EP2479128A1

EP2479128A1 - Stapelvorrichtung mit einem schrägen Anschlagelement für flache Gegenstände

Info

Publication number: EP2479128A1
Application number: EP12152369A
Authority: EP
Inventors: Zsolt Balogh; Thomas Fröhlich; Thomas Moser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2012-01-25
Publication date: 2012-07-25
Also published as: DE102011003085A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stapelvorrichtung zum Stapeln von flachen Gegenständen (Ps), insbesondere von flachen Postsendungen. Jeder Gegenstand (Ps) erstreckt sich in einer Gegenstands-Ebene und weist jeweils eine Vorderkante auf. Die Stapelvorrichtung umfasst ein Stapelfach (Sf) und eine Transport-Einrichtung (TE). Das Stapelfach umfasst eine Stapelstütze (Pa), einen Boden (Bo), ein Anschlagelement (Ans), eine Anschlagfläche, die sich in einer Anschlagflächen-Ebene (Af-E) erstreckt, und ein Begrenzungselement (UW). Die Anschlagflächen-Ebene (Af-E) ist dergestalt gegen die Vertikale geneigt, dass zwischen der Anschlagflächen-Ebene (Af-E) und der Boden-Ebene (Bo-E) ein Winkel (±) kleiner als 90 Grad auftritt. Die Stapelvorrichtung erzeugt einen Stapel von annähernd senkrecht stehenden Gegenständen. Die Transport-Einrichtung transportiert jeden einzustapelnden Gegenstand zum Stapelfach. Hierbei steht jeder Gegenstand senkrecht auf dem Boden (Bo), und die Vorderkante (VK) des Gegenstands (Ps) zeigt zum Anschlagelement (Ans) hin. Wenn ein Gegenstand (Ps) auf das Anschlagelement (Ans) trifft, so trifft zunächst ein oberer Bereich (Eck) der Vorderkante (VK) auf diese Anschlagfläche. Zwischen einem unteren Bereich der Vorderkante (VK) und der Anschlagfläche (Af) tritt ein Abstand (dist) auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stapelvorrichtung für flache Gegenstände, insbesondere für Postsendungen.
Eine Sortieranlage für flache Postsendungen oder auch für Geldscheine, in der die Erfindung verwendet wird, besitzt mehrere Sortierausgänge und erzeugt in jedem Sortierausgang jeweils einen Stapel flacher, aufrecht stehender Gegenstände. Dieser Stapel wird dem Sortierausgang entnommen und weiter verarbeitet.
In US 5,960,963 werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Sortieren von flachen Postsendungen beschrieben. Die Vorrichtung besitzt mehrere Sortierausgänge ("bins 22") und erzeugt in jedem Sortierausgang 22 jeweils einen Stapel aufrecht stehender Postsendungen. Eine Postsendung ("mail piece 100") wird mittels einer schwenkbaren Umlenkzunge ("gate 44") aus einem Haupt-Transportpfad 42 ausgeschleust und in einen Sortierausgang 22 umgelenkt. Die Postsendung 100, die an der Platte 46 entlang gleitet, trifft schräg auf einem Stapel, der bereits im Sortierausgang 22 gebildet ist. Die Gegenstands-Ebenen der Gegenstände dieses Stapels sind parallel zueinander und parallel zu der Ebene eines "addle 34", also einer Stapelstütze. Diese Stapelstütze 34 wird durch den wachsenden Stapel gegen die Kraft einer Feder in eine Richtung, die senkrecht auf den Gegenstands-Ebenen steht, verschoben. Der Transport der zusätzlich eingestapelten Postsendung 100 endet spätestens an einer Anschlagwand ("registration wall 28"), an der die Vorderkanten der aufrecht stehenden Postsendungen ausgerichtet werden.
In DE 2816766 A1 wird eine Vorrichtung zur Ablage flacher Gegenstände in einen nach oben offenen Behälter beschrieben. Die flachen Gegenstände P (z. B. Briefe) werden aufrecht stehend aus einer Öffnung A ausgestoßen und durch ein Beschickungsmittel 2 hindurch in den kastenförmigen Behälter 1 transportiert, vgl. Fig. 1 und Fig. 2. Das Beschickungsmittel 2 ist als schräg abwärts führende Röhrende mit rechteckigem Querschnitt ausgestaltet. Ein Gegenstand P gleitet durch das Beschickungsmittel 2 hindurch schräg nach unten und trifft mit dem oberen Teil seiner Vorderkante auf einen Anschlag a an einer Wand des Behälters 1. In einer Ausgestaltung stößt der Gegenstand an eine abgeschrägte Stoßkante 2a des Beschickungsmittels 2, vgl. Fig. 4. Der Gegenstand wird aufgrund des Aufpralls gedreht und fällt nach unten auf den Boden des Behälters 1, vgl. Fig. 3 und Fig. 4. Der Behälter 1 ist um einen Winkel α abschüssig geneigt, so dass ein auftreffender Gegenstand auf seiner Unterkante schräg abwärts rutscht und auf den bereits gebildeten Stapel stößt.
In US 6,481,712 B1 wird ebenfalls eine Stapelvorrichtung mit einer Verschiebe-Einrichtung beschrieben. Diese Stapelvorrichtung stapelt flache aufrecht stehende Postsendungen ein und transportiert diese Postsendungen dabei zwischen ein Begrenzungselement ("lead-in guide plate 140") und einer Stapelstütze hindurch. Die Verschiebe-Einrichtung umfasst mehrere federnd gelagerte Finger ("kicker fingers 194a", 194b, 194c"). Diese Finger 194a, 194b, 194c drehen eine Postsendung während des Einstapelns vom Begrenzungselement 140 weg und auf die Stapelstütze zu.
In DE 2636502 A1 wird eine Vorrichtung zum Fördern von Blättern unterschiedlicher Längen beschrieben. Die Vorrichtung wird z. B. in einem Drucker einer Datenverarbeitungsanlage eingesetzt. Eine Endlos-Papierbahn läuft durch eine Trennvorrichtung 20 und wird von zwei Förderrollen 22, 24 angetrieben. Die einzelnen Blätter durchlaufen eine Umlenkvorrichtung 25 und eine Fördereinrichtung 26, vgl. die Seitenansicht von Fig. 1, und erreichen eine Aufnahmevorrichtung 28 mit einer Führung 88 und einem Boden 100, vgl. Fig. 2. Die Blätter werden zwischen Förderrollen 76, 78, 80, 82 auf der einen Seite und Andruckrollen 77, 79, 81, 83, 85 auf der anderen Seite hindurch transportiert, vgl. Fig. 3. Die Andruckrollen lassen sich mittels eines Nockenhebels 102 von den Förderrollen wegbewegen, vgl. Fig. 3.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stapelvorrichtung zum Stapeln von stapelbaren Gegenständen bereitzustellen, die das Stapeln so durchführt, dass verhindert wird, dass die im Stapel befindlichen Gegenstände gegeneinander verdreht sind, und die es nicht erfordert, einen einzustapelnden Gegenstand schräg abwärts rutschen zu lassen.
Die Aufgabe wird durch eine Stapelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die lösungsgemäße Stapelvorrichtung ist zum Stapeln von stapelbaren Gegenständen ausgestaltet. Jeder einzustapelnde Gegenstand erstreckt sich in jeweils einer Gegenstands-Ebene. Jeder einzustapelnde Gegenstand weist jeweils eine Vorderkante oder eine Vorderfläche auf.
Die lösungsgemäße Stapelvorrichtung umfasst

ein Stapelfach und
eine Transport-Einrichtung.

Das Stapelfach umfasst

eine beweglich angeordnete Stapelstütze,
einen Boden, der sich in einer Boden-Ebene erstreckt,
ein Anschlagelement mit einer Anschlagfläche und
ein Begrenzungselement.

Die Anschlagfläche erstreckt sich in einer Anschlagflächen-Ebene. Zwischen dieser Anschlagflächen-Ebene und der Boden-Ebene tritt ein Winkel auf. Dieser Winkel ist kleiner als 90 Grad, so dass die Anschlagflächen-Ebene gegen die Vertikale geneigt ist.
Die Stapelvorrichtung ist dazu ausgestaltet, im Stapelfach einen Stapel von annähernd senkrecht stehenden Gegenständen zu erzeugen. Die Gegenstands-Ebene jedes Gegenstands steht annähernd senkrecht auf der Horizontalen. Dieser Stapel ruht auf dem Boden.
Die Stapelstütze ist wie folgt angeordnet: Ein bereits erzeugter Stapel lehnt an der Stapelstütze. Der Stapel befindet sich zwischen der Stapelstütze und dem Begrenzungselement. Die Stapelstütze bewegt sich synchronisiert mit dem Wachsen des Stapels oder wird synchronisiert bewegt.
Die Transport-Einrichtung ist dazu ausgestaltet, jeden zu stapelnden Gegenstand auf das Anschlagelement zu zu transportieren. Dieser Transport geschieht so, dass

die Gegenstands-Ebene des Gegenstands während des Transports senkrecht auf dem Boden steht,
die Transportrichtung, in die der Gegenstand transportiert wird, parallel zum Boden, auf den der Stapel ruht, verläuft und
der Gegenstand zwischen dem Begrenzungselement und der Stapelstütze oder zwischen dem Begrenzungselement oder einem bereits gebildeten und an der Stapelstütze lehnenden Stapel hindurch auf das Anschlagelement zu transportiert wird.

Die Vorderkante oder Vorderfläche des Gegenstands ist beim Transport zum Anschlagelement hin gewandt.
Die Anschlagflächen-Ebene ist gegen die Vertikale geneigt. Daher trifft zunächst ein oberer Bereich der Vorderkante oder Vorderfläche eines einzustapelnden Gegenstands auf die Anschlagfläche. Zwischen einem unteren Bereich dieser Vorderkante und der Anschlagfläche tritt im Moment des Auftreffens ein Abstand auf.
Die Anschlagfläche ist lösungsgemäß gegen die Senkrechte geneigt. Falls ein Gegenstand, dessen Vorderkante annähernd senkrecht auf der Horizontalen steht, auf das Anschlagelement auftrifft, so wird Folgendes bewirkt: Die Massenträgheit des Gegenstands bewegt den Gegenstand weiter auf das Anschlagelement zu. Zugleich stoppt die Anschlagfläche des Anschlagelements den Gegenstand in einem oberen Bereich der Vorderkante, während zwischen dem unteren Bereich der Vorderkante und der Anschlagfläche noch ein Abstand auftritt. Dadurch entsteht eine Scherkraft, die der Transportrichtung des Gegenstands entgegengesetzt ist. Falls der Gegenstand beim Transport nicht völlig fest eingeklemmt ist, so bewirkt diese Scherkraft außerdem, dass der Gegenstand um eine horizontale Drehachse, die senkrecht auf der Transportrichtung steht, gedreht wird. Diese Drehbewegung richtet den Gegenstand an einem Boden der Stapelvorrichtung aus. Die lösungsgemäße Stapelvorrichtung führt daher dazu, dass ein Stapel mit Gegenständen entsteht, deren Unterkanten am Boden der Stapelvorrichtung ausgerichtet sind.
In vielen Anwendungen besitzt jeder einzustapelnde Gegenstand - gesehen in die Transportrichtung - eine Vorderkante, welche beim Transport auf das Anschlagelement zu annähernd senkrecht auf der Horizontalen steht. Weil das Anschlagelement schräg gegen die Vertikale geneigt ist, trifft die Vorderkante nur in einem oberen Bereich auf das Anschlagelement. Insbesondere bei einem starren Gegenstand entsteht so wie oben beschrieben eine Scherkraft. Insbesondere bei einem biegsamen oder elastischen Gegenstand bewirkt der Aufprall des oberen Bereichs, dass der Gegenstand im oberen Bereich wenigstens zeitweise verformt wird. Diese Verformung nimmt kinetische Energie des aufprallenden Gegenstands auf und vernichtet die Energie dadurch. Die Gefahr wird verringert, dass der Gegenstand aufgrund der kinetischen Energie verknickt oder auf andere Weise beschädigt wird. Die Verformung des oberen Bereichs ist oft reversibel. Anstelle einer vorderen Kante kann der Gegenstand auch eine Vorderfläche haben, welche in dem oberen Bereich verformt wird.
Die drehende Scherkraft sowie die Vernichtung der kinetischen Energie führen dazu, dass da dank der Erfindung die Gegenstände wie gewünscht gestapelt und ausgerichtet werden und weniger Störeffekte beim Einstapeln auftreten.
Die lösungsgemäße Stapelvorrichtung vermeidet die Notwendigkeit, einen Gegenstand vor dem Einstapeln eine schräge Ebene hinab gleiten zu lassen und den Gegenstand zweimal zu drehen, so wie dies z. B. in DE 2816766 A1 beschrieben wird. Die dort beschriebene Vorrichtung erfordert es, dass ein einzustapelnder Gegenstand zum ersten Mal gedreht wird, nachdem der Gegenstand aus der Öffnung A ausgestoßen wurde, und ein weiteres Mal, nachdem der Gegenstand den Anschlag 1a oder 2a erreicht hat. Der Gegenstand vollführt einen freien Flug und einen freien Fall, falls die in DE 2816766 A1 beschriebene Vorrichtung verwendet wird. Bei diesem freien Fall und freien Flug lassen sich die aktuelle Position und Orientierung des Gegenstands kaum kontrollieren und steuern.
Dank der Erfindung lässt sich der Gegenstand vielmehr in eine Richtung parallel zu dem Boden, auf den der Stapel ruht, transportieren, ohne ihn drehen zu müssen. Vermieden werden dank der Erfindung ein freier Fall und ein freier Flug eines einzustapelnden Gegenstands. Dadurch stellt die Erfindung sicher, dass die aktuelle Position und Orientierung jedes Gegenstands ausreichend genau bekannt sind und sich bei Bedarf verändern lassen.
Möglich, aber nicht erforderlich ist es, die einzustapelnden Gegenstände mittels einer Rütteleinrichtung oder einer Freilaufstrecke an ihren Unterkanten auszurichten. Die Erfindung spart die Notwendigkeit ein, eine solche Vorrichtung zum Ausrichten vorzusehen. Das Ausrichten lässt sich vielmehr mit einem statischen und mechanisch einfach aufgebauten Teil erreichen, nämlich dem schräg angeordneten Anschlagelement mit der Anschlagfläche.
Vorzugsweise wird ein einzustapelnder Gegenstand auf der letzten Wegstrecke bis zum Erreichen der Anschlagkante nicht mehr von der Transport-Einrichtung gefasst. Vielmehr bewegt sich der Gegenstand aufgrund der kinetischen Energie weiter, welche die Transport-Einrichtung dem Gegenstand zuvor mitgegeben hat. Diese Ausgestaltung erspart die Notwendigkeit, eine Komponente der Transport-Einrichtung nahe der Anschlagwand und nahe der Stapelstütze vorzusehen. Ausgeschlossen wird, dass die Transport-Einrichtung und das Anschlagelement im Zusammenwirken den Gegenstand stauchen.
Vorzugsweise ist die Stapelvorrichtung so ausgestaltet, dass der Gegenstand so auf das Anschlagelement zu transportiert wird, dass der Gegenstand einen bereits gebildeten Stapel erst dann berührt, wenn der Gegenstand bereits auf das Anschlagelement aufgetroffen ist. Dadurch wird vermieden, dass der bewegte Gegenstand sich mit einem Gegenstand des Stapels verhakt. Die Scherkraft kann so wie oben beschrieben den Gegenstand drehen. Außerdem wird es ermöglicht, dass der Gegenstand in die Stapelvorrichtung gleitet, ohne von der Transportvorrichtung gefasst zu werden. Dies ermöglicht eine mechanisch einfach aufgebaute Transport-Einrichtung.
Vorzugsweise umfasst die Stapelvorrichtung weiterhin eine Abstands-Erzeugungs-Einrichtung. Ein bewegliches Element dieser Abstands-Erzeugungs-Einrichtung erzeugt einen Abstand zwischen dem Begrenzungselement und dem bereits gebildeten Stapel. Ein weiterer einzustapelnder Gegenstand bewegt sich zwischen dem Begrenzungselement und dem Stapel hindurch, bis der Gegenstand auf die Anschlagfläche trifft, ohne während dieser Bewegung die Abstands-Erzeugungs-Einrichtung zu berühren.
Diese vorteilhafte Ausgestaltung mit der Abstands-Erzeugungs-Einrichtung verringert die Gefahr weiter, dass ein einzustapelnder Gegenstand den bereits gebildeten Stapel berührt, bevor der Gegenstand die Anschlagfläche erreicht. Dadurch wird auch die Gefahr verringert, dass ein einzustapelnder Gegenstand sich mit einem bereits gebildeten Stapel verhakt. Nicht erforderlich ist es, diese Gefahr dadurch zu verringern versuchen, dass der Boden schräg abschüssig geneigt ist. Die Ausgestaltung mit dem schräg abschüssig geneigten Boden ist weniger prozess-sicher als eine Abstands-Erzeugungs-Einrichtung mit einem beweglichen Element.
Die Erfindung lässt sich insbesondere zum Einstapeln flacher und biegsamer Gegenstände verwenden, und zwar auch dann, wenn die Gegenstände stark unterschiedliche Biegesteifigkeiten haben und diese unterschiedlichen Biegesteifigkeiten weder gemessen worden sind noch sich zuverlässig vorhersagen lassen. Daher lässt die Erfindung sich beispielsweise zum Einstapeln von flachen Postsendungen verwenden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: schematisch eine Sortieranlage, in der die Erfindung verwendet wird, in Draufsicht,
Fig. 2: die lösungsgemäße Sortiervorrichtung in Draufsicht mit einer Postsendung, die noch von der Transport-Einrichtung gefasst wird,
Fig. 3: die Sortiervorrichtung von Fig. 2 in der Situation, in der die einzustapelnde Postsendung nicht mehr von der Transport-Einrichtung gefasst wird, sondern an der Umlenkwand entlang gleitet,
Fig. 4: die Sortiervorrichtung von Fig. 3 in der Situation, in der die Postsendung vollständig eingestapelt ist und zwischen Umlenkwand und Stapel einen Raum für eine weitere Postsendung gebildet worden ist, und
Fig. 5: das Stapelfach mit dem schrägen Anschlagelement in Seitenansicht in dem Moment, in dem eine Postsendung mit einer Ecke auf die Anschlagfläche auftrifft.

Im Ausführungsbeispiel wird mindestens eine lösungsgemäße Stapelvorrichtung als Bestandteil einer Sortieranlage für flache Postsendungen verwendet. Diese Sortieranlage umfasst mehrere Sortierausgänge in Form von Stapelfächern. Mindestens ein Stapelfach, vorzugsweise jedes verwendete Stapelfach umfasst im Ausführungsbeispiel jeweils eine lösungsgemäße Stapelvorrichtung.
Jede Postsendung ist mit jeweils einer Zustelladresse versehen, an welche diese Postendung zu transportieren ist. Die Sortieranlage führt für alle Postsendungen folgende Schritte aus:

Die Sortieranlage ermittelt die jeweilige Zustelladresse.
Die Sortieranlage wählt ein Sortierfach für diese Postsendung aus. Hierfür wendet die Sortieranlage einen rechnerverfügbaren Sortierplan an, der jeder Zustelladresse ein Sortierfach zuordnet.
Die Sortieranlage transportiert die Postsendung zum ausgewählten Sortierfach.

Die Sortieranlage führt mindestens einen Sortierlauf durch. In jedem Sortierlauf werden die jeweils zu sortierenden Postsendungen einer Zuführ-Einrichtung ("feeder") der Sortieranlage zugeführt. Ein Vereinzeler ("singulator") erzeugt eine Abfolge von zueinander beabstandeten Postsendungen, die vorzugsweise aufrecht stehend durch die Sortieranlage hindurch transportiert werden. Hierbei durchlaufen die Postsendungen einen Haupt-Transportpfad. Von diesem Haupt-Transportpfad zweigt für jedes Sortierfach jeweils ein Ausgabe-Transportpfad ab. Eine Weiche lenkt jede zu sortierende Postsendung in den Ausgabe-Transportpfad zum ausgewählten Sortierfach um. In dem Haupt-Transportpfad und in dem jeweiligen Ausgabe-Transportpfad werden die Postsendungen aufrecht stehend transportiert. Die Sortieranlage schleust jede Postsendung aufrecht stehend in das ausgewählte Sortierfach aus. Dadurch wird in jedem Sortierfach jeweils ein Stapel von aufrecht stehenden Postsendungen gebildet.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Sortieranlage SAnl für Standardbriefe in einer Draufsicht. Diese Sortieranlage SAnl umfasst

eine Zuführ-Einrichtung ("feeder") ZE mit einem Vereinzeler ("singulator"),
eine Kamera Ka, die jeweils mindestens ein rechnerverfügbares Abbild von einer Postsendung erzeugt,
eine Bildauswerteeinheit Bae, die in einem rechnerverfügbaren Abbild die dargestellte Zustelladresse entziffert,
einen Datenspeicher Ds-Sp mit einem rechnerverfügbaren Sortierplan,
eine Auswahleinheit AE,
eine Ausschleus-Einrichtung Aus und
beispielhaft fünf Sortierausgänge in Form von fünf lösungsgemäßen Sortierfächern Sf.1, ..., Sf.5.

Die Auswahleinheit AE wählt abhängig von der entzifferten Zustelladresse und dem abgespeicherten Sortierplan für jede Postsendung jeweils einen Sortierausgang Sf.1, ... aus. Die Ausschleus-Einrichtung Aus schleust jede Postsendung in das jeweils ausgewählte Sortierfach Sf.1, ... aus.
In Fig. 1 sind Datenflüsse mit gestrichelten Linien dargestellt.
Die Sortieranlage besitzt eine Transport-Einrichtung in Form eines Deckbandsystems ("pinch-belt system"). Dieses Deckbandsystem besteht aus einer Abfolge von Endlos-Förderbändern, die um jeweils mindestens zwei Rollen, vorzugsweise um jeweils drei Rollen geführt sind sowie Fördererrollen, die um jeweils einer senkrechten Achse oder Welle gelagert sind. Jede Rolle sitzt auf einer senkrechten Welle. Jeweils eine Rolle pro Endlos-Förderband ist angetrieben ("driven roller"), die übrigen Rollen dieses Förderbands sind Laufrollen ("idler rollers"). Jede Postsendung wird zwischen jeweils mindestens zwei Endlos-Förderbändern und/oder einem Endlos-Förderband und mindestens einer Förderrolle eingeklemmt, während die Postsendung entlang des Haupt-Transportpfads und des Ausgabe-Transportpfads transportiert wird. Die beiden Endlos-Förderbänder und ggf. die Förderrollen drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit und transportieren dadurch aufrecht stehende Postsendungen.
Im Folgenden wird ein Stapelfach mit einer lösungsgemäßen Stapelvorrichtung beschrieben. Fig. 2 zeigt schematisch dieses Stapelfach Sf in einer Draufsicht mit einem bereits gebildeten Stapel St und mit einer weiteren einzustapelnden Postsendung Ps. Dieses Stapelfach Sf umfasst:

ein Anschlagelement Ans,
eine Fachwand FW,
eine Stapelstütze in Form eines Paddels Pa,
eine Führungs-Einrichtung FE für das Paddel Pa,
ein Unterflur-Förderband U-Fb, das um zwei Rollen Ro.1, Ro.2 herumgeführt ist,
ein Begrenzungselement in Form einer Umlenkwand UW mit zwei schrägen Abschnitten Ab.1, Ab.2,
drei Rotationselemente Rot.1, Rot.2, Rot.3, die um drei senkrechte Wellen W.1, W.2, W.3 drehbar gelagert sind,
drei Antriebe An.1, An.2, An.3 für die drei Wellen W.1, W.2, W.3,
einen Antrieb An.U für das Unterflur-Förderband U-Fb und
einen Boden Bo.

In Fig. 2 bis Fig. 4 wird weiterhin eine beispielhafte Transport-Einrichtung TE gezeigt, die eine Postsendung Ps zum Stapelfach Sf hin transportiert. Diese Transport-Einrichtung TE umfasst folgende Bestandteile:

eine Endlos-Förderbahn Fb.1, das um zwei senkrecht gelagerte Rollen oder Wellen herumgeführt ist, und
drei Förderrollen FR.1, FR.2, FR.3.

Eine Lichtschranke umfasst einen Sender Se in Form einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl LS aussendet, und einen Empfänger Em, auf den der Lichtstrahl LS auftrifft - es sei denn, der Lichtstrahl LS wird von einer Postsendung Ps unterbrochen. Der Empfänger Em übermittelt Signale an eine Steuereinheit SE. Diese Steuereinheit SE steuert die Antriebe An.1, An.2, An.3, An.U an. Die Lichtschranke befindet sich am Eingang des Stapelfachs Sf. Der Lichtstrahl LS vom Sender Se wird von einer einzustapelnden Postsendung Ps unterbrochen, wenn diese am Sender Se vorbei gleitet, und trifft ansonsten auf den Empfänger Em.
Fig. 5 zeigt schematisch das Anschlagelement Ans in einer Seitenansicht. Der Boden Bo und die Stapelrichtung SR stehen senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 5. Das Anschlagelement Ans umfasst eine stabförmige Anschlagsstütze Sb, die fest mit dem Boden Bo verbunden ist, und eine Anschlagfläche AF, die fest mit dem Stab Sb verbunden ist. Die Anschlagfläche Af erstreckt sich in einer Anschlagflächen-Ebene Af-E. Die Anschlagfläche Af ist als elastischer und daher dämpfender Belag des Stabs Sb ausgestaltet und ist z. B. aus Gummi, um den Aufprall eines Gegenstands auf das Anschlagelement Ans zu dämpfen. Der Boden Bo erstreckt sich in einer Boden-Ebene Bo-E, die senkrecht auf der Zeichenebene von Fig. 5 steht. Zwischen der Anschlagflächen-Ebene Af-E und der Bodenebene Bo-E tritt ein Winkel α auf. Dieser Winkel α ist kleine als 90 Grad. Vorzugsweise liegt der Winkel α zwischen 80 und 86 Grad, d. h. die Anschlagflächen-Ebene ist um 4 bis 10 Grad gegenüber der Vertikalen geneigt. Die Fachwand FW ist von dem Anschlagelement Ans beabstandet angeordnet.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Stapelvorrichtung erläutert.
Die Transport-Einrichtung TE transportiert eine Postsendung Ps aufrecht stehend auf das Stapelfach Sf zu, und zwar in einer Transportrichtung TR. Im Beispiel von Fig. 2 hat die Vorderkante Vk der Postsendung Ps bereits das Stapelfach St erreicht. Die Postsendung Ps unterbricht den Lichtstrahl LS.
An der Stapelstütze Pa lehnt ein Stapel St von bereits eingestapelten Postsendungen. Durch das Einstapeln einer weiteren Postsendung Ps wächst dieser Stapel St in eine Stapelrichtung SR. Das Unterflur-Förderband U-Fb ist im Ausführungsbeispiel mechanisch mit der Stapelstütze Pa verbunden und bewegt die Stapelstütze Pa schrittweise in die Stapelrichtung SR.
Im Ausführungsbeispiel fasst die Transport-Einrichtung TE eine Postsendung Ps nur so lange, bis die Vorderkante Vk der Postsendung Ps das Stapelfach Sf erreicht. Die Klemmung der Postsendung Ps ist bereits beendet, bevor die Hinterkante dieser Postsendung Ps die Lichtschranke mit dem Lichtstrahl LS passiert hat. Die Postsendung Ps gleitet danach nur aufgrund ihrer Massenträgheit weiter auf das Anschlagelement Ans zu.
Die Postsendung Ps gleitet zwischen der Umlenkwand UW und dem bereits gebildeten Stapel St hindurch auf das Anschlagelement Ans zu. Die Rotationselemente Rot.1, Rot.2, Rot.3 werden so gedreht, dass die Rotationselemente Rot.1, Rot.2, Rot.3 die Bewegung der gleitenden Postsendung Ps nicht behindern. Fig. 3 zeigt eine Situation, in der die Vorderkante Vk der Postsendung Ps am schrägen Abschnitt Ab.1 entlang gleitet und dadurch die Postsendung Ps gedreht wird. Zwischen dem Ende der Umlenkwand UW und dem bereits gebildeten Stapel St wird ein Spalt Sp gebildet.
Fig. 4 zeigt die Situation, nachdem die Vorderkante Vk der Postsendung Ps auf das Anschlagelement Ans aufgetroffen ist. Die Postsendung Ps ist nunmehr die vorderste Postsendung des Stapels, der an der Stapelspitze Pa lehnt. Das Unterflur-Förderband U-Fb hat die Stapelstütze Pa weiter nach rechts transportiert. Zwischen der nunmehr eingestapelten Postsendung Ps und der Umlenkwand UW ist ein Raum Ra entstanden, in dem hinein eine weitere Postsendung Ps.1 transportiert wird. Die drei Rotationselemente Rot.1, Rot.2, Rot.3 verhindern, dass der Stapel St umkippt und den Raum Ra ausfüllt. In der Situation, die Fig. 4 zeigt, wird die weitere einzustapelnde Postsendung Ps.1 noch von der Transport-Einrichtung TE gefasst. Die weitere Postsendung Ps.1 wird danach genauso wie die Postsendung Ps eingestapelt.
Wie in Fig. 2 bis Fig. 4 zu sehen ist, tritt zwischen der Postsendung Ps und dem bereits gebildeten Stapel St stets ein Abstand auf. Die Postsendung Ps gleitet somit nicht über die Oberfläche der vordersten Postsendung des Stapels St. Dies verhindert, dass die Postsendung Ps sich mit einer Postsendung des Stapels St verhakt. Vielmehr gleitet die Postsendung an der Umlenkwand UW entlang. Diese Umlenkwand UW hat eine glatte Oberfläche. Weil die Postsendung Ps an einer glatten Oberfläche entlang gleitet und nicht an einer anderen Postsendung mit unbekannten Eigenschaften, wird es ermöglicht, dass die Transport-Einrichtung TE nicht in das Stapelfach Sf hineinreicht. Vielmehr gleitet die Postsendung allein aufgrund der kinetischen Energie in das Stapelfach Sf.
Fig. 5 verdeutlicht die Wirkung des lösungsgemäßen Anschlagelements Ans. Die Postsendung Ps trifft mit ihrer Vorderkante Vk auf die Anschlagfläche Af. Fig. 5 zeigt den Moment, in dem die Vorderkante Vk erstmals die Anschlagfläche Af berührt.
Die Anschlagflächen-Ebene Af-E ist um ca. 4 bis 10 Grad gegen die Vertikale geneigt. Daher tritt zwischen der Boden-Ebene Bo-E und der Anschlagflächen-Ebene Af-E ein Winkel α auf, der kleiner als 90 Grad ist und im Ausführungsbeispiel zwischen 80 Grad und 86 Grad liegt. Wegen dieser Neigung der Anschlagfläche Af trifft nur ein oberer Bereich der Vorderkante Vk auf die Anschlagfläche Af, und zwar zunächst die vordere obere Ecke Eck der Postsendung Ps. Die Postsendung Ps wird im vorderen oberen Bereich verformt. Zwischen einem unteren Bereich der Vorderkante Vk und der Anschlagfläche Af tritt ein Abstand dist ein. Die Neigung der Anschlagfläche Af gegen die Vertikale und der Abstand dist sind in Fig. 5 übertrieben dargestellt.
Die Tatsache, dass nur ein oberer Bereich der Vorderkante Vk auf die Anschlagfläche auftrifft, und die dämpfende Wirkung der elastischen Anschlagfläche Af nehmen kinetische Energie aus der Postsendung Ps. Zugleich tritt zwischen einen unteren Bereich der Vorderkante Vk und der Anschlagfläche Af ein Abstand dist auf.
Die Massenträgheit der Postsendung Ps ist bestrebt, die Postsendung Ps weiter auf das Anschlagelement Ans zu zu bewegen. Zugleich ist der obere Bereich der Vorderkante Vk bereits auf das Anschlagelement Ans aufgetroffen. Dadurch entsteht eine Scherkraft, die auf die Postsendung Ps einwirkt. Diese Scherkraft bewirkt, dass die Postsendung um eine Drehachse DA in die Drehrichtung DR gedreht wird. Dadurch wird eine Postsendung Ps, die so wie in Fig. 5 angedeutet verkantet ist, mit ihrer Unterkante am Boden Bo ausgerichtet. Außerdem bewirkt die gegen die Vertikale geneigte Anschlagfläche Af, dass die kinetische Energie aus der Postsendung Ps genommen wird.
Weil jede einzelne Postsendung beim Aufprall auf das Anschlagelement Ans am Boden Bo ausgerichtet wird, wird ein Stapel mit ausgerichteten Postsendungen gebildet. Das Anschlagelement Ans ragt außerdem aus der Fachwand FW hervor. Daher hat der Stapel St einen Abstand zur Fachwand FW. Dies bewirkt, dass der Stapel nicht die Fachwand FW berührt und nicht eine Postsendung im Stapel vor der Fachwand FW verknickt wird.

Bezugszeichenliste

Bezugszeichen	Bedeutung
α	Winkel zwischen der Boden-Ebene Bo-E und der Anschlagflächen-Ebene Af-E
Ab.1, Ab.2	schräge Abschnitte der Umlenkwand UW
AE	Auswahleinheit, wählt für jede Postsendung jeweils ein Sortierfach aus
Af	Anschlagfläche des Anschlagelements Ans
Af-E	Anschlagflächen-Ebene der Anschlagfläche Af
An.1, An.2, ...	Antriebe für die Wellen W.1, W.2
Ans	Anschlagelement mit der Anschlagfläche Af und dem stabförmigen Element Sb
An.U	Antrieb für die Rolle Ro.1 des Unterflur-Förderbands U-Fb
Bae	Bildauswerteeinheit
Bo	Boden des Stapelfachs Sf
Bo-E	Boden-Ebene des Bodens Bo des Stapelfachs Sf
DA	Drehachse, um die die Postsendung Ps beim Auftreffen auf die Anschlagfläche Af gedreht wird
dist	Abstand zwischen dem unteren Bereich der Vorderkante Vk der Postsendung Ps und der Anschlagfläche Af im Moment des Auftreffens
DR	Drehrichtung, um die die Postsendung Ps im Moment des Auftreffens gedreht wird
Ds-Sp	Datenspeicher für den rechnerverfügbaren Sortierplan
Eck	vordere obere Ecke der Postsendung Ps, trifft als erstes auf das Anschlagelement Ans
EM	Empfänger, misst das Auftreffen eines Lichtstrahls LS vom Sender Se
Fb.1	Endlos-Förderband der Transporteinrichtung TE
FE	Führungs-Einrichtung für die Stapelstütze Pa
FR.1, FR.2, ...	Förderrollen der Transport-Einrichtung TE
FW	Fachwand des Stapelfachs Sf
Ka	Kamera
LS	Lichtstrahl vom Sender Se, trifft auf den Empfänger EM oder wird von einer Postsendung Ps unterbrochen.
Pa	Stapelstütze in Form eines verschiebbaren Paddels
PS	einzustapelnde Postsendung
Ps.1	weitere einzustapelnde Postsendung
Ro.1, Ro.2	Rollen, um die das Unterflur-Förderband U-Fb herumgeführt ist
Rot.1, Rot.2, ...	Rotationselemente in der Umlenkwand UW
SAnl	Sortieranlage für flache Postsendungen
Sb	stabförmige Anschlagstütze des Anschlagelements Ans
Se	Sender, sendet einen Lichtstrahl LS aus
SE	Steuereinheit der Stapelvorrichtung
Sf.1, Sf.2, ...	Sortierfächer der Sortieranlage SAnl
SR	Stapelrichtung, in die der Stapel St wächst und in die die Stapelstütze Pa verschoben wird
TE	Transport-Einrichtung mit dem Endlos-Förderband Fb.1 und den Förderrollen FR.1, FR.2, ...
TR	Transportrichtung, in die die Postsendung Ps auf das Anschlagelement Ans zu transportiert wird
U-Fb	Unterflur-Förderband des Stapelfachs Sf
UW	Umlenkwand des Stapelfachs Sf
W.1, W.2	Wellen, um die herum die Rotationselemente Rot.1, Rot.2 drehbar gelagert sind
ZE	Zuführ-Einrichtung ("feeder") mit dem Vereinzeler ("singulator")

Claims

Stapelvorrichtung zum Stapeln von stapelbaren Gegenständen (Ps, Ps.1),
wobei jeder Gegenstand (Ps)
- sich in jeweils einer Gegenstands-Ebene erstreckt und

- jeweils eine Vorderkante (Vk) aufweist, die Stapelvorrichtung

- ein Stapelfach (Sf) und

- eine Transport-Einrichtung (TE), umfasst, das Stapelfach (Sf)

- eine beweglich angeordnete Stapelstütze (Pa),

- einen Boden (Bo), der sich in einer Boden-Ebene (Bo-E) erstreckt,

- ein Anschlagelement (Ans) mit einer Anschlagfläche (Af) und

- ein Begrenzungselement (UW) umfasst, wobei die Stapelvorrichtung dazu ausgestaltet ist, im Stapelfach (Sf) einen Stapel (St) von annähernd senkrecht stehenden Gegenständen zu erzeugen, wobei der Stapel (St) auf dem Boden (Bo) ruht, die Stapelstütze (Pa) so angeordnet ist, dass

- ein bereits erzeugter Stapel (St) an der Stapelstütze (Pa) liegt und

- der Stapel (St) sich zwischen der Stapelstütze (Pa) und dem Begrenzungselement (UW) befindet, die Transport-Einrichtung (TE) dazu ausgestaltet ist, jeden zu stapelnden Gegenstand (Ps) so zu transportieren, dass

- die Gegenstands-Ebene des Gegenstands (Ps) während des Transports senkrecht auf dem Boden (Bo) steht und

- der Gegenstand (Ps) zwischen dem Begrenzungselement (UW) und der Stapelstütze (Pa) oder einem bereits gebildeten und an der Stapelstütze (Pa) liegenden Stapel (St) hindurch in eine Richtung parallel zum Boden (Bo) auf das Anschlagelement (Ans) zu transportiert wird, wobei die Vorderkante (Vk) des Gegenstands (Ps) beim Transport zum Anschlagelement (Ans) hin gewandt ist, wobei

- die Anschlagfläche (Af) sich in einer Anschlagflächen-Ebene (Af-E) erstreckt,

- zwischen der Anschlagflächen-Ebene (Af-E) und der Boden-Ebene (Bo-E) ein Winkel (α) auftritt, der kleiner als 90 Grad ist,

- so dass zunächst ein oberer Bereich (Eck) der Vorderkante (Vk) eines einzustapelnden Gegenstands (Ps) auf die Anschlagfläche (Af) trifft und zwischen einem unteren Bereich der Vorderkante (Vk) und der Anschlagfläche (Af) im Moment des Auftreffens ein Abstand (dist) auftritt.
Stapelvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Stapelvorrichtung eine Abstands-Erzeugungs-Einrichtung (Rot.1, Rot.2, Rot.3) mit mindestens einem beweglichen Element aufweist,

- die Abstands-Erzeugungs-Einrichtung (Rot.1, Rot.2, Rot.3) dazu ausgestaltet ist, mittels des beweglichen Elements einen Abstand zwischen einem bereits erzeugten Stapel (St) und dem Begrenzungselement (UW) zu erzeugen, und

- die Stapelvorrichtung (Sf) so ausgestaltet ist, dass ein einzustapelnder Gegenstand (Ps) sich zwischen dem Begrenzungselement (UW) und dem Stapel (St) hindurch bewegt, bis der Gegenstand (Ps) auf die Anschlagfläche (Af) trifft.
Stapelvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Anschlagfläche (Af) dergestalt als ein dämpfendes Element ausgestaltet ist,

- dass die Anschlagfläche (Af) den Aufprall eines einzustapelnden Gegenstands (Ps) auf das Anschlagelement (Ans) dämpft.
Stapelvorrichtung nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Winkel (α) zwischen der Anschlagflächen-Ebene (Af-E) und der Boden-Ebene (Bo-E) zwischen 80 Grad und 86 Grad liegt.