ZIMMERMANN, Armin (Mainaustrasse 196b, Konstanz, 78464, DE)
FRITSCHE, Beat (Burstwiesenstrasse 37, Greifensee, CH-8606, CH)
ZIMMERMANN, Armin (Mainaustrasse 196b, Konstanz, 78464, DE)
Patentansprüche
1. Verfahren zur Ablage von flachen Gegenständen (2) aus einer ersten oberen Stelle (1) in ein unteres Ablagefach (5) , demgemäss das Ablagefach (5) sich mindestens in einer
Transportrichtung mit einer relativen Geschwindigkeit zu der Stelle (1) bewegt,
- vor der übergabe in das Ablagefach (5) der flache Gegenstand mittels eines Zwischenelements (4) aufgenommen wird, dessen Boden (11) parallel oder geneigt zur Richtung der relativen Geschwindigkeit ist,
- am Ende der Aufnahme eine Seite des flachen Gegenstandes in Kontakt mit dem Boden steht,
- zur übergabe des flachen Gegenstandes an das Ablagefach (5) ein Transportmittel des Bodens (11) derart angetrieben wird, dass die Seite und eine zur übergaberichtung vordere Kante des übergegebenen flachen Gegenstandes auf eine Ablageebene (9) bzw. auf oder in der Nähe einer in der übergebenden Richtung vorderen Wand (7) des Ablagefaches (5) auftreffen, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Zwischenelement übergegebene flache Gegenstand eine geringe relative Geschwindigkeit mit dem unteren Ablagefach (5) aufweist, so dass ein gleitenfreies, nahezu flächiges Ablegen des flachen Gegenstandes in das untere Ablagefach (5) geschieht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zwischenelement relativ zu der Stelle (1) und/oder zu dem Ablagefach (5) bewegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zur übergabe des flachen Gegenstandes an das Ablagefach der flache Gegenstand in eine über den Antrieb des Bodens gewählte Bewegung, vorzugsweise in Form eines sinusförmigen Impulses, versetzt wird, welche von der Neigung des Bodens sowie von der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Zwischenelement und dem Ablagefach abhängt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass bei der übergabe an das Ablagefach die Neigung des Bodens klein zur Transportrichtung gewählt wird, derart dass während der übergabe an das Ablagefach die Seite des flachen Gegenstandes auf das aktuelle Füllniveau des zweiten Ablagefaches mit minimaler Reibung auftrifft.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel des Zwischenelements derart angetrieben wird, dass vor der übergabe der flache Gegenstand angehalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, dass beim Anhalten des flachen Gegenstands eine Kante des flachen Gegenstands in einer Richtung (10) ausgerichtet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mitteln (6) zur variablen Neigung des Zwischenelements relativ zur Transportrichtung derart verwenden werden, dass vom Anfang der Aufnahme bis zur übergabe die Neigung des Bodens zur Transportrichtung verringert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme (3) des flachen Gegenstandes aus der oberen Stelle in das Zwischenelement der flache Gegenstand geleitet oder umgelenkt wird, so dass sich die vordere Kante des flachen Gegenstandes in gleicher Richtung bewegt wie die Antriebsrichtung des Transportmittels .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportrichtung nahezu einem Horizontalverlauf variiert, insbesondere wenn die Neigung des unteren Ablagefaches (5) über eine Umlaufstrecke variiert, und die Neigung des Bodens (11) des Zwischenelements unter Berücksichtigung der Neigung des unteren Ablagefaches (5) eingestellt wird.
10. Vorrichtung zur Ablage von flachen Gegenständen (2) aus einer ersten oberen Stelle (1) in ein unteres Ablagefach (5) , bei welcher das Ablagefach (5) sich mindestens in einer Transportrichtung mit einer relativen Geschwindigkeit zu der Stelle (1) bewegt, - vor der übergabe in das Ablagefach (5) der flache
Gegenstand mittels eines Zwischenelements (4) aufgenommen wird, dessen Boden (11) parallel oder geneigt zur Richtung der relativen Geschwindigkeit ist,
- am Ende der Aufnahme eine Seite des flachen Gegenstandes in Kontakt mit dem Boden steht,
- zur übergabe des flachen Gegenstandes an das Ablagefach (5) ein Transportmittel des Bodens (11) derart angetrieben wird, dass die Seite und eine zur übergaberichtung vordere Kante des übergegebenen flachen Gegenstandes auf eine Ablageebene (9 ) bzw. auf oder in der Nähe einer in der übergebenden
Richtung vorderen Wand (7) des Ablagefaches (5) auftreffen, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Zwischenelement übergegebene flache Gegenstand eine geringe relative Geschwindigkeit mit dem unteren Ablagefach (5) aufweist, so dass ein gleitenfreies, nahezu flächiges
Ablegen des flachen Gegenstandes in das untere Ablagefach (5) geschieht .
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmittel ein Riemen aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Bodens eine seitliche Klappe angeordnet ist. |
Verfahren und Vorrichtung zur Ablage von flachen Gegenständen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ablage von flachen Gegenständen nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 10.
Flache Gegenstände, insbesondere Sendungen unterschiedlicher Masse und Oberfläche sollen einzeln aus Taschen in sich darunter befindliche Behälter abgelegt werden, wobei sich Taschen und Behälter mit einer Differenzgeschwindigkeit zueinander bewegen. Dabei kann eine Geschwindigkeit auch null sein. Die Gegenstände werden flach am Boden des Behälters und mindestens auf einer Kante ausgerichtet abgelegt. Diese Ausrichtung ist Voraussetzung für eine maschinelle Weiterverarbeitung als auch für eine Gangfolgesortierung und die damit verbundene, sich anschließende manuelle Handhabung durch den Briefträger.
Im Dokument EP 0 708 693 Bl wird eine Sortiereinrichtung für Sendungen beschrieben, bei der über Zieladressen zugeordneten, örtlich festen Behältern Taschen mit Sendungen umlaufen. Entsprechend der gelesen Zieladressen der Sendungen werden diese in die zugeordneten Behälter abgelegt. Dabei werden die Taschen stets an einer bestimmten fixen Position über dem jeweiligen Behälter geöffnet. Die optimale öffnungsposition, bei der Sendungen im Behälter an der in Bewegungsrichtung vorderen Wand des Behälters ausgerichtet abgelegt werden, variiert aber in Abhängigkeit von Sendungseigenschaften, wie unterschiedlichen Reibkoeffizienten zwischen den Sendungen und den Taschen, wie Massen der Sendungen und wie einer variablen Abwurfhöhe durch unterschiedliche Behälterfüllstände, was bei einer fixen übergabeposition einen Kompromiss darstellt, mit der Folge schlechter Ausrichtung der Sendungen in Bewegungsrichtung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine übergabe von flachen Gegenständen aus einer oberen
Stelle in ein unteres Ablagefach, die sich relativ zueinander bewegen können, zu optimieren.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentansprüchen 1 und 10 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Ausgehend von einem Verfahren oder von einer zugehörigen Vorrichtung zur Ablage von flachen Gegenständen wie Postsendungen aus einer ersten oberen Stelle in ein unteres Ablagefach - unter dem Begriff „oben/unten" ist die vertikale Schwerkraftsrichtung zu verstehen -, demgemäss das Ablagefach sich mindestens in einer Transportrichtung relativ zu der Stelle bewegt, werden erfindungsgemäss folgende Schritte durchgeführt:
- vor der übergabe in das Ablagefach wird der flache Gegenstand mittels eines Zwischenelements aufgenommen, dessen Boden zur Transportrichtung horizontal oder geneigt ist,
- am Ende der Aufnahme steht eine Seite des flachen Gegenstandes in Kontakt mit dem Boden,
- zur übergabe des flachen Gegenstandes an das Ablagefach wird ein Transportmittel des Bodens derart angetrieben, dass die Seite und eine zur übergaberichtung vordere Kante des übergegebenen flachen Gegenstandes auf eine Ablageebene bzw. auf oder in der Nähe einer in der übergebenden Richtung vorderen Wand des Ablagefaches auftreffen.
Dabei kann das Zwischenelement relativ zu der Stelle und/oder zu dem Ablagefach bewegt. Tatsächlich gehört in meisten Fällen das untere Ablagefach einer nah an Horizontalrichtung bewegbaren Behälterbahn, an welcher Postsendungen aus ersten oberen kassettenförmigen Ablagefächern abgegeben werden, die die bisher sogenannte obere Stelle darstellen. Zur beispielhaften Darstellung der Erfindung werden im Folgenden die obere Stelle und das untere Ablagefach als erstes oberes bzw. zweites unteres Ablagefach benannt. Das erste obere Ablagefach wird auch oft an einer oberen Kassettenbahn
angeschlossen, die sich relativ zur unteren Behälterbahn bewegt. Meistens ist die Transportrichtung einer oder beider Bahnen horizontal oder leicht gekippt, jedoch kann sie ebenfalls entlang einer Bahnstrecke variieren, z.B. zu Ausrichtungszwecken der Postsendungen in einem Behälter oder zur Führung von Behältern aus einer oberen Stellen zu einer tieferen Stelle. In diesem Fall können dementsprechende Bahnen von Zwischenelementen an unterschiedlichen Höhenpunkten bzw. deren Bodenwinkel ebenfalls angepasst werden .
Vorteilhaft bei dem Verfahren ist es, dass die Sendung (= flacher Gegenstand) durch den Antrieb des Bodens in eine gewählte Bewegung versetzt wird, vorzugsweise in Form eines angemessenen (z.B. sinusförmigen) Impulses für ihre Ablage in das untere Ablagefach. Damit treffen eine Kante und eine Seite der Sendung auf eine gewünschte Kante bzw. auf den Boden des unteren Ablagefaches einwandsfrei auf, und dies an dem richtigen Zeitpunkt, da dank des Transportmittels des Zwischenelements die übergabe in Verbindung mit der relativen Geschwindigkeit zwischen ihm und dem unteren Ablagefach genau steuert ist. Ist die übergabe wenigstens temporär zu verhindern, spielt ebenfalls das Zwischenelement die Rolle eines Zwischenspeichers, z.B. durch Anhalten oder Bremsen des Transportmittels. Aufgrund vom erhöhten Freiheitsgrad bzgl. zeitlichen und räumlichen Sortierungen der Sendungen erhöht sich damit die Flexibilität der übergabe wesentlich.
Aufgrund des möglichst klein einstellbaren Winkels des Bodens zu Transportrichtung bleibt - während der übergabe - die Sendung in einer annähernden horizontalen oder leicht geneigten Position, die eine optimale Landungsrichtung der Sendung in das untere Ablagefach ermöglicht. D.h. die Sendung trifft eine gewünschte Ebene des Ablagefaches ohne Reibung oder Gleiten mit dieser Ebene auf. Diese Ebene entspricht dem höchsten freien Füllniveau eines
eventuell vorherigen gebildeten Stapels des unteren Ablagefaches. Dabei kann die Neigung Winkelwerte von Null bis 90 Grad annehmen und gemäss gewählten Parametern (Form, Maße der Sendung bzw. relativen Geschwindigkeiten des Ablagefaches zu dem unteren Ablagefach bzw. Füllstandhöhe im Ablagefach etc) eingestellt und eventuell nachgeregelt werden. Die Einstellung des Winkels kann also einmalig gemäss vorgegebenen Sendungsabhängigen Massnahmen oder sendungsabhängig bei jeder übergabe durchgeführt. Es wird ebenfalls angestrebt, dass die vom Zwischenelement übergegebene Sendung eine geringe relative Geschwindigkeit mit dem unteren Ablagefach oder dessen SendungsStapel aufweist, so das ein nahezu flächiges Ablegen der Sendung in das untere Ablagefach und damit kein Gleiten der Sendung auf dem Stapel geschieht. In meisten Fällen ist ferner das untere Ablagefach leicht verkippt, so dass mindestens eine Kante der dortigen abgelegenen Sendungen korrekt und stabil an einer Kante des Ablagefaches ausgerichtet wird. Dies ermöglicht eine bessere Stapelqualität. Die Neigung des Bodens des Zwischenelements muss also auch unter Berücksichtigung der Neigung des unteren Ablagefaches eingestellt werden, insbesondere wenn die Neigung des unteren Ablagefaches über eine Umlaufstrecke variiert.
Der Antrieb des Bodens kann in mehreren einfachen Weisen realisiert werden, z.B. mittels eines flachen Riemengetriebes oder mehreren parallelen Flach- oder Rund-Riemen. Dabei ist ein Start-Stopp-Betrieb vorhanden. Eine optionale Vorrichtung zum Anhalten der Sendung wie eine Klappe kann auch am Ende (Ausgang) des Zwischenelements eingebaut werden. Dadurch kann ebenfalls eine Kante der Sendung korrekt an diesem Mittel ausgerichtet werden.
Zur optimalen Führung der Sendung auf den Boden des Zwischenelements aus dem oberen Ablagefach in das
Zwischenelement wird der flache Gegenstand geleitet oder umgelenkt, so dass sich die vordere Kante des flachen
Gegenstandes in gleicher Richtung bewegt wie die Antriebsrichtung des Bodens. Ein vertikaler Fall der Sendung auf das Zwischenelement wird also vorteilhafterweise vermieden bzw. korrigiert. Die dementsprechende Leitvorrichtung ist vom Vorteil steil bzw. konkav, so dass auch keine SendungsStauchungen bei der übergabe der Sendung auftreten.
Eine Alternative zu Führungsmitteln der Sendung auf dem Boden des Zwischenelements besteht darin, dynamische Mitteln zur variablen Neigung des Zwischenelements relativ zur Transportrichtung derart zu verwenden, dass vom Anfang der Aufnahme bis zur übergabe der Winkel zwischen dem Boden und der Transportrichtung verringert wird. In anderen Worten wird die aus dem oberen Behälter fallende Sendung in dem nun nahezu vertikal stehenden Zwischenelement aufgenommen. Dafür weist das Zwischenelement Anhaltungsmittel wie eine Hakeneinrichtung für die untere (nicht flache) Kante der Sendung auf. Anschliessend wird der Winkel des Bodens auf den bisher korrekten Wert (nah zur Transportrichtung) eingestellt, damit die erfindungsgemässe übergabe an das untere Ablagefach erfolgt. Nach der übergabe wird das Zwischenelement in seiner vertikalen Position zurückgestellt, damit eine weitere Sendung aufgenommen wird. Dadurch wird die oben erwähnte Leitvorrichtung nicht mehr benötigt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1: Hauptverfahrensschritte der erfindungsgemässen Ablage einer Sendung über ein Zwischenelement.
Figur 1 zeigt die Hauptverfahrensschritte der erfindungsgemässen Ablage einer Sendung 2 über ein
Zwischenelement 4 aus einem erstem oberen Ablagefach 1 (= obere Stelle) in ein zweites unteres Ablagefach 5. Beide
Ablagefächer 1, 5 können sich mindestens in einer horizontalen Richtung (= hier gewählte Transportrichtung) zueinander bewegen. Meistens werden Reihen von Ablagefächern 1, 5 verwendet, die als obere und untere Züge dargestellt und mit einer relativen Geschwindigkeit zueinander gefahren werden können (z.B. über Umlauflinien, bei welchen Postsendungen übertragen werden) . Ebenfalls kann eine horizontale Reihe von Zwischenelementen 4 gebildet werden und ggf. als Zwischenzug relativ zu einem oder beiden Ablagefächern 1, 5 in Bewegung steht.
Das am Boden 11 des Zwischenelements 4 angeordneten Transportmittel weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Flachriemen mit Rollen auf, welcher zur Aufnahme der Sendung nach ihrer übergabe aus dem ersten oberen Ablagefach 1 angetrieben wird. Dabei ist auch ein Start-Stop-Mechanismus für die aufgenommene Sendung vorhanden. Eine zusätzliche Klappe 10 am Laufabschnittsende des Bodens 11 kann ebenfalls zur Anhaltung der Sendung 2 über ihre vordere Kante verwendet werden, insbesondere wenn die Sendung z.B. aufgrund ihrer
Gewicht rasch auf den Boden 11 ankommt oder/und die Neigung des Bodens 11 zur Horizontalrichtung einen hohen Wert betragen sollte. Die vordere Kante der Sendung kann ebenfalls an der Klappe 10 - in Verbindung mit dem Antrieb des Bodens 11 - ausgerichtet werden. Dadurch ist die vordere Kante an der seitlichen Kante 7 des unteren Ablagefaches 5 „vorsorglich" vor der weiteren übergabe ausgerichtet.
Das obere Ablagefach 1 ist meistens eine Tasche, eine Kassette, ein Carrier, etc, die bei einer öffnung ein
Runterfallen der Sendung 2 zu einem Umleitelement 3 (steiles und/oder konkaves Führungselement) ermöglicht. Das Umleitelement 3 ist besonders erforderlich, um eine gewünschte Stellung/Ausrichtung der fallenden Sendung auf dem Boden des nächstliegenden Zwischenelements 4 zu sichern. Die beim Runterfallen vordere (und noch untere) Kante der Sendung
sollte in gleicher Richtung geführt werden wie die weitere Antriebsrichtung des Bodens 11 (siehe zugehörige Pfeile) .
Bei einer Alternativ, Führungsmitteln durch eine variable Verkippung des Zwischenelements 4 relativ zur
Transportrichtung derart zu verwenden, dass vom Anfang der Aufnahme bis zur übergabe der Winkel zwischen dem Boden 11 und der Transportrichtung verringert wird, weist das Zwischenelement 4 eine Drehachse auf, über welche zur Aufnahme aus dem oberen Behälter fallende Sendung 2 das
Zwischenelement 4 vertikal positioniert wird. Ausserdem weist das Zwischenelement 4 Anhaltungsmittel wie eine Hakeneinrichtung für die untere Kante der Sendung auf. Die Hakeneinrichtung kann die Klappe 10 sein. Die Neigung kann dabei auch leicht unter 90 Grad eingestellt werden, so dass der Fall der Sendung 2 in vertikaler Richtung bzw. der Stoss der untere Kante der Sendung 2 mit dem Haken gedämpft wird. Anschliessend wird die Neigung des Bodens auf den bisher korrekten Wert (nah zur Transportrichtung) eingestellt, damit die erfindungsgemässe übergabe an das untere Ablagefach 5 erfolgt. Nach der übergabe wird das Zwischenelement 4 in seiner vertikalen Position zurückgestellt, damit eine weitere Sendung aufgenommen wird. Dadurch wird die oben erwähnte Leitvorrichtung nicht mehr benötigt.
Nun ist eine übergabe der Sendung in ein unteres Ablagefach 5 geplant, öffnet sich die optionale Klappe 10 und das Transportmittel wird derart angetrieben, dass der Sendung eine z.B. sinusimpulsförmige Bewegung in Antriebsrichtung des Bodens 11 überträgt wird. Die Intensität des Impulses kann von unterschiedlichen Parametern abhängen, z.B. von der zu dem Zwischenelement 4 relativen horizontalen Geschwindigkeit des unteren Ablagefaches 5 oder dessen Maßen und/oder Füllstand, von der Neigung des unteren Ablagefaches 5 bzw. der gezielten zielebene mittels eines dem Ablagefach 5 unten befindlichen und schrägen Trägerelements 6, von der Reichweite zwischen dem Zwischenelement 4 und der öffnung des
unteren Ablagefaches 5, etc. Es wird auch berücksichtigt, dass die Intensität des Impulses durch den Antrieb des Bodens nicht zu abrupt erzeugt wird, so dass zwischen dem Boden und der Sendung ein minimaler Schlupffaktor gesichert wird. Für das Ablegen der Sendung 2 ist ein optimaler Zeitpunkt zu berücksichtigen, der von der Sendungsbeschleunigung, dem Weg zum optimalen Auftreffpunkt der Sendung auf den Boden/Stapel des unteren Ablagefaches 5 abhängt (der wiederum vom Füllstand des Ablagefaches 5 abhängt) . Der Betrag des Impulses der Sendung wird in erster Näherung aus der
Differenzgeschwindigkeit zwischen Zwischenelement 4 und unterem Ablagefach 5, geteilt durch den Cosinus des durch die Neigung des Bodens 11 des Zwischenelements 4 gebildeten Winkels , errechnet. Ist also die Differenzgeschwindigkeit gering, wird ebenfalls der Betrag des Impulses dementsprechend klein gewählt. Der Neigung des Bodens 11 wird zur Horizontalrichtung in der Praxis klein gewählt/eingestellt, derart dass während der übergabe des flachen Gegenstandes (=Sendung 2) in das untere Ablagefach 5 die (flache) Seite des flachen Gegenstandes auf das aktuellen Füllniveau des unteren Ablagefaches 5 mit minimaler bzw. mit keiner Reibung auftrifft. Hauptziel ist es, dass sich die zur übergabe- oder Impulsrichtung vordere Kante der Sendung 2 nach der Impulsgabe sowie die untere Seite der Sendung 2 mit maximaler Genauigkeit die seitliche Kante 7 bzw. die
Füllstandebene 9 des unteren Ablagefaches 5 am Ende der übergabe zusammentreffen. Damit werden Reibungen zwischen der Seite einer vorabgelegten Sendung mit der kommenden Sendung 1 minimiert, am besten komplett vermieden . Der entstandene Stapel von Sendungen wird dadurch an der seitlichen Wand 7 und am Boden 8 des unteren Ablagefaches 5 optimal ausgerichtet.
Die Aufnahme aus dem oberen Ablagefach 1, die Aufnahme auf das Zwischenelement 4, die Einleitung der übergabe und die übergabe an das untere Ablagefach 5 von Sendungen 2 ist schrittweise zwischen dem oberen Ablagefach 1, dem
Zwischenelement 4 und dem unteren Ablagefach 5 bei Figur 1 dargestellt. Alle Schritte und deren Auslösezeitpunkten können z.B. mit Lichtschränken zusätzlich zu den bisher erwähnten Anlageparametern getriggert/kontrolliert werden. Sendungsformate können allerdings in einem Vorverfahren ermittelt werden und stehen bei der übergabe zur Verfügung. Dabei können die Lichtschränken als Trigger verwendet werden und entsprechend bekannter Sendungsparameter wird der Zeitpunkt der übergabe bestimmt, der in einer Testphase empirisch optimiert wurde.