Устройство для заполнения и закрытия мешков, содержащих бумажные документы, такие как банкноты и подобные элементы
DEVICE FOR FILLING AND CLOSING BAGS CONTAINING PAPER DOCUMENTS, SUCH AS BANKNOTES AND SIMILAR ELEMENTS

Данное изобретение относится к устройству для заполнения и закрытия одноразовых мешков, подходящих для содержания бумажных документов, в частности банкнот.
Такие устройства предназначены для использования в машинах, служащих для хранения банкнот и обычно имеющихся в банках, супермаркетах, торговых центрах и т.п.
Устройства такого типа, характеризующиеся конструкцией, содержащей верхний контейнер для временного размещения одной или более банкнот (имеющий отверстие, расположенное на дне и предназначенное для регулируемого выпуска банкнот) и нижний элемент с панелью для поддержания мешка, предназначенного для заполнения банкнотами и расположенного под отверстием в дне верхнего контейнера, описаны, например, в заявках на итальянский патент MI2013A000753 и MI2013A000751 того же заявителя.
Нижняя панель, предназначенная для поддержания мешка, содержащего банкноты, может перемещаться в вертикальном направлении с преодолением действия пружин сжатия или растяжения с постепенным опусканием по мере увеличения количества банкнот, поступающих в мешок, вследствие толщины банкнот.
В таких устройствах регулируемый перенос банкнот из верхнего контейнера в мешок, поддерживаемый нижней подвижной панелью, происходит благодаря осевому давлению, оказываемому вертикально перемещаемым поршнем внутри верхнего контейнера для проталкивания банкнот вниз с их прохождением через отверстие на дне контейнера. После прохождения банкнот и их введения в мешок осевое давление поршня содействует опусканию нижней подвижной панели.
После заполнения мешка он закрывается с помощью пары запечатывающих планок, расположенных между дном верхнего контейнера и нижней подвижной панелью, после оттягивания поршня обратно в его верхнее положение для исключения столкновения с указанными планками.
Однако после оттягивания поршня усилие пружин сжатия или растяжения (которому теперь противодействует только вес банкнот и больше не противодействует осевое усилие поршня) вызывает поднятие нижней подвижной панели до тех пор, пока банкноты не упрутся (вместе с расположенным между панелью и банкнотами мешком) в нижнюю поверхность пластин или других соответствующих защитных элементов запечатывающих планок, обычно выполненных для исключения непосредственного контакта между мешком и механизмами для перемещения планок.
В этом случае, когда банкноты прижаты к вышеуказанным защитным элементам (с находящимся между ними мешком), приведение в действие запечатывающих планок вызывает растяжение мешка с обеспечением его перемещения в области, смежной с планками.
Это перемещение мешка вызывает перемещение банкнот, расположенных в верхней части пачки и находящихся в контакте с мешком непосредственно смежно с ним.
В зависимости от коэффициента трения мешка (зависящего, таким образом, от физических и механических свойств мешка) характер поведения банкнот может быть различным. Например, если мешки имеют низкий коэффициент трения и не являются очень жесткими, смещение банкнот, обусловленное перемещением запечатывающих планок, может быть минимальным и, соответственно, не приниматься в расчет.
В противоположность этому, в случае мешков с высоким коэффициентом трения или с большей степенью жесткости перемещение запечатывающих планок может вызывать значительное смещение банкнот, которые стремятся перемещаться в совокупности вместе с планками. В этом случае банкноты могут оказаться зажаты между планками или, в наихудшем случае, даже выйти наружу из мешка. Очевидно, что в этих случаях невозможно получить надлежащее запечатывание мешка, поскольку между планками оказывается банкнота, что, таким образом, препятствует соединению двух краев мешка.
Для устранения этой проблемы должно быть исключено воздействие пружин, толкающих нижнюю подвижную панель, поддерживающую мешок, во время процесса запечатывания, и в то же время банкноты должны удерживаться на расстоянии от защитных пластин запечатывающих планок, так что планки могут продвигаться без перемещения банкнот вместе с мешком, который, с другой стороны, может свободно перемещаться вместе с планками.
В известном уровне техники решения для предотвращения перемещения нижней подвижной панели могут предусматривать использование электродвигателей, муфт, соленоидов и т.д. Однако все эти решения характеризуются значительной сложностью с механической или электронной точки зрения. Например, применение и использование электродвигателя или муфты требует большого пространства, а управление ими может оказаться сложным и трудным с точки зрения как эффективного регулирования этапов приведения в действие, так и достижения соответствующей точности при позиционировании опорной панели.
С другой стороны, использование соленоида может вызвать проблемы, связанные с надежностью удерживания в запертом положении опорной панели, которая непрерывно испытывает нагрузку от воздействия толкающей пружины.
Основной целью данного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков путем создания устройства для заполнения и закрывания мешков, содержащих бумажные документы, такие как банкноты и т.п., в котором имеется возможность простым, экономически эффективным и надежным способом аннулировать направленное вверх осевое усилие, которое обычно действует на нижнюю опорную панель для мешка со стороны противодействующих пружин, перед началом этапа закрытия и запечатывания мешка с предотвращением тем самым вытягивания банкнот, находящихся в верхней части мешка, в направлении горловины мешка при приведении в действие запечатывающих планок.
Ввиду такой цели было продумано создание, согласно данному изобретению, устройства для заполнения и закрытия одноразовых мешков для банкнот, которое содержит верхний контейнер, предназначенный для временного размещения одной или более банкнот и имеющий дно с отверстием для выпуска указанных одной или более банкнот из контейнера, поршень для проталкивания указанных одной или более банкнот в направлении отверстия на дне контейнера, мешок, выполненный из гибкой пластмассовой пленки и предназначенный для заполнения банкнотами, временно размещенными в контейнере и выходящими через указанное отверстие, опору для мешка с банкнотами, которая выполнена с возможностью вертикального перемещения при помощи регулируемых опускающих средств и расположена под контейнером, и запечатывающие планки, расположенные между верхним контейнером и указанной подвижной опорой и предназначенные для запечатывания горловины мешка после завершения заполнения, причем устройство отличается тем, что оно содержит электромагнитный стопор, который может регулироваться для запирания подвижной опоры относительно запечатывающих планок и содержит электромагнит, присоединенный к подвижной опоре, и неподвижный элемент из ферромагнитного материала, в рабочем состоянии обращенный к электромагниту.
Для более понятного объяснения новых принципов данного изобретения и его преимуществ по сравнению с известным уровнем техники ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи приведено описание возможного варианта выполнения, в котором используются такие принципы. На чертежах:
Фиг. 1 изображает схематический вид в частичном разрезе устройства для заполнения и закрытия мешков в соответствии с изобретением на начальном этапе операции по заполнению мешка.
Фиг. 2 изображает вид устройства, показанного на фиг. 1, после введения всех банкнот в мешок.
Фиг. 3-8 изображают устройство в соответствии с изобретением в последовательных рабочих положениях во время этапа закрытия и запечатывания мешка.
Фиг. 9 изображает подробный вид системы для запирания опорной панели для банкнот в устройстве согласно изобретению, показанной в нерабочем состоянии.
Фиг. 10 изображает подробный вид запирающей системы, показанной на фиг. 9, в рабочем состоянии.
В соответствии с фиг. 1-8 устройство 10 для заполнения и закрытия мешков для банкнот по существу содержит верхний контейнер 11, в котором временно размещены банкноты 12, предназначенные для введения в мешок 13, поршень 14 для проталкивания банкнот в направлении дна 15 контейнера 11, опору 16 для банкнот, введенных в мешок, которая расположена под контейнером 11 и выполнена с возможностью перемещения в вертикальном направлении при помощи регулируемых опускающих средств 17 (преимущественно пружин сжатия), и запечатывающие планки 18, расположенные между контейнером 11 и подвижной опорой 16 и предназначенные для запечатывания горловины мешка после завершения заполнения.
Мешок 13 преимущественно представляет собой мешок одноразового типа, выполненный из гибкой пластмассовой пленки.
Указанное устройство предназначено для установки в известных машинах (не показаны на прилагаемых чертежах) для хранения банкнот, обычно имеющихся в банках, супермаркетах, торговых центрах и т.п. Для простоты изложения в данном документе сделана ссылка на банкноты, однако устройство согласно изобретению равным образом применимо для обработки и перемещения других бумажных документов в виде листов.
Дно 15 контейнера 11 имеет отверстие 19, совмещенное с поршнем 14 и предназначенное для прохождения банкнот из внутреннего пространства 20 контейнера 11 к опоре 16. Проходное сечение отверстия 19 меньше поверхности банкнот, так что банкноты, не проталкиваемые поршнем 14, удерживаются в пространстве 20 контейнера 11 вследствие прилегания их периферических частей к сторонам отверстия 19.
Подвижная опора 16 предпочтительно может содержать верхнюю панель 21 для поддержания сложенных в стопку банкнот, введенных в мешок, с расположением мешка между банкнотами и указанной панелью, и боковые стенки 22, проходящие вниз от панели 21.
В варианте выполнения, изображенном на чертежах, в верхней панели 21 опоры 16 выполнен центральный паз 23, который открыт сверху к контейнеру 11 и проходит вертикально через корпус опоры 16 и в который пустой мешок, подвешенный выше у контейнера 11, вставлен своей «хвостовой частью» 24 (т.е. частью, расположенной около его закрытого дна), как можно видеть на фиг. 1. Преимущественно паз 23 является сквозным пазом, открытым также снизу для обеспечения возможности легкого введения мешков независимо от их длины.
Мешок 13 может быть, например, прикреплен краями своей горловины к крепежным штырям 25, расположенным сбоку от контейнера 11 вблизи отверстия 19 в его дне 15. Однако мешок также может поддерживаться контейнером 11, будучи намотанным снаружи его стенок с несколькими изгибами, обеспечивающими запас для удлинения и расширения мешка во время последовательных этапов заполнения банкнотами по мере введения банкнот в мешок и опускания опоры 16 с преодолением действия пружин 17.
В соответствии с изобретением устройство 10 содержит электромагнитный стопор 26, предназначенный для запирания опоры 16 для банкнот относительно неподвижной конструкции машины и, в частности, относительно запечатывающих планок.
Как подробно видно на фиг. 9 и 10, стопор 26 содержит электромагнит 27, присоединенный к опоре 16 для банкнот, и неподвижный элемент 28, изготовленный из ферромагнитного материала и в рабочем состоянии обращенный к электромагниту 27. Преимущественно ферромагнитный элемент 28 содержит панель или полосу, проходящую вертикально вдоль участка, по которому перемещается элемент 16, как можно видеть на чертежах.
Электромагнит 27 расположен в гнезде 29, которое ограничено скобой 30, прикрепленной к опоре 16 на ее стенке 22. Гнездо 29 открыто к наружной стороне опоры 16, в направлении панели 28 из ферромагнитного материала.
Электромагнит 27 прикреплен к опоре 16 при помощи штыря 31, проходящего через отверстие 32 в скобе 30, с возможностью его перемещения относительно опоры 16 в направлении панели 28 из ферромагнитного материала.
В частности, в соответствии с конфигурацией, изображенной в данном документе, электромагнит 27 с соответствующим штырем 31 выполнены с возможностью перемещения в горизонтальном направлении относительно скобы 30 и опоры 16 и жестко соединены в вертикальном направлении относительно ползуна 33а, прикрепленного к опоре 16 и выполненного с возможностью вертикального скольжения в направляющей 33b, жестко присоединенной к неподвижной раме машины (и, соответственно, закрепленной относительно панели 28 из ферромагнитного материала).
На штыре 31, между его головкой 35 и поверхностью скобы вокруг отверстия 32, расположена пружина 34 сжатия для нормального удерживания электромагнита 27 втянутым внутрь гнезда 29, как показано на фиг. 9, в нерабочем состоянии.
Электромагнит 27 при помощи соответствующего электрического соединения 36 соединен с блоком 37 управления для подачи энергии к электромагниту при необходимости запирания опоры 16.
В частности, при необходимости запирания подвижной опоры 16 блок 37 подает электроэнергию к электромагниту 27. Генерируемое таким образом магнитное поле создает усилие притяжения между электромагнитом 27 и неподвижной панелью 28 из ферромагнитного материала, обращенной к электромагниту. Это усилие, превышающее усилие противодействующей пружины 34, вызывает перемещение электромагнита 27 в направлении неподвижной панели 28, как показано на фиг. 10.
В этом рабочем состоянии электромагнит 27 и ферромагнитная панель 28 взаимно притягиваются с усилием, направленным перпендикулярно соответствующим контактным поверхностям и, следовательно, перпендикулярно направлению вертикального перемещения опоры 16. В результате трение между поверхностями электромагнита и ферромагнитной панели создает запирающее усилие, направленное параллельно указанным поверхностям и, следовательно, параллельно вышеуказанному направлению вертикального перемещения опоры 16.
Разумеется, интенсивность тока возбуждения электромагнита выбрана таким образом, что запирающее усилие превышает усилие пружины 17, которое стремится поднять опору 16 при любом состоянии нагружения мешка. Таким образом, опора 16 и, в частности, панель 21, на которую опирается мешок с банкнотами, может оставаться неподвижной в требуемом положении.
После отключения подачи энергии к электромагниту 27 усилие притяжения к ферромагнитной панели 28 исчезает и пружина 34 оттягивает электромагнит назад в гнездо 29, в положение, показанное на фиг. 9, а опора 16 снова может перемещаться в вертикальном направлении.
Ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи приведено краткое описание рабочей последовательности загрузки банкнот в мешок и закрытия мешка.
На фиг. 1 предложенное устройство для заполнения и закрытия мешков показано в момент, когда поршень 14 оказывает направленное вниз давление на пачку банкнот 12 для проталкивания банкнот с введением их центральной части в отверстие 19 дна 15 контейнера 11 до тех пор, пока они не войдут в контакт с верхней панелью 21 опоры 16, при этом между банкнотами и панелью вставлена пластмассовая пленка, образующая мешок. На этом этапе банкноты деформируются, как показано на чертеже, для обеспечения возможности их выхода из контейнера 11 через отверстие 19, а мешок расширяется под действием осевого давления, оказываемого банкнотами.
После выполнения ряда операций, аналогичных операции, проиллюстрированной на фиг. 1, все банкноты вводятся в мешок 13 до получения требуемого объема и поддерживаются панелью 21 опоры 16, которая тем временем опустилась вниз с преодолением действия толкающих пружин 17.
В конкретном варианте выполнения опоры 16, изображенном в данном документе, расширение мешка, обусловленное увеличением количества находящихся в нем банкнот, также вызывает его укорочение по сравнению с исходным состоянием, что выражается в подъеме его хвостовой части 24 как в абсолютных величинах относительно неподвижных частей устройства, так и в относительных величинах относительно подвижной опоры 16.
В этом состоянии опора 16 толкается вверх пружинами 17 и банкноты в мешке 13 удерживаются в сжатом состоянии между панелью 21 опоры 16 и пластинами 38 планок 18 (фиг. 2).
На этой стадии после завершения заполнения мешка должен начинаться этап закрытия. Поршень 14 опускают, как проиллюстрировано на фиг. 3, для отведения банкнот от пластин 38 запечатывающих планок при соответствующем опускании опоры 16 с преодолением действия пружин 17.
Преимущественно первое частичное продвижение запечатывающих планок также может быть выполнено (фиг. 4) с «возвратом» небольшой части пластмассового материала, образующего мешок, для уменьшения натяжения пленки на последующем этапе запечатывания.
Опора 16 находится на высоте, обеспечивающей возможность достаточного отнесения банкнот в верхней части мешка от защитных пластин запечатывающих планок. Затем блок 37 управления обеспечивает подачу энергии к электромагниту через электрическое соединение 36. Генерируемое таким образом магнитное поле создает усилие притяжения между электромагнитом 27 и неподвижной панелью 28 из ферромагнитного материала, что вызывает перемещение электромагнита в направлении панели 28, как показано на фиг. 5, с преодолением действия пружины 34.
В этом состоянии опора 16 заперта на требуемой высоте, а поршень 14 может быть поднят (фиг. 6) с перемещением от области запечатывания, при этом банкноты продолжают удерживаться в верхней части мешка с достаточным отнесением от защитных пластин запечатывающих планок.
На этой стадии планки 18 частично сомкнуты (как показано на фиг. 7, при этом между двумя планками оставлено расстояние в несколько миллиметров) преимущественно с поочередными частичными продвижениями правой планки и левой планки для дополнительного «возврата» небольшой части пластмассового материала, образующего мешок, для уменьшения натяжения пленки, поскольку запечатывание пластмассовых мешков с малой толщиной при слишком сильно натянутой пленке в действительности приводит к ее немедленному разрыву.
Благодаря тому, что банкноты, находящиеся в верхней части мешка, отнесены от защитных пластин запечатывающих планок, а также благодаря частичному продвижению двух планок поочередным образом, предотвращено втягивание верхних банкнот между планками при их перемещении или даже выход банкнот из верхней части мешка.
Затем подача энергии к электромагниту 27 может быть отключена, так что опора 16 поднимается с обеспечением уплотнения банкнот в мешке с упором в пластины 38 (фиг. 8), в то время как планки 18 полностью смыкаются, и к ним подается электроэнергия для выполнения окончательного запечатывания мешка.
На этой стадии очевидно, каким образом предложенное устройство для заполнения и закрытия мешков обеспечивает достижение поставленных целей. По меньшей мере частичное смыкание запечатывающих планок при одновременном удерживании банкнот в верхней части мешка с отнесением от защитных пластин запечатывающих планок действительно эффективно обеспечивает возможность исключения втягивания первых банкнот пачки между планками при их продвижении.
Использование электромагнитного стопора для запирания опорной панели для банкнот в мешке на заданной высоте перед смыканием запечатывающих планок обеспечивает возможность достижения этой функции машины простым, экономически эффективным и надежным способом без применения дорогостоящих и громоздких подвижных механических элементов, а также возможность достижения полностью автоматизированного управления различными этапами процесса заполнения и закрывания мешка непосредственно с помощью блока управления.
Разумеется, вышеприведенное описание варианта выполнения, в котором используются новые принципы данного изобретения, дано лишь в качестве примера таких новых принципов и, следовательно, не должно считаться ограничивающим заявленный объем правовой охраны.
Например, при необходимости устройство может содержать дополнительные запечатывающие элементы 39, расположенные под пазом 23 в корпусе подвижной опоры 16 и предназначенные для выполнения запечатывания вблизи хвостовой части 24 мешка для оптимизации внутреннего пространства, доступного для введения банкнот. Приведение в действие этих дополнительных запечатывающих элементов может происходить в соответствующий момент процесса заполнения мешка. Например, на приведенных чертежах приведение в действие этих запечатывающих элементов показано на этапе, проиллюстрированном на фиг. 2.
Разумеется, также может быть предусмотрена более простая конструкция опорного средства для мешка, содержащего банкноты, например, без паза 23 или даже с простой верхней опорной панелью, расположенной у панели 21 и непосредственно толкаемой пружинами 17. В этом случае опорная панель может быть выполнена с боковой стенкой или надставкой, проходящей под ней для поддержания электромагнита.
Наконец, пружины 17, изображенные в данном документе в виде пружин сжатия, также могут быть пружинами растяжения.