УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКЛАДКИ БАНКНОТ В СЪЕМНЫЙ МЕШОК

Полезная модель относится к технике для обработки банкнот и решает задачу складирования банкнот после машинной обработки. Для складирования применяют различные накопители, такие как кассеты, ящики и мешки. Банкноты могут укладываться в накопителе в виде упорядоченной стопы либо навалом в виде кучи. Полезная модель описывает устройство для укладки банкнот в мешок в виде кучи. Стенка мешка выполняется из тонкого гибкого материала, такого как ткань, полимерная пленка или нетканый материал.
Известно решение согласно патенту RU 2275686 (МПК G07D 11/00, опубл. 27.01.2005), в котором в качестве накопителя используется мешок, натянутый на прямоугольную рамку. Банкноты проталкиваются в накопитель через отверстие в рамке. Наполненный мешок извлекается из устройства вместе с рамкой, имеющей специальные средства для запирания. Такой накопитель содержит много сменных элементов, помимо самого мешка, что увеличивает его сложность и повышает затраты на эксплуатацию устройства для укладки банкнот.
В патенте RU 2646558 (МПК G07D 11/00, опубл. 15.06.2017) используется мешок из полимерной пленки без дополнительных элементов, который надевается на горловину устройства для укладки банкнот и прижимается к нему снаружи подпружиненными прижимными элементами. Сила прижима невелика и не способна удержать вес заполненного мешка. Для удержания веса мешка его нижняя часть опирается на подвижный стол, который опускается вниз по мере наполнения мешка банкнотами. Такое решение эффективно выполняет задачу, но является сложным в реализации.
Полезная модель RU 209884 (МПК G07D 11/50, опубл. 23.03.2022) описывает укладку банкнот в мешок из полимерной пленки, называемый сейф-пакетом. Для фиксации внутрь сейф-пакета вводятся П-образные лотки, которые при помощи винтового привода раздвигаются и растягивают мешок изнутри. Для удержания веса мешка с банкнотами, эта конструкция накопителя дополнительно вставляется в опорную корзину, а горловина мешка прижимается опорной рамкой. Недостатком этого решения является сложность установки пустого мешка и извлечения его после заполнения, для чего требуется устанавливать крупногабаритный накопитель в опорную корзину и затем извлекать его из этой корзины. Кроме того, затруднительным оказывается извлечение П-образных лотков из мешка, плотно заполненного банкнотами, которое сопровождается риском вытаскивания банкнот из мешка вслед за лотками.
Необходимо учитывать, что при подаче в мешок банкноты всегда перемещаются в устройство для укладки банкнот по одной. Кроме того, они обладают достаточно большими габаритами, а за счет гибкости и плоской формы склонны к замятию по ходу движения и блокированию перемещения последующих банкнот. Поэтому, в устройстве для укладки банкнот желательно принять меры против замятия банкноты.
Решение, представленное в патенте RU 209884, выбрано в качестве прототипа заявленной полезной модели.
Решаемая техническая проблема - повышение эксплуатационных характеристик устройства укладки банкнот в съемный мешок.
При этом достигаемый технический результат полезной модели заключается в упрощении работы с устройством для укладки банкнот в мешок. Он достигается благодаря тому, что устройство для укладки банкнот в съемный мешок содержит держатель мешка, выполненный с внутренней полостью для загрузки в нее банкнот и содержащий в нижней части горловину, выполненную с возможностью надевания на нее открытой части мешка таким образом, чтобы внутренняя поверхность стенки мешка контактировала с наружной поверхностью горловины; при этом в держателе мешка выше горловины имеется приемное отверстие, выполненное с возможностью подачи банкноты извне устройства во внутреннюю полость держателя мешка, а горловина содержит подвижный подпружиненный натяжитель, выполненный с возможностью обеспечения плотного прижатия внутренней поверхности стенки мешка к наружной поверхности горловины; а также по меньшей мере два подвижных прижимных элемента, закрепленных снаружи на держателе мешка и выполненные с возможностью прижатия снаружи стенки мешка к горловине. Выполнение держателя мешка с внутренней полостью и содержащего горловину для надевания на нее мешка обеспечивает простую загрузку банкнот в мешок. Банкноты загружаются через приемное отверстие и под действием силы тяжести перемещаются вниз.
В заявленном устройстве имеется подпружиненный натяжитель, который позволяет разделить процесс установки мешка на два последовательных шага. На первом шаге, оператор надевает мешок на горловину. Для этого он заглубляет выступающий подпружиненный натяжитель во внешнюю поверхность горловины нажатием руки либо с помощью натянутой кромки открытой стороны мешка. После отпускания натяжителя мешок оказывается постоянно натянут на горловину с некоторым усилием, которое обеспечивается пружиной. За счет этого усилия, обеспечивается определенная сила трения между стенкой мешка и наружной поверхностью горловины, которая не дает пустому мешку соскользнуть с горловины под собственным весом. Таким образом, использование натяжителя выполняет функцию предварительной фиксации мешка на горловине. С этого момента времени, положение мешка в устройстве не требует дальнейшего внимания оператора.
На втором шаге, оператор с помощью подвижных прижимных элементов обеспечивает прижим стенки мешка к горловине и окончательную фиксацию мешка на ней. Мешок, зафиксированный таким образом, способен принять большой вес заполняющих его банкнот без риска соскользнуть с горловины.
Для извлечения мешка, заполненного банкнотами, оператор отводит подвижные прижимные элементы и таким образом устраняет созданный ими прижим стенки мешка к горловине. После этого, стенка мешка остается в контакте с горловиной и, при этом, постоянно натянутой с усилием, обеспечиваемым пружиной натяжителя. Благодаря натяжению сохраняется определенная сила трения между стенкой мешка и наружной поверхностью горловины. Если она оказывается меньше веса мешка с банкнотами, то мешок самостоятельно сдвигается вниз по горловине и отделяется от нее. Если указанного веса не хватает на преодоление силы трения, то оператор может дополнительно потянуть мешок руками вниз. Либо, он может нажать пальцем на натяжитель для устранения сил натяжения и трения. В результате любого из этих действий, мешок сдвигается вниз и отделяется от горловины.
В сравнении с прототипом, при установке и извлечении мешка не требуется перемещения крупногабаритных частей конструкции. Кроме того, при извлечении мешка не требуется вынимать какие-либо элементы конструкции из кучи банкнот в мешке, подобные П-образным лоткам в прототипе. Все это упрощает работу оператора с устройством.
Приводной механизм облегчает оператору прижим и отведение подвижных прижимных элементов, что также упрощает работу с устройством.
Наличие узла подачи банкнот с по меньшей мере одной продвигающей поверхностью и по меньшей мере одной прижимной поверхностью гарантирует надежное продвижение и отсутствие замятия банкноты на входе во внутреннюю полость устройства. Из внутренней полости банкнота перемещается в мешок под действием силы тяжести.
При продвижении банкноты во внутреннюю полость держателя мешка в направлении, образующем угол с горизонтальной плоскостью не более 30 градусов, обеспечивается падение банкноты в мешке в положении, близком к горизонтальному. За счет такого решения куча банкнот на дне мешка получается частично упорядоченной, и ее насыпная плотность увеличивается в сравнении с полностью случайным расположением банкнот. Это позволяет достичь высокой эксплуатационной емкости мешка, измеряемой в количестве банкнот.
Наличие прижимных элементов обеспечивает надежность крепления мешка на горловине, когда мешок заполнен банкнотами и его вес увеличивается.
В одном из возможных исполнений полезной модели прижимной элемент выполнен с дополнительной возможностью перевода его в нерабочее положение вручную и вывода его из нерабочего положения также вручную, причем в нерабочем положении прижимной элемент находится на дополнительно увеличенном расстоянии от наружной поверхности горловины.
Это увеличивает доступную оператору зону вокруг горловины и упрощает надевание на нее мешка.
Приводной механизм может быть выполнен с возможностью привода вручную, например, от специального рычага, доступного оператору. Это позволяет выполнить устройство простым, не ухудшая существенным образом условия работы оператора.
Конструкция устройства показана на следующих чертежах:
На Фиг. 1 и Фиг. 2 изображено устройство для укладки банкнот в мешок во время приема банкнот, в боковой и фронтальной проекциях, соответственно.
На Фиг. 3 показано снятие заполненного мешка с горловины после отвода прижимных элементов.
На Фиг. 4 показано расположение пустого мешка на горловине после его предварительной фиксации натяжителем. Прижимные элементы отведены в нерабочее положение.
На Фиг. 5 показано расположение мешка на горловине после его предварительной фиксации натяжителем, когда прижимные элементы находятся в рабочем положении и отведены от горловины.
На Фиг. 6 показано состояние готовности к наполнению нового мешка, окончательно зафиксированного на горловине.
На Фиг. 7 показана возможная реализация прижимного элемента, а Фиг. 8 показывает пример реализации привода прижимных элементов.
Перейдем к рассмотрению практической реализации устройства для укладки банкнот в мешок. На Фиг. 1 и Фиг. 2 показана приемная щель 1 устройства, непосредственно рядом с которой расположен узел подачи банкнот, состоящий из ведущих роликов 2, зафиксированных на ведущем валу 20, и прижимных роликов 3, установленных на прижимном валу 14. Прижимные ролики 3 могут свободно вращаться относительно прижимного вала 14. Пружины 4 обеспечивают плотное прижатие прижимных роликов 3 к ведущим роликам 2. Узел подачи банкнот размещен внутри держателя мешка 5, при этом его выходная сторона ориентирована в сторону внутренней полости 6 держателя. Нижняя сторона полости 6 связана с горловиной 7. За пределы внешней поверхности горловины 7 выступает натяжитель 9, подпружиненный с помощью пружины 10. Стенка мешка 8, одетого на горловину 7 и находящаяся в контакте с натяжителем 9, образует замкнутый контур. Благодаря этому, усилие пружины 10 прикладывается к стенке мешка 8, натягивает ее и формирует усилие прижатия стенки мешка 8 к горловине 7. В результате, между стенкой мешка 8 и внешней поверхностью горловины 7 возникает сила трения, которая обеспечивает предварительную фиксацию мешка 8 на горловине 7. Натяжитель 9 может быть вручную утоплен оператором внутрь горловины 7. Этот прием используется для надевания мешка 8 перед его предварительной фиксацией.
Как показано на Фиг. 2, мешок 8 также удерживается на горловине 7 при помощи двух прижимных элементов, состоящих из резиновых прижимных накладок 15 и 15', первых рычагов 16 и 16', и вторых рычагов 17 и 17'. Прижимные накладки 15 и 15' закреплены на первых рычагах 16 и 16', причем названные рычаги связаны со вторыми рычагами 17 и 17' с помощью шарниров 18 и 18'. Эти шарниры имеют возможности фиксации в положении, когда угол между соединяемыми рычагами составляет 180 градусов, как показано на Фиг. 2. Вторые рычаги 17 и 17' жестко зафиксированы на осях 19 и 19'. Приводной механизм кулисного типа, приводимый в действие вручную поворотом рукоятки (на рисунке не показан), обеспечивает синхронный поворот указанных осей в противоположных направлениях. Он выполнен таким образом, что обеспечивает стопорение в крайних положениях поворота осей 19 и 19'. Одно из этих положений является положением активации прижима, а противоположное положение является положением освобождения прижима. Для окончательной фиксации мешка, оператор с помощью рукоятки поворачивает оси 19 и 19' в положение активации прижима, за счет чего рычаги 17 и 17' вместе с рычагами 16 и 16' поворачиваются в сторону внешней поверхности горловины 7. В результате, прижимные накладки 15 и 15' прижимают стенку мешка 8 к внешней поверхности горловины 7, что обеспечивает его окончательную фиксацию. Вес мешка передается на держатель мешка благодаря трению не только между горловиной 7 и стенкой мешка 8, но также и между прижимными накладками 15, 15' и стенкой мешка 8, что дополнительно улучшает фиксацию. Благодаря стопорению в крайнем положении, окончательная фиксация не ослабевает после того, как оператор перестает прикладывать усилие к рукоятке.
Рассмотрим процесс укладки банкноты. Ведущий вал 20 приводится во вращение электродвигателем (на рисунках не показан). Банкнота 11 подается для укладки в приемную щель 1. Далее ее передняя кромка зажимается между цилиндрическими поверхностями роликов 2 и 3. Цилиндрическая поверхность ведущего ролика 2 выполняет функцию продвигающей поверхности, а цилиндрическая поверхность прижимного ролика 3 работает как прижимная поверхность. При вращении ведущего вала 20 по направлению, указанному стрелкой, банкнота продвигается в держатель мешка 5 и попадает в его внутреннюю полость 6. После того, как задняя кромка банкноты 11' освобождается из зажатия между роликами 2 и 3, она продолжает двигаться в полости 6 по инерции, а также под действием силы тяжести в направлении горловины 7 и далее через внутреннее пространство горловины 7 во внутренний объем мешка 8.
Банкноты 11' образуют на дне мешка 8 кучу 12. В ней банкноты, по большей части, занимают положение друг над другом, близкое к горизонтальному. Так происходит за счет приблизительно горизонтальной ориентации банкнот 11' во время падения из полости 6 в мешок 8. Таким образом, банкноты в куче 12 оказываются частично упорядоченными.
Рассмотрим последовательность замены заполненного мешка на новый пустой мешок. Оператор поворачивает рукоятку приводного механизма для поворота осей 19 и 19' из положения активации прижима в положение освобождения. Рычаги 17 и 17' вместе с рычагами 16 и 16' поворачиваются в вертикальное положение и отводят прижимные накладки 15 и 15' от внешней поверхности горловины 7, как показано на Фиг. З. В это время, между мешком 8 и внешней поверхностью горловины 7 продолжает действовать сила трения предварительной фиксации, обусловленная усилием пружины 10 натяжителя 9. Если эта сила трения оказывается меньше собственного веса мешка 8 с кучей банкнот 12 в нем, то мешок самостоятельно сдвигается вниз по стрелке и отделяется от горловины 7. Если собственного веса не хватает на преодоление силы трения, то оператор может дополнительно потянуть мешок руками вниз либо нажать пальцем на натяжитель 9. При таком нажатии исчезает натяжение стенки мешка и связанная с ним сила трения, за счет чего мешок 8 самостоятельно сдвигается вниз и отделяется от горловины 7.
Далее, необходимо установить новый пустой мешок. Для этого оператор вручную высвобождает шарниры 18 и 18' и отклоняет первые рычаги 16 и 16' в нерабочее горизонтальное положение, а затем при помощи указанных шарниров фиксирует эти рычаги в горизонтальном положении, как показано на Фиг. 4. Нерабочее положение прижимных элементов обеспечивает свободный доступ оператора к горловине 7. Затем, оператор подготавливает мешок 8 к надеванию на горловину 7, располагая его открытую часть на нижней части горловины. Потом оператор нажимает на натяжитель 9 пальцем, вслед за этим окончательно надевает мешок. Нажатие на натяжитель 9 может использовать только необходимую часть его полного хода, если этого хватает для надевания мешка. После отпускания натяжителя происходит предварительная фиксация мешка, как было описано ранее. Как показывает опыт, эта последовательность действий без затруднений выполняется человеком как единое целое.
Возможен и иной способ надевания и предварительной фиксации мешка. Оператор сначала может набросить кромку открытой стороны мешка 8 на натяжитель 9, выступающий из внешней поверхности горловины 7, затем оттянуть указанную кромку для частичного заглубления натяжителя 9 во внешнюю поверхность горловины 7, и далее целиком надеть открытую сторону мешка 8 на горловину 7. По опыту, этот способ также не вызывает затруднений. После предварительной фиксации оператор переводит рычаги 16 и 16' в рабочее вертикальное положение с высвобождением и последующей фиксацией шарниров 18 и 18', как показано на Фиг. 5. Далее, он поворачивает рукоятку приводного механизма для поворота осей 19 и 19' в положение активации прижима, в результате чего накладки накладки 15 и 15' прижимают стенку мешка 8 к внешней поверхности горловины 7. Этим обеспечивается окончательная фиксация мешка 8 на горловине 7. Устройство готово к укладке банкнот.
Шарниры с фиксацией 18 и 18' могут быть выполнены различным образом. Один из возможных способов реализации шарнира с использованием рычагов 16 и 17 из листового металла показан на Фиг. 7. Как показано на Фиг. 7А, шарнир включает в себя штифт 22, жестко скрепленный с вторым рычагом 17, щелеобразный вырез 25 в первом рычаге 16, два симметрично расположенных отгиба 23 на первом рычаге 16, и пружину 24, стягивающую штифт 22 и первый рычаг 16. Щелеобразный вырез 25 допускает как продольное перемещение штифта 22 в нем на заданную величину, так и поворот штифта. На указанном рисунке шарнир фиксирует взаимное положение рычагов 16 и 17 в рабочем положении под углом 180 градусов. Это достигается за счет того, что отгибы 23 первого рычага 16 охватывают второй рычаг 17 по обеим боковым поверхностям и не позволяют первому рычагу 16 поворачиваться вокруг штифта 22. В то же время, отгибы 23 могут скользить вдоль боковых поверхностей второго рычага 17, что используется для высвобождения шарнира.
Для перевода в нерабочее положение оператор должен нажать вниз на выступ 26 первого рычага 16, как показано на Фиг. 7В. При таком нажатии рычаг 16 сдвигается вниз по вырезу 25, и отгибы 23 выходят из зацепления с рычагом 17. Благодаря этому становится возможным поворот первого рычага 16 при нажатии пальцем на выступ 26, как показано стрелкой на Фиг. 7С. После отпускания выступа 26 рычаг 16 смещается в горизонтальном положении до контакта отгибов 23 с боковой поверхностью рычага 17. Таким образом, шарнир фиксируется в нерабочем положении.
Перевод шарнира в исходное рабочее положение происходит в обратном порядке. Для этого нужно оттянуть выступ 26 в горизонтальном направлении для отвода отгибов 23 от боковой поверхности рычага 23, повернуть рычаг 16 за выступ 26 в вертикальное положение, и отпустить выступ. Рычаг 16 вернется в исходное рабочее положение, показанное на Фиг. 7А, под действием пружины 24.
Пример реализации кулисного механизма привода прижимных элементов с функциями, описанными ранее, показан на Фиг. 8А и Фиг. 8В. Механизм приводится в действие поворотом рукоятки 33, размещенной на валу 32, между двумя положениями стопорения, на угол, примерно равный 80 градусам. Поворот вала 32 приводит к повороту закрепленных на нем одинаковых плоских криволинейных кулис 31 и 31'. Кулисные камни 30 и 30' соединены с осями 19 и 19', и своими концами пропущены через криволинейные прорези 40 и 40' в кулисах 31 и 31'. Таким образом, поворот криволинейных кулис 31 и 31' вместе с валом 32 при повороте оператором рукоятки 33, приводит к продольному смещению по вертикали концов кулисных камней 30 и 30' в одном направлении, и соответствующему повороту осей 19 и 19' во взаимно противоположных направлениях.
Рассмотрим более подробно работу кулисы 31 при повороте вала 32, как показано на Фиг. 8В. Кулиса 31 имеет форму сектора круга, на дуговой поверхности которого оформлены стопорные углубления 43 и 44. Стопорение в крайних положениях поворота кулисы обеспечивается за счет стопорного ролика 34, перемещающегося в канале 35 под действием прижимной пружины 36. Когда ролик 34 находится в одном из углублений 43 или 44, то усилие пружины 36 прижимает его ко дну углубления и препятствует повороту кулисы 31. Для поворота кулисы 31, оператору необходимо приложить определенное добавочное усилие к рукоятке 33, чтобы противодействовать пружине 36 и вывести ролик 34 из соответствующего углубления 43 или 44. При движении кулисы 31 между крайними положениями, ролик 34 катится по дуговой поверхности кулисы и не создает добавочного усилия сопротивления на рукоятке 33, кроме небольшого момента трения.
Один конец 41 криволинейного выреза 40 расположен ближе к оси вала 32, чем другой его конец 42. Поэтому, при повороте кулисы по стрелке 45 конец кулисного камня 30 перемещается в вертикальном направлении по стрелке 46, что заставляет ось 19 поворачиваться по стрелке 37. Крайние положения смещения кулисного камня 30 достигаются в положениях стопорения кулисы с помощью углублений 43 и 44. Форма криволинейного выреза 40 вблизи его концов 41 и 42 представляет собой дуги окружностей с центром в оси вала 32. За счет этой формы, не происходит перемещения кулисного камня 30 во время поворота кулисы 31 при его нахождении вблизи концов 41 и 42 прорези 40. Благодаря этому, исключается передача усилия реакции прижимного элемента, состоящего из деталей 15-18 и прижатого через стенку мешка 8 к горловине 7, в виде вращающего момента на кулису 31. Соответственно, указанное усилие реакции не действует на стопорный ролик 34 и не нарушает стопорение механизма привода. Аналогичным образом, вес прижимного элемента, состоящего из деталей 15-18, не препятствует стопорению привода в нерабочем положении прижимных элементов, показан на Фиг. 4.