DE10030226A1 - Blattgutstapelvorrichtung und Verfahren zur Steuerung des Einlaufs von Blattgut in ein Staplerrad - Google Patents

Abstract

In einer Blattgutstapelvorrichtung, insbesondere einem Spiralfachstapler, wird die relative Lage einer Gruppe von Blättern 7A, 7B ermittelt, beispielsweise der Abstand t¶a¶ zwischen den Blättern oder die Gesamtlänge t¶L¶ von einander überlappenden Blättern. Ein Blattgutsensor 16 ist zu diesem Zweck in großem Abstand vor dem Eingabepunkt 15 angebracht, so daß Unregelmäßigkeiten wie Abstand und/oder Überlappung innerhalb der Gruppe von Blättern 7A, 7B berücksichtigt und entsprechende Maßnahmen getroffen werden können, noch bevor das vorauseilende Blatt 7A in ein Staplerfach 2 des Staplerrads 1 einläuft. Je nach Art der festgestellten Unregelmäßigkeit wird das Staplerrad 1 angehalten, abgebremst oder beschleunigt, um ein kollisionsfreise Einlaufen der Gruppe von Blättern in ein gemeinsames Ablagefach 2 oder in getrennte Ablagefächer 2 zu ermöglichen.In besonderen Ausführungsformen wird auf die Blattgutgeschwindigkeit mittels separat steuerbaren Transportstreckensegmenten 12a, 12b und/oder auf den Eingabepunkt 15 mittels eines Regelfingers 8 Einfluß genommen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blattgutstapelvorrichtung, insbesondere Spiral­ fachstapler, sowie ein Verfahren zur Steuerung des Einlaufs von Blattgut in Ablagefächer eines kontinuierlich oder intermittierend rotierenden Stapler­ rades.

Spiralfachstapler werden beispielsweise in Blattgutprüf- und -sortiervorrichtungen eingesetzt in welchen Blattgutstapel, beispielsweise Banknotenbündel, zunächst vereinzelt werden, anschließend zu Prüfzwec­ ken durch eine Sensorik hindurchgeführt werden und schließlich mittels Spi­ ralfachstaplern in verschiedenen Stapeln abgestapelt werden. Die Funktion der Spiralfachstapler besteht dabei darin, die antransportierten Einzelblätter durch das Umlenken in eine spiralförmige Bahn vor ihrer endgültigen Abla­ ge abzubremsen. Es ist dabei in den meisten Anwendungsfällen unkritisch, wenn beim Abstapeln nicht jedes Ablagefach des Stapelrades mit einem Blatt belegt wird oder wenn ein Ablagefach ausnahmsweise mit mehr als einem Blatt belegt wird.

Es ist jedoch darauf zu achten, daß die Blätter im Moment ihrer Übergabe ans Staplerrad nicht mit einer die Ablagefächer trennenden Trennwand kol­ lidieren. Die Vorderkante eines Blattes sollte daher dem Staplerrad in einem idealen Eingabepunkt zwischen zwei Trennwänden zugeführt werden, um ein kollisionsfreies und vollständiges Einlaufen des Blattes in ein Ablagefach sicherzustellen. Da die Blätter aufgrund von Schlupf im Transportsystem oder aufgrund unterschiedlicher Blattformate nicht immer in synchronem zeitlichen Abstand in das Staplerrad einlaufen, stellt sich das Problem der exakten Einlaufsteuerung unabhängig davon, ob das Staplerrad intermittie­ rend oder kontinuierlich rotiert. In beiden Fällen ist es notwendig, eine asyn­ chrone Blattzuführung und das rotierende Staplerrad so zu synchronisieren, daß jedes Blatt vollständig und kollisionsfrei in ein Ablagefach des Stapler­ rades übergeben wird.

In der DE 27 56 223 C2 wird vorgeschlagen, bei vorgegebener, konstanter Rotationsgeschwindigkeit des Staplerrades die Abweichung des einzelnen Blattes von seiner idealen Lage mittels einem Sensor quantitativ zu bestim­ men und die Blattvorderkante mittels eines Fingers im Moment der Blattübergabe um einen zur ermittelten Abweichung proportionalen Betrag soweit herunter zu drücken, daß die Blattvorderkante im idealen Blatteinga­ bepunkt in das Ablagefach einläuft. Die quantitative Messung der Lageab­ weichung erfolgt in einem Abstand vor der Übergabestelle, damit ausrei­ chend Zeit zur Einflußnahme auf die Blattvorderkante durch individuelles Auslenken des Fingers zur Verfügung steht.

In den GB 2 168 687 A und EP 0 082 195 B1 wird anstelle des Einflußnehmens auf die Blattvorderkante vorgeschlagen, die Positionierung des Staplerrades zu beeinflussen, indem zunächst die Blattvorderkante eines herannahenden Blattes in einer bestimmten Entfernung vor der Übergabestelle detektiert wird und daraufhin die Schrittgeschwindigkeit des Staplerrads abhängig von der Transportgeschwindigkeit des Blatts kurzfristig so beeinflußt wird, daß die Blattvorderkante im idealen Eingabepunkt in ein Ablagefach des Staplerrads einläuft.

Nachteilig an dem letztgenannten Lösungsvorschlag ist, daß bei dicht auf­ einanderfolgenden Blättern sehr hohe Beschleunigungen des Staplerrads notwendig sind, um das nächste Ablagefach rechtzeitig in die ideale Ein­ laufposition zu bringen. Ein weiterer Nachteil ergibt sich im Zusammenhang mit sich überlappenden Blättern, was insbesondere bei der Verarbeitung von gebrauchten Banknoten aufgrund deren schlechten Zustands auftreten kann. In solchen Fällen ist die Wahrscheinlichkeit hoch, daß das hintere Blatt nicht vollständig erfaßt und aus dem Staplerrad herausgeschleudert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Blattgutstapelvorrich­ hing sowie ein Verfahren zur Steuerung des Einlaufs von Blattgut in Ablage­ fächer eines Staplerrades zur Verfügung zu stellen, wobei das Staplerrad so beeinflußt wird, daß auch bei sehr kurzen Blattabständen oder sich überlap­ penden Blättern ein definiertes Abstapeln ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Blatt­ gutstapelvorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprü­ che gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in davon abhängigen Ansprüchen angegeben.

Während im Stand der Technik das Herannahen einer Blattvorderkante er­ mittelt und ausgewertet wurde, um aufgrund der ermittelten Daten Maß­ nahmen zu treffen, die dazu geeignet sind, ein kollisionsfreies Einlaufen des Blattes in ein Ablagefach sicherzustellen, sieht die Erfindung vor, daß auch eine Gruppe oder Gruppen von mindestens zwei Blättern sensorisch erfaßt und ausgewertet werden können, und daß anhand des Auswerteergebnisses für diese Gruppe oder Gruppen von Blättern Maßnahmen getroffen werden, die dazu geeignet sind, eine zuverlässige Übergabe aller Blätter dieser Gruppe in die Ablagefächer des Staplerrades zu gewährleisten. Indem die Auswertung nicht nur das nächste herannahende Blatt sondern zumindest die beiden nächsten herannahenden Blätter berücksichtigt, wird es möglich, den Einlauf der Blätter ins Staplerrad vorausschauend für die gesamte Gruppe von Blättern zu steuern. Insbesondere kann die Kinematik des Stap­ lerrades vorausschauend beeinflußt werden, wobei sich die Beeinflussung auf die Lage und/oder Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Staplerrades beziehen kann.

Zu diesem Zweck ist ein Blattgutsensor vorgesehen, der ein oder mehrere Informationen über das herannahende Blattgut ermittelt, beispielsweise den Abstand zwischen zwei Blättern, die Länge eines Blattes bzw. die Gesamt­ länge mehrerer sich überlappender Blätter, die Gesamtdicke mehrerer sich überlappender Blätter, oder andere Informationen, welche Rückschlüsse auf die relative Lage von zwei oder mehr Blättern zulassen.

Der Blattgutsensor wird zweckmäßiger Weise in einem ausreichenden Ab­ stand vor dem Staplerrad angeordnet, damit die Information über das nach­ folgende Blatt relativ zum vorangehenden Blatt ausgewertet und eine ent­ sprechende Einflußnahme auf das Staplerrad vorgenommen werden kann, bevor das vorauseilende Blatt in ein Ablagefach des Staplerrads einzulaufen beginnt. Der Abstand zwischen dem Staplerrad und dem Blattgutsensor soll­ te daher einer Länge entsprechen, die sich aus der maximalen Länge der zu bearbeitenden Blätter, dem normalen Abstand zwischen den Blättern und einer zusätzlichen Strecke zusammensetzt, wobei die zusätzliche Strecke ab­ hängig von der Transportgeschwindigkeit so zu bemessen ist, daß ausrei­ chend Zeit zur Auswertung der Blattgutsensorinformationen und geeigneten Einflußnahme auf den individuellen Blattfluß zur Verfügung steht.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, die Abstands­ messung zwischen zwei Blättern und die Gesamtlängenmessung der Blätter bzw. einander überlappender Blätter miteinander zu kombinieren. Dies ist in einfacher Weise mit einem einzigen Blattgutsensor möglich, der beispiels­ weise als Lichtschranke ausgebildet sein kann und sich vorzugsweise in dem zuvor beschriebenen Abstand zum Staplerrad befindet. Mittels der Licht­ schranke läßt sich das Vorhandensein von Blattgut im Transportweg pro­ blemlos feststellen. Dabei dient die Zeitspanne, die zwischen zwei aufeinan­ derfolgenden Blättern vergeht, als Maß für den Abstand zwischen den Blät­ tern und die Zeitspanne, die zwischen der Abstandsmessung vergeht, als Maß für die Länge eines Blattes oder einer Gruppe von Blättern. Wenn das ermittelte Abstands- und/oder Längenmaß in unzulässiger Weise von einem vorgegebenem Schwellenwert abweicht, wird von einem vorgegebenen, mit der Blattgutvereinzelungsrate synchronisierten Bewegungsablauf des Stap­ lerrads gezielt abgewichen und auf das Staplerrad entsprechend dem indivi­ duell ermittelten Blattfluß Einfluß genommen, indem das Staplerrad entwe­ der beschleunigt, abgebremst oder angehalten wird oder nur mit sehr gerin­ ger Geschwindigkeit rotiert.

Je nach Art der festgestellten Unregelmäßigkeit sind beispielsweise folgende Maßnahmen denkbar: Wird ein Abstand zwischen zwei Blättern festgestellt, der unter einem Mindestabstand liegt, so kann das Staplerrad kurzzeitig an­ gehalten werden oder mit sehr geringer Rotationsgeschwindigkeit drehen, damit beide Blätter in ein gemeinsames Ablagefach einlaufen können. Alter­ nativ kann die Rotationsgeschwindigkeit des Staplerrads kurzfristig erhöht werden, um den verkürzten Abstand auszugleichen, so daß die beiden Blät­ ter in getrennte Ablagefächer einlaufen.

Überschreitet der ermittelte Abstand einen vorgegebenen Maximalabstand, so bietet es sich an, das Staplerrad kurzzeitig abzubremsen, um dem vergrö­ ßerten Abstand Rechnung zu tragen, so daß beide Blätter zuverlässig in voneinander getrennte Ablagefächer einlaufen.

Überschreitet die ermittelte Länge eines Blattes bzw. einer Gruppe von sich überlappenden Blättern eine vorgegebene Maximallänge, so kann das Stap­ lerrad angehalten werden oder mit geringfügiger Geschwindigkeit rotieren oder zumindest soweit abgebremst werden, daß alle Blätter dieser Gruppe von Blättern in einem gemeinsamen Ablagefach vollständig aufgenommen werden. Sofern nicht noch vor dem Einlaufen dieser Blattgruppe in das Ab­ lagefach festgestellt wird, daß das nächste Blatt oder die nächste Blattgruppe mit einem ausreichenden Abstand folgt, wird das Staplerrad sinnvollerweise angehalten, damit auch das nächstfolgende Blatt bzw. die nächstfolgende Blattgruppe in das selbe Staplerfach einlaufen kann. Erst wenn wieder ein ausreichend großer Abstand ermittelt wird, wird das Staplerrad auf das nächste Ablagefach positioniert und gegebenenfalls wieder von der indivi­ duellen Blattflußsteuerung auf die synchronisierte Steuerung (Synchronisation der Staplerradrotationsgeschwindigkeit mit der Blattgut­ vereinzelungsrate) umgestellt.

Für den Fall, daß eine Gruppe von einander überlappenden Blättern mit ei­ nem Dickensensor ermittelt wird, bietet es sich an, das Staplerrad anzuhal­ ten, da eine Aussage über die Gesamtlänge der einander überlappenden Blätter und somit eine Aussage über die Zeitdauer, die die Blätter zum Ein­ laufen in das Ablagefach benötigen, nicht ohne weiteres möglich ist. Das Staplerrad wird erst dann auf das nächste Ablagefach positioniert, wenn wieder ein ausreichender Abstand zwischen zwei Blättern bzw. Blattgrup­ pen festgestellt wird.

Wird hingegen zusätzlich zur Gesamtdicke auch die Gesamtlänge der sich überlappenden Blätter ermittelt und ausgewertet, so läßt sich exakt feststel­ len, an welcher Stelle die Überlappung beginnt und endet. Unter diesen Vor­ aussetzungen ist es möglich, durch zeitlich exakte kurzzeitige Beschleuni­ gung des Staplerrads eine Trennung der sich überlappenden Blätter derart zu erreichen, daß die Blätter in voneinander getrennte Ablagefächer einlau­ fen. Es muß allerdings sichergestellt werden, daß keine allzu heftigen Be­ schleunigungen und Geschwindigkeiten des Staplerrades das Einlaufen der Blätter verhindern oder ein Herausschleudern verursachen.

Für die meisten der vorgenannten Ausführungsformen ist es sinnvoll, einen Geschwindigkeitssensor zum Ermitteln der Blattguttransportgeschwindig­ keit vorzusehen, um die Ablagefächer des Staplerrades abhängig von der Zeitspanne, die zum Transport des Blattguts zum Staplerrad verbleibt, rechtzeitig positionieren zu können. Des weiteren kann die Transportge­ schwindigkeit bei der Einflußnahme auf die Kinematik des Staplerrades der­ art berücksichtigt werden, daß das Einlaufen eines Blatts oder einer Gruppe von Blättern in ein Ablagefach gerade abgeschlossen ist, bevor das nächste Blatt oder die nächste Gruppe von Blättern in das nächstfolgende Ablagefach einläuft.

Vorteilhafterweise rotiert das Staplerrad mit einfacher oder mehrfacher Syn­ chrongeschwindigkeit, wobei die Synchrongeschwindigkeit v_S sich aus der Nennvereinzlerrate r_N (Blätter pro Minute) und der Anzahl n_F der Ablagefä­ cher pro Umdrehung ergibt. Eine mehrfache Synchrongeschwindigkeit führt dazu, daß im Nennbetrieb der Maschine, d. h. bei synchronisierter Vereinz­ lerrate und Staplerradgeschwindigkeit, nicht jedes Fach des Staplerrades mit einem Blatt belegt wird. Dadurch verringert sich das Risiko, daß sich aufein­ anderfolgende Blätter beim Abstapeln behindern, wenn sie mit Knicken oder Falten aufeinanderprallen. Beim Einlaufen einer Gruppe von Blättern mit kleinen Abständen kann dann gezielt jedes Ablagefach mit einem Blatt be­ legt werden, um die Dauer der Positionierung des Staplerrads auf das näch­ ste gewünschte Ablagefach zu verringern.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zusätzlich zur oder anstelle der Beeinflussung der Kinematik des Staplerrades die Blattgutgeschwindigkeit in mindestens einem Teilbereich der Blattguttrans­ portstrecke beeinflußt wird, um unregelmäßig beabstandete Blätter oder sich überlappende Blätter auf einen normierten Abstand zu bringen, so daß das Einlaufen eines Blattes je Ablagefach häufiger möglich wird. Dazu ist ein Transportsystem vorgesehen, welches mindestens ein Transportstrecken­ segment besitzt, dessen Transportgeschwindigkeit abhängig von den Blatt­ gutsensorinformationen beeinflußbar ist.

Gemäß einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung kann zusätzlich zur oder anstelle der Beeinflussung der Kinematik des Staplerrads eine Einflußnahme auf die Blätter mittels einem oder mehreren Regelfingern erfolgen, wie dies grundsätzlich in der einleitend erwähnten DE 27 56 223 C2 beschrieben wird, auf deren Offenbarungsgehalt hier insoweit explizit Bezug genommen wird.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Darin bedeuten:

Fig. 1 zeigt einen Spiralfachstapler gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt das Prinzip der Abstandsmessung;

Fig. 3 zeigt das Prinzip der Gesamtlängenmessung; und

Fig. 4 zeigt das Prinzip der Gesamtdickenmessung.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Gesamtansicht eines Spiralfachstaplers zeigt ein Staplerrad 1 mit einer Anzahl spiralförmig über den Umfang ver­ teilter Ablagefächer 2, die durch Trennwände 20 gebildet werden. Das Stap­ lerrad 1 dreht in Pfeilrichtung 10 und nimmt Blätter 7A, 7B, die über ein in Pfeilrichtung 11 angetriebenes Transportsystem 5 zugeführt werden, in den Ablagefächern 2 auf und transportiert die Blätter in Umfangsrichtung des Staplerrades 1, bis sie schließlich durch einen Abstreifer 4 aus den Ablagefä­ chern 2 gezogen werden und auf einen Stapel 3 fallen. Die spiralförmig ge­ krümmten Trennwände übernehmen dabei die Funktion, die antransportier­ ten Blätter 7A, 7B kontinuierlich abzubremsen.

Im Falle eines kontinuierlich angetriebenen Staplerrads 1 ist es von Bedeu­ tung, daß das Blatt 7A im optimalen Eingabepunkt 15 in das Ablagefach 2 einläuft, so daß das Blatt 7A vollständig in das Ablagefach 2 eingelaufen ist, bevor die untere Trennwand 20 des Ablagefachs 2 den Eingabepunkt 15 durchläuft.

Im Normalbetrieb ist die Rotation des Staplerrads 1, unabhängig davon ob das Staplerrad 1 intermittierend oder kontinuierlich rotiert, mit der Verein­ zelungsrate synchronisiert und rotiert mit der Synchrongeschwindigkeit v_S, die sich ergibt aus der Nennvereinzlerrate r_N, d. h. der Anzahl der pro Minu­ te vereinzelten Blätter, und der Anzahl n_F der über den Umfang des Stapler­ rads 1 gleichmäßig verteilten Ablagefächer 2 als:

v_S = r_N/n_F.

Vorzugsweise rotiert das Staplerrad mit einer dem Vielfachen der Synchron­ geschwindigkeit entsprechenden Geschwindigkeit.

In größerer Entfernung zum Staplerrad 1 ist ein Blattgutsensor 16 angeord­ net. Der Blattgutsensor 16 ist als Lichtschranke ausgeführt und detektiert das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von Blattgut im Transportsystem 5. Zwischen dem Blattgutsensor 16 und dem Staplerrad 1 ist in der Nähe des Staplerrads 1 ein Näherungssensor 6 angeordnet, der ebenfalls als Licht­ schranke ausgebildet ist und dazu dient, die Vorderkante eines sich nähern­ den Blattes 7A zu detektieren. Auf diesen Näherungssensor 6 kann unter Umständen verzichtet werden, wie nachfolgend noch erläutert wird, insbe­ sondere wenn ein Blattguttransportgeschwindigkeitssensor 17 vorgesehen ist.

Bei einer synchronisierten Vereinzelung von gleichartigen Blättern ohne auf­ tretende Unregelmäßigkeiten (Abstandsvariationen oder Überlappung von Blättern) ergibt sich eine synchronisierte Taktlänge t₀ aufeinanderfolgender Blätter 7A, 7B, die zur Vereinzelungsrate v_N umgekehrt proportional ist und sich zusammensetzt aus einer Zeitspanne t_L (Normlänge), das ist die Zeit, die ein Blatt benötigt, um über einen beliebigen Punkt des Transportsystems transportiert zu werden, und einer Zeitspanne t_a (synchronisierter Abstand), die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blätter 7A, 7B vergeht.

Sowohl der synchronisierte Abstand t_a als auch die Normlänge t_L werden mit dem Blattgutsensor 16 ermittelt.

Der Abstand zwischen dem Näherungssensor 6 und dem Blattgutsensor 16 ist größer als die synchronisierte Taktlänge t₀ gewählt, so daß zu dem Zeit­ punkt, wenn das vorauseilende Blatt 7A den Näherungssensor 6 erreicht, bereits eine Auswertung der vom Blattgutsensor 16 gelieferten Informatio­ nen durch eine Auswerteeinrichtung 18 erfolgt ist und feststeht, ob die syn­ chronisierte Taktlänge t₀ zwischen den beiden aufeinanderfolgenden Blät­ tern 7A, 7B innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen liegt oder ob eine un­ zulässige Unregelmäßigkeit beispielsweise im Abstand zwischen den beiden Blättern oder in der Gesamtlänge eines Blattes bzw. einer Gruppe von Blät­ tern vorliegt. In dem Moment, in der der Näherungssensor 6 das Ankommen eines Blattes 7A feststellt, liegt somit bereits eine Information über die Lage des nächstfolgenden Blatts 7B vor, so daß eine Beeinflussung der Kinematik des Staplerrads 1 abgestimmt auf den individuellen, asynchronen Blattfluß erfolgen kann. Im einfachsten Fall wird das Staplerrad 1 angehalten, um ein Einlaufen von einander überlappenden Blättern oder mit engem Abstand aufeinanderfolgenden Blättern in ein gemeinsames Ablagefach 2 zu ermögli­ chen, und erst dann, wenn der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgen­ den Blättern 7A, 7B über einem Mindestabstand liegt, wird das nächste Ab­ lagefach 2 des Staplerrads 1 in die Einlaufposition gebracht. Über die exakte Positionierung des Staplerrads informiert ein Positionssensor 14, der die Staplerradposition anhand einer Kontaktscheibe 13 feststellt und an die Auswerteeinheit 18 weiterleitet.

Anhand der Fig. 2 bis 4 wird nun das Erfassen verschiedener Unregel­ mäßigkeiten und die darauf zu treffenden Maßnahmen näher beschrieben. Gezeigt ist jeweils schematisch ein Ausschnitt aus dem Transportweg des Blattguts 7 in Richtung des Pfeils, wobei die Blätter 7A, 7B bzw. 7A, 7B, 7C jeweils eine Gruppe von Blättern definieren, deren relative Lage zueinander mittels dem Blattgutsensor 16 ermittelt und ausgewertet wird, um anhand des Auswerteergebnisses eine geeignete Beeinflussung der Kinematik, d. h. der Lage, der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung, des Staplerrads 1 vorzunehmen. Dabei bezeichnet t₀ die synchronisierte Taktlänge, d. h. den Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blättern im synchronisierten Betrieb ohne auftretende Unregelmäßigkeiten, die sich zusammensetzt aus dem synchronisierten Abstand t_a und der Länge t_L des zu verarbeitenden Blattguts, wie zuvor erläutert wurde.

Fig. 2 zeigt den Fall einer Unregelmäßigkeit des Abstands zwischen den Blättern 7A, 7B. Der tatsächliche Abstand t'_a zwischen den Blättern 7A, 7B dieser Gruppe von Blättern ist kleiner als der synchronisierte Abstand t_a. Wenn keine Maßnahmen getroffen werden, kann dies zur Folge haben, daß das nacheilende Blatt 7B mit seiner vorderen Blattkante noch in das Ablage­ fach 2 einläuft, in welchem bereits das vorauseinlende Blatt 7A aufgenom­ men wurde, so daß das nacheilende Blatt 7B mit der Trennwand 20 kolli­ diert. Indem der Näherungssensor 6 das Ankommen des vorauseilenden Blatts 7A zu einem Zeitpunkt ermittelt, an dem die Unregelmäßigkeit des Blattabstands bereits erkannt und ausgewertet ist, kann eine geeignete Maß­ nahme getroffen werden, um diese Kollision zu verhindern.

Beispielsweise kann das Vereinzlerrad 1 angehalten werden, damit alle an­ kommenden Blätter 7A, 7B, . . . in einem gemeinsamen Ablagefach 2 aufge­ nommen werden können, bis der Blattgutsensor 16 einen ausreichend gro­ ßen Abstand t'_a ≧ t_a zu einem nachfolgenden Blatt 7C oder einer nachfolgen­ den Gruppe von Blättern meldet, der ein Weitertakten des Stapelrads zuläßt. Andererseits, wenn durch den Geschwindigkeitssensor 17 Informationen über die Blattguttransportgeschwindigkeit vorliegen und bei der Beeinflus­ sung der Kinematik des Staplerrads 1 berücksichtigt werden, ist es auch möglich, die Rotationsgeschwindigkeit des Staplerrads 1 gezielt so zu beein­ flussen, daß das nacheilende Blatt 7B in das nächste gewünschte Ablagefach 2 einläuft. Dazu muß das Staplerrad 1 lediglich um einen entsprechenden Betrag kurzzeitig beschleunigt oder vorpositioniert werden. Umgekehrt, wenn der Abstand t'_a zwischen den Blättern 7A und 7B der Gruppe von Blät­ tern 7A, 7B größer als der synchronisierte Abstand t_a ist, muß das Staplerrad 1 lediglich um einen entsprechenden Betrag abgebremst werden, um ein kollisionsfreies Einlaufen des nacheilenden Blattes 7B in das nächste ge­ wünschte Ablagefach zu erreichen.

Anstatt das Staplerrad 1 vollständig anzuhalten, kann dieses auch langsam weiterbewegt werden, so daß sich das Staplerrad 1 während der Dauer des Einlaufens der Blätter 7A, 7B nur jeweils um einen Bruchteil des Ablagefa­ ches 2 weiterbewegt.

In Fig. 3 ist der Fall dargestellt, daß der Blattgutsensor 16 eine Gesamtlänge t_L des Blatts bzw. der Gruppe von Blättern 7A, 7B, 7C ermittelt, die über der Normlänge t_L liegt. Zum Zeitpunkt, wenn die Annäherung des vorauseilen­ den Blattes 7A durch den Näherungssensor 6 gemeldet wird, steht somit be­ reits fest, daß eine Maßnahme ergriffen werden muß, die ein Einlaufen einer Gruppe von sich überlappenden Blättern 7A, 78, . . . getroffen werden muß.

Diese Maßnahme kann wiederum darin bestehen, das Staplerrad 1 anzuhal­ ten oder mit geringer Geschwindigkeit weiterzubewegen, bis alle Blätter die­ ser Gruppe von Blättern in demselben Ablagefach 2 aufgenommen sind, d. h. bis der Blattgutsensor 16 einen Abstand t'_a zwischen 2 aufeinanderfolgenden Blättern meldet, der größer oder gleich dem synchronisierten Abstand t_a ist. Mit anderen Worten, wenn auf die Blätter 7A, 78, 7C ein weiteres Blatt folgt, dessen Abstand t'_a vergleichsweise gering ist, werden Maßnahmen zur Be­ einflussung des Staplerrads ergriffen, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurden.

Fig. 4 zeigt einen Fall, in welchem der Blattgutsensor 16 (zumindest auch) als Dickensensor ausgeführt ist. D. h., der Blattgutsensor 16 stellt aufgrund der tatsächlich ermittelten Dicke d' des Blattguts fest, ob eine unzulässige Ab­ weichung zur vorgegebenen Blattgutdicke d₀ vorliegt, und schließt im posi­ tiven Fall auf eine Gruppe von einander überlappenden Blättern 7A, 7B. Als Maßnahme hierauf kommen die selben Maßnahmen in Betracht, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 3 erläutert wurden, wo ebenfalls einander überlap­ pende Blätter (allerdings aufgrund der Ermittlung der Gesamtlänge t'_L) ermittelt wurden.

Der als Dickensensor ausgebildete Blattgutsensor 16 kann ebenfalls als Licht­ schranke ausgebildet sein, wobei jedoch die Intensität des durch das Blattgut hindurchscheinenden Lichts gemessen wird. Dadurch lassen sich mit einem einzigen Sensor sowohl die Vorderkante des vorauseilenden Blatts 7A (einfache Lichtschranke) als auch die Vorderkante des nachfolgenden Blatts 7B und die hintere Kante des vorauseilenden Blatts 7A (Intensitätsmessung) nach ihrer exakten Lage ermitteln. Dadurch wird es möglich, das Staplerrad 1 unter Berücksichtigung der Blattguttransportgeschwindigkeit derart zu beschleunigen, daß die Blätter 7A und 7B in separate Ablagefächer 2 einlau­ fen. D. h., auch bei dieser speziellen Ausführungsform ist die Information über die Blattguttransportgeschwindigkeit von Interesse, die beispielsweise mittels dem Geschwindigkeitssensor 17 ermittelt werden kann, indem die Rotationsgeschwindigkeit eines Transportlaufrads festgestellt wird.

Auf den Nährungssensor 6 kann auch verzichtet werden, da er lediglich die Information zur Verfügung stellt, daß sich Blattgut 7 dem Staplerrad 1 nä­ hert, um noch rechtzeitig vor Einlaufen des Blattguts in ein Ablagefach 2 die notwendigen Maßnahmen zur Beeinflussung der Kinematik des Staplerrads 1 treffen zu können. Ist aber die Blattguttransportgeschwindigkeit, bei­ spielsweise durch den Geschwindigkeitssensor 17, bekannt, so reicht der Blattgutsensor 16 zur Ermittlung des Zeitpunktes, an welchem das Blattgut auf das Staplerrad 1 treffen wird, aus. Denn dieser Zeitpunkt ergibt sich in einfacher Weise aus dem Quotienten des Blattgutsensorabstands zur ermit­ telten Transportgeschwindigkeit.

Die Berücksichtigung der Transportgeschwindigkeit bei der Bestimmung der Einflußmaßnahmen auf die Kinematik des Staplerrades kann vorteilhaft auch dazu genutzt werden, den Bewegungsablauf des Staplerrads an die bis zum Einlaufen des nächstfolgenden Blatts verfügbare Zeit so anzupassen, daß der Positioniervorgang des Staplerrads bis zum Ankommen des nächst­ folgenden Blattes gerade abgeschlossen ist.

Der Spiralfachstapler gemäß Fig. 1 sieht als weitere zusätzliche oder separate Maßnahme vor, daß das Transportsystem 5 ein Transportstreckensegment 12A, 12B besitzt, dessen Transportgeschwindigkeit beeinflußbar ist. Je nach­ dem, welche Anordnung der Blätter 7A, 7B einer Gruppe von Blättern 7A, 7B von dem Blattgutsensor 16 ermittelt wird, wird die Geschwindigkeit des Transportstreckensegments 12A, 12B gesteuert. Lücken innerhalb von Grup­ pen von Blättern lassen sich auf den synchronisierten Abstand variieren und überlappende Blätter lassen sich auseinanderziehen. Dadurch wird ein Ab­ stapeln von einem Blatt je Ablagefach häufiger möglich.

Als weitere zusätzliche oder separate Maßnahme ist in Fig. 1 ein Regelfinger 8 dargestellt, der in Richtung des Pfeils 9 senkrecht von oben auf das trans­ portierte Blattgut einwirkt und mit dem es daher möglich ist, das Blattgut relativ zur Transportrichtung nach unten zu drücken, um beispielsweise im Fall rasch aufeinanderfolgender Blätter das nacheilende Blatt 7B zum näch­ sten gewünschten Ablagefach 2 abzulenken, auch wenn dieses Ablagefach zu diesem Zeitpunkt die eigentliche Einlaufposition noch nicht erreicht hat.

Mit Hilfe der beiden letztgenannten Maßnahmen, d. h. der individuellen Steuerung der Blattguttransportgeschwindigkeit in einem Transportstrec­ kensegment und/oder dem Ablenken des Blattguts an der Übergabestelle zum Staplerrad 1 mittels eines oder mehrerer Regelfinger 8, ist es auch mög­ lich, den Blattguteinlauf in die Ablagefächer 2 des Staplerrades 1 zu steuern, ohne daß notwendigerweise die Kinematik des Staplerrades beeinflußt wer­ den muß. In beiden Fällen ist es aber von Vorteil, die jeweilige Maßnahme aufgrund von Informationen zu treffen, die aus einer Gruppe von Blättern 7A, 7B, . . . abgeleitet werden, damit eine vorausschauende Beeinflussung des Systems möglich ist.

Die Erfindung ermöglicht es nicht nur, bei auftretenden Unregelmäßigkeiten von einem synchronisierten Betrieb auf eine individuelle Blattflußsteuerung umzustellen, sondern ist insbesondere auch dazu geeignet, ständig im Mo­ dus der individuellen Blattflußsteuerung zu arbeiten, wenn beispielsweise Blattgut unterschiedlichsten Formats abgestapelt werden muß.

Ebenso ist es möglich, das Blattgut im Transportsystem und/oder im Spiral­ fachstapler sowohl entlang seiner langen Seite als auch entlang seiner kurzen Seite zu tranportieren und/oder abzulegen.

Weiterhin ist es möglich, daß der Stapler nach einem Konzept aufgebaut ist, welches vom beschriebenen Spiralfachstapler abweicht, bei denen das Blatt­ gut aber dennoch zu definierten Zeitpunkten an den Stapler übergeben wer­ den muß, um sicheres und gutes Ablegen im Stapler zu gewährleisten. Ein derartiger Stapler kann beispielsweise eine rotierende Trommel aufweisen, die an ihrer Oberfläche in gewissen Abständen Öffnungen aufweist, die mit einem Unterdruck beaufschlagt sind.

Claims (24)

1. Verfahren zur Steuerung des Einlaufs von Blattgut (7), in einen Stapler (1, 2), insbesondere in Ablagefächer (2) eines kontinuierlich oder intermittierend rotierenden Staplerrades (1), bei dem das Vorhandensein von Blattgut in ei­ nem definierten Abstand vor dem Stapler (1, 2) sensorisch erfaßt wird und ausgewertet wird und die Kinematik des Staplers (1, 2) abhängig vom Aus­ werteergebnis so beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Aus­ werten eine Gruppe von mindestens zwei Blättern (7A, 7B, 70) des Blattguts (7) berücksichtigt wird und die Kinematik des Staplers (1, 2) abhängig von dem Auswerteergebnis für diese Gruppe von Blättern (7A, 7B, 70) beeinflußt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von einer syn­ chronisierten Einlaufsteuerung, bei der die Blattgutgeschwindigkeit in einem definierten Verhältnis zur Rotationsgeschwindigkeit des Staplerrads (1) steht, auf eine individuelle Blattflußsteuerung umgeschaltet wird, bei der die Kinematik des Staplerrades (1) für jedes Blatt oder jede Gruppe von Blättern (7A, 7B, 70) individuell gesteuert wird, wenn das Auswerteergebnis für die Gruppe von Blättern Unregelmäßigkeiten im Blattfluß erkennen läßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sen­ sorische Erfassen des Blattguts (7) in einem Abstand vor dem Staplerrad (1) erfolgt, der größer ist, als die Länge oder Breite des größten zu stapelnden Blatts.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sensorische Erfassen des Blattguts (7) zur Ermittlung des Abstandes (ta') zwischen zwei aufeinanderfolgenden Blättern (7A, 7B) dient.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Staplerrad (1) abgebremst oder angehalten wird oder mit sehr geringer Geschwindig­ keit rotiert, wenn der Abstand (ta') kleiner ist als ein vorgegebener Abstand (ta), so daß beide Blätter (7A, 7B) in ein gemeinsames Ablagefach (2) einlau­ fen.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Staplerrad (1) beschleunigt wird, wenn der Abstand (ta') kleiner ist als ein vorgegebener Abstand (ta), so daß beide Blätter (7A, 7B) in getrennte Ablagefächer (2) ein­ laufen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das sensorische Erfassen des Blattguts (7) zur Ermittlung der Gesamt­ länge (tL') von sich überlappenden Blättern (7A, 7B) dient.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Staplerrad (1) abgebremst oder angehalten wird oder mit sehr geringer Geschwindig­ keit rotiert, wenn die Gesamtlänge (tL') größer ist als eine vorgegebene Län­ ge (tL), so daß alle Blätter (7A, 7B, 7C) der Gruppe von Blättern in ein ge­ meinsames Ablagefach (2) einlaufen.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Staplerrad (1) beschleunigt wird, wenn die Gesamtlänge (tL') größer ist als eine vorge­ gebene Länge (tL), so daß alle oder einzelne Blätter (7A, 7B, 7C) der Gruppe von Blättern in getrennte Ablagefächer (2) einlaufen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das sensorische Erfassen des Blattguts (7) zur Ermittlung der Gesamt­ dicke (d') von sich überlappenden Blättern (7A, 7B) dient.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Stapler­ rad (1) abgebremst oder angehalten wird oder mit sehr geringer Geschwin­ digkeit rotiert, wenn die Gesamtdicke (d') größer ist als eine vorgegebene Mindestdicke d, so daß beide Blätter (7A, 7B) in ein gemeinsames Ablagefach (2) einlaufen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattgutgeschwindigkeit bei der Beeinflussung der Rotationsge­ schwindigkeit des Staplerrads (1) derart berücksichtigt wird, daß das Einlau­ fen eines Blatts oder einer Gruppe von Blättern in ein Ablagefach (2) gerade abgeschlossen ist, bevor das nächste Blatt oder die nächste Gruppe von Blät­ tern in das nächstfolgende Ablagefach (2) einlaufen.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Staplerrad (1) bei synchronisierter Einlaufsteuerung mit einer Syn­ chrongeschwindigkeit v_S = r_N/n_F rotiert, wobei r_N die Nennvereinzlerrate in Blättern pro Minute und n_F die Anzahl der Ablagefächer pro Umdrehung des Staplerrads bezeichnen.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Staplerrad (1) bei synchronisierter Einlaufsteuerung mit einem ganzzahligen Vielfachen der Synchrongeschwindigkeit v_S = r_N/n_F rotiert, wobei r_N die Nennvereinzlerrate in Blättern pro Minute und n_F die Anzahl der Ablagefächer pro Umdrehung des Staplerrads bezeichnen.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattgutgeschwindigkeit in mindestens einem Teilbereich (12a) der Blattguttransportstrecke abhängig vom Auswerteergebnis beeinflußt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattgut (7) unmittelbar vor dem Einlaufen in ein Ablagefach (5) des Staplerrads (1) mittels eines oder mehrerer Regelfinger (8) abhängig vom Auswerteergebnis senkrecht zur Blattguttransportrichtung abgelenkt wird, um den Eingabepunkt (15) zu beeinflussen, in welchem das Blattgut (7) in das Ablagefach (5) einläuft.

17. Blattgutstapelvorrichtung, insbesondere Spiralfachstapler, umfassend:
ein Staplerrad (1) mit radialen Ablagefächern (2) zum Aufnehmen von Blattgut (7) in Form von einzelnen Blättern oder einer Gruppe von Blättern (7A, 7B, 7C) und mit einem kontinuierlichen oder intermittierenden Rotati­ onsantrieb,
ein Transportsystem (5) zum Zuführen von Blattgut (7) zum Staplerrad (1), einen Blattgutsensor (16) zum Erfassen des Vorhandenseins von Blattgut (7) im Transportsystem in einem definierten Abstand zum Staplerrad (1), eine Auswerteeinrichtung (18) zum Auswerten der Blattgutsensordaten und
eine Steuerungseinrichtung (18) zum Beeinflussen der Kinematik des Stap- lerradantriebs abhängig vom Auswerteergebnis, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Auswerteergebnis Blattgutsensordaten einer Gruppe von mindestens zwei Blättern (7A, 7B, 7C) berücksichtigt sind.

18. Blattgutstapelvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zum Staplerrad (1) größer ist als die Länge oder Breite des größten zu stapelnden Blatts.

19. Blattgutstapelvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Blattgutsensor (16) als Lichtschranke ausgeführt ist.

20. Blattgutstapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transportgeschwindigkeitssensor (17) vorgesehen ist.

21. Blattgutstapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Blattgutsensor (16) ein Blattgutdickensensor ist.

22. Blattgutstapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Blattgutsensor (16) und dem Staplerrad (1) ein Näherungssensor (6) vorgesehen ist.

23. Blattgutstapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportsystem (5) mindestens ein Transport­ streckensegment (12a, 12b) besitzt, dessen Transportgeschwindigkeit ab­ hängig vom Auswerteergebnis beeinflußbar ist.

24. Blattgutstapelvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Regelfinger (8) vorgesehen sind, die abhängig vom Auswerteergebnis das Blattgut (7) unmittelbar vor dem Ein­ laufen in ein Ablagefach (5) des Staplerrads (1) senkrecht zur Blattguttrans­ portrichtung abgelenken.