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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wenden von in einem Gegenstandsstrom
bewegten flachen Gegenständen
um eine in Bewegungsrichtung der Gegenstände ausgerichtete Gegenstandsachse.
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Zum
Bearbeiten von Briefsendungen in einer Bearbeitungsanlage müssen die
Briefsendungen in einer vorgegebenen Ausrichtung in der Bearbeitungsanlage
transportiert werden, um beispielsweise von einem Entwertungsmodul
oder Sortiermodul bearbeitet werden zu können. Um eine Bearbeitung von zunächst ungeordnet
vorliegender Briefkastenpost zu ermöglichen, werden die Sendungen
der Briefkastenpost in einem Aufstellmodul auf ihre lange Kante aufgestellt.
Anschließend
werden die Sendungen entsprechend der Lage ihrer Briefmarke oder
ihres Postwertzeichens in eine vorgegebene Orientierung gebracht.
Dazu müssen
etwa die Hälfte
der Sendungen um ihre horizontale Längsachse gewendet werden.
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Ein
Sendungstransport in der Bearbeitungsanlage erfolgt vorwiegend durch
ein Einklemmen der Sendungen zwischen zwei Riemen, die die Sendungen
in einer Bewegungsrichtung transportieren, die parallel zur unteren
Längskante
der Sendungen ist.
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Hierbei
muss die Lage der Riemen in Bezug zu den Sendungen so eingestellt
sein, dass auch die kleinsten zulässigen Sendungen zuverlässig eingeklemmt
werden. Dadurch stehen die größtmöglichen Sendungen
weit oben aus den Riemen hinaus bei gleichem Niveau der unteren
Längskante.
Ein Wenden der Sendungen um ihre horizontale Längsachse erfolgt durch um 180° verdrillte
Riemen. Die Lage der verdrillten Riemen ist hierbei so ausgelegt,
dass Sendungen aller Sendungshöhen
gewendet werden können,
ohne bei der Drehung behindert zu werden. Nach dem Wenden der Sendungen
werden sie erneut auf ihrer dann un teren Längskante ausgerichtet, um gleichmäßig einem
nächsten
Bearbeitungsmodul zugeführt
werden zu können.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Wenden von flachen
Gegenständen
anzugeben, mit der ein hoher Durchsatz von Gegenständen erreicht
werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung der Eingangs genannten Art gelöst, die
erfindungsgemäß zwei parallel
zueinander angeordnete Wendemittel zum Wenden der Gegenstände um die
Gegenstandsachse aufweist. Eine durch das Wenden auftretende verschiedene
Höhenlage
der Gegenstände
in Transportriemen kann zumindest teilweise ausgeglichen werden
und die Gegenstände
können im
Gegenstandsstrom enger gestaffelt werden.
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Die
Erfindung geht hierbei von der Überlegung
aus, dass die unteren Längskanten
unterschiedlich großer
Gegenstände
nach einem Wenden der Gegenstände
in einem einzigen Wendemittel sehr unterschiedlich hoch über beispielsweise
einem Ausrichtmittel angeordnet sind. Hierdurch müssen die
Gegenstände
bei einem erneuten Ausrichten auf ihrer unteren Längskante
einen unterschiedlichen Weg zum Ausrichtmittel zurücklegen.
Große
Sendungen, die vor dem Wenden weit aus Transportbändern hervorgestanden
haben, stehen nach dem Wenden weit unten hervor und sind daher nahe
am Ausrichtmittel. Kleine Gegenstände sind weiter weg vom Ausrichtmittel.
Je nach Größenunterschied
der Gegenstände
kann der Unterschied der Abstände
beispielsweise bis zu 100 mm betragen. Das Ausrichten auf der unteren
Längskante
kann aufgrund der Schwerkraft erfolgen, die auf die Gegenstände wirkt,
die Gegenstände
fallen also beispielsweise mit der Längskante auf das Ausrichtmittel.
Die in der Höhe
unterschiedliche Anordnung der Gegenstände kann bei einer Ausrichtung
durch Herunterfallen durch die Ballistik zu einer starken Verschiebung
der Gegenstände
in Bewegungsrichtung im Gegenstandsstrom führen. Hierdurch müssen die
Abstände
zwischen den Gegenständen
groß eingestellt
werden.
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Die
Erfindung geht von der weiteren Überlegung
aus, dass durch zwei oder mehr parallel angeordnete Wendemittel
jedes der Wendemittel derart auf einen Gegenstandstyp ausgerichtet
werden kann, dass die Gegenstände
bei einem Ausrichten nach dem Wenden möglichst alle gleichmäßig in Bewegungsrichtung
verschoben werden. Hierdurch wird ein Abstand zwischen den Gegenständen wenig verändert und
die Gegenstände
können
von Anfang an eng im Gegenstandsstrom gestaffelt werden. Mit einer
engen Staffelung kann ein hoher Durchsatz von Gegenständen im
Gegenstandsstrom erreicht werden.
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Die
Gegenstände
sind vorzugsweise Postgut, wie Postsendungen, z.B. Briefe aller
Größen, Drucksachen,
Zeitschriften oder dergleichen. Ebenfalls denkbar sind Druckerzeugnisse,
insbesondere Dokumente, Formulare, Belege, Etiketten und Ähnliches.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die genannten Gegenstände beschränkt. Die
Gegenstandsachse ist vorzugsweise eine Längsachse eines Gegenstands.
Sie kann beim Wenden mit einer Bewegungskomponente quer zu sich
bewegt sein, so dass der Gegenstand beim Wenden zusätzlich in
einer translatorischen oder einer zusätzlichen rotatorischen Richtung
bewegt wird. Die Bewegungsrichtung ist die Bewegungsrichtung im
Gegenstandsstrom, beispielsweise beim Wenden oder kurz davor. Die
Wendemittel weisen vorzugsweise jeweils ein um die Gegenstandsachse
verdrilltes Bandpaar zum Transport und Führen der Gegenstände auf.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung
eine Aufteilungseinheit zum Aufteilen der Gegenstände im Gegenstandsstrom
auf die Wendemittel in Abhängigkeit
einer Gegenstandseigenschaft auf. Es kann ein Einfluss dieser Eigenschaft
auf das Ausrichten hinsichtlich eines Verschiebens der Gegenstände berücksichtigt
werden, so dass eine nur geringe Verschiebung der Gegenstände zueinander
auftritt. Zweckmäßigerweise sind
die Wendemittel in ihrer geometrischen Auslegung an die Gegenstandseigenschaft
angepasst und hierzu verschieden ausgeführt.
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Eine
gute Anpassung eines Wendevorgangs an eine Freilaufstrecke, in der
die Gegenstände durch
ein Herabfallen ausgerichtet werden, kann erreicht werden, wenn
die Gegenstandseigenschaft eine ballistische Eigenschaft ist.
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Vorteilhafterweise
ist die Gegenstandseigenschaft eine Gegenstandshöhe. Auf diese Weise können unterschiedliche
Ausrichtstrecken in vertikaler Richtung von unterschiedlich großen Gegenständen berücksichtigt
werden. Die Gegenstandshöhe
ist vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung und in einer Flachrichtung
der flachen Gegenstände
gesehen.
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Es
ist des Weiteren vorteilhaft, wenn die Gegenstandseigenschaft eine
mit dem Gewicht des Gegenstands verbundene Größe ist. Leichte Gegenstände können bei
einer langen Fallstrecke besonders weit entgegen der Bewegungsrichtung
verschoben werden. Daher sind solche Gegenstände besonders kritische und
werden vorteilhafterweise so gewendet, dass sie eine kleine Fallstrecke
beim Ausrichten durchlaufen. Schwere Gegenstände sind ballistisch unkritischer,
weshalb bei ihnen eine größere Fallstrecke
tolerierbar ist. Die Größe kann
das Gewicht selbst sein oder eine andere Größe, von der sich auf das Gewicht
schließen
lässt,
beispielsweise ein Volumen des Gegenstands, aus dem mit Hilfe einer
Dichte, die gemessen, geschätzt
oder pauschal angesetzt sein kann, auf das Gewicht geschlossen werden
kann.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht
vor, dass die Vorrichtung ein Ausrichtmittel zum Ausrichten der
Gegenstände
an jeweils ihrer Unterkante aufweist. Die Gegenstände können mit
einer einheitlichen Ausrichtung dem nächsten Bearbeitungsmodul zugeführt werden.
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Ein
Ausrichten kann einfach und zuverlässig durchgeführt werden,
wenn das Ausrichtmittel eine Fallstrecke aufweist, in der die zu
nivellierenden Gegenstände
nach unten auf ein Ausrichtelement fallen.
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Ein
einziges Ausrichtmittel für
alle Wendemittel ist ausreichend, wenn die Gegenstandsströme aus den
Wendemitteln vor Erreichen des Ausrichtmittels zusammengeführt werden.
Außerdem
kann eine Verschiebung der Gegenstände beim Zusammenführen ausgeglichen
werden.
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Ein
vertikaler Abstand der gewendeten Gegenstände zu beispielsweise einem
Boden kann vergleichmäßigt werden,
wenn die Vorrichtung ein Ausgleichsmittel umfasst zum Ausgleichen
einer größeren Lageveränderung
einer Unterkante der Gegenstände
durch das Wenden in einem der Wendemittel im Vergleich zum anderen
Wendemittel. Werden beispielsweise in einem Wendemittel große Gegenstände gewendet,
so reichen sie nach dem Wenden weit nach unten. Durch das Ausgleichsmittel
können
diese Gegenstände
im Verhältnis
zu kleineren Gegenständen
aus dem anderen Wendemittel angehoben werden, so dass ein Höhenunterschied
zwischen den Unterkanten jedenfalls teilweise ausgeglichen werden
kann.
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Ein
Ausgleich der unterschiedlichen Lage der Unterkanten kann einfach
erreicht werden, wenn die Wendemittel jeweils ein Wendeelement zum Wenden
der Gegenstände
um die Gegenstandsachse und ein vorhergehendes Transportmittel aufweisen
und die Gegenstandsachse im Verhältnis
zum Transportmittel bei den beiden Wendeelementen unterschiedlich
angeordnet ist, beispielsweise verschieden hoch.
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Außerdem wird
vorgeschlagen, dass aus einem Hauptgegenstandsstrom zuerst hohe
Gegenstände
zu einem Wendemittel abgesondert werden und danach niedrigere Gegenstände in das
weitere Wendemittel. Das eine Wendemittel zum Absondern der hohen
Gegenstände
ist somit im Gegenstandsstrom weiter vorne angeordnet als das weitere
Wendemittel. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass die Gegenstände immer
zwischen Transportriemen geklemmt werden.
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Zweckmäßigerweise
umfasst die Vorrichtung einen Bypass zum Vorbeiführen von Gegenständen an
den Wendemitteln. Gegenstän de,
die nicht gewendet werden müssen,
können
einfach an den Wendemittel vorbeigeführt werden. Hierbei ist es
vorteilhaft, wenn Weichen zum Absondern von Gegenständen zu
den Wendemitteln derart gebildet sind, dass durch den Bypass geführte Gegenstände zumindest
weitgehend ablenkungsfrei durch die Weichen geführt werden. Da durch den Bypass üblicherweise
mehr Gegenstände
geführt
werden als durch eins der Wendemittel, kann hierdurch ein großer Teil der
Gegenstände
ablenkungsfrei und somit mit geringer mechanischer Belastung durch
die Vorrichtung geführt
werden. Für
einen Transport oder eine Bearbeitung kritische Gegenstände können mit
einem geringen Störungsrisiko
weiter transportiert werden.
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Die
Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, das
in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen:
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1 eine
Vorrichtung zum Wenden von flachen Gegenständen in einer Draufsicht und
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2 ein
Ablaufschema eines Gegenstandstransports durch die Vorrichtung.
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1 zeigt
in einer schematischen Draufsicht eine Vorrichtung 2 zum
Wenden von flachen Gegenständen 4.
Die Gegenstände 4,
die in der Draufsicht in 1 in einer Sicht auf ihre obere schmale
Längsseite
gezeigt sind, sind Sendungen in der Größe von kleinen Postkarten bis
zur Größe der Norm
B5. Die Vorrichtung 2 umfasst einen Transportstrang 6 zum
Transport eines Sendungsstroms von Sendungen in einer Bewegungsrichtung 8,
der durch zwei Weichen 10 drei Unterstränge 12, 14, 16 umfasst.
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Durch
die Weichen 10 werden solche Sendungen, die nicht um eine
in Bewegungsrichtung 8 ausgerichtete Gegenstandsachse 18 (siehe 2) gewendet
werden sollen, geradeaus und weitgehend unabgelenkt in den Unterstrang 12 geleitet,
der als Bypass 20 funktioniert. Dies sind etwa die Hälfte der Sendungen
des Sendungsstroms. Die andere Hälfte der
Sendungen wird mit Hilfe der Weichen 10 zu zwei Wendemitteln 22, 24 transpor tiert,
die im Unterstrang 16 bzw. 14 angeordnet sind.
Die Sendungen aus dem Bypass 20 und den Wendemitteln 22, 24 werden
in Zusammenführungen 26 wieder
vereint und erreichen gemeinsam ein Ausrichtmittel 28,
das als Freilaufstrecke ausgeführt
ist. Nach Durchlaufen der Freilaufstrecke werden die Gegenstände 4 im
Gegenstandsstrom in Bewegungsrichtung 8 zu weiteren, nicht
dargestellten Bearbeitungsmodulen einer Anlage transportiert, von
der die Vorrichtung 2 ein Teil ist.
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Im
Transportstrang 6 bis an die Freilaufstrecke heran werden
die Sendungen zwischen jeweils zwei Riemen 30 geklemmt
gehalten, wobei sich im Verlauf des Transportstrangs 6 mehrere
Riemenpaare im Transport ablösen.
In den Wendemitteln 22, 24 ist jeweils ein Riemenpaar
um eine in Bewegungsrichtung 8 der Sendungen ausgerichtete
Achse um 180° verdrillt,
so dass die Sendungen dort durch die Riemen 36 geführt um diese
Achse gewendet werden. Die Verdrillung der Riemen 36 ist
in 1 nicht dargestellt und in 2 angedeutet.
Zwei Stützrollen 32 sorgen
in jedem Wendemittel 22, 24 für eine gute Führung der
Riemen 36. Ein mit der Verdrillung mitgeführtes Drahtpaar 34 in
jedem Wendemittel 22, 24 ist beidseitig der Riemenpaare
angeordnet und unterstützt
die Sendungen im Wendevorgang, so dass auch große, aus den Riemen 36 weit
hervorstehende Sendungen einwandfrei gewendet werden.
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Im
Ausrichtmittel 28 sind die Riemen 30 der Riemenpaare
etwas voneinander getrennt, so dass zwischen den Riemen 30 ein
kleiner Schlitz 38 entsteht, in dem die Sendungen nach
unten auf ein als Unterflurriemen ausgeführtes Ausrichtelement 40 (2)
fallen können,
auf dem die Sendungen transportiert werden. Um am Riemen 30 durch
statische Aufladung klebende Sendungen nach unten auf das Ausrichtelement 40 zu
bringen, sind die Riemen 30 leicht nach unten geneigt.
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Die
Bewegung des Sendungsstroms und dessen Aufteilung in die Unterstränge 12, 14, 16 wird von
einer schematisch dargestellten Steuereinheit 42 gesteuert,
die unter Anderem mit den Weichen 10 signaltechnisch verbunden
ist.
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In 2 ist
der Gegenstandsstrom anhand von einigen Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 schematisch
in einem Ablaufdiagramm dargestellt. Um eine einheitliche Ausrichtung
der Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 zu
erreichen, in der die Briefmarke vorne oben ist, sind einige der
Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 bereits
in einem Sackgassenwender um ihre vertikale Achse gewendet worden.
Die Sendungen 44, 48 und 50 müssen noch
um die horizontale Gegenstandsachse 18 gewendet werden,
um einheitlich ausgerichtet zu sein. Hierzu werden die Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 mit
einem Messmodul 54 auf ihre Größe abgetastet. Diese Abtastung
umfasst das Messen der Gegenstandshöhe 56 der Sendungen 44, 46, 48, 50, 52,
kann jedoch auch zusätzlich
das Messen der Länge
und Dicke beinhalten, um das Volumen der Sendung 44, 46, 48, 50, 52 zu
ermitteln und daraus mit Hilfe einer pauschal angesetzten Dichte
deren Gewicht zu bestimmen.
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Die
Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 sind
in ihrer Gegenstandshöhe 56 Unterschiedlich.
Während die
Sendung 46 ein Standardbrief mit einem Standardumschlag
ist, sind die Sendungen 44, 52 Postkarten, die
etwas kleiner sind. Noch kleiner und gerade noch innerhalb der zulässigen Maße ist die
Sendung 48, wohingegen die Sendung 50 eine B5-Größe aufweist,
die höher
ist als die Höhe
der Sendung 46.
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In
Abhängigkeit
von ihrer Gegenstandshöhe 56 werden
die zu wendenden Sendungen 44, 48, 50 von
der Steuereinheit 42 und mit Hilfe der Weichen 10 auf
die Wendemittel 22, 24 verteilt. Zunächst werden
diejenigen Sendungen 50 abgesondert, die größer sind
als ein Standardbrief. Danach werden die Sendungen 44, 48 abgesondert,
die so groß wie
oder kleiner sind als ein Standardbrief. Selbstverständlich bestände die
Möglichkeit,
drei Wendemittel vorzusehen, die Standardsendungen, kleinere Sendungen oder
größere Sendungen
bearbeiten. Auch andere Einteilungen sind denkbar. Nicht zu wendende
Sendungen 46, 52 durchlaufen den Bypass 20.
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Bei
der Aufteilung in die Wendemittel 22, 24 wird
von der Steuereinheit 42 auch das aus dem Volumen der Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 angenommene
Gewicht der Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 einbezogen.
Da schwere Sendungen 46, 50 im Ausrichtmittel 28 problemloser
auf das Ausrichtelement 40 fallen als leichte Sendungen 44, 48, 52,
führt bei
Sendungen 46, die von ihrer Größe in einem Grenzbereich in
der Einteilung zwischen den Wendemitteln 22, 24 liegen,
ein hohes Gewicht eher in eine Einteilung in das Wendemittel 22 für hohe Sendungen 50 und
ein niedriges Gewicht eher in eine Einteilung in das Wendemittel 22 für niedrige
Sendungen 44, 48.
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In
den Wendemitteln 22, 24 werden die Sendungen 44, 50 zunächst von
Riemen 30 transportiert und dann an weitere Riemen 36 übergeben,
die verdrillt sind. Hierbei wird die Übergabe jeweils durch ein Ausgleichsmittel 58, 60 vollzogen,
das einen Höhenversatz 62, 64 der
Riemen 30, 36 zueinander aufweist. Während im
Wendemittel 24 der Riemen 36 um den Höhenversatz 62 tiefer
ist als die Riemen 30, ist der Riemen 36 im Wendemittel 22 um
den Höhenversatz 64 höher als
die Riemen 30. Dadurch kommt die Gegenstandsachse 18,
um die die Sendungen 44, 48, 50 gewendet
werden, sowohl bei den großen Sendungen 50 als
auch bei den kleinen Sendungen 44, 48 etwa in
der halben Gegenstandshöhe 56 der Sendungen 44, 48, 50 zu
liegen. Durch diesen Ausgleich wird vermieden, dass die Unterkante 66 beispielsweise
der Sendung 50 nach der Wendung auf einer wesentlich anderen
Höhenlage
zu liegen kommt als die Unterkante 68 vor der Wendung. Durch
den unterschiedlichen Höhenversatz 62, 64 in den
Wendemitteln 24, 22 ist die Gegenstandsachse 18 im
Verhältnis
zur Lage des transportierenden Riemens 30 bei den Wendeelementen 22, 24 in
verschiedener Höhe
angeordnet. Es kann ein Abstand 70, 72 zwischen
der Gegenstandsachse 18 und der Unterkante 66, 76 nach
dem Wenden wie der Abstand 70, 72 zwischen der
Gegenstandsachse 18 und der Unterkante 68, 74 zumindest
weitgehend gleich gehalten werden.
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Nach
der Wendung durchlaufen die Sendungen 44, 48, 50 erneut
ein Ausgleichsmittel 78, 80 mit einem Höhenversatz 82, 84,
so dass deren Unterkanten 66, 76 auf etwa der
gleichen Höhe
relativ zu weiter transportierenden Riemen 86 zu liegen
kommen. Somit liegen die Unterkanten 66, 76 auch
nach Durchlaufen der Zusammenführungen 26 ebenfalls auf
im Wesentlichen gleicher Höhe 88 relativ
zu einem Boden 90. Weitgehend die gleiche Höhe 88 weisen
auch die Sendungen 46, 52, die durch den Bypass 20 gelaufen
sind, zum Boden 90 auf.
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Alle
Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 gelangen zum
Ausrichtmittel 28, in dem sie auf das Ausrichtelement 40 fallen.
Durch die zumindest ähnliche
Höhe 88 fallen
die Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 im
Wesentlichen gleich tief und erleiden daher aus ballistischen Gründen eine
zumindest ähnliche
Verzögerung
entgegen ihrer Bewegungsrichtung 8. Dadurch bleibt ein
Abstand 92 zwischen ihnen zumindest im Wesentlichen gleich.
Durch diese höchstens
geringe Abstandsveränderung
können
die Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 mit
einem engen Abstand 92 zueinander durch die Vorrichtung 2 bewegt
werden, wodurch ein hoher Durchsatz an Sendungen 44, 46, 48, 50, 52 durch
die Vorrichtung 2 erreicht werden kann.