УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАНИПУЛИРОВАНИЯ ЛИСТОВЫМ МАТЕРИАЛОМ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЛИСТОВОГО МАТЕРИАЛА
SHEET MATERIAL MANIPULATOR AND METHOD OF SHEET PROCESSING

Область техники
Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для манипулирования листовым материалом и, в частности, к устройствам для манипулирования листовым материалом на основе дисковых роликов.
Уровень техники
Системы на основе дисковых роликов в сочетании с элементами качения, взаимодействующими с поверхностью дисковых роликов, могут быть пригодны для манипулирования листовым материалом, поскольку такие системы позволяют осуществлять перемещение листового материала с различной скоростью без изменения скорости дисковых роликов и элементов качения и имеют более компактную конструкцию по сравнению с другими стандартными системами этого типа.
Например, известное из документа US 2003/0146568 устройство для манипулирования листовым материалом включает дисковый ролик, имеющий поддерживающие шарики, и прижимной ролик, установленный на подвесе, прикрепленном к стержню, который размещен соосно относительно оси дискового ролика. Листовой материал размещается между прижимным роликом и поддерживающими шариками, и положение листового материала может быть изменено при его перемещении при вращении подвеса и, соответственно, прижимного ролика.
Таким образом, известный из документа US 2003/0146568 прижимной ролик имеет фиксированное возможное перемещение и обеспечивает ограниченные возможности в манипулировании листовым материалом. Кроме того, для получения переменной скорости листового материала в этом устройстве всегда необходимо контролировать скорость дискового ролика, и для некоторых видов листового материала не подходит его зажим между прижимным роликом и поддерживающими шариками.
Некоторые из указанных недостатков были приняты во внимание в устройстве для манипулирования почтовыми отправлениями, раскрытом в документе US 2006/0284367, которое содержит дисковый ролик, установленный на платформе, и прижимной ролик, установленный на свободном конце поворотного рычага с возможностью взаимодействия с дисковым роликом. Почтовое отправление поступает на платформу таким образом, что его часть располагается на дисковом ролике между поверхностью дискового ролика и прижимным роликом. Далее почтовое отправление обрабатывается посредством смещения прижимного ролика в различные кружные положения вдоль фиксированной траектории относительно центра дискового ролика.
Однако, как и в предыдущем устройстве, по причине наличия прижимного ролика с ограниченной траекторией перемещения вдоль поверхности дискового ролика это устройство обеспечивает ограниченные возможности в манипулировании листовым материалом.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретение является разработка устройства для манипулирования листовым материалом, обеспечивающим по меньшей мере один транспортный канал, в котором листовой материал может быть подвергнут манипуляции, включая его перемещение в любом необходимом направлении с переменной скоростью, без необходимости изменения скоростей вращения его составных частей.
Таким образом, предложено устройство для манипулирования листовым материалом в системе обработки листового материала, определяющей по меньшей мере один транспортный канал листового материала, содержащее по меньшей мере один дисковый ролик, имеющий первую дисковую поверхность, расположенную вдоль первого транспортного канала из указанного по меньшей мере одного транспортного канала листового материала, и по меньшей мере один первый направляющий ролик, расположенный с возможностью взаимодействия с первой дисковой поверхностью в пределах пятна контакта, причем первый транспортный канал включает по меньшей мере одно направление перемещения листового материала. Указанное устройство выполнено с возможностью вращения главной оси вращения по меньшей мере одного первого направляющего ролика вокруг вспомогательной оси вращения, по существу перпендикулярной листовому материалу, когда он расположен между указанным по меньшей мере одним первым направляющим роликом и указанным по меньшей мере одним дисковым роликом.
Такое устройство для манипулирования листовым материалом обеспечивает возможность перемещения направляющих роликов по различной траектории при любых подходящих и возможных режимах работы, что позволяет более эффективно осуществлять манипулирование листовым материалом.
Согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения вспомогательная ось представляет собой неподвижную ось.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения при вращении главной оси вращения вокруг вспомогательной оси положение вспомогательной оси является переменным.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения вспомогательная ось содержит ось, вращаемую при вращении по меньшей мере одного первого направляющего ролика вокруг по меньшей мере одной дополнительной оси, по существу перпендикулярной листовому материалу.
Возможен также вариант, когда по меньшей мере один первый направляющий ролик выполнен с возможностью изменения своего положения относительно первой дисковой поверхности, так что по меньшей мере один первый направляющий ролик не взаимодействует с первой дисковой поверхностью.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения устройство дополнительно содержит по меньшей мере один первый привод, выполненный с возможностью вращения по меньшей мере одного первого направляющего ролика относительно его вспомогательной оси.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения по меньшей мере один первый привод содержит приводной дисковый ролик, выполненный с возможностью взаимодействия по меньшей мере с одним первым направляющим роликом.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения устройство дополнительно содержит фиксирующие средства для фиксации главной оси вращения по меньшей мере одного первого направляющего ролика, средства разблокировки для разблокировки главной оси вращения по меньшей мере одного первого направляющего ролика и запускающие средства для запуска перемещения главной оси вращения по меньшей мере одного первого направляющего ролика в требуемом направлении после разблокировки главной оси вращения. По меньшей мере один первый направляющий ролик выполнен с возможностью вращения вокруг своей главной оси и вспомогательной оси одним приводом.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения устройство дополнительно содержит по меньшей мере один промежуточный ролик, выполненный с возможностью приведения его в движение приводным дисковым роликом. Указанный по меньшей мере один первый направляющий ролик приводится в движение по меньшей мере одним промежуточным роликом.
Возможен вариант, когда по меньшей мере один промежуточный ролик расположен по существу наклонно относительно оси вращения приводного дискового ролика.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения устройство содержит по меньшей мере два первых направляющих ролика и по меньшей мере два дисковых ролика, причем каждый из по меньшей мере двух первых направляющих роликов выполнен с возможностью взаимодействия с одним из дисковых роликов, так что по меньшей мере два первых направляющих ролика соотнесены со всеми роликами из по меньшей мере двух дисковых роликов. Все дисковые ролики кроме одного дискового ролика содержат кольцеобразный приводной дисковый ролик, ось вращения которого совпадает с осью вращения любого другого дискового ролика.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения по меньшей мере один первый направляющий ролик расположен по существу наклонно относительно первой дисковой поверхности в пределах пятна контакта между по меньшей мере одним первым направляющим роликом и по меньшей мере одним дисковым роликом.
В качестве альтернативы первый направляющий ролик содержит один из следующих роликов: тороидальный ролик, конусообразный ролик, цилиндрический ролик, дисковый ролик и поддерживающий ролик, выполненный с возможностью приведения его в движение ремнем.
Также в качестве альтернативы дисковый ролик содержит один из следующих роликов: низкофрикционный или высокофрикционный дисковый ролик, дисковый ролик с плоской первой дисковой поверхностью, дисковый ролик с конической первой дисковой поверхностью, дисковый ролик с сферической дисковой поверхностью и дисковый ролик с первой дисковой поверхностью, сформированной посредством нелинейной образующей.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения дисковый ролик представляет собой двухсторонний ролик, содержащий вторую дисковую поверхность, расположенную вдоль второго транспортного канала листового материала.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения устройство дополнительно содержит по меньшей мере один второй направляющий ролик, выполненный с возможностью взаимодействия с второй дисковой поверхностью, причем главная ось вращения по меньшей мере одного второго направляющего ролика параллельна оси вращения первого направляющего ролика или расположена под углом к ней.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения устройство содержит по меньшей мере два дисковых ролика, по меньшей мере два первых направляющих ролика, по меньшей мере два вторых направляющих ролика, главный привод, по меньшей мере один первый привод и по меньшей мере второй привод, причем каждый дисковый ролик соотнесен по меньшей мере с одним первым направляющим роликом и по меньшей мере одним вторым направляющим роликом. Положения первых направляющих роликов управляются по меньшем мере одним первым приводом, и первые направляющие ролики выполнены с возможностью взаимодействия с первой дисковой поверхностью соответствующего дискового ролика. Положения вторых направляющих роликов управляются по меньшем мере одним вторым приводом, и вторые направляющие ролики выполнены с возможностью взаимодействия с первой дисковой поверхностью соответствующего дискового ролика и расположены под углом к первым направляющим роликам. По меньшей мере один первый привод и по меньшей мере второй привод выполнены с возможностью попеременного поднятия первых направляющих роликов и вторых направляющих роликов над транспортным каналом листового материала и вниз. Главный привод выполнен с возможностью вращения дисковых роликов или направляющих роликов относительно их соответствующих осей вращения.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения устройство содержит по меньшей мере два дисковых ролика, по меньшей мере два направляющих ролика, а также дополнительно содержащее по меньшей мере один главный привод и по меньшей мере один вспомогательный привод, причем каждый дисковый ролик соотнесен по меньшей мере с одним первым направляющим роликом. По меньшей мере один главный привод выполнен с возможностью вращения первых направляющих роликов вокруг их главных осей вращения, а по меньшей мере один вспомогательный привод выполнен с возможностью вращения синхронно главных осей вращения по меньшей мере двух первых направляющих роликов под углом к осям вращения соответствующих первых дисковых поверхностей, так чтобы перенаправлять листовой материал.
Предпочтительно устройство дополнительно содержит по меньшей мере два приводных ролика, причем каждый первый направляющий ролик вращается вокруг своей главной оси и вспомогательной оси посредством приводного ролика, выполненного с возможностью приведения его в движение по меньшей мере одним главным приводом.
Также предложено устройство для манипулирования листовым материалом в системе обработки листового материала, определяющей по меньшей мере один транспортный канал листового материала. Это устройство содержит по меньшей мере одну низкофрикционную пластину, расположенную вдоль первого транспортного канала из указанного по меньшей мере одного транспортного канала листового материала, и по меньшей мере один первый направляющий ролик, установленный с возможностью взаимодействия с листовым материалом, расположенным между по меньшей мере одним первым направляющим роликом и по меньшей мере одной низкофрикционной пластиной, причем первый транспортный канал включает по меньшей мере одно направление перемещения листового материала. По меньшей мере один первый направляющий ролик выполнен с возможностью приведения его в движение по меньшей мере одним приводным дисковым роликом, который находится в контакте с указанным по меньшей мере одним первым направляющим роликом. Указанное устройство выполнено с возможностью вращения главной оси вращения по меньшей мере одного первого направляющего ролика вокруг вспомогательной оси вращения, по существу перпендикулярной листовому материалу, когда он расположен между по меньшей мере одним первым направляющим роликом и по меньшей мере одной низкофрикционной пластиной. По меньшей мере одна низкофрикционная пластина содержит на поверхности по меньшей мере одну профилированную выемку, не допускающую взаимодействия между по меньшей мере одной низкофрикционной пластиной и по меньшей мере одним первым направляющим роликом и имеющую форму, которая соответствует траектории перемещения по меньшей мере одного первого направляющего ролика во время вращения его главной оси вращения вокруг вспомогательной оси.
Также предложен способ обработки листового материала посредством указанного устройства для манипулирования листовым материалом, содержащего два дисковых ролика, два первых направляющих ролика, а также дополнительно содержащего блок управления, причем каждый дисковый ролик соотнесен с одним из первых направляющих роликов, каждый первый направляющий ролик взаимодействует с дисковой поверхностью соответствующего дискового ролика из числа двух дисковых роликов, а каждая дисковая поверхность имеет ось вращения. Указанный способ содержит по меньшей мере один из следующих этапов: смещение по меньшей мере одного из первых направляющих роликов, так чтобы обеспечить вращение листового материала, и вращение первых направляющих роликов, так чтобы обеспечить перемещение единицы листового материала в направлении, отличном от направления, задаваемого транспортным каналом листового материала, определяемым предшествующей частью системы обработки листового материала. Перед смещением и/или вращением единицу листового материала размещают в транспортном канале листового материала в местоположении устройства для манипулирования листовым материалом под управлением блока управления, так что единица листового материала не взаимодействует с предшествующей частью и дальнейшей частью системы обработки листового материала.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения смещение по меньшей мере одного из первых направляющих роликов и вращение первых направляющих роликов включает одновременно смещение каждого из первых направляющих роликов относительно оси вращения соответствующей дисковой поверхности и вращение первых направляющих роликов одновременно вокруг осей вращения соответствующих дисковых поверхностей.
Согласно еще одному варианту реализации настоящего изобретения вращение первых направляющих роликов включает вращение направляющих роликов одновременно вокруг оси, которая перпендикулярна поверхности единицы листового материала и не совпадает с любой из осей дисковых поверхностей.
Другие аспекты и особенности настоящего изобретения могут быть понятны из описания предпочтительных вариантов реализации и прилагающихся чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлен схематичный вид устройства для манипулирования листовым материалом согласно первому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.2 представлен схематичный вид устройства для манипулирования листовым материалом согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.3 представлена модификация устройства для манипулирования листовым материалом согласно второму варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.4 представлен схематичный вид устройства для манипулирования листовым материалом согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.5 представлен схематичный вид устройства для манипулирования листовым материалом согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.6 представлен схематичный вид устройства для манипулирования листовым материалом согласно пятому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.7 представлен схематичный вид устройства для манипулирования листовым материалом согласно шестому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.8 представлен схематичный вид устройства для манипулирования листовым материалом согласно седьмому варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.9А-9С проиллюстрирован способ регулировки перекоса банкноты.
На фиг.10А-10С проиллюстрирован способ регулировки сдвига банкноты.
На фиг.11А-11С проиллюстрирован другой способ регулировки сдвига банкноты.
На фиг.12А-12С проиллюстрирован способ регулировки перекоса и сдвига банкноты.
На фиг.13 проиллюстрирован первый этап работы перенаправляющего устройства на основе устройств для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению.
На фиг.14 проиллюстрирован второй этап работы перенаправляющего устройства на основе устройств для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению.
На фиг.15 проиллюстрирован первый этап работы другого перенаправляющего устройства, представляющего собой модификацию перенаправляющего устройства, показанного на фиг.13-14.
На фиг.16 проиллюстрирован второй этап работы другого перенаправляющего устройства, представляющего собой модификацию перенаправляющего устройства, показанного на фиг.13-14.
На фиг.17 проиллюстрирован первый этап работы еще одного перенаправляющего устройства на основе устройств для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению.
На фиг.18 проиллюстрирован второй этап работы еще одного перенаправляющего устройства на основе устройств для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению.
На фиг.19 проиллюстрирован первый этап работы другого перенаправляющего устройства, представляющего собой модификацию перенаправляющего устройства, показанного на фиг.17-18.
На фиг.20 проиллюстрирован второй этап работы другого перенаправляющего устройства, представляющего собой модификацию перенаправляющего устройства, показанного на фиг.17-18.
На фиг.21 схематически представлено перенаправляющее устройство со сферическим приводным дисковым роликом согласно настоящему изобретению.
На фиг.22A-22D проиллюстрированы четыре этапа перенаправления банкноты посредства устройства, показанного на фиг.21.
На фиг.23 показано дополнительное перенаправляющее устройство согласно настоящему изобретению.
На фиг.24A-24D проиллюстрировано четыре этапа перенаправления банкноты посредства устройства, показанного на фиг.23.
На фиг.25 показано два этапа работы фиксирующего/запускающего устройства, используемого в перенаправляющем устройстве согласно настоящему изобретению.
На фиг.26 показано два этапа работы другого фиксирующего/запускающего устройства, используемого в перенаправляющем устройстве согласно настоящему изобретению.
На фиг.27 схематично показано перенаправляющее устройство, представленное на фиг.23, с двумя наклоненными промежуточными роликами.
На фиг.28 схематично показано другое перенаправляющее устройство согласно настоящему изобретению.
На фиг.29 схематично показано еще одно перенаправляющее устройство согласно настоящему изобретению.
На фиг.30A-30D проиллюстрировано четыре этапа перенаправления банкноты устройством, показанном на фиг.29.
На фиг.31 схематично показано перенаправляющее устройство, представляющее собой модификацию перенаправляющего устройства, показанного на фиг.29.
На фиг.32 схематично показано перенаправляющее устройство, представляющее собой модификацию перенаправляющего устройства, показанного на фиг.23, и позволяющее изменить направление банкноты на 60°.
На фиг.33A-33D проиллюстрировано четыре этапа перенаправления банкноты перенаправляющим устройством, показанном на фиг.32.
На фиг.34 схематично показано перенаправляющее устройство, представляющее собой модификацию перенаправляющего устройства, показанного на фиг.29, и позволяющее изменить направление банкноты на 60°.
На фиг.35A-35D проиллюстрировано четыре этапа перенаправления банкноты перенаправляющим устройством, показанном на фиг.34.
На фиг.36А-36С проиллюстрировано исправление перекоса и сдвига банкноты устройством для манипулирования листовым материалом согласно альтернативному варианту реализации настоящего изобретения.
На фиг.37 схематично показано устройство для манипулирования листовым материалом согласно другому альтернативному варианту реализации настоящего изобретения, имеющее направляющую пластинку по меньшей мере с одной выемкой.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
Устройство для манипулирования листовым материалом согласно вариантам реализации настоящего изобретению применяется в качестве части системы обработки листового материала, что не должно служить основанием для сужения его использования. Оно может применяться для манипулирования листовым материалом, предпочтительно банкнотами, а также другими видами листового материала, подходящими для данного устройства, например, тканевым листовым материалом и пластиковым листовым материалом.
Под термином "дисковый ролик", используемом в настоящем описании, следует понимать ролик, который взаимодействует с листовым материалом теми своими поверхностями, касательные к которым могут быть по существу перпендикулярными или приблизительно перпендикулярными к оси вращения этого ролика. Кроме того, следует отметить, что в настоящем описании подобные части устройств показаны на чертежах одинаковыми численными обозначениями.
Устройство 10 для манипулирования листовым материалом согласно первому варианту реализации показано на фиг.1. Устройство 10 содержит низкофрикционный дисковый ролик 11, поддерживаемый подшипником 14, который размещен в направляющей пластине 16 и одна из поверхностей которого расположена вдоль транспортного канала листового материала в системе обработки листового материала, и поворотный резиновый направляющий ролик 12, вращаемый приводом 13 и взаимодействующий с указанной поверхностью дискового ролика 11 своей цилиндрической поверхностью, так что листовой материал, например банкнота BN, может быть подвергнут манипуляции устройством 10. В настоящем описании банкноту BN следует рассматривать как пример любого листового материала. Зажим банкноты BN может быть обеспечен деформацией резинового материала ролика 12 или подпружиниванием роликов 11 или 12. Ролик 11 может быть подпружинен внутри или изнутри его подшипника 14. Устройство 10 может включать более одной из описанных комбинаций, каждая из которых имеет пару из направляющего ролика и дискового ролика.
В дополнение к своему основному вращению направляющий ролик 12 выполнен с возможностью вращения вокруг любой вспомогательной оси, перпендикулярной поверхности ролика 11. Другими словами, ролик 12 может быть расположен в любом месте на поверхности ролика 11 посредством его вращения вокруг вспомогательной оси, что обеспечивает наиболее эффективное манипулирование листовым материалом. Для избежания перекоса одиночной банкноты она предпочтительно зажимается по меньшей мере двумя парами роликов в любое время, учитывая, что ролики 11 и 12 формируют одну пару роликов, при этом другая пара может быть такой же парой из дискового ролика и направляющего ролика, или она может состоять из двух стандартных роликов. Направляющий ролик 12 устройства 10, также как и направляющие ролики согласно другим вариантам реализации настоящего изобретения, может перемещаться вдоль различных траекторий при любых подходящих и возможных режимах работы.
Дисковый ролик согласно настоящему изобретению также может поддерживать два направления транспортировки, как это проиллюстрировано на фиг.2, где показано устройство 20 для манипулирования листовым материалом согласно второму варианту реализации, являющемуся модификацией устройства 10. Вместо ролика 11 оно включает дисковый ролик 19 с двумя плоскими поверхностями, а также дополнительный резиновый поворотный направляющий ролик 18, который приводится в движение приводом 17 и взаимодействует с второй плоской поверхностью дискового ролика 11. Описание других элементов, идентичных элементам устройства 10, опущено. Приводы 13 и 17 синхронизированы друг с другом и могут быть реализованы в виде одного привода, вращающего оба направляющих ролика 12 и 18 посредством соответствующей передачи. Ролики 12 и 18 могут быть установлены под любым углом друг к другу и в различных положениях относительно центра ролика 19, что позволяет обеспечить различные направления транспортировки. Например, на фиг.3 на двух видах изображено устройства 20, в котором ролики 12 и 18 расположены по существу перпендикулярно друг другу, обеспечивая два перпендикулярных направления транспортировки банкнот. Здесь и далее, если указано, что на чертеже показано два или три вида устройства, это означает, что на данном чертеже представлены два или три вида устройства, выбранных из группы, включающей схематический вид спереди, схематический вид слева и схематический вид сверху.
Первая банкнота BN 1 может быть транспортирована в первом направлении транспортировки, и одновременно вторая банкнота BN 2 может быть транспортирована во втором направлении транспортировки, которое может отличаться от первого направления транспортировки, со скоростью, отличной от скорости первой банкноты BN 1.
Скручивающее действие, производимое силой трения между банкнотой и дисковым роликом, деформирующее резиновый материал направляющего ролика, может вносить перекос в движение банкноты. На фиг.4 показано устройство 30 для манипулирования листовым материалом согласно третьему варианту реализации, идентичное устройству 10 за исключением того, что ролик 12 находится в наклонном положении, что может способствовать в компенсировании перекоса. Поверхность наклонного ролика 12, контактирующая с банкнотой, может иметь коническую форму, как показано на фиг.4. Устройство 30 может быть модифицировано идентично устройству 20 для обеспечения двух направлений транспортировки листового материала или оно может быть использовано в комбинации с другими вариантами реализации настоящего изобретения.
На фиг.5 показано устройство 40 для манипулирования листовым материалом согласно четвертому варианту реализации, представляющее собой модификацию устройства 10, в котором использована комбинация приводящего в движение банкноты круглого ремня 22 и контактирующего с ним поддерживающего ролика 21. Данный вариант реализации обеспечивает минимизированную область контакта с листовым материалом и, как следствие, минимизированное скручивающее действие между круглым ремнем 22 и дисковым роликом 11, а также более долгое время работы. Поддерживающий ролик 21 или дисковый ролик 11 могут быть подпружинены для обеспечения зажатия банкноты BN, ролик 11 может быть подпружинен внутри или изнутри относительно своего подшипника 14. Устройство 40 также может быть дополнительно модифицировано, так чтобы иметь два направления транспортировки, или оно может быть использовано в комбинации с другими вариантами реализации настоящего изобретения.
Первый вариант реализации может быть также модифицирован посредством использования низкофрикционного поддерживающего ролика 25, имеющего уменьшенную область контакта с банкнотой BN, как показано на фиг.6, изображающей устройство 50 для манипулирования листовым материалом согласно пятому варианту реализации. Устройство 50 также отличается использованием дискового ролика 26, на поверхности которого имеется резиновое покрытие, контактирующее с роликом 25; кроме того, ролик 26 вращается приводом 27. Как и в предыдущих вариантах реализации, ролик 25 или ролик 26 может быть подпружинен для обеспечения зажатия банкноты BN, ролик 26 может быть подпружинен внутри или изнутри относительно своего подшипника 14. Устройство 50 позволяет управлять скоростью и направлением банкноты посредством изменения положения пятна контакта между роликами 25 и 26. Устройство 50 может быть также использовано в модифицированном виде, подобном устройству 20.
Дисковые ролики также могут иметь неплоские поверхности, которые контактируют с направляющими роликами. Например, устройство 60 для манипулирования листовым материалом согласно шестому варианту реализации (фиг.7) имеет два направляющих ролика 33, 34, приводимые в движение приводом 35 и контактирующие с двумя соответствующими дисковыми роликами 31, 32, установленными в направляющей пластине 36. Для взаимодействия с банкнотами BN ролики 31, 32 имеют конические поверхности, что обеспечивает более компактную конфигурацию устройства 60.
На фиг.8 показано устройство 350 для манипулирования листовым материалом согласно седьмому варианту реализации настоящего изобретения, обеспечивающее более компактную конструкцию, которое включает два дисковых ролика 351, 352, установленные в противоположных направляющих пластинах 354, 355 и контактирующие друг с другом таким образом, что банкнота BN может быть транспортирована между низкофрикционным роликом 351 и высокофрикционным роликом 352. Ролик 352 приводится в движение приводом 353. Предпочтительно один из роликов 351, 352 имеет коническую форму (в данном примере ролик 351).
Необходимо отметить, что как направляющий ролик (или ремень, как в устройстве 40), так и дисковый ролик могут приводиться в движение приводом (приводами) во всех упомянутых вариантах реализации.
Один из возможных способов управления перекосом банкнот с использованием устройства для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению проиллюстрирован на фиг.9А-9С. В данном примере указанное устройство состоит из двух пар роликов, каждая из которых сформирована направляющими роликами 63, 64 и дисковыми роликами 61, 62, используемыми для исправления перекоса банкнот относительно направления транспортировки. В настоящем документе в кинематических схемах, описывающих этот и следующие способы исправления перекоса и сдвига банкнот, приводы дисковых роликов не показаны. Первоначально направляющие ролики 63, 64 размещены в исходном положении, банкнота BN взаимодействует с двумя парами роликов и посредством них перемещается вперед (верхний вид на фиг.9А). Датчик положения банкноты, не показанный на фиг.9А-9С, может быть использован для анализа положения банкноты и генерирования управляющих сигналов для пар роликов. Как только банкнота BN перестает взаимодействовать с предшествующей частью транспортировочных средств, не показанной на фиг.9А-9С, по меньшей мере один из направляющих роликов 63, 64 смещается приводом 65, так что их смещения от центров соответствующих дисковых роликов 61, 62 изменяются, и скорости дисковых роликов 61, 62 в областях контакта с банкнотой BN становятся другими (средний вид на фиг.9В). В результате в поступательное движение банкноты BN вносится вращательное движение и ее перекос исправляется. В конце, как показано на фиг.9С (нижний вид), направляющие ролики 63, 64 возвращаются в свое исходное положение, а банкнота BN выводится из данного устройства.
Устройство для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению может также быть использовано для управления сдвигом банкнот. Один из возможных способов управления сдвигом банкнот проиллюстрирован на фиг.10А-10С, и это устройство может иметь такую же конфигурацию, как в предыдущем примере, и включать две пары роликов, каждая из которых сформирована направляющими роликами 73, 74 и дисковыми роликами 71, 71. Как показано на фиг.10А, ролики 73, 74 размещены в исходном положении, когда банкнота BN взаимодействует с двумя парами роликов. Как и в предыдущем примере, может быть использован датчик положения банкноты. Как только банкнота BN перестает взаимодействовать с предшествующей частью транспортировочных средств, не показанных на фиг.10А-10С, ролики 73, 74 поворачиваются вокруг соответствующих осей роликов 71, 72 посредством привода 75, так что скорости роликов 71, 72 в областях контакта с банкнотой BN меняют свое направление, и банкнота BN перемещается в измененном направлении (фиг.10В). В конце процесса исправления сдвига банкноты ролики 73, 74 возвращаются в исходное положение, а банкнота BN выводится из данного устройства (фиг.10С).
Другой способ управления сдвигом банкнот проиллюстрирован на фиг.11А-11С. Устройство, используемое для манипулирования листовым материалом, также состоит из двух пар роликов, каждая из которых сформирована направляющими роликами 83, 84 и дисковыми роликами 81, 82. Материал роликов 83, 84 позволяет обеспечить возможность проскальзывания банкнот, когда они контактируют с банкнотой. На первом этапе, показанном на фиг.11 А, ролики 83, 84 устанавливаются в своем исходном положении, и банкнота BN взаимодействует с парами роликов устройства. На втором этапе (фиг.11В) ролики 83, 84 вращаются вокруг общей оси посредством привода 85, так что скорости дисковых роликов 81, 82 в областях контакта с банкнотой BN меняют свое направление и величину, а банкнота BN перемещается в измененном направлении. На третьем этапе (фиг.11С) ролики 83, 84 возвращаются в исходное положение, а банкнота BN выводится из данного устройства.
Указанные способы могут быть использованы в комбинации для управления перекосом и сдвигом банкнот одновременно в пределах одного устройства. Устройство для манипулирования листовым материалом, показанное на фиг.12А-12С, содержит две пары роликов, сформированные из направляющих роликов 93, 94 и дисковых роликов 91, 92, и два привода 95, 96, выполненные с возможностью одновременной реализации способа управления перекосом банкнот, проиллюстрированным на фиг.9А-9С, и способа управления сдвигом банкнот, проиллюстрированным на фиг.10А-10С, соответственно. Последовательные этапы управления перекосом и сдвигом банкнот проиллюстрированы на фиг.12А-12С и относятся к соответствующим этапам указанных способов.
Устройства для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению могут быть использованы в перенаправляющем устройстве, например в сортировщике листового материала. На фиг.13 на двух видах показан сортировщик 120 для банкнот, включающий два дисковых ролика 121, 122, каждый из которых имеет одну плоскую поверхность и установлен в направляющей пластине 131, а также соответствующие направляющие ролики 123, 124, также называемые входными роликами, поскольку ролики 123, 124 установлены вдоль главного направления транспортировки и любая банкнота BN первоначально взаимодействует с роликами 123, 124. На фиг.13 сортировщик 120 показан на первом этапе своей работы, когда банкнота BN транспортируется роликами 121-124. На первом этапе ролики 123, 124 вращаются приводом 133 входных роликов посредством передаточного механизма 136 на основе колес и прижимаются к роликам 121, 122 под действием привода 125, соединенного с действием возвратной пружины 132 и приложенного посредством передаточного механизма 138. В случае необходимости перенаправления банкноты BN приводу 125 посылается сигнал отдатчика положения банкнот, не показанного на фиг.13. Это дает начало второму этапу (фиг.14), на котором привод 125 поднимает входные ролики 123, 124 и опускает направляющие ролики 126, 127 для их взаимодействия с банкнотой. Ролики 126, 127 расположены под углом к роликам 123, 124, поэтому они могут быть названы выходными роликами, потому что они направляют банкноту BN в направлении, отличном от главного направления транспортировки. Ролики 126, 127 установлены на одной оси, вращаемой приводом 134 выходных роликов посредством передаточного механизма 137 на основе колес. Ролики 123, 124 и ролики 126, 127 поддерживаются подвеской 128 входных роликов и подвеской 129 выходных роликов, соответственно. Направления перемещения банкнот, направления действия привода 126 и направления вращения роликов и колес показаны на чертежах соответствующими стрелками.
Использование устройства для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению в сортировщике 120 обеспечивает компактную конструкцию устройства 120. Устройство 120 может быть дополнительно модифицировано для работы с двумя транспортными каналами посредством использования дисковых роликов с двумя плоскими поверхностями вместо дисковых роликов 121, 122 с одной плоской поверхностью и посредством установки всех компонентов верхней части устройства 120 над направляющей пластиной 131 и нижней части устройства 120 под направляющей пластиной 131. Два рабочих состояния такого устройства показаны на фиг.15 и 16. Банкноты подаются в верхнюю часть и нижнюю часть поочередно, что может быть предпочтительным для обработки одного потока банкнот, разделяемого на две части. Для специалистов в данном уровне техники очевидно, что два независимых потока банкнот также могут быть обработаны устройством, показанным на фиг.15 и 16, а обработка банкнот в верхней и нижней частях устройства, показанного на фиг.15 и 16, может быть выполнена поочередно, одновременно или без всякой синхронизации между собой.
Устройства для манипулирования листовым материалом согласно настоящему изобретению могут быть также использованы в другом типе перенаправляющего устройства для листового материала. На фиг.17 показано два вида перенаправляющего устройства 160, включающего два дисковых ролика 161, 162, установленных в направляющей пластине 169, и два направляющих ролика 163, 164, вращаемых приводом 165, обеспечивающим постоянное вращение роликов 163, 164 посредством зубчатой передачи 167. Поворотный привод 166 отвечает за синхронный поворот направляющих роликов 163, 164 на 90° посредством поворотной зубчатой передачи 168 вокруг вертикальных осей, совпадающих с осями дисковых роликов 161, 162. Когда необходимо перенаправить банкноту BN, она перемещается до тех пор, пока она не будет расположена между роликами 161, 162 и роликами 163, 164, и далее ролики 163, 164 поворачиваются вокруг указанных вертикальных осей, как это проиллюстрировано на фиг.18. Также возможно перенаправить банкноту BN в различных направлениях посредством поворота роликов 163, 164 на углы, отличные от 90°. Соответствующие направления банкнот BN показаны на фиг.17, 18 стрелками.
Устройство 160 может быть модифицировано посредством добавления дисковых роликов в качестве приводных роликов. Такое устройство 180 показано на фиг.19 и содержит два дисковых ролика 181, 182, установленных в направляющей пластине 197, четыре направляющих ролика 183-186, установленных так, что каждая из пар роликов 183, 184 и пар роликов 185, 186 контактирует с одним из соответствующих дисковых роликов 181, 182 и одним из соответствующих дополнительных дисковых роликов 187, 188. Дисковые ролики 187, 188 вращаются посредством общего привода 191 при помощи передачи 193. Таким образом, дисковые ролики 181, 182 и дисковые ролики 187, 188 вращаются в одинаковом направлении с одинаковой скоростью. Ролики 182-186 также выполнены с возможностью их поворота поворотным приводом 192 при помощи передачи 184. Конфигурация устройства 180 с роликами 182-186, повернутыми в выходном направлении, показана на фиг.20. Показанные на фиг.17-20 устройства 160 и 180 могут быть также использованы для управления сдвигом банкнот как в случае устройства, показанного на фиг.10А-10С. Также возможно использовать два независимых поворотных устройства вместо одного для управления перекосом банкнот.
Следует отметить, что в описанных в настоящем описании устройствах могут быть использованы любые другие подходящие типы приводов, передач и датчиков, что не влияет на сущность изобретения.
Следующие варианты реализации, показанные на фиг.21-35, относятся к перенаправляющим устройствам для листового материала, в которых величины входных и выходных векторов скорости листового материала могут быть разными. Необходимо отметить, что настоящее изобретение также охватывает варианты реализации, в которых предусмотрены одинаковые величины входной и выходной скорости листового материала. Возвращаясь к вариантам реализации, в которых возможно иметь разные величины входной и выходной скорости листового материала, каждое из таких устройств использует один главный привод с постоянной скоростью как для приведение в движение листового материала, так и для изменения направления листового материала, однако указанный тип главного привода не должен рассматриваться в качестве ограничения; например, может быть также использован главный привод с переменной скоростью. Для синхронизации при изменении направления листового материала используется дополнительный привод малой мощности. Каждое устройство из последующих вариантов реализации также включает приводной дисковый ролик и опорный дисковый ролик, соединенные одним (или более) промежуточным роликом, способным вращаться на своей подвижной оси. Листовой материал, например банкнота, подвергается манипулированию, когда он зажат между опорным дисковым роликом и промежуточным роликом. Подвижная ось промежуточного ролика может перемещаться общим приводом, что обеспечивает вращение промежуточного ролика посредством приводного дискового ролика, и это перемещение промежуточного ролика имеет место, когда оси вращения промежуточного ролика и приводного дискового ролика не пересекаются друг с другом. Ось промежуточного ролика имеет по меньшей мере два положения, в которых она пересекается с осью приводного дискового ролика, и в этих положениях ось промежуточного ролика может быть зафиксирована в течение любого промежутка времени. Эти положения определяют по меньшей мере два возможных направления перемещения банкнот и по меньшей мере одну скорость перемещения банкнот в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения или по меньшей мере две различные скорости перемещения банкнот в некоторых других вариантах реализации настоящего изобретения. Главная ось вращения промежуточного ролика может вращаться вокруг по меньшей мере одной фиксированной или подвижной оси, а также перемещаться вдоль линейной или нелинейной траектории. Указанные типы вращений могут быть осуществлены попеременно или одновременно, например одновременно с главным вращением промежуточного ролика. Каждое устройство согласно последующим вариантам реализации включает фиксирующие средства для фиксирования оси промежуточного ролика в указанных положениях и запускающие средства для запуска перемещения оси промежуточного ролика от указанных положений. До и после функционирования фиксирующих и запускающих средств ось промежуточного ролика перемещается главным приводом. Фиксирующие и запускающие средства могут быть объединены друг с другом в одном устройстве. Работа запускающих средств управляется управляющей системой, включающей датчики положения банкнот, и синхронизируется с перемещением банкнот. Управляющая система генерирует сигналы для начала перемещения оси промежуточного ролика запускающими средствами. Фиксирующие средства фиксируют положение оси промежуточного ролика автоматически каждый раз, когда указанная ось достигает следующего положения, в котором она пересекает ось приводного дискового ролика.
На фиг.21 показано два вида перенаправляющего устройства 210, в котором сферический приводной дисковый ролик 211 приводится в движение приводом 214 и далее передает движение промежуточному ролику 213, имеющему ось 215 и взаимодействующему с банкнотой BN, расположенной на опорном дисковом ролике 212. Фиксирующее и запускающее действие оказывается на систему из направляющей 216, первого соединительного элемента 217 и второго соединительного элемента 218, соединенных друг с другом и взаимодействующих с осью 215 промежуточного ролика посредством ползуна 219. Фиксирующие и запускающие средства не показаны на фиг.21. Ускорение обратной передачи при перенаправлении меньше, чем ускорение передней передачи, что обеспечивает наличие оптимизированных действующих сил и минимизированный износ устройства 210. Кроме того, дисковый ролик 211 может быть заменен плоским дисковым роликом с другой передачей, например, в форме двух последовательных зубчатых ремней, для уменьшения размера устройства 210. Направления вращения роликов и направления перемещения банкнот показаны на фиг.21 и на чертежах последующих вариантов реализации соответствующими стрелками.
Четыре этапа перенаправления банкноты BN устройством 210 проиллюстрированы на фиг.22A-22D. На первом этапе ось 215 промежуточного ролика 213 фиксируется (направляющая 216 остановлена) и промежуточный ролик 213 размещается в одном из соответствующих положений, описанных ранее. Банкнота BN входит в контакт с промежуточным роликом 213 и перемещается с относительно небольшой скоростью (верхний левый вид, фиг.22А). Далее фиксация с направляющей 216 снимается и направляющая 216 начинает вращаться, так что направление банкноты BN меняется и ее скорость увеличивается (верхний правый вид, фиг.22 В). В другом соответствующем положении промежуточного ролика 213 направляющая 216 останавливается и снова фиксируется, а банкнота BN перемещается в новом направлении с относительно большой скоростью (нижний правый вид, фиг.22С). Окончательно, на четвертом этапе, когда банкнота BN освобождается от контакта с промежуточным роликом, фиксация с направляющей 216 снимается, и направляющая 216 начинает вращаться снова, а промежуточный ролик 213 перемещается назад (нижний левый вид, фиг.22D) до первоначального положения, в котором он имеет небольшую скорость (фиг.22А).
Перенаправляющее устройство 220 (показано на фиг.23 в двух видах) согласно другому варианту реализации содержит два промежуточных ролика 223, 224, взаимодействующих друг с другом частями своих периферий, так что соответствующие противоположные части их периферий взаимодействуют с приводным дисковым роликом 221, вращаемым главным приводом 225, и опорным дисковым роликом 222, чья плоская поверхность используется для размещения банкноты BN. Ролики 223, 224 имеют общую рамку 226, включающую оси вращения роликов 223, 224 и присоединенную с соединительным элементом 227 и направляющей 228 к двум фиксированным осям, указанные фиксированные оси направляющей 228 и дисковых роликов 221, 22 соответствуют друг другу. Положение роликов 223, 224 может быть зафиксировано фиксирующим/запускающим устройством 229, приводимым в движение приводом 239. Конфигурация устройства 220 обеспечивает постоянную скорость вращения обоих роликов 221 и 22 независимо от положения и скорости промежуточных роликов 223, 224.
На фиг.24A-24D проиллюстрировано перенаправление банкноты устройством 220 в четырех этапах, которые подобны этапам перенаправления устройства 210, показанного на фиг.22A-22D, и поэтому их описание не приводится.
Фиксирующее/запускающее устройство, показанное на фиг.23, 24А-24С, является лишь примером такого устройства. Два этапа работы подобного фиксирующего/запускающего устройства 229 показаны на фиг.25. Фиксирующее/запускающее устройство 229 является двусторонним и состоит их двух захватов 341, рычага 342, двух соединительных элементов 344, 345 и электромагнита с сердечником 343, служащим в качестве привода. Устройство 229 имеет два постоянных магнита 341, используемых в качестве захватов, останавливающих компонент обрабатывающего банкноты устройства, выполненный из магнитного материала, которые управляют положением оси промежуточного ролика и фиксируют ее, когда эта ось находится в одном из ранее описанных положений. Когда компоненты устройства 229 перемещаются электромагнитом 343, захваты 341 поворачивают свои оси, тем самым разгоняя ось промежуточного ролика и в результате выходя из контакта с ней. Как только эта ось выходит из контакта с захватом, электромагнит 343 возвращается в исходное положение, например, посредством усилия возвращающей пружины, не показанной на фиг.23, 24А-24С и 25.
Два этапа работы другого примера устройства 229, имеющего механические захваты, показаны на фиг.26. При изготовлении фиксирующего/запускающего устройства, имеющего описанные функциональные возможности, может быть использовано вакуумное всасывание и другие известные принципы.
Устройство 220 может быть модифицировано путем использования двух промежуточных роликов, установленных наклонно относительно оси дисковых роликов. Такое устройство 230, показанное на фиг.27 на двух видах, включает плоский приводной дисковый ролик 231, приводимый в движение приводом 235, и два промежуточных ролика 233, 234, имеющих общую рамку 236, соединенную с соединительным элементом 237 и направляющей 238, и взаимодействующих с банкнотой BN, расположенной на опорном дисковом ролике 232, когда она подается в устройство 230. С помощью устройства 230 перекос банкнот по существу компенсируется, а ролики 233, 234 меньше подвергаются износу и загрязнению, обусловленными банкнотами.
Устройство 220 может быть дополнительно модифицировано путем использования кулачка и направляющей другого типа, что ведет к меньшему требуемому давлению и меньшему износу в отношении промежуточных роликов, обеспечивая оптимизированное ускорение в таком устройстве. Соответствующее устройство 240, имеющее кулачок 241, показано на фиг.28.
Также может быть предложен вариант реализации перенаправляющего устройства, показанный на фиг.29. Устройство 260 включает грибовидный приводной дисковый ролик 261, вращаемый главным приводом 264 и контактирующий с промежуточным роликом 263. Ролик 263 соединен с осью 265, которая имеет по меньшей мере три части, соединенные друг с другом под заданными углами и с заданными смещениями и выполненные с возможностью соединения с подвижной направляющей 266 и поворотной осью 267. Ролик 263 выполнен с возможностью взаимодействия с банкнотой BN, расположенной на опорном дисковом ролике 262, когда банкнота BN поступает в устройство 260. Положение оси 265 промежуточного ролика фиксируется и освобождается фиксирующим/запускающим устройством 269, приводимым в движение приводом 268. Такая конфигурация обеспечивает устройство 260 с самой компактной, насколько возможно, конструкцией с передним и обратным ускорением подвижных частей, равными друг другу. Перенаправление банкноты с помощью устройства 260 проиллюстрировано на фиг.30A-30D в четырех этапах, подобным этапам, относящимся к устройству 210 и показанным на фиг.22A-22D.
На фиг.31 в трех видах показано перенаправляющее устройство 280, представляющее собой модификацию устройства 260, которое включает два промежуточных ролика 283, 284, установленных с наклоном относительно друг друга и контактирующие с грибовидным приводным дисковым роликом 281, приводимым в движение приводом 285, и опорный дисковый ролик 282. Работа роликов 283, 284 обеспечивается двумя соответствующими осями 286, 287 промежуточных роликов, которые соединены с соответствующими осями 288, 289 поворота роликов, направляющей 291 и соответствующими синхронизирующими механизмами 292, 293, соединенными с двумя другими синхронизирующими механизмами 294, 295, вращающимися на осях 288, 289. Описанная конфигурация устройства 280 обеспечивает равные друг другу переднее и обратное ускорения, а также позволяет иметь малую массу ускорения. Кроме того, приводной ролик 281 и опорный ролик 282 имеют постоянные скорости.
Все варианты реализации, показанные на фиг.21-31, позволяет менять направление банкноты на 90°, однако этот угол может быть изменен посредством изменения конфигурации перенаправляющего устройства. Например, на фиг.32 показана измененная конфигурация устройства 220 (фиг.23), которая позволяет изменить направление банкноты на 60°, четыре этапа перенаправления банкноты посредством этого устройства проиллюстрированы на фиг.33A-33D. На фиг.34 показана измененная конфигурация устройства 260 (фиг.29), которая также позволяет изменить направление банкноты на 60°, четыре этапа перенаправления банкноты посредством этого устройства проиллюстрированы на фиг.35A-35D.
На фиг.36А-36С проиллюстрировано исправление сдвига и перекоса банкноты с помощью устройства 350, включающего дисковый ролик 361, кольцеобразный дисковый ролик 362, установленный соосно с роликом 361, и два направляющих ролика 363, 364, расположенных на противоположных сторонах оси дисковых роликов, так что дисковый ролик 361 контактирует только с направляющим роликом 363, а кольцеобразный дисковый ролик 362 контактирует только с направляющим роликом 364. Работа устройства 360 подобна работе устройства, показанного на фиг.12А-12С, однако устройство 360 может быть более компактным.
На фиг.37 на двух видах показано устройство 370, представляющее собой модификацию устройства 260, в котором опорный дисковый ролик 262 заменен по меньшей мере одной выемкой 371, выполненной в направляющей банкноты пластине 373, форма которой соответствует траектории промежуточного ролика 263. Ролик 263 может быть прижат к ролику 262 любыми подходящими средствами прижатия, например пружиной 275. Банкнота BN зажимается усилием своей деформации между промежуточным роликом 263 и краями по меньшей мере одной выемки 371.
Для специалистов в данном уровне техники очевидно, что возможны различные модификации и изменения настоящего изобретение без выхода за рамки объема и сущности изобретения. Такие модификации и изменения должны входить в рамки объема изобретения, определяемого формулой изобретения.