专利名称：从一叠片材中输出末端片材的方法和装置的制作方法
从一叠片材中输出末端片材的方法和装置 本发明分别涉及在所附独立权利要求的前序和装置的权利要求
(US 5195 735)中所见到的那种方法和装置。
众所周知，在从一叠片材状证券或者有规则的一扎片材例如证券 中输出片材状证券，特别是有价证券，譬如像钞票的装置中，用具有 规定摩擦系数的驱动器紧压住所述一叠片材的末端片材，并且以这种 方式移动驱动器，以使末端片材在其平面中移动离开所述一叠片材。 众所周知，驱动器往往不仅输送末端片材，而且还从所述一叠片材中 输送一张或多张相邻的片材，并且在那方面，同样众所周知，使驱动 器将单个片材/所述一组片材输送到分离器，在所述分离器中，无意输
送的多张片材与末端片材分离并被处理，同时进一步输送末端片材用 于另外的进一步处理。自始至终重复输出功能(outfeed function),直 至检测出预定数量的单张片材离开有序输送片材的分离器。
然而，问题是所述扎的片材的相邻片材之间的相互摩擦在不同的 片材扎中可能显著不同。而且，所述扎的片材中相邻片材之间的相互 摩擦可能较高，因此指出的那种输出操作较经常地要求在输出操作中 一组额外的片材伴随末端片材。即使分离器能够分离无意被输送的片 材，但其缺点是被分离器分离的片材在处理时不是直接传送到预定的 最终目的地。
如果在所述一叠片材中片材之间的相互摩擦令人讨厌地高，则可 能在输出操作中另外发生由驱动器从所述一叠片材中吸出的片材数目 如此之大，以致分离器不能分离额外输送的片材。然后进一步产生另 一些问题，这些问题意味着，整组片材必须转向，这些问题还意味着， 驱动器的输出操作不会造成任何片材都能进一步经过分离器输送，并 且包括要求将一定数量的片材输送到终端用户中。当然，这意味着， 全部输送操作时间延迟。例如，如果所述片材包括以一叠或一扎形式直接来自印钞厂或其 它类似处的钞票，片材的相互附着则可能较大。尤其是当片材/钞票是 用某些塑性材料，比如聚丙烯制成时，已注意到，所述一叠片材中相 互摩擦力大。然而，问题不限于这些情况，而且当所述一叠片材中各 片材之间的摩擦力改变时也发生，因为输出装置应当调节，以便提供 可靠地输出优选的是单张片材，并且分离器必须能解决其任务，而且 还优选应当能除去不能通过分离器和不能被分离器分离的一组片材。
当所述一叠片材的侧面，即所述一叠片材中片材的边缘被支承在 基本上水平的支承件上，并通过推杆/力变换器沿着所述支承件移动， 使得所述一 叠片材最前面的片材能紧压住驱动器时，便获得某些众所 周知的优点，但所述一叠片材的前进阻力由于以下原因而改变例如滑 动摩擦与静摩擦之间的差异、所述一叠片材中片材的数量、片材对支 承件的摩擦的变化等。
因此，本发明的目的是提供一种技术，通过这种技术能全部或者 部分地消除上述缺点，尤其是当所述一叠片材中各片材具有较高的相 互摩擦力时更是如此，该技术使输出装置抵靠所述一 叠片材的末端片 材的邻接力能容易地有可能在输出时保持在选定值处，而不管所述一 叠片材的侧面对底层滑动阻力的变化，并且此外能容易地将输出装置 的邻接力调节到选定值。
通过本发明达到所述目的。
本发明在所附独立权利要求中限定。
所述扎的片材相对地朝驱动器的方向移动，所述驱动器接触所述 一叠片材的末端片材。所述一叠片材中的片材基本上在朝驱动器的方 向传送所述扎的片材的平面中延伸。驱动器移动在其平面中的末端片 材，离开所述扎的片材，通常移动到一分离器，所述分离器能分离无 意伴随的片材，使所述伴随的片材能以受控制的方式被处理，例如被 收集在相应的存储器部分。分离器通常设置成引导穿过单独的、这样 分开的片材。然而，有可能检测通过分离器的片材，并且如果以后检 测出通过的片材不是独自到达，则还能以本身已知的方式将通过的所述一组片材转向，并容纳在合适的存储器中。输出操作自始至终进行， 直至可能检测出 一定数量的单张片材已从分离器转到输送轨道中为 止，而后在所述输送轨道中能将所需数量的片材输送到一种本身已知 的分配操作。
在前进方向上的所述扎的片材的至少前端的侧表面倚靠在底层 上，并且驱动器从所述一叠片材中朝离开底层的方向输出所述一叠片 材的末端片材。
驱动器合适地设置，以在距底层相当大距离处，例如在距底层
0.5h-h范围内的地方靠着末端片材接合，其中，h是距底层的片材高 度。
按照本发明的重要特点，在输出操作开始时，首先驱动器使片材 在其平面中朝底层方向驱动，以便片材由此受到从其平面的弹性变形， 即偏转或弯曲。末端片材的这种弹性弯曲使末端片材产生与相邻片材 的初始分离。在弯曲操作之后，立即使驱动器将在平面中弹性隆起的 片材朝离开底层/支承件的方向移动。驱动器优选的是可旋转的辊，其 轴线平行于末端片材的表面和底层的表面，使得末端片材基本上垂直 于并离开底层移动。
驱动器的辊通常是高速旋转，以便在几毫秒内使钞票产生弹性弯曲。
驱动器的良好功能，例如以可旋转驱动辊的形式，用包络面接触 末端片材，这通常要求驱动器用预定的力接触末端片材，并具有预定 的摩擦系数。
在本发明的方法中，这通过下述事实达到，即根据在独立权利要 求的前序中限定的技术，分别落实措施和提供装置的特点，这些在相 应独立权利要求的特征部分中看到。因此，在该方法中，所述一叠片 材通过推杆朝驱动器方向前进，检测驱动器与所述一叠片材的最外面 片材之间的邻接力，并且使推杆推动所述一叠片材，以便检测在驱动 器与末端片材之间预定的力，起动驱动器，从所述一叠片材中输出前 面的末端片材。在装置中，这通过装置的相应特点得到。按照实施例，所述一叠片材倚靠驱动器的前进力通过驱动器控制， 驱动器按所述扎的片材的移动运动朝向和离开固定的基准面可移动， 驱动器通过弹簧从基准面支承，所述弹簧具有已知的弹簧特性。在那 方面，检测驱动器与基准面之间的距离。驱动器与末端片材之间选择 的法向力在驱动器与基准面之间确定的距离处得到。利用距离传感器 检测这个距离并与设定值相比较，利用与设定值的偏差来控制所述扎 的片材对驱动器的前进力。这样，有可能补偿例如所述扎的片材对底 层的摩擦。
在输出的钞票将要前进到分离器的情况下，所述片材/所述一组片 材在分离器的入口处必须是低速，以便于分离器合适地操作。从所述 扎的片材中输出末端片材的速度由于多种原因应当高，例如，为了使 单片材能从所述一叠片材中快速输出并尽可能远，为了在所述扎的片 材的末端片材与相邻片材之间产生快的速度差。因此，末端片材和可 能输送的相邻片材的速度必须降低。为了使片材进入分离器，按照本 发明的进一步开发，所述一组片材可以在其速度降低之后，在所述一 组片材到达分离器之前，再次通过驱动器产生快速加速作用。这个操 作步骤包括在朝分离器的方向上速度突然升高，并随后在所述一组片 材到达分离器之前可以重复多次速度降低。这种现象的每一过程意味 着，驱动器增加了下述可能性，即为末端片材提供比相邻的所述一叠 片材高的速度，因此由输出装置输送的一组片材中的片材在朝分离器 的输送方向上产生增强的分离作用，以致分离器更可靠地能将通过末 端片材输送的片材分开。
因此，在优选实施例中，合适的分离器可以包括两个相互支撑并 可单独旋转的滚筒或辊。分离器辊中的一个朝与驱动器辊相同的旋转 方向旋转。因此，上述第一分离器辊和驱动器辊可以由共用驱动电动 机驱动，并通过固定的传动装置相互耦合。笫二分离器辊优选设置成 可朝与第一分离器辊相反的方向旋转。 一组朝分离器辊之间入口压区 方向送入的片材在那方面定向，以使末端片材最接近第一分离器辊， 而所述一组的其它片材因此最接近第二分离器辊，并由此在压区的入口侧被所述第二分离器辊转向。由于实际上所述一组片材在分离器压 区的入口处具有低速度，而另外第二分离器辊具有指示的转动，所以 由末端片材输送的片材在分离器压区的入口侧转向，并能转向，以便 以本身已知的方式处理。
为了使分离器具有适当的分离功能，要求第一辊的表面具有比第 二辊的表面高的摩擦系数，并且另外，当然要求将分离器辊之间的邻 接压力能保持在有限的范围内，不管磨损如何。
已知保持辊之间可调接触力的构造在那方面、尽管磨损，仍得到 高的价格。按照本发明的进一步开发，为此采用了特殊的移动装置， 以通过可易于控制的力来压紧分离器辊中的一个，所述移动装置基本 上与分离器辊的磨损无关，并由此与后面的直径变化无关。按照本发 明，该装置可以用螺线管构成，所述螺线管包括磁铁绕组和由此可替 换的铁芯。本领域的技术人员已知，这种螺线管产生驱动力，所述驱 动力随着以规定的激励电压施加的电流，沿着移动路径而有很大变化。 然而，通过保证只利用螺线管的可能运动距离的一小部分用于分离器 辊相互平行的移动，得到下述状态，即在恒电压时，由螺线管施加的 力基本上变成线性依赖于施加的电流。因此，可以驱动可活动分离器 辊中的一个通过力靠在第二分离器辊上，所述力可易于控制，并且不 受螺线管的有效长度变化(分离器辊磨损)的影响。
下面，将通过示例参照
本发明。
图1简要示出用于所述扎的片材中片材的输出装置和分离器的侧 视图。
图2简要示出为控制输出装置靠在所述扎的片材的邻接力的装置。
图3简要示出用于控制分离器的两个辊之间的邻接力的装置。 图4简要示出在恒定的激励电压和激励电流下由螺线管在其整个
行程长度范围内所施加的力的变化。
图5示出在螺线管的行程长度的小部分范围内螺线管的力与馈电
电流之间的关系。在图1中，示出底层3， 一叠片材1放在所述底层3上。所述一 叠片材1包括相互堆叠的片材，例如钞票，所述片材通常具有相同的 格式，和通常具有其垂直于底层表面3的延伸面，所述底层表面3平 行于所述一叠片材的相邻侧表面。所述一叠片材1在其纵向方向4上 移动，以使其末端片材2'紧压住输出辊12，所述输出辊12平行于底 层和片材2，并在底层3上方一高度处接触所述一叠片材1，所迷高度 优选在高度的上半部，即在底层3上方0.4-0.9h范围内的距离处。
所述一叠片材1通过力]\2紧压住辊12，所述力]\2与辊12的周 边表面的摩擦系数配合，在辊12的旋转时产生选定的末端片材2的移 动力。
所述一叠片材1可以与底层3—起相对于辊2移动。可替换地， 所述一叠片材1可以沿着底层3移动。底层3至少设置在末端片材2' 下方的区域内。在图1中，另外看到分离器48，所述分离器48设置 成当将末端张片材2'在其平面中向上送片材时，接收并引导穿过末端 片材2'。如果末端片材2'伴随有所述一叠片材中一张或多张相邻片材 2，分离器48则起作用，使伴随的片材分离和转向，并通过转向装置 49 (未详细示出)使它们转向，以便只使单张片材，即末端片材2'通 过分离装置，并进一步引导到输送机60。传感器61可以设置在分离 器48以外，并检测通过的钞票，例如为了检测可能伴随末端钞票2' 的钞票2，因此在这种情况下通过转向装置61以本身已知的方式能使 通过的所述一组钞票2， 2'转向。
分离器48示出包括两个圆筒形辊11、 31，所述两个圆筒形辊ll、 31相互平行，并彼此相对压紧。示出电动机30通过皮带传动装置21 旋转驱动分离器辊11，和通过另 一个皮带传动装置22驱动输出辊12。 第二分离器辊31通过传动装置41由电动机31旋转驱动，而辊31独 立于辊11的旋转而可旋转。
当从所述一叠片材1中输出末端片材2'时，辊12首先在第一旋转 方向12A上旋转，使得末端片材2'朝向底层3被驱动，并在那方面经 历在底层3和在辊12与所述一叠片材1之间的接触点之间的弹性隆起形状。在那方面，片材2'的输送距离小，以便保证片材2'的隆起为弹 性的，并且隆起的片材2'仍然处于与辊12接合。其次，使辊12的旋 转反向，以使辊12朝旋转方向12B旋转，由此，末端片材2'向上移 动，离开底层3朝向分离器辊11、 31之间的入口压区。如果末端片材 2'在其朝向分离器方向运动时伴随有一张或多张相邻片材，只要所述 一组片材在低速下进入分离器48，则能将所述伴随的片材2与末端片 材2'分离。通过使辊31朝一方向旋转，这样使其圆周表面与辊ll的 圆周表面反向运行，从而对伴随的片材/钞票2获得分离效果。辊11 的包络面具有摩擦系数^、所述摩擦系数^高于辊31的摩擦系数^， 并且辊11和31的相反旋转方向要求辊31的周边表面能沿着较长距离 影响伴随的片材2的上边缘，以便与处于空转的辊31相比得到有效的 分离过程。辊31的周边速度通常低于辊ll的周边速度，钞票2'的输 出操作在几毫秒的时期内进行。
进入分离器48的一组片材中的片材的有效分离意味着片材在低 速下进行分离器，但辊12必须在高速下从所述一叠片材1中送输出片 材2'，以便输出操作可在必定短的时期内执行。因为辊10的驱动电动 机10被z没置成快速加速辊12，而后将辊12制动，所以这种功能可以 通过下述事实以有利的方式来利用，即在片材2'朝分离器48方向输送 期间，使辊12，并由此使片材2'和可能伴随的片材2'的加速作用和减 速作用重复一次或多次。在每次末端片材2'的这种连续加速作用期间， 提高了末端片材2'与靠近片材2分离的可能性。
通过辊12以受控制的方式驱动末端片材2'意味着其中将辊12倚 靠末端片材2'的邻接力保持在有限的范围内。
由此，建议将辊12'设置成可朝所述一叠片材1的运动方向4移动。 用于辊12的轴柄的固定件70通过具有已知弹簧特性的弹簧71由支承 件80支承。传感器72检测支承件80与固定件70之间的距离。这个 距离s表示倚靠轴柄一端的支承力。在轴的两端相应配置的情况下， 辊12'倚靠末端片材2'的法向力N2能通过推杆75保持，所述推杆75 施加用于传感器72检测预选距离s的力，所述推杆/辊12'被起动，用于从所述一叠片材中输出末端片材。
在所示的实施例中，弹簧特性是合适的，使得弹簧力随着弹簧两 端之间的距离缩小而增强。所述一叠片材的前端片材的末端位置将根 据预选的压紧力的大小变动，但输出的一张或多张片材仍然可靠地插 入到分离器中，因为固定分离器辊的各包络面在平行于所述一叠片材 的前进方向的方向上在有比较大的距离内朝辊压区方向会聚。
当然，所示的实施例可以在保持功能的情况下以许多不同的方式 改变。例如，两个轴承可以用一个弹簧支承，并且另外可以将弹簧设 置成拉力弹簧，而不是所示的压缩弹簧。
因为在分离器48中的辊11、 31将彼此相对地或者倚靠位于它们 之间的片材2滑动，所以辊11、 31受到磨损，这种磨损意味着，辊 11、 31必须可彼此相对地移动并被外力变换器压紧，以便具有预定的 相互邻接力N。(图3)。
按照本发明的进一步开发，由于那个原因，建议将分离器辊中的 一个设置成在共轴平面中可朝另一辊11方向平行移动，辊31的轴颈 被容纳在相应的可移动固定件33中，所述固定件33通过相应的线性 螺线管90移动。
图4示出，这种市场上可买到的螺线管90具有线性行程长度，所 述线性行程长度在最小值L函和最大值Lmax之间。当恒电压U和恒 电流I被加到这种螺线管上时，该螺线管在其行程长度范围内产生变 动力。这使普通螺线管被认为不太适合于力的控制。
我们发现，对这种螺线管，可以选择小的行程长度范围&，在所 述小的行程长度范围^内，可以认为力是线性的。在那方面，如图5 示出，在恒定激励电压U下，通过与其成比例的馈电电流I易于控制 螺线管90产生的力。这样，大有希望保持分离器辊之间的总邻接压力， 而且还补偿辊11、 31的磨损。
利用彼此相对压紧的辊11、 31的特别优点是，在一组片材2'、 2 不能被分离器分开而仍在分离器的入口压区的情况下，这种状况能通 过例如传感器49检测，而这种检测造成螺线管90缩回，以便所述扎的片材能通过分离器，位于分离器下游的传感器61检测多张同时通过 分离器的片材，并且在那方面命令转向装置62将所述所述一组片材转 向。另外，可供选择的是，组件必需停止，等待操作人员排除问题(除 去紧靠在分离器48入口侧的所述扎的片材)。
使用螺线管90当然意味着，辊ll、 31的磨损比较小，即辊ll、 31之间的轴向距离长度短，比螺线管的最大行程长度小得多。
从图1的结构能够理解，辊12可以由电动机10通过传动装置21、 22直接驱动，并且辊11还可以用电动机10直接驱动，即不需要自由 轮或其它类似物。同样的情况适用于辊31，该辊31由电动机30通过 传动装置41直接驱动。
通过使辊31朝与辊11相反的方向旋转，在辊31的包络面与所述 一组片材中片材的端部边缘之间得到延长的滑动运动，所述一组片材 被输送辊12带到分离器的压区。
权利要求
1.一种用于从一叠片材(1)的端部送输出(2′)的方法，其中，所述一叠片材(1)经受到位移运动，所述位移运动基本上垂直于片材朝输出装置(12)方向的延伸面，所述输出装置(12)相对于驱动器(12)，在所述一叠片材(1)的前端部分的侧表面附近且距支承件一定距离处接触所述一叠片材的末端片材(2′)；驱动器使片材在离开支承件的方向移动，用于输送在其延伸面中的末端片材，驱动器在输送末端片材离开支承件之前，首先使末端片材朝支承件输送，由此末端片材经受弹性隆起，其特征在于，所述一叠片材通过推杆(75)朝驱动器前进，所述推杆(75)对所述一叠片材的后端起作用；驱动器与所述一叠片材的前端片材之间的邻接力被检测；并且使推杆推动所述一叠片材，使得在推杆与末端片材之间达到一预定的力，而且在这方面，驱动器被起动用于从所述一叠片材中输出前端片材。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，末端片材(2')朝 分离器被输出，并且在末端片材被插入分离器之前，末端片材的速度 相对于从所述一叠片材的输出速度被显著地降低。
3. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，末端片材在其 朝分离器的输出运动期间，受到驱动器的至少两次连续驱动的循环， 每一驱动循环包括快速加速被传给片材，以及在此后的强烈的减速。
4. 按照权利要求l-3中任一项所述的方法，其特征在于，驱动器 (12)是保持与所述一叠片材(1)接触的可旋转辊；驱动器(12)在所述一叠片材的移动方向由弹簧支承，所述弹簧在由推杆使所述一叠 片材前进时提供渐增的支承力；而一距离传感器被用来检测驱动器的 移动位置，并在与驱动器抵靠末端片材的预选的邻接力相应的驱动器 的预选移动位置处，开始从所述一叠片材中输出末端片材。
5. 按照权利要求l-4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述 一叠片材的最前面末端片材的连续输出之间，降低驱动器与末端片材 之间的邻接压力，优选的是通过给推杆(75)卸载来进行。
6. —种用于从一叠片材中输出末端片材(2')的装置，该装置包 括推杆(75)和驱动装置(10、 21、 22);所述推杆(75)用于所述一 叠片材(1)朝驱动器(12)的相对移动，该驱动器(12)接触所述一 叠片材(1)的相邻端部；而所述驱动装置(10、 21、 22)用于驱动驱 动器(12)来供末端片材在其延伸面中朝离开支承件(3)的方向移动； 驱动装置设置成首先使驱动器朝支承件驱动末端片材，用于末端片材 在支承件与驱动器倚靠末端片材的沖击点之间弹性隆起，并且驱动装 置被设置成接着产生末端片材离开支承件的所述运动，其特征在于， 设置力传感器以检测驱动器与相邻片材之间的邻接力；并在要求从所 述一叠片材中输出末端片材时，力传感器被设置成引导推杆使所述一 叠片材前进，直到力传感器检测预定的邻接力；并且此后，传感器被 设置成起动驱动器用于输出的操作。
7. 按照权利要求6所述的装置，其特征在于，驱动器是可旋转地 安装的输出辊，所述输出辊接触所述一叠片材的末端片材；力传感器 包括弹簧和距离传感器；所述弹簧支承驱动器，该弹簧在通过推杆使所述一叠片材前进时提供增加的支承力，而所述距离传感器检测驱动 器的移动位置，并保持推杆(75)驱动地被起动，直到驱动器到达预 选的移动位置，所述移动位置与弹簧施加的预选邻接力相对应，用于 驱动器抵靠末端片材，而后起动驱动器进行输出操作。
8. 按照权利要求6或7所述的装置，其特征在于，驱动器的驱动 装置设置成在被输出的片材到达分离装置之前，显著降低从所述一叠 片材中输出 一组片材的速度，并且所述一组片材包括所述一叠片材的 至少末端片材；而且驱动器的驱动装置设置成在输出所述末端片材或 所述一组片材期间改变驱动器朝分离器的运输方向上的速度，末端片 材首先纟皮加速，而后发生减速。
9. 按照权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，推杆设 置成在所述一叠片材的最前面末端片材连续输出之间被卸载。
10. 按照权利要求8或9所述的装置，其特征在于，分离装置包 括一对平行彼此支撑的旋转辊，其中一个辊，即第一辊在接收一组片材时将支撑所述一叠片材的末端片材l'，所述第一辊旋转地被驱动， 用于进一步运输进入分离装置的辊压区的末端片材，而分离装置的第 二辊独立地旋转地被驱动，并在分离操作期间设置成在一方向上旋转 以与输出方向相反方向上影响所述片材。
全文摘要
一种用于从一叠片材中输出末端片材的方法和装置，这种方法和装置包括驱动器，所述驱动器起到倚靠所述一叠片材(1)的末端片材的作用，该驱动器首先使末端片材在其平面中朝支承件方向移动，用于末端片材的弹性隆起，而后移动弯曲的末端片材离开支承件到分离装置，用于分离无意伴随末端片材(21)输出的片材。驱动器由弹簧装置以承，所述弹簧装置在通过推杆使所述一叠片材前进时向驱动器提供渐增的支承力，所述推杆起到倚靠所述一叠片材后端的作用。传感器检测驱动器的移动位置，并且当距离传感器检测出驱动器与驱动器倚靠末端片材的预定邻接力相对应的移动位置时，起动该驱动器进行输出操作。在输出操作之间，推杆被卸载。
文档编号B65H3/46GK101321675SQ200680045063
公开日2008年12月10日 申请日期2006年11月30日 优先权日2005年12月1日
发明者J·桑德马克, L·古斯塔夫松 申请人:德拉鲁现金系统股份公司