ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА
LOADING DEVICE FOR SHEET MATERIAL

Настоящее изобретение относится к загрузочному устройству для листового материала, прежде всего для ценных документов, таких как, например, банкноты. Загрузочное устройство, прежде всего, в виде интерфейса для ввода листового материала в виде банкнот может находиться в банковском автомате, денежном автомате, билетном автомате, торговом автомате или в подобном. Изобретение относится, прежде всего, к загрузочному устройству, в котором могут быть надежно предотвращены сбои вследствие попыток ввести в качестве листового материала другие объекты и попадание посторонних тел, таких как пыль.
Из ЕР 1578682 В1 известен транспортер для банкнот, в котором банкнота захватывается с помощью поверхностей двух вращательно-симметричных загрузочных валиков, которые имеют соответственно поперек направления загрузки волнообразный профиль продольного сечения и находятся в зацеплении друг с другом. При загрузке банкноты поверхности имеют в любом поворотном положении жестко установленное, предопределенное расстояние друг до друга и так задают проходящую нелинейно поперек направления загрузки загрузочную щель с размером зазора, который больше, чем толщина банкноты. Находящиеся в зацеплении друг с другом загрузочные валики вызывают, если смотреть в направлении транспортировки, изгиб банкноты поперек направления загрузки таким образом, что сила, с которой захватывается банкнота, зависит от жесткости банкноты. Далее в ЕР 1578682 В1 упоминается, что расстояние между поверхностями загрузочных валиков может быть снижено до нуля, например, если прибор необходимо очисть водяной струей высокого давления.
В интерфейсах для ввода банкнот в автоматы, таких как банковские автоматы, билетные автоматы, торговые автоматы или подобные, часто встречается проблема, состоящая в том, что пользователи или же клиенты пытаются по ошибке ввести в автомат вместо банкноты кредитную карту или подобное. Это может привести к сбоям автомата или к повреждению карты. Для этого ЕР 1578681 В1 предлагает измерять действующую на загрузочные валики силу и, если заданная сила превышается, останавливать вращение или изменять его направление.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы с помощью простых конструктивных средств выполнить загрузочное устройство для листового материала таким образом, чтобы можно было предотвратить ввод пользователем других объектов, не являющихся соответствующим назначению листовым материалом, а также в фазах, в которых листовой материал не загружается, предотвратить проникновение посторонних тел и загрязнений через загрузочную щель.
Данная задача решена посредством загрузочного устройства для листового материала с признаками независимого п. 1 формулы изобретения. Усовершенствования и предпочтительные формы выполнения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Суть изобретения состоит в том, чтобы выполнить по меньшей мере два вращаемых загрузочных (питающих) валика с проходящими соответственно поперек направления загрузки и находящимися в зацеплении профилями поперечного сечения для загрузки листового материала, которые расположены в загрузочном устройстве относительно друг друга так, что они задают загрузочную щель для листового материала, так, чтобы размер зазора загрузочной щели изменялся синхронно с вращением. Предпочтительно, размер зазора периодически изменяется синхронно с вращением между максимальной высотой загрузочной щели и минимальной высотой загрузочной щели как ход модуляции при вращающихся загрузочных валиках.
Под размером зазора или высотой загрузочной щели здесь понимается расстояние в свету между загрузочными валиками, то есть расстояние между находящимися в загрузочной щели напротив друг друга поверхностями загрузочных валиков, которые задают загрузочную щель.
Для этого загрузочное устройство согласно изобретению имеет по меньшей мере два вращаемых загрузочных валика с проходящими соответственно поперек направления загрузки, находящимися в зацеплении профилями продольного сечения для загрузки листового материала, прежде всего банкнот, причем загрузочные валики расположены относительно друг друга так, что они задают загрузочную щель для листового материала, и причем загрузочные валики, предпочтительно, в каждом месте загрузочной щели имеют соответственно таким образом согласованный друг с другом осевой профиль поперечного сечения, что при вращении загрузочных валиков размер зазора загрузочной щели периодически изменяется, предпочтительно, с предопределенным ходом.
В загрузочном устройстве согласно изобретению из происходящей периодически вследствие вращения загрузочных валиков модуляции размера зазора вытекает особый эффект, состоящий в том, что при попытке загрузить более толстый по сравнению с листовым материалом соответствующего назначению размера объект, такой как, например, дебетовую карту или кредитную карту, производится ощутимое для пользователя дергание карты толчками. Например, кредитная карта выдвигается при этом на несколько миллиметров из загрузочной щели или из расположенной перед ним приемной щели соответствующего автомата в направлении пользователя. Вследствие этого возникает, особо предпочтительно, воспринимаемое осязательно ощущение возврата. Таким образом загрузка жестких посторонних тел, таких как монеты или дебетовые карты, чековые карточки, кредитные карты или подобное, предотвращается за счет того, что осязательное ощущение как обратная сигнализация обращает внимание пользователя на ситуацию.
Согласно усовершенствованию загрузочные валики могут быть оформлены так, что по меньшей мере в одном заданном поворотном положении наименьший размер зазора приблизительно равен нулю, приблизительно является минимальным соответственно толщине листового материала, так что в этом поворотном положении загрузочная щель закрыта (закрытое поворотное положение). За счет этого предотвращается смятие листового материала при загрузке, и вращающиеся опоры загрузочных валиков нагружаются меньше. Это является предпочтительным, прежде всего, тогда, когда поверхности загрузочных валиков выполнены из неэластичного материала. Предпочтительные значения варьируемого размера зазора составляют приблизительно от толщины листового материала, предпочтительно 0,2 мм (>0 мм), как наименьшего размера зазора для закрытого поворотного положения, до 1,0 мм, как наибольшего размера зазора.
В принципе, также можно, прежде всего тогда, когда, по меньшей мере, поверхность одного из загрузочных валиков выполнена из эластичного материала, оформить загрузочные валики так, что в закрытом поворотном положении между охватами по меньшей мере двух загрузочных валиков образуется, предпочтительно, непрерывная линия соприкосновения.
За счет этого в загрузочном устройстве согласно изобретению может быть без дополнительных затрат образован запор для загрузочной щели. Тогда отдельный запор или отдельное запорное устройство больше не требуется.
С помощью реализованного таким образом запорного устройства может быть, например, предотвращено введение клиентом банкноты в торговый автомат, несмотря на то, что в автомате больше не имеется в распоряжении разменных денег. Помимо этого, в автомате, который выведен из эксплуатации, например, вследствие неисправности, загрузочная щель может быть особо просто с помощью загрузочных валиков установлена на минимальный размер зазора и таким образом закрыта. За счет этого в автомате, например всегда, когда листовой материал не загружается, загрузочные валики вообще могут быть особо просто приведены в закрытое поворотное положение, чтобы внутренность автомата была защищена от попыток манипулирования извне или вообще от проникновения посторонних тел и загрязнений.
Рассматриваемое в направлении загрузки зацепление загрузочных валиков, предпочтительно, достигается с помощью соответственно оформленных профилей продольного сечения загрузочных валиков (профилей валика). Для этого профили валика могут иметь соответственно чередующиеся первые и вторые участки валика. Вследствие этого загрузочная щель для листового материала проходит нелинейно. Первые и вторые участки валика, особо предпочтительно, выполнены волнообразно. Периодически чередующиеся первые и вторые участки валика могут быть выполнены в виде чередующихся в продольном направлении на соответствующем загрузочном валике выпуклых и вогнутых участков валика.
Осевой профиль поперечного сечения по меньшей мере одного из загрузочных валиков по меньшей мере на одном участке валика, предпочтительно, имеет форму линии охвата для соответствующей изобретению модуляции размера зазора. Модулирующая форма линии охвата отличается тем, что радиус точек на линии охвата в направлении охвата, предпочтительно, постоянно изменяется на протяжении всего охвата между по меньшей мере одним минимальным значением и по меньшей мере одним максимальным значением.
Модулирующая форма линии охвата осевого профиля поперечного сечения может быть, например, кулачкообразной, то есть соответствующей кулачковому диску с максимальным значением радиуса в месте расположения кулачка и с минимальным значением радиуса в расположенной напротив кулачка кругообразной форме участка линии охвата.
Модулирующая форма линии охвата осевого профиля поперечного сечения может быть достигнута также при кругообразном осевом профиле поперечного сечения, который расположен эксцентрически относительно оси вращения загрузочного валика. Хотя в этом случае все точки линии охвата лежат на окружности, тем не менее, ответственный за модулирующую форму линии охвата радиус определяется относительно оси вращения загрузочного валика. Тогда точка эксцентрической кругообразной линии охвата с наибольшим радиусом, измеренным от оси вращения загрузочного валика, является точкой модулирующей формы линии охвата с наибольшим радиусом и находится напротив точки модулирующей формы линии охвата с наименьшим радиусом.
Другим примером соответствующей изобретению модулирующей формы линии охвата является эллипсовидный осевой профиль поперечного сечения. В местах охвата, которые пересекаются большой главной осью эллипса, форма линии охвата имеет соответственно по наибольшему радиусу. Тогда в местах охвата, которые пересекаются малой главной осью эллипса, форма линии охвата имеет соответственно по наименьшему радиусу. Если установлено минимальное значение размера зазора для реализации закрытого поворотного положения, то вследствие зеркальной симметрии эллиптического осевого профиля поперечного сечения загрузочное устройство имеет ровно два закрытых поворотных положения, которые смещены относительно друг друга в направлении охвата на 180°.
Предполагается, что для реализации ранее разъясненного принципа изобретения является применимым также большое количество других осевых профилей поперечного сечения загрузочных валиков, таких как, например, многоугольникообразная форма линий охвата загрузочных валиков или подобное. Для достижения интегрированной возможности закрытия загрузочной щели достаточно лишь в единственном закрытом положении обеспечить, чтобы размер зазора загрузочной щели был достаточно минимальным, прежде всего чтобы зазор был закрыт.
Достаточно, чтобы осевой профиль поперечного сечения загрузочных валиков соответственно на таких участках валика, которые находятся напротив участка валика другого загрузочного валика с модулирующей формой линии охвата, имел лишь осевой профиль поперечного сечения с кругообразной формой линии охвата. То есть тогда размер зазора загрузочной щели на соответствующем участке валика модулируется лишь одним из обоих загрузочных валиков.
В принципе, загрузочный валик может или оба загрузочных валика могут иметь модулирующую форму линии охвата на всех участках валика.
Можно лишь на одном из загрузочных валиков на всех участках валика предусмотреть модулирующую форму линии охвата, а на другом из загрузочных валиков на всех участках валика - кругообразную форму линии охвата. То есть при таком выполнении лишь один из загрузочных валиков, зато, предпочтительно, по всей длине загрузочной щели, имеет профили поперечного сечения с модулирующей формой линии охвата, тогда как другой из загрузочных валиков по всей длине загрузочной щели имеет профили поперечного сечения с кругообразной формой линии охвата. В данном случае, если вращающиеся загрузочные валики должны, например, останавливаться так, чтобы размер зазора загрузочной щели был, например, минимальным, необходимо управлять только модулирующим загрузочным валиком.
В предпочтительном выполнении каждый из загрузочных валиков имеет соответственно на выпуклых участках валика модулирующую форму линии охвата, а на вогнутых участках валика - кругообразную форму линии охвата, или наоборот. За счет этого оба загрузочных валика могут быть выполнены идентично друг другу. Тогда во встроенном положении загрузочные валики располагаются соответственно со смещением относительно друг друга на длину участка валика и с зацеплением между собой.
При вращении оформленных по одному из ранее разъясненных вариантов загрузочных валиков размер зазора загрузочной щели может модулироваться посредством расположенных соответственно в загрузочной щели напротив друг друга профилей поперечного сечения загрузочных валиков. Эта происходящая периодически вследствие вращательного движения загрузочных валиков модуляция вызывает в загрузочном устройстве согласно изобретению уже упомянутый выше эффект дергания толчками, который при попытке подвести к загрузке толстые объекты, такие как дебетовые карты или кредитные карты, можно почувствовать на карте осязательно.
В принципе, образующее поверхности загрузочных валиков тело валика может состоять из пластичного материала или может быть покрыто им, если по меньшей мере в одном закрытом поворотном положении стремятся к особо хорошему уплотнению, например также от жидкостей, или чтобы обеспечить дополнительные силы трения между загрузочными валиками и загружаемым листовым материалом.
В особо предпочтительном усовершенствовании загрузочные валики изготовлены, предпочтительно, из неэластичного материала, например из металла или жесткой пластмассы. За счет этого в загрузочных валиках в закрытом поворотном положении попытки манипулирования извне могут быть пресечены лучше, чем, например, в загрузочных валиках, которые покрыты резиной, которая имеет высокую эластичность, или состоят из материала с высокой эластичностью. При попытке манипулирования эластичный материал может быть легче отодвинут или отжат в сторону. Загрузочные валики, предпочтительно, состоят из материала с малой эластичностью, например из, прежде всего, усиленного волокнами полиамида 6 GF 25, но точно так же они могут состоять из не усиленных волокнами пластмасс, таких как, например, полиоксиметилен или поликарбонат/АБС.
Вследствие обоюдно зацепляющихся радиальных профилей валика загрузочная щель проходит поперек направления загрузки нелинейно таким образом, что соответствующий назначению листовой материал изгибается между загрузочными валиками, и действующая со стороны загрузочных валиков на листовой материал сила загрузки, с которой листовой материал захватывается и загружается, зависит от жесткости листового материала. Объекты, которые имеют более высокую жесткость, не могут быть согласованы с описанной выше геометрией и поэтому не загружаются. При их введении вращательное движение загрузочных валиков с периодической модуляцией вызывает уже описанный эффект дергания толчками.
Предпочтительно, по меньшей мере два загрузочных валика расположены с возможностью вращения вокруг соответствующих осей вращения, которые имеют постоянное расстояние относительно друг друга. Особо предпочтительно, оси вращения проходят параллельно друг другу и расположены поперек направления загрузки.
По меньшей мере два загрузочных валика, прежде всего, с помощью находящихся в зацеплении зубчатых колес могут быть по меньшей мере на одном конце принудительно сопряжены вращательно. Вследствие этого всегда обеспечивается синхронное вращение загрузочных валиков относительно друг друга. Помимо этого, так для вращения обоих загрузочных валиков необходимо приводить в движение лишь один из загрузочных валиков.
Для распознавания по меньшей мере одного заданного поворотного положения, которое, предпочтительно, представляет собой закрытое поворотное положение, загрузочные валики могут быть сопряжены с соответствующим устройством распознавания закрытого поворотного положения. Устройство для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения может иметь по меньшей мере одно жестко сопряженное с одним из загрузочных валиков маркировочное средство и датчик, прежде всего световой датчик, магнитный датчик или емкостный датчик, для регистрации позиции или характеристики по меньшей мере одного маркировочного средства.
Маркировочное средство может быть, например по меньшей мере одним индексным отверстием в сопряженном по меньшей мере с одним загрузочным валиком делительном диске. Тогда устройство для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения может быть расположенным с оперативным взаимодействием с делительным диском датчиком фотоячейки.
Точно так же маркировочное средство может быть диаметрально намагниченным магнитом, который закреплен без возможности вращения по меньшей мере на одном загрузочном валике. Тогда устройство для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения может быть выполнено посредством по меньшей мере одного магнитного датчика, прежде всего по меньшей мере одного датчика Холла.
Устройство для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения может быть реализовано также с помощью однооборотного абсолютного датчика углового положения, который соединен по меньшей мере с одним из загрузочных валиков, так что немедленно без привязывания может быть выдано абсолютное значение, которым однозначно идентифицируется текущее поворотное положение загрузочного валика.
Помимо этого, загрузочное устройство может иметь сопряженный с загрузочными валиками, прежде всего исполнительный, привод загрузочных валиков и оперативно соединенное с приводом загрузочных валиков устройство управления. Предпочтительно, устройство управления соединено с устройством для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения в качестве заданного поворотного положения и сконфигурировано для управления приводом загрузочных валиков для закрытия загрузочной щели так, что загрузочные валики в момент остановки их вращательного движения находятся в заданном закрытом поворотном положении.
Загрузочное устройство согласно изобретению особо пригодно для листового материала, особо для ценных документов, таких как, например, банкноты, в банковских автоматах, денежных автоматах, билетных автоматах, торговых автоматах или в подобных. Разумеется, загрузочное устройство согласно изобретению для листового материала пригодно также для других областей применения, в которых в интерфейс ввода должны загружаться листоподобные объекты.
Дальнейшие преимущества, признаки и подробности изобретения вытекают из последующего описания, в котором со ссылкой на чертежи в подробностях описаны примеры выполнения изобретения. При этом упомянутые в пунктах формулы изобретения и в описании признаки могут быть существенными для изобретения соответственно отдельно сами по себе или в любой комбинации. Точно так же каждый из названных ранее и приведенных здесь далее признаков может найти применение сам по себе или с несколькими в любой комбинации. Функционально подобные или идентичные конструктивные элементы или компоненты частично снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями. Используемые в описании примеров выполнения понятия «слева», «справа», «сверху» и «снизу» относятся к чертежам в ориентации с нормально читаемым обозначением фигур или же с нормально читаемыми ссылочными обозначениями. Показанные и описанные формы выполнения не следует понимать как окончательные, они имеют характер примеров для разъяснения изобретения. Детальное описание служит для информирования специалиста, поэтому известные схемы, структуры и способы в описаниях не показываются или не разъясняются в деталях, чтобы не затруднять понимание настоящего описания. На чертежах показано:
фиг. 1 - схематический вид на загрузочное устройство согласно примеру выполнения при взгляде на загрузочные валики в направлении загрузки, а также справа осевой вид в разрезе вдоль указанной линии разреза,
фиг. 2 - схематический вид на загрузочное устройство согласно фиг. 1 с закрытой загрузочной щелью, а также справа осевой вид в разрезе вдоль указанной линии разреза,
фиг.3 - вид на загрузочное устройство из фиг. 1 и 2 в перспективе с примыкающим участком транспортировки и ориентирования втянутого листового материала,
фиг. 4 - фрагмент фиг. 3 с первым выполнением устройства распознавания закрытого поворотного положения как заданного поворотного положения загрузочных валиков,
фиг. 5 - фрагмент фиг. 3 со вторым выполнением устройства распознавания закрытого поворотного положения загрузочных валиков,
фиг. 6 - вид сверху на структуру согласно фиг. 3 для наглядного показа участка транспортировки и ориентирования листового материала,
фиг. 7 - вид на структуру из фиг. 3 и 6 в перспективе с изображением в разрезе для наглядного показа пути транспортировки листового материала через загрузочное устройство и примыкающий к нему участок транспортировки и ориентирования.
Каждая из фиг. 1 и 2 показывает схематический вид на загрузочное устройство при взгляде на образованную расположенными рядом друг с другом загрузочными валиками загрузочную щель в направлении загрузки.
Загрузочное устройство 1 состоит по существу из двух вращаемых загрузочных валиков, а именно из верхнего загрузочного валика 3 и нижнего загрузочного валика 5 для загрузки листового материала, такого как, например, банкноты. Верхний загрузочный валик 3 расположен на верхнем валу 7, а нижний загрузочный валик 5 - на нижнем валу 9 для вращения вокруг соответственно предназначенных для них осей А1 и А2 вращения. Верхний вал 7 и нижний вал 9 установлены с возможностью вращения на постоянном расстоянии и параллельно друг другу.
Расположенные так рядом друг с другом загрузочные валики 3 и 5 образуют загрузочную щель 11 для загружаемого листового материала. Расстояние в свету между загрузочными валиками, то есть расстояние между находящимися напротив друг друга в загрузочной щели поверхностями загрузочных валиков, которые задают загрузочную щель, задает высоту загрузочной щели 11 и здесь обозначено как размер s зазора.
Осевой профиль 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 оформлен в рассматриваемом поперечном сечении так, что во взаимодействии с вращательно-симметричным осевым профилем 15 поперечного сечения нижнего загрузочного валика 5 при вращении или посредством вращения верхнего загрузочного валика 3 размер s зазора загрузочной щели 11 на предопределенной части охвата или в предопределенной области изменяется.
На показанных в правой части фиг. 1 поперечных сечениях загрузочных валиков осевой профиль 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 имеет модулирующую форму линии охвата, при которой радиус на линии охвата в направлении охвата постоянно изменяется на протяжении всего охвата по меньшей мере от одного минимального значения до по меньшей мере одного максимального значения.
Для получения модулирующей формы линии охвата осевой профиль 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 на участке валика с показанным видом на поперечное сечение выполнен эллипсовидно. Другими словами, линия охвата верхнего загрузочного валика 3 проходит эллиптически вокруг оси А1 вращения. В противоположность этому охват осевого профиля 15 поперечного сечения нижнего загрузочного валика 5 на участке валика с показанным видом на поперечное сечение проходит вращательно-симметрично относительно него и кругообразно вокруг оси А2 вращения.
Эллиптическая линия охвата осевого профиля 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 может быть описана большой главной осью al и малой главной осью Ы. Осевой профиль 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 изображен в поворотном положении, в котором размер s зазора загрузочной щели 11 является максимальным, например 1,0 мм. То есть в данном поворотном положении точка 21 охвата внешней поверхности 17 верхнего загрузочного валика 3 находится напротив внешней поверхности 19 нижнего загрузочного валика 5, которая пересекается с малой главной осью Ы эллипса, задающего осевой профиль 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3.
min
min
На фиг. 2 показано расположение загрузочных валиков 3 и 5 в повернутом по сравнению с фиг. 1 на 90° положении валиков. В левой части фиг. 2 можно выявить, что верхний загрузочный валик 3 и нижний загрузочный валик 5 расположены относительно друг друга так, что образованная между загрузочными валиками загрузочная щель 11 имеет минимальный размер sзазора. То есть при таком поворотном положении загрузочных валиков 3, 5 относительно друг друга загрузочная щель 11 закрыта. Минимальный размер s зазора, предпочтительно, несколько больше чем 0 мм, особо предпочтительно, приблизительно такого же размера, как толщина листа соответствующего назначению загружаемого листового материала. Однако в определенных выполнениях можно оформить осевые профили поперечных сечений загрузочных валиков так, чтобы минимальный размер зазора в закрытом поворотном положении составлял 0 мм.
Кроме того, в правой части фиг. 2 показаны осевые профили 13 и 15 поперечного сечения нижнего и верхнего загрузочных валиков 3 и 5. При этом на участке валика с показанным видом на поперечное сечение эллипсовидно оформленный осевой профиль 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 находится в поворотном положении, в котором точка 23 охвата внешней поверхности 17 на охвате верхнего загрузочного валика 3 почти касается внешней поверхности 19 нижнего загрузочного валика 5.
Точка 23 охвата пересекается большой главной осью al описывающего осевой профиль 13 поперечного сечения эллипса. То есть точка 23 охвата является точкой, которая в показанном закрытом поворотном положении при минимальном размере зазора, равном 0 мм, лежала бы на образованной загрузочными валиками 3, 5 между поверхностями 17, 19 загрузочных валиков 3, 5 линии касания.
min
Если минимальный размер s зазора в закрытом поворотном положении должен составлять 0 мм, то профили валиков (рассматривая соответствующий загрузочный валик в радиальном направлении) сформованы преимущественным образом так, что линия касания между поверхностями 17, 19 загрузочных валиков 3, 5 проходит непрерывно, то есть тогда загрузочная щель 11 полностью закрыта. Благодаря этому может быть предотвращено проникновение в устройство снаружи не только посторонних тел, таких как грязевые частицы и пыль, но и жидкостей.
Как показано на фиг. 1 и 2, верхний загрузочный валик 3 имеет соответственно периодически чередующиеся первые выпуклые участки 29 валика и вторые вогнутые участки 31 валика, которые чередуются в продольном направлении загрузочного валика 3. Форма профиля 27 валика нижнего загрузочного валика 5 выполнена зеркально-симметрично профилю 25 валика верхнего загрузочного валика 3.
Осевые профили 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 и осевые профили 15 поперечного сечения нижнего загрузочного валика 5 имеют соответственно на своих выпуклых участках 29 валика модулирующую размер зазора загрузочной щели форму линии охвата, а на своих вогнутых участках 31 валика - соответственно форму линии охвата, которая проходит вращательно-симметрично относительно соответствующих осей А1 и А2 вращения и кругообразно (круглый профиль) вокруг них. Другими словами, каждый из загрузочных валиков 3, 5 обладает соответственно на вогнутом участке 31 валика, который находится напротив выпуклого участка 29 валика другого загрузочного валика с модулирующей формой линии охвата, осевой профиль поперечного сечения с кругообразной формой линии охвата.
Разумеется, возможно также, что осевые профили 13 поперечного сечения верхнего загрузочного валика 3 и осевые профили 15 поперечного сечения нижнего загрузочного валика 5 имеют соответственно на вогнутых участках 31 валика модулирующую загрузочную щель 11 форму линии охвата, а на выпуклых участках 29 валика - соответственно кругообразную форму линии охвата (круглый профиль).
В принципе, также можно выполнить загрузочное устройство 1 так, чтобы по меньшей мере один из загрузочных валиков 3, 5 имел модулирующую загрузочную щель форму линии охвата как на вогнутых, так и на выпуклых участках валика. Тогда другой из обоих загрузочных валиков 3, 5 выполнен на всех участках валика с вращательно-симметричной относительно приданной оси вращения и кругообразной формой линии охвата. То есть возможно, что профили поперечного сечения с модулирующей размер зазора загрузочной щели формой линии охвата имеет только один из загрузочных валиков, зато, предпочтительно, по всей длине загрузочной щели 11. Тогда в противоположность этому другой из загрузочных валиков имеет по всей длине загрузочной щели 11 профили поперечного сечения с вращательно-симметричной относительно приданной оси вращения и кругообразной формой линии охвата. В данном случае для модуляции размера зазора необходимо управлять лишь загрузочным валиком с модулирующей размер зазора загрузочной щели формой линии охвата.
Благодаря нелинейной форме загрузочной щели 11, а также модулирующему размер зазора загрузочной щели профилю поперечного сечения загрузочных валиков 3, 5 при попытке подвести к загрузочному устройству 1 более толстые, чем листовой материал, объекты, такие как, например, дебетовую карту или кредитную карту, при вращательном движении загрузочных валиков возникает осязательно воспринимаемое пользователем дергание карты толчками. При этом карта выдвигается назад на несколько миллиметров в направлении пользователя против направления загрузки, например из приемной щели 90 (сравни с фиг. 7) автомата, в который интегрировано загрузочное устройство 1. Вследствие этого возникает воспринимаемое осязательно чувство возврата как привлекающая внимание обратная сигнализация пользователю.
Поверхности 17, 19 образующих загрузочные валики 3, 5 тел валиков изготовлены из неэластичного материала, такого как, например, металл или жесткая пластмасса, или из подобного. За счет этого образованная загрузочными валиками загрузочная щель 11 является менее чувствительным к попыткам манипулирования по сравнению с загрузочными валиками, которые, например, покрыты резиноподобным материалом или состоят из материала с высокой эластичностью, так как материал загрузочных валиков не может быть так легко отодвинут или оттеснен. Помимо этого, при загрузочных валиках из неэластичного материала находящиеся в зацеплении выпуклые участки валика не могут быть легко оттеснены. Благодаря зацеплению или взаимопроникновению радиальных профилей валиков предотвращается введение жестких на изгиб посторонних тел, таких как монеты, дебетовые карты, чековые карточки, кредитные карты или подобное.
min
Также возможно выполнить, по меньшей мере, поверхности 17, 19 загрузочных валиков 3, 5 с эластичным материалом. Тогда минимальный размер s зазора по меньшей мере в одном закрытом поворотном положении может быть установлен на 0 мм. За счет этого вследствие эластичности поверхностей 17, 19 загрузочных валиков в любом случае предотвращается смятие введенного листового материала в закрытых поворотных положениях. Помимо этого, опоры загрузочных валиков не нагружаются.
Как было разъяснено выше, вследствие входящих друг в друга, вогнутых и выпуклых участков 29, 31 валика верхний загрузочный валик 3 и нижний загрузочный валик 5 имеют, рассматривая в радиальном направлении, то есть как показано на фиг. 1 и 2, в направлении загрузки, находящиеся в зацеплении друг с другом профили 25, 27 валика. При этом находящиеся в зацеплении профили 25, 27 валика сконфигурированы, преимущественно, таким образом, что загрузочная щель 11 проходит нелинейно поперек направления загрузки таким образом, что загружаемый листовой материал волнообразно изгибается между загрузочными валиками 3, 5 и действующая со стороны загрузочных валиков на листовой материал сила загрузки, с которой листовой материал захватывается загрузочным устройством 1, зависит по существу от жесткости листового материала.
Фиг. 3 показывает вид в перспективе на части участка транспортировки и ориентирования листового материала и предвключенного загрузочного устройства 1 из фиг. 1 и 2.
Для лучшей ориентации на каждой из фиг. 3, 6 и 7 указана базовая система координат, оси которой ориентированы так, что ось z проходит в направлении загрузки, а оси А1 и А2 вращения проходят в направлении оси х. Тогда размер s зазора загрузочной щели 11 загрузочного устройства 1 задан в направлении оси у.
В изображении в перспективе на фиг. 3 можно хорошо видеть, что два загрузочных валика 3, 5 являются вращаемыми вокруг их соответствующих осей A1, А2 вращения и несущие соответственно один из загрузочных валиков 3, 5 валы 7, 9 расположены на постоянном расстоянии друг от друга. Помимо этого, оси A1, А2 вращения проходят параллельно друг другу и расположены поперек направления z загрузки через загрузочное устройство 1.
В изображенном примере выполнения верхний загрузочный валик 3 и нижний загрузочный валик 5 принудительно сопряжены двумя находящимися в зацеплении связующими зубчатыми колесами 44, 46. Для этого первое связующее зубчатое колесо 44 расположено без возможности вращения на валу 9 нижнего загрузочного валика 5 и находится в зацеплении с соответствующим вторым связующим зубчатым колесом 46, которое расположено без возможности вращения на валу 7 верхнего загрузочного валика 3.
На расположенном напротив конца вала 9 с первым связующим зубчатым колесом 44 конце вала 9 закреплено без возможности вращения приводное колесо 48 валика, которое через приводной ремень 50 сопряжено с приводным колесом 52 привода 54. Для лучшей связи ремень 50 в виде зубчатого ремня и приводное колесо 48 валика на валу 9, а также приводное колесо 52 привода 54 выполнены с зубовидными ребрами для передачи силы без проскальзывания посредством геометрического замыкания. За счет этого загрузочное устройство 1 через двигатель 54 может приводиться в движение для загрузки листового материала. Помимо этого, посредством вращения нижнего загрузочного валика 5 и верхнего загрузочного валика 3 загрузочная щель 11 может быть закрыта в закрытое положение.
Вследствие связи приводного колеса 52 с приводным колесом 48 валика без проскальзывания загрузочные валики 3, 5 могут быть остановлены в любом произвольном поворотном положении, прежде всего в закрытом поворотном положении, точно и в предопределенном положении относительно друг друга.
Для того чтобы загрузочные валики 3, 5 загрузочного устройства 1 можно было привести в заданное закрытое поворотное положение, необходимо соответственно управлять приводом 54. Для этого устройство 56 управления сопряжено с устройством 58 для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения как заданного поворотного положения загрузочных валиков.
В этом примере выполнения устройство 58 для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения (устройство 58 распознавания закрытого поворотного положения) в соответствии с условиями эксплуатации сопряжено с приводным колесом 48 вала 9. Устройство 58 распознавания закрытого поворотного положения имеет по меньшей мере один датчик, который рассчитан на обнаружение по меньшей мере одного жестко сопряженного с нижним загрузочным валиком 5 маркировочного средства. С помощью маркировочного средства может быть однозначно выявлено, когда загрузочные валики 3, 5 находятся по меньшей мере в одном закрытом поворотном положении.
Для этого устройство 58 распознавания закрытого поворотного положения может иметь, например, по меньшей мере один световой датчик, магнитный датчик, емкостный датчик или подобное. Предусмотренное на загрузочном валике 5 маркировочное средство оснащено соответственно основному физическому принципу примененного датчика.
В устройстве 58 распознавания закрытого поворотного положения, предпочтительно, применяется устройство в виде датчика абсолютных значений. При этом такой датчик абсолютных значений (здесь несколько точнее: абсолютный датчик углового положения) для распознавания по меньшей мере одного закрытого поворотного положения является угломерным устройством, в котором сразу после включения устройства без привязки в распоряжении имеется абсолютное измеренное значение угла или абсолютная разность относительно базового углового положения.
В качестве примеров датчиков абсолютных значений следует назвать соответственно кодированные датчики угловых приращений, которые могут базироваться, например, на оптическом принципе, или устройства обработки результатов измерений, оснащенные магнитной меткой и соответственно расположенными датчиками магнитного поля.
Далее ниже с помощью фиг. 4 и 5 разъясняются два возможных выполнения устройства 58 распознавания закрытого поворотного положения.
Сначала со ссылкой на фиг. 3 далее коротко разъясняется примыкающий к загрузочному устройству 1 участок 42 транспортировки и ориентирования листового материала. К загрузочному устройству 1 примыкает проходящий в направлении z транспортировочный зазор, который задан посредством нижнего направляющего элемента 60 и верхнего направляющего элемента 62 (см. фиг. 7).
Слева, рассматривая в направлении загрузки, в качестве левого ограничения транспортировочного зазора проходит ориентирующая кромка 64, на которой втянутый, прежде всего прямоугольный, листовой материал во время процесса транспортировки через участок 42 транспортировки и ориентирования ориентируется так, что после осуществленного ориентирования две противолежащие внешние кромки листового материала проходят параллельно ориентирующей кромке 64, и одна внешняя кромка листового материала прилегает к ориентирующей кромке 64.
Для этого участок 42 транспортировки и ориентирования имеет в двух областях транспортировочные колеса 66 и 68, которые соответственно попарно вдаются из нижнего направляющего элемента 60 и верхнего направляющего элемента 62 (сравни с фиг. 7) в транспортировочный зазор и транспортируют втянутый листовой материал в направлении z. Транспортировочные колеса 66, 68 расположены на приданных приводных валах, которые приводятся в движение посредством не показанного и не описанного здесь подробнее привода.
Для ориентирования втянутого листового материала на ориентирующей кромке 64 посредине участка 42 транспортировки и ориентирования в качестве ориентирующего средства интегрирован многогранный барабан. Многогранный барабан расположен под предопределенным углом поперек направления загрузки и входит отвесно в транспортировочный зазор из нижнего направляющего элемента 60, причем дополнительно (сравни с фиг. 7) частью своего периметра он входит в соответствующую выемку верхнего направляющего элемента 62. С помощью многогранного барабана на втянутый листовой материал, который транспортируется в загрузочной щели в направлении z, может быть передана необходимая для ориентирования на ориентирующей кромке 64, направленная в направлении ориентирующей кромки 64 сила Fx.
Фиг. 4 показывает первое выполнение устройства 58 распознавания закрытого поворотного положения согласно фиг. 3. В данном выполнении для распознавания закрытого поворотного положения загрузочных валиков 3, 5 на валу 9 нижнего загрузочного валика 5 рядом с приводным колесом 48 валика закреплен без возможности вращения делительный диск 72. На делительном диске рядом с кромкой на круговой дорожке через равные промежутки расположены первые индексные отверстия 74, которые оперативно взаимодействуют с первым устройством 76 с фотоячейкой.
Фотоячейка 76 расположена на делительном диске 72 и охватывает его в виде клещей, так что делительный диск 72 находится в зацеплении с устройством 76 с фотоячейкой. При вращении делительного диска 72 синхронно с приводным колесом 48 через устройство 76 с фотоячейкой может контролироваться вращение загрузочных валиков 3, 5.
В другом месте делительного диска 72 предусмотрено второе индексное отверстие 78, которое оперативно взаимодействует со вторым устройством 80 с фотоячейкой по тому же принципу, что и первое устройство 76 с фотоячейкой с индексными отверстиями 74. Второе индексное отверстие 78 расположено на делительном диске 72 так, что, если вторым устройством 80 с фотоячейкой обнаруживается второе индексное отверстие 78, то загрузочные валики 3 и 5 находятся в закрытом поворотном положении.
Для передачи соответствующих, образованных первым и вторым устройствами 76, 80 с фотоячейкой сигналов датчиков они через не показанные подробнее, в остальном известные коммуникационные соединения, например кабельные соединения, оперативно соединены с устройством 56 управления согласно фиг. 3.
Как уже было отмечено, вследствие выполненных эллиптически модулирующих участков валика загрузочных валиков 3, 5 загрузочное устройство 1 имеет закрытое поворотное положение, в котором загрузочная щель 11 закрыта, на каждом полуобороте (180°). То есть на делительном диске 72 напротив второго индексного отверстия 78 может быть расположено другое второе индексное отверстие, чтобы можно было обнаруживать также второе закрытое положение.
Фиг. 5 показывает альтернативное выполнение устройства 58 распознавания закрытого поворотного положения. При этом на приводном колесе 48 вала 9 нижнего загрузочного валика 5 концентрично оси А2 вращения установлен диаметрально намагниченный магнит. То есть маркировочным средством для идентификации по меньшей мере одного закрытого поворотного положения является выраженное в структуре поля диаметрально намагниченного магнита 84 магнитное поле. Для лучшей наглядности слева на фиг. 5 представлено схематическое изображение диаметрально намагниченного магнита 84: слева - в виде сверху в направлении оси А2 вращения и справа - в изображении в разрезе в направлении загрузки, в направлении z.
Для оценки поворотного положения нижнего загрузочного валика 5 и, таким образом, также синхронно с ним вращающегося верхнего загрузочного валика 3 вблизи несущего диска 82 магнита 84 бесконтактно расположен соответственно сконфигурированный датчик 86 магнитного поля.
Датчик 86 может иметь, например, четыре интегрированных сенсорных элемента Холла, которые в состоянии через соответственно сконфигурированное устройство предварительной обработки, например, с устройством CORDIC (Coordinate Rotation Digital Computer - цифровой вычислитель поворота системы координат), обрабатывать образованные посредством вращающегося магнитного поля магнита 84, синусоидальные, сдвинутые по фазе относительно друг друга сигналы четырех датчиков Холла так, чтобы в любое время было возможным однозначное определение абсолютного угла поворота загрузочного валика 5 по всему угловому диапазону, составляющему 360°.
В качестве результата датчик 86 может выдавать представляющий текущее поворотное положение загрузочных валиков 3, 5 сигнал. Посредством соответствующего соотнесения угловых позиций магнита 84 с соответствующими закрытыми поворотными положениями загрузочных валиков 3, 5 аналогично показанному на фиг. 4 выполнению, в распоряжение устройства 56 управления (фиг. 3) могут быть предоставлены однозначные данные, чтобы управлять приводом 54 так, чтобы при остановке загрузочных валиков 3, 5 они находились в закрытом поворотном положении, и загрузочная щель 11 была закрыта.
Фиг. 6 показывает вид сверху на структуру согласно фиг. 3 для наглядного показа участка 42 транспортировки и ориентирования, а также на переход к нему от загрузочного устройства 1. Фиг. 7 показывает вид на структуру из фиг. 3 и 6 в перспективе, а также вид в разрезе под углом к направлению транспортировки (направление z) для наглядного показа пути транспортировки листового материала между нижним и верхним направляющими элементами 60, 62.
Наряду с уже разъясненными в связи с фиг. 1-6 деталями, здесь следует еще коротко остановиться на включенном перед загрузочным устройством 1 подводящем устройстве 90. Подводящее устройство 90 представляет собой массивный раструбный элемент, который через свои сходящиеся в виде раструба, подводящие боковые поверхности 92, 94 подводит подводимый листовой материал к загрузочному устройству 1. При этом функция раструба способствует тому, чтобы ориентировать направляющую кромку подведенного листового материала по возможности по центру и перпендикулярно загрузочной щели 11 загрузочного устройства 1. За счет этого уже предотвращается подвод листового материала с перекосом. Помимо этого, массивное раструбное устройство 90 выполняет также механическую защитную функцию, чтобы противодействовать несанкционированному доступу извне, например попыткам манипулирования или вандализму, и защищать загрузочные валики от повреждений.