Beschreibung
Titel: "Verfahren und Vorrichtung zum Vereinzeln blattförmiger Aufzeichnungsträger von einem Stapel"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vereinzeln blattförmiger Aufzeichnungsträger von einem Stapel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4.
Bei Büromaschinen, z. B. Druckern und Kopierern werden die blattförmigen Aufzeichnungsträger, z. B. Papierblätter, gestapelt bevorratet und vereinzelt von dem Stapel abgesogen und der Büromaschine zugeführt. Vielfach greifen hierzu mechanische Separiermittel unter einem Anpressdruck an der Oberseite des obersten Blattes des Stapels an, um auf dieses Blatt eine Vorschubkraft in der Blattebene auszuüben und dieses oberste Blatt zur Vereinzelung gegenüber dem folgenden zweiten Blatt des Stapels zu verschieben.
Sowohl in Bezug auf das mechanische Angreifen der Separiermittel an dem Blatt als auch in Bezug auf die Richtung der Vorschubkraft sind unterschiedlichste Ausführungen bekannt. Aus der EP 0 534 245 Bl ist es bekannt, dass die Separiermittel reibschlüssig an der Oberfläche des obersten Blattes angreifen und eine Vorschubkraft in der Richtung auf das Blatt ausüben, in welcher dieses Blatt abtransportiert wird. Aus der DE 196 41 973 AI ist es bekannt, dass die Separiermittel walkend an dem obersten Blatt angreifen und dieses in der Richtung vorschieben, in welcher das Blatt abtransportiert wird. Aus der US 3 , 809,388 'und der DE 32 11 371 AI ist es bekannt, dass die Separiermittel unter Haftreibung an dem obersten Blatt angreifen und auf dieses Blatt eine Vorschubkraft ausüben, die das oberste Blatt aufwölbt oder strafft, um das oberste Blatt von
dem zweiten Blatt des Stapels abzuheben. Aus der US 5,915,682 ist eine entsprechende Ausführung bekannt, wobei die Separiermittel jedoch rotieren und reibschlüssig an der Oberfläche des Blattes angreifen.
Bei allen diesen bekannten Vorrichtungen ist die Vereinzelung mehr oder weniger stark abhängig von dem Anpressdruck der Separiermittel gegen das oberste Blatt des Stapels und von der Qualität der Blätter, d. h. von der Stärke, Steifigkeit, Ober- flächenbeschaffenheit, elektrostatischen Aufladung, usw. der Blätter. Ist der Anpressdruck der Separiermittel gering, so wird bei Blättern von z. B. größerer Stärke, größerer Steifigkeit und glatter Oberfläche nur eine unzureichende Vorschubkraft auf das Blatt ausgeübt, so dass keine zuverlässige Ver- einzelung erfolgt. Bei einem höheren Anpressdruck besteht ein größeres Risiko, dass durch das oberste Blatt das zweite und eventuell weitere Blätter des Stapels mitgenommen werden, was insbesondere bei dünneren Blättern auftritt. Gemäß der EP 0 534 245 Bl wird daher die als Separiermittel dienende reibschlüssig angreifende Vereinzelungswalze frei beweglich gelagert, so dass sich ihr Abstand von einer Schräge der Blattsteifigkeit anpassen kann. Gemäß der US 5,915,682 kann der Anpressdruck verstellt werden, um diesen Anpressdruck der jeweiligen Papierqualität anzupassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vereinzeln blattförmiger Aufzeichnungsträger von einem Stapel zu schaffen, die bei einem weiten Spektrum unterschiedlicher Qualitäten der blattförmigen Auf- zeichnungsträger eine zuverlässige Vereinzelung gewähr eisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den jeweils rückbezogenen Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß werden die Separiermittel mit progressivem Anpressdruck auf die Oberseite des obersten Blattes des Stapels aufgesetzt. Beim Aufsetzen auf das oberste Blatt greifen die Separiermittel daher zunächst mit minimalem Anpressdruck an dem Blatt an. Dieser minimale Anpressdruck reicht im allgemeinen nicht aus, um eine Vorschubkraft auf das Blatt auszuüben. Der Anpressdruck wird daraufhin progressiv erhöht. Dabei wird der Anpressdruck so lange erhöht, bis derjenige Anpressdruck erreicht wird, der entsprechend der jeweiligen Qualität des Blattes ausreicht, um eine Vorschubkraft auf das Blatt auszuüben. Sobald dieser Anpressdruck erreicht ist und eine Vorschubkraft auf das oberste Blatt ausgeübt wird, bewegt sich dieses gegenüber dem folgenden zweiten Blatt. Diese Bewegung wird mittels eines Sensors festgestellt, worauf der Anpressdruck nicht weiter erhöht wird. Das oberste Blatt ist auf diese Weise vereinzelt und kann von dem Stapel abtransportiert werden.
Durch das progressive Erhöhen des Anpressdruckes der Separiermittel von einem minimalen Wert wird gewährleistet, dass das oberste Blatt jeweils mit dem geringstmöglichen Anpressdruck vereinzelt wird, der gerade ausreicht, um das oberste Blatt gegenüber dem zweiten "Blatt zu bewegen. Bei dünnen, wenig- steifen Blättern erfolgt die Vereinzelung bereits bei einem geringen Anpressdruck. Bei dickeren Blättern mit höherer Stei- figkeit und bei Blättern mit glatter Oberfläche, z. B. bei sa-
tinierten Blättern, erfolgt die Vereinzelung erst bei einem höheren Anpressdruck. Da der Anpressdruck nicht weiter erhöht wird sobald sich das oberste Blatt gegenüber dem folgenden zweiten Blatt bewegt, ist sichergestellt, dass der Anpress- druck nicht so «groß wird, dass das zweite Blatt bei dem Vorschub des obersten Blattes mitgenommen wird.
Da sich der Anpressdruck der Separiermittel bei jedem einzelnen Blatt, welches von dem Stapel abtransportiert wird, erneut der Blattqualität anpasst, ist nicht nur eine optimale Anpassung des Anpressdruckes gewährleistet, wenn der Stapel nur Blätter identischer Qualität enthält. Die individuelle Anpassung des Anpre-ssdruckes bei jedem einzelnen Blatt ermöglicht es auch, in dem Stapel Blätter unterschiedlicher Qualität an- zuordnen und zu vereinzeln, z. B. jeweils aufeinander folgende unterschiedliche Blätter von Formularsätzen oder dergleichen. Außerdem ist es möglich, die Vereinzelungsvorrichtung wahlweise an verschiedene Stapel mit unterschiedlichen Blättern anzufahren, um der Büromaschine auf Anforderung unterschiedliche Blätter zuzuführen.
Vorzugsweise sind die Separiermittel als Walkeinrichtung ausgebildet. Das Walken führt zu einer Lockerung der oberen Blätter des Stapels, so dass Luft zwischen das oberste Blatt und das zweite Blatt des Stapels eindringen kann und eine Separierung des obersten Blattes von dem zweiten Blatt zuverlässig möglich wird. Die Walkeinrichtung schiebt dann das durch das Walken gewellte oberste Blatt in Vorschubrichtung.
Wird das oberste Blatt" durch die Vorschubkraft der Separier-- mittel in der Richtung bewegt, in welcher das Blatt von dem Stapel zu der Büromaschine abtransportiert wird, so kann ein Sensor so angeordnet werden, dass er die von dem Stapel in Ab-
transportrichtung vorgeschobene Vorderkante des obersten Blattes detektiert. Üben die Separiermittel eine Vorschubkraft auf das oberste Blatt aus, die quer zu der Abtransportrichtung verläuft, um das oberste Blatt zu straffen und von dem konkav liegenden Stapel abzuheben oder gegenüber dem Stapel aufzuwölben, so tastet der Sensor vorzugsweise die von dem Stapel abgehobene Kante des obersten Blattes ab.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 in perspektivischer Ansicht eine erste Ausführung der Erfindung,
Figur 2 einen vertikalen Schnitt einer zweiten Ausführung der Erfindung,
Figur 3 eine Draufsicht auf die zweite Ausführung und
Figur 4 eine axiale Stirnansicht der zweiten Ausführung.
In dem ersten Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist ein Stapel 10 von blattförmigen Auf eichnungsträgern, insbesondere Pa- pierblättern horizontal liegend angeordnet. Das jeweils oberste Blatt 14 des Stapels soll vereinzelt werden und zu einer nicht dargestellten Büromaschine abtransportiert werden. Hierzu greifen an der Oberseite des obersten Blattes 14 Separiermittel an, die als Walkeinrichtung 18 ausgebildet sind und auf das oberste Blatt 14 eine Vorschubkraft in Pfeilrichtung ausüben.
Die Walkeinrichtung 18 ist als Walktraktor ausgebildet, der zwei endlos umlaufende Raupenbänder 20 aufweist, die als Zahnriemen ausgebildet sind und über gezahnte Umlenkräder umlaufen. Zwischen den beiden Raupenbändern 20 sind Walkrollen 22 gelagert, die frei drehbar sind. Die Raupenbänder 20 werden durch einen Elektromotor 24 angetrieben. Beim Umlauf der Raupenbänder 20 kommen die Walkrollen 22 mit der Oberseite des obersten Blattes 14 in Berührung und werden frei rollend über das oberste Blatt 14 geführt. Dabei üben die Walkrollen 22 ei- nen Walkdruck auf das oberste Blatt 14 aus, wodurch der Stapel 10 im Bereich seiner oberen Blätter wellenförmig durchgewalkt wird. Durch diese Walkbewegung lockert sich das oberste Blatt 14 von dem zweiten Blatt des Stapels 10. Sobald sich das o- . berste Blatt 14 gelockert hat, schieben die Walkrollen 22 das oberste Blatt 14 aufgrund seiner wellenförmigen Aufwölbung in Pfeilrichtung vorwärts. Einzelheiten des Aufbaus der Walkeinrichtung 18 sind der DE 100 16 793 AI zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist die Walkeinrichtung 18 mittels eines Schrittmotors 50 auf das oberste Blatt 14 des Stapels aufsetzbar und kann mit progressiv zunehmendem Anpressdruck senkrecht zur Ebene des Blattes 14 gegen die Oberseite des Blattes 14 gedrückt werden. Dadurch kann der Druck der Walkrollen 22 gegen die Oberseite des Stapels 10 progressiv erhöht werden.
Die Vereinzelung läuft in folgender Weise ab:
Zunächst wird die Walkeinrichtung 18 mittels des Schrittmotors 50 auf die Oberseite des obersten Blattes 14 des Stapels 10 aufgesetzt. Nun wird der Elektromotor 24 gestartet, um die Walkeinrichtung 18 anzutreiben, wobei zunächst der Anpressdruck der Walkrollen 22 gegen das oberste Blatt 14 nahezu gleich Null ist. Der Schrittmotor 50 erhöht nun gesteuert pro-
gressiv den Anpressdruck der Walkrollen 22 gegen das oberste Blatt 14. Dadurch wird die Walkwirkung der Walkeinrichtung 18 zunehmend verstärkt. Je nach der Beschaffenheit des obersten Blattes 14 führt die Walkwirkung bereits bei einem geringen Anpressdruck oder erst bei einem stärkeren Anpressdruck dazu, dass sich das oberste Blatt 14 von dem folgenden zweiten Blatt des Stapels löst und durch die walkend über das Blatt 14 hinweglaufenden Walkrollen 22 in Pfeilrichtung vorgeschoben wird. Sobald das oberste Blatt 14 auf diese Weise vereinzelt ist und sich gegen das folgende Blatt des Stapels 10 verschiebt, wird diese Vorschubbewegung durch einen Sensor 52 detektiert. Der Sensor 52 kann beispielsweise als die Vorderkante des Blattes 14 abtastende Lichtschranke ausgeführt sein. Andere Ausführungen entsprechender Sensoren sind dem Fachmann geläufig. Sobald der Sensor 52 die Vorschubbewegung des obersten Blattes 14 feststellt, wird der Schrittmotor 50 gestoppt und der Anpressdruck der Walkeinrichtung 18 wird nicht weiter erhöht. Das vereinzelte oberste Blatt 14 wird in an sich bekannter Weise zu der Büromaschine abtransportiert. Hierzu werden Transport- mittel verwendet, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, die dem Fachmann bekannt sind und die daher in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
In den Figuren 2 bis 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In dieser Ausführung ist der Stapel 10 der blattförmigen Aufzeichnungsträger auf einer Auflageplatte 12 gelagert, die so geformt ist, dass der Stapel 10 in seiner Längsrichtung konkav gekrümmt ist. Der Stapel 10 wird an" seiner konkav liegenden Stirnseite mit einem Wagen 16 angefahren. Der Wagen 16 trägt Separiermittel zum Straffen des obersten Blattes 14 des Stapels 10. Diese Separiermittel sind so ausgebildet, dass sie
beiderseits der Blattmittelachse an der Oberfläche des obersten Blattes 14 angreifen und die Blattränder von der Blattmittelachse weg nach außen verschieben. Die Separiermittel zum Straffen des obersten Blattes 14 bestehen aus zwei Walkein- richtungen 18, die im wesentlichen im Aufbau der Walkeinrichtung 18 der Figur 1 entsprechen. Die Walkeinrichtungen 18 weisen jeweils ein endlos umlaufendes Raupenband 20 auf, welches mit Walkrollen 22 bestückt ist. Das untere Drum des Raupenbandes 20 wird auf das oberste Blatt 14 aufgesetzt und läuft von der Blattmittelachse gegen die Blattränder hin. Die Raupenbänder 20 werden jeweils mittels eines Elektromotors 24 über ein Getriebe 26 angetrieben. Die Walkeinrichtungen 18 sind an dem "Wagen 16 abgefedert gelagert. Hierzu dient vorzugsweise eine Stabfeder 28, die in ihrer Mitte nach Art eines Waagebalkens schwenkbar an dem Wagen 16 gelagert ist und an ihren beiden freien Enden die Walkeinrichtungen 18 trägt. Dadurch wird erreicht, dass beim Absenken des Wagens 16 die beiden Walkeinrichtungen 18 mit ihren Walkrollen 22 mit exakt dem gleichen Anpressdruck symmetrisch zur Blattmittelachse auf die Oberflä- ehe des obersten Blattes 14 gedrückt werden. Die Walkrollen 22 walken dadurch das oberste Blatt 14 in dessen beiden Randbereichen mit der exakt gleichen Walkwirkung und verschieben dadurch die beiden Blattränder spiegelsymmetrisch zueinander nach außen.
Weiter sind an dem Wagen 16 Trennmittel angeordnet, die dazu dienen, das durch die Walkeinrichtungen 18 gestraffte und dadurch im mittleren Bereich von dem Stapel 10 abgehobene oberste Blatt 14 von dem zweiten Blatt des Stapels getrennt zu hal- ten. Die Trennmittel weisen eine Trennzunge 30 auf, die zwischen das gestraffte und von dem Stapel abgehobene oberste Blatt 14 und das auf dem Stapel 10 liegende zweite Blatt eingeschoben werden kann. Die Verschiebung der Trennzunge 30 er-
folgt durch einen Elektromotor 32 über eine Zahnstange 34. Weiter ist an dem Wagen 16 eine Transporteinrichtung 36 angeordnet, die das von dem Stapel 10 vereinzelte oberste Blatt 14 von dem Stapel 10 abzieht und zu der nachgeordneten Büroma- schine abtransportiert'. Die Transporteinrichtung 36 weist ein mittels eines Elektromotors 38 angetriebenes umlaufendes reibfähiges Transportband 40 auf.
In der Ausführung der Figuren 2 bis 4 arbeitet die Vorrichtung in folgender Weise:
Im Ruhezustand befindet sich die Vorrichtung in der in Figur 2 gezeigten Ausgangsstellung. Der Wagen 16 mit den- Walkeinrich- , tungen 18 ist angehoben, so dass die Walkeinrichtungen 18 das oberste Blatt 14 des Stapels 10 nicht berühren. Die Trennzunge 30 befindet sich in ihrer Ausgangsstellung außerhalb des Stapels 10. Auf einen elektronischen Startbefehl wird zunächst der Wagen 16 durch einen elektronisch gesteuerten Schrittmotor gegen den Stapel 10 abgesenkt, bis die abgefederten Walkein- richtungen 18 mit ihren Walkrollen 22 auf dem obersten Blatt
14 zunächst noch mit minimalem Druck aufsitzen. Daraufhin werden die Elektromotoren 24 der Walkeinrichtungen 18 gestartet, so dass die Raupenbänder 20 umlaufen und mittels der Walkrollen 22 auf das oberste Blatt- 14 einwirken. Mittels des Schrittmotors wird der Wagen 16 nun progressiv stärker gegen den Stapel 10 gefahren, so dass der Anpressdruck der Walkrollen 22 gegen das oberste Blatt 14 progressiv erhöht wird, bis sich die Ränder des Blattes 14 unter der Walkwirkung nach außen bewegen und das oberste Blatt 14 gestrafft und von dem Stapel 10 abgehoben wird. Diese Vorschübbewegung ist in Figur
3 durch Pfeile angedeutet. Sobald das oberste Blatt 14 gestrafft ist, wird hierdurch ein Sensor 52 betätigt, der anzeigt, dass der notwenige Zwischenraum zwischen dem obersten
Blatt 14 und dem folgenden zweiten Blatt des Stapels 10 hergestellt ist, wie dies in Figur 4 erkennbar ist.
Sobald der Sensor 52 das ausreichende Straffen des obersten 5 Blattes 14 meldet, wird der Schrittmotor gestoppt, so dass der Anpressdruck der Walkeinrichtungen 18 nicht mehr erhöht wird. Gleichzeitig wird die Trennzunge 30 betätigt und in den Zwischenraum zwischen dem abgehobenen obersten Blatt 14 und dem zweiten folgenden Blatt eingeschoben. Die eingeschobene Trenn- 0 zunge 30 drückt das oberste Blatt 14 gegen das Transportband
40 der Transporteinrichtung 36. Der Wagen 16 wird wieder angehoben, so dass auch die Walkeinrichtungen 18 von dem obersten' ' "" 'Blatt 14 abgehoben" werden. Dieses " oberste "Blatt 14 ist nun' für den Abtransport durch das Transportband 40 frei. 5
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass anstelle der Walkeinrichtungen 18 auch rotierende Vereinzelungswalzen als Separiermittel verwendet werden können, die reibschlüssig an dem obersten Blatt angreifen, um auf dieses oberste Blatt die Vor- 0 Schubkraft auszuüben. Ebenso können anstelle der Walkeinrichtungen 18 Haftelemente als Separiermittel vorgesehen sein, die unter Haftreibung an der Oberseite des obersten Blattes anliegen und linear bewegt werden, um die Vorschubkraft auf das o- berste Blatt 14 auszuüben. 5