiralfachstapler zum Stapeln von Blattgut (100), umfassend
- ein Staplerrad (1) mit spiralförmig um eine Drehachse (3) angeordneten Staplerradfächern (2),

- in jedem Staplerradfach (2) mindestens ein Klemmelement (7), insbesondere ein Klemmfinger, zum Abbremsen und Festklemmen von in das jeweilige Staplerrad (2) eingeführtem Blattgut (100),

- eine unter dem Staplerrad (1) angeordnete Stapelablage (5) und

- einen Ausstreifer (4) zum Ausstreifen des Blattguts (100) aus den Staplerradfächern (2) bei Drehung des Staplerrads (1) um die Drehachse (3) auf die Stapelablage (5),
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (9, 11) zum Wegdrängen des Klemmelements (7) vom Blattgut (100) während des Ausstreifvorgangs,
wobei die klemmkraft zwischen klemmelment (7) und blattgut (100) reduziert oder vollständig aufgehoben wird.
Spiralfachstapler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Nocken (9) an dem mindestens einen Klemmelement (7) und eine Nockenbahn (11), die derart zueinander angeordnet sind und miteinander zusammenwirken, dass das Klemmelement (7) beim Ausstreifen des Blattguts (100) vom Blattgut weggedrängt wird.
Spiralfachstapler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (9) jeweils an einem radial innen liegenden Ende (8) des Klemmelements (7) angeordnet ist.
Spiralfachstapler nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nocken (9) als Stift ausgeführt ist, der sich von dem Klemmelement (7) in einer Richtung parallel zur Drehachse (3) erstreckt.
Spiralfachstapler nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (9) etwa 2 mm lang ist.
Spiralfachstapler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbahn (11) am Ausstreifer (4) vorgesehen ist.
Spiralfachstapler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbahn (11) als Nut im Ausstreifer (4) realisiert ist.
Spiralfachstapler nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nockenbahn (11) eine den Nocken (9) zur Drehachse (3) drängende Auflaufschräge (12) gefolgt von einem konzentrisch zur Drehachse (3) verlaufenden Nockenbahnabschnitt (13) besitzt.
Verwendung des Spiralfachstaplers nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Stapeln von Banknoten (100).
Blattgutbearbeitungsvorrichtung, umfassend einen Spiralfachstapler nach einem der Ansprüche 1 bis 8.