专利名称：用于绑扎堆叠产品的绑扎系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于诸如成叠的纸张之类的堆叠产品的绑扎系统。
本发明还涉及一种用于诸如成叠的纸张之类的堆叠产品的绑扎方法。
在现有技术中，尤其是在制作由纸基材或类似物构成的证券的技术中，此类系统是已知的。
作为第一实例，其内容在本申请中通过参考被引入的美国专利3,939,621公开了一种将印刷过的证券纸加工成捆束和包裹的方法。在这种已知的方法中，具有印刷编号的纸币的纸张以一叠100张的形式提供给裁切机。在对该叠材进行修边后，连续窄带以成叠的形式被剪切，每一窄带具有成一排的若干纸币。在所给出的实例中，每一张纸包括24张成四列和六行布置的印刷的纸币，从而生成每一条窄带都具有六张纸币的四条窄带。此外提供一种切割装置，然后它将该窄带切割成100张纸币一叠的单独叠材。然后将100张纸币一叠的单独叠材作为一绑扎单元进行绑扎从而生成绑扎的100张连续编号的纸币的捆束。
美国专利No4,283,902公开另一种用于将纸币的新印张叠材转换成成捆束的纸币的方法和装置。该公开的机械装置包括与每条窄带上的单独纸币数量相同的绑扎装置，该绑扎装置同时在每一条窄带上操作。因此，在所有纸币位置用扎带同时绑扎窄带，所以上次切削工具留下的纸币捆已经绑扎好，并且消除了迄今已知的在该装置中表示为绑扎定位点狭小轨迹。
其内容在本申请中通过参考被引用的美国专利4,453,707给出了另一实例，其涉及用于将诸如纸币之类的多重标记编号的证券纸的纸张叠材自动地加工成成捆束的包裹的方法和设备。
在与美国专利5,755,084相对应的PCT申请WO95/19913中公开了绑扎装置和绑扎方法的另一实例，该两个专利在本申请中通过参考被引用。所述公开文件公开了一种利用将一种柔性材料绕至少一产品绑扎的装置，该装置包括一用于从给料辊供给扎带材料的给料机构，用于在该扎带材料的尾部绕一间隙形成环结来接收该产品的装置，用于切割那些尾部的装置和用于闭合该环结的熔焊装置，用于形成由输送装置和连接到该输送装置的抽吸装置构成的环路的装置，所述输送装置用于输送绕间隙可活动的的扎带材料。
在所描述的装置中，扎带材料经由一导引器被进料和牵引辊子抬高然后接触到一带孔的环状运输带。由马达驱动的该运输带在一壳体中，其中一真空泵在一绕该运输带的槽内产生抽空(真空)。从而该带孔运输带牵引该扎带材料直到该绑扎的引导端被一夹具夹紧。由该扎带材料围绕一间隙，所述间隙大于将在这里绑扎的产品。然后进料和牵引辊子将扎带材料绷紧直到该扎带材料绕该产品适配好，然后扎带材料从该带孔运输带松开。最后切割和熔焊装置闭合扎带材料的环结并从保持的扎带材料处将其切割。该绑扎好的产品可以移去而该机械装置为随后的循环就绪。
然而当利用这种机械装置以与现有技术中生产诸如证券之类的印刷文献同步的方式绑扎支票带时，这种机械装置是不实用的。利用若干彼此紧挨设置的若干绑扎单元，将窄带横向地在连续绑扎单元之下输送，以便到绑扎位置的恰当位置上，这是非常费时的，因为用于形成环结的装置是刚性地连接到机械装置机身侧面上的。
文献DE 101 60 718描述了一种绑扎系统，包括绕要被绑扎的产品形成环结的装置，所述产品可相对于固定机械运行装置机身上下运动，以允许要被输送的产品处于这样的孔之间的绑扎位置上，所述孔产生在形成环结的装置和机械装置机身之间。然而该文献没有公开该扎带材料是或可以是怎样绕该产品输送的或用于形成环结的装置是怎样可操作的连接到机械装置的其余部分上的。
尤其是该文献中没有指示或建议是或可以利用真空辅助运输系统来输送扎带材料。此外，在DE 101 60 718中，形成环结的装置可以被垂直于扎带材料的输送轨迹定向的支承构架替代，因此限制了要被绑扎的产品的尺寸——纵向长度(即垂直于扎带材料的输送轨迹的方向)。当例如为了绑扎所堆叠产品的相同窄带的若干部分时，希望布置平行的若干绑扎系统从而使得该构造成复杂化并且太笨重。
因此本发明的目的是改进已知的装置和方法。
尤其是，本发明的目的是提供一种简单的绑扎装置和方法。
本发明的另一目的是提供一种更有效的绑扎装置和方法。
本发明的另一目的是提供一种可以放置到现有机械装置中的绑扎系统。
为此，本发明符合权利要求的附定。
将通过本发明的一实施方案和附图更好的理解本发明，其中
图1示出了根据本发明的系统的总体透视图。
图1a是图1的绑扎系统的平面图。
图1b是在图1和1a中图解的绑扎系统的更详细的平面图。
图2示出了该绑扎系统的更详细的透视图。
图3示出了用于闭合环结的装置的详图。
在图1中，根据本发明的绑扎系统的总体透视图以局部剖切的方式显示出。该系统主要包括扎带绕线管1，所述扎带绕线管安装在可旋转绕线管支架1a上，并且扎带2从该扎带绕线管提取出并经过包括第一存贮辊3和第二存贮辊4的存贮器。参考标记1b指示了一种用于有选择地停止绕线管支架1a和相关的扎带绕线管1的旋转的制动系统，这将在下文中说明。该扎带被导引到由马达50和传送带22(并且在图1a中图解)驱动的主动辊5，该主动辊位于扎带给料机构6之下，通过该给料机构6将扎带供应给用于形成环结的装置7。所述用于形成环结的装置7附着于机架8上并可以通过与所述机架8整体成形的滑轨装置9向上和向下移动，该运动例如被诸如活塞之类的合适的移动装置驱动。
用于驱动扎带输送装置的另一种传送带机构(未在图1和1a中示出)整体成形到该机架8的上部，所述扎带输送装置位于用于形成环结的装置7中(图1b和2中的输送辊111和传送器装置13)。该辅助的传送带机构在图1b中更详细地示出，并包括连结到辊222，223和224的传输带22’。辊222和223固定到机框8上，同时辊224固定到绑扎系统的活动部分即用于形成环结的装置7上。辊222连接到下传送带22和上传送带22’上，所以两个传送带机构是彼此同步驱动地连接的。另一方面，辊224由一短传送带(未示出)驱动地连接到输送装置111、13上，所述短传送带连接辊224和输送辊111中的一个辊111a。
如在图1b中示意地示出的，上传送带机构22’、222、223、224此外配备有带张紧机构225以补偿用于形成环结的装置7的向上-向下运动。张紧机构225主要地包括作用在带22’上的可位移辊子，来调节在带22’中的张紧程度。实际上，因为辊224在用于形成环结的装置7的垂直运动之后，由于辊224相对于其它辊222和223的相对位移而引起带22’张力的变化，而张紧机构225就用于补偿皮带张力的这种变化。
如在附图中所示的，该绑扎系统具有与输送扎带材料2所在的平面相重合(即对齐)的基本上平面构形。该绑扎系统的这种平面构形有利地允许若干绑扎系统以紧凑的方式一个挨一个的平行布置，使得可以同时进行带状产品的若干扎带操作，所述带状产品可以是例如预先从一叠带有纸币的纸张上切割下来的成叠纸币的窄带。
此外附着于用于形成环结的装置7上的还可以有例如由压力冲压器形成的压力装置10，该压力装置还具有相对于用于形成环结的装置7的相对运动。压力冲压器在用于形成环结的装置上由导引孔20导引并由合适的装置例如活塞21移动。该压力冲压器10用来在扎带操作期间对产品施加压力。
在图1b和2中，更详细地公开了给料机构6和用于形成环结的装置7。在图1b和2中，省略了机架8和用于形成环结的装置7的侧盖来显示各种扎带输送元件。给料机构6主要包括使扎带2进入用于形成环结的装置7中的主动辊5。由于该传送带机构，主动辊5的旋转与输送装置的辊111、111’的旋转同步。第一套辊111构成用于形成环结的装置7的输送装置，并且如已经说明的，借助于辊111a和传送带机构22、22’、222、223、224驱动。第二套辊111’构成位于机架8中的辅助输送装置，辊111’的其中一个111a’驱动地连接到传送带22，如图1和1a中所图解的那样。给料机构6此外还包括与主动辊5配合的压力辊12以便在扎带材料2(在图2中由箭头示意地注明)上施加压力，所述扎带在主动辊5和压力辊12之间进料。这些压力辊12的目的是在扎带操作期间辅助扎带材料2的供给。
在用于形成环结的装置7中的所有辊111由传送器装置13例如橡胶环(O形环)彼此联结。类似地，在机架8中的辅助辊111′由单独的传送器装置13′彼此联结。该输送装置的功能类似于在WO95/19913中所公开的装置中的输送装置并且为了说明而参考这些出版物。如在这些文献中所描写，位于真空槽24中的输送装置通过主真空泵19和任选的辅助真空泵19’承受真空(参见图1和1b)。泵19、19和真空槽24允许在扎带2的输送期间将扎带2压抵在传送器装置13(和13’)上并确保绕该产品的环结的适当成形。扎带2的轨迹在图2中示意地示出。
在本实施方案中，真空槽24包括位于机架8中的第一槽部分24a和位于用于形成环结的装置7内部的第二槽部分24b，并且在扎带操作期间第二槽部分24b连接到第一槽部分24上。主真空泵19结合到第一槽部分24a上，同时任选的辅助真空泵19’结合到第二槽部分24b上。
如在图1、1a、1b和2中所示出的，用于形成环结的装置7被构造成一通常具有倒转U形的部件，该部件的内部空间适于包围要被绑扎的产品。槽24(其形状通常符合用于形成环结的装置7的倒转U形)的第二槽部分24b在扎带材料2将在其中被输送的U形部件的内部区域开口。此外第二槽部分24b在U形部件的末端开口，所述末端在绑扎操作期间与位于机架8中的槽24的第一部分24a的相应开口末端连接。当用于形成环结的装置7下降到给料机构6上(如图1和2中所图解的)时，真空槽24的两个槽部分24a、24b连接到一起并且环绕扎带材料2施加真空来确保其足够的输送量。
当用于形成环结的装置7沿着轨道装置9(参见图1)相对于给料机构提升时，在图2中表示的系统的左侧产生一个开口，所述开口允许将要被绑扎的产品从图2中表示的系统的左侧传输到用于形成环结的装置7之下。从而所产生的开口允许要被绑扎的产品沿着平行于扎带材料2所输送的平面的方向，而非横向地(即沿着垂直于扎带材料所输送的平面的方向)插入绑扎位置，用于形成环结的装置7和扎带给料机构6之间。
在图3中更详细地图解了用于闭合该环结的熔焊装置。这些熔焊装置包括一热冲压器反片14，一热冲压器15、夹紧部件16a，切割装置17和压板16b位于该热冲压器反片14之下。如图2和3中所示，该扎带材料2一方面在反片14和热冲压器15之间进料另一方面在夹紧部件16a和切割装置17之间进料。
扎带材料2的新绕线管1如下所述的安装在该绑扎系统中。绕线管1安装在其绕线管支架1a上并且一条扎带材料2从该绕线管1上退绕。该自由端首先通过绑扎存贮器3、4进料，然后如图1中所图解的进给到主动辊5。扎带材料2手动地前进直到其自由端进料到夹紧部件16a和反片14之间(热冲压器15、夹紧部件16a和切割装置17处于下降位置)。此后夹紧部件16a升起将扎带材料2的自由端夹紧抵靠反片14，并命令存贮辊3、4牵引并贮备足够长度的来自扎带绕线管1的扎带材料2(在这些操作期间辊3特别地被向下驱动)。在适当长度扎带材料2保存在绑扎存贮器3、4中后，切割装置17暂时地起动以便切割扎带材料2的过量部分。在这些操作期间，压力辊12被压靠到主动辊5上以将扎带材料夹紧在它们之间。然后夹紧部件16a下降，现在绑扎系统为绑扎操作做准备。
如下文所述的进行绑扎操作。一旦要被绑扎的产品输送到绑扎位置(要被绑扎的产品的宽度方向上的中部位于熔焊装置的上面)，则驱动压力冲压器10向下从而在要被绑扎的产品上加压；同时，用于形成环结的装置7向下移动来连接真空槽24的两个部分并由此产生围绕要被绑扎的产品的闭合的输送槽。
然后确定长度的扎带材料2在主动辊5以及相关的压力辊12的作用下借助于扎带给料机构6前进。在此过程中，利用制动系统1b防止绕线管支架1a和扎带绕线管1的旋转并且从现有材料获取必要量的扎带材料2保存在绑扎存贮器3、4中。在该工序中，向上驱动存贮器辊3。
由在真空槽24中的主泵19和辅助泵19’产生的真空将扎带材料2压靠在传送器装置13、13’上，因此沿其整个长度以固定的方式牵引扎带材料2。由于扎带材料2和传送器装置13、13’之间的紧密接触以及辊111、111’与主动辊5的同步驱动，扎带材料2沿其全长滑动摩擦地传动。确定长度的扎带材料2一前进到系统中，扎带材料2的自由端就供给过压板16b并在反片14之下与扎带材料2的另一部分重叠。
一旦绕要被绑扎的产品形成环结并且扎带材料2的自由端喂入反片14之下，如图2和3中所示意地图解的，压板16b就升起抵靠反片14以便夹紧扎带材料2的自由端。之后不久，压力辊12抬起离开主动辊5，而存贮辊3、4起动(辊3被驱动向下)以便略微向后地牵引扎带材料2因此扎带材料的环结绕产品绷紧。优选提供一传感器以在扎带材料适当地拉紧时发信号。一旦扎带材料被拉紧，压力辊12再次推压主动辊5。
接着，夹紧部件16a移动抵靠反片14来夹紧扎带材料2的第二侧，随后是切割装置17对扎带材料2实施切割；此后热冲压器15利用例如活塞18(图1)移动并接触扎带材料2和反片14通过在其上施加热而将彼此抵靠产生环结的扎带材料2的两个末端熔焊到一起。一旦完成熔焊(在一短的焊接时间之后)，向后驱动活塞18从而包括热冲压器15、夹紧部件16a、切割装置17和压板16b的组件移动离开反片14。优选的是用于形成环结的装置7和压力装置10也同时收回。
现在可以进行控制绑扎的适当闭合。不论该环结的两个末端是否适当地彼此连接都可以利用光信号控制光学地进行此类控制。这可以通过适合地位于焊接点附近的照明装置和光电传感器来实施。
如果该环结是正确闭合的，那么现在准备将绑扎产品取走。然而反片14仍然封在扎带材料的环结内。因此横向地移动绑扎产品使得扎带材料的环结脱离反片14。为此，横向推进器(未示出)位于绑扎产品的一端，并且横向地推动所述绑扎产品一段距离，该距离至少等于扎带的宽度直到反片不再被绑扎。一旦完成这些运动，被绑扎的产品就可以被取走用于其它的工序，诸如修剪、切割、收集等等。
可以利用适当的手段，例如气压操纵该横向推进器。
在焊接过程中，存贮辊3、4此外还起动以便退绕下次绑扎操作所需长度的扎带材料2。在这些工序期间，释放制动系统1b以便允许绕线管支架1a和扎带绕线管1旋转，同时扎带材料2的自由端是夹紧的。一旦通过存贮辊3、4贮备了所需长度的扎带材料2，制动系统1b再次起动来防止扎带绕线管1的任何旋转。然后绑扎系统为接收下次要被绑扎的产品并执行所需的绑扎操作而就绪。
当然，所描述的机械装置和方法的实施方案并不构成限定的方式而只是作为实例给出。可以由本说明派生出等效的装置和步骤。例如，除了可以是活塞或启动驱动装置之外，还可以使用诸如电动机之类的传动装置来执行绑扎系统功能元件必要的移动。
权利要求
1.一种用于堆叠产品，诸如证券、纸币、支票及其它类似文件的绑扎系统，具有机架(8)、布置在所述机架(8)上的用于供给来自给料辊(1)的扎带材料(2)的扎带给料机构(6)、绕要被绑扎的产品利用所述扎带材料(2)来形成环结的装置(7)、用来闭合所述环结的熔焊装置(14，15)和用于切割所述扎带材料的切割装置(17)，所述用来形成环结的装置包括用于绕要被扎带的产品输送扎带材料(2)的输送装置(111，13)和连接到该输送装置上的用于将扎带材料(2)压靠在输送装置(111，13)上的真空装置(19，19’，24)，其中，所述用于形成环结的装置(7)可相对于机架(8)在工作位置和打开位置之间运动，在所述工作位置中，所述用于形成环结的装置(7)与所述扎带给料机构(6)接触以执行绑扎操作，在所述打开位置，所述用于形成环结的装置(7)移动离开扎带给料机构(6)以在它们间产生一开口，从而允许要被绑扎的产品在扎带给料机构(6)和用于形成环结的装置(7)之间传输。
2.一种如权利要求1所述的绑扎系统，其中，所述用于形成环结的装置(7)可相对于扎带给料机构(6)平动。
3.一种如权利要求2所述的绑扎系统，其中，所述用于形成环结的装置(7)可在所述机架(8)上通过布置在所述机架(8)上的滑轨装置(9)移动。
4.一种如权利要求1至3中任一所述的绑扎系统，其中，所述用于形成环结的装置(7)可利用活塞移动。
5.一种如权利要求1至4中任一所述的绑扎系统，其中，所述输送装置包括多个通过传送器装置(13)连接的输送辊(111)。
6.一种如权利要求5所述的绑扎系统，其中，所述传送器装置(13)是橡胶环。
7.一种如权利要求1至6中任一所述的绑扎系统，其中，所述输送装置(111，13)和所述扎带给料机构(6)利用传送带机构(22，22’，222，223，224)被同步地驱动。
8.一种如权利要求1至7所述的绑扎系统，进一步包括用于在绑扎操作期间在所述产品上施加压力的压力装置(10)。
9.一种如权利要求8所述的绑扎系统，其中，所述压力装置(10)由压力冲压器构成，所述压力冲压器在用于形成环结的装置(7)上被引导，并可相对于该用于形成环结的装置(7)移动。
10.一种如权利要求1至9中任一所述的绑扎系统，其中，所述真空装置包括真空槽(24)和用于在所述真空槽(24)内产生真空以便在绕所述产品输送扎带材料(2)的过程中将所述扎带材料(2)压靠在所述输送装置(111，13)上的装置(19，19’)。
11.一种如权利要求10所述的绑扎系统，其中，所述真空槽(24)包括位于所述机架(8)中的第一槽部分(24a)和位于所述用于形成环结的装置(7)内部的第二槽部分(24b)，并且所述第二槽部分在绑扎操作期间与第一槽部分(24a)连接。
12.一种如权利要求11所述的绑扎系统，其中，所述用于在所述真空槽(24)内产生真空的装置包括与第一槽部分(24a)连结的主真空泵(19)。
13.一种如权利要求12所述的绑扎系统，其中，所述用于在所述真空槽(24)内产生真空的装置还包括与第二槽部分连结的辅助真空泵(19’)。
14.一种如权利要求11至13中任一所述的绑扎系统，其中，所述用于形成环结的装置(7)被构造成一基本上具有倒转U形的部件，位于所述用于形成环结的装置(7)中的第二槽部分(24b)在该U形部件的内部区域并在该U形部件的一个末端开口，其中在该内部区域输送扎带材料，以及所述一个末端在绑扎操作期间与位于所述机架(8)中的第一槽部分(24a)的相应开口末端连接。
15.一种如权利要求1至14中任一所述的绑扎系统，还包括用于在绑扎操作后横向地移动被绑扎产品，并且一旦该环结闭合就将被绑扎产品脱离熔焊装置(14，15)的推进器。
16.一种如权利要求1至15中任一所述的绑扎系统，具有一基本上平面构形，该平面构形基本上与输送所述扎带材料(2)所在的平面相对齐。
17.一种用于堆叠产品，诸如证券、纸币、支票及其它类似文件的绑扎方法，包括下列步骤a)将要被绑扎的产品移动到一绑扎系统上，所述绑扎系统包括一扎带给料机构和利用绕所述要被绑扎的产品的扎带材料来形成环结的装置；b)绕所述要被绑扎的产品输送扎带材料；c)绕所述扎带材料产生真空，同时将其围绕要被绑扎的产品输送；d)连接扎带材料以形成闭合的环结；和e)撤去该被绑扎的产品，其中，所述将产品移动到绑扎系统上的步骤包括a1)将用于形成环结的装置移离扎带给料机构以在它们之间形成一开口；a2)传输要被绑扎的产品通过在扎带给料机构和用于形成环结的装置之间的开口；和a3)移动用于形成环结的装置使之与扎带给料机构操作地接触并允许进行绑扎操作。
18.一种如权利要求17所述的绑扎方法，其中，所述连接扎带材料的步骤通过熔焊或粘接来实施。
19.一种如权利要求17或18所述的绑扎方法，其中，它包括一旦形成闭合环就切割绑扎产品的步骤。
20.一种如权利要求17至19中任一所述的绑扎方法，其中，用于利用扎带材料形成环结的装置相对于扎带给料机构的移动是平移的。
21.一种如权利要求17至20中任一所述的绑扎方法，其中，在绑扎操作之前和/或之后，用于利用扎带材料形成环结的装置相对于扎带给料机构被移动。
22.一种如权利要求17至21中任一所述的绑扎方法，其中，在形成闭合环结之后，被绑扎的产品横向地移动以便使该被绑扎的产品脱离用于连接扎带材料的熔焊装置(14，15)。
23.一种如权利要求17至22中任一所述的绑扎方法，还包括在绑扎操作期间在所述产品上施加压力的步骤。
24.一种绑扎机械装置，包括多个如权利要求1至16中任一所限定的绑扎系统，所述绑扎系统彼此相邻设置。
全文摘要
一种用于堆叠产品的绑扎系统，具有机架(8)、布置在机架上用于供给来自给料辊(1)的扎带材料(2)的扎带给料机构(6)、利用绕要被绑扎的产品的所述扎带材料(2)来形成环结的装置(7)、用来闭合所述环结的熔焊装置(14，15)、和用于切割所述扎带材料的切割装置(17)，所述用于形成环结的装置包括用于输送绕要被绑扎的产品的扎带材料(2)的输送装置(111，13)和连接到该输送装置上的真空装置(19，19’，24)。所述用于形成环结的装置(7)可相对于机架(8)在工作位置和打开位置之间活动，在所述工作位置中，用于形成环结的装置(7)与扎带给料机构(6)接触来执行绑扎操作，在所述打开位置，用于形成环结的装置(7)移动离开扎带给料机构(6)以在它们之间形成一开口以允许要被绑扎的产品在扎带给料机构(6)和用于形成环结的装置(7)之间传输。
文档编号B65B27/08GK1938191SQ200580009967
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月3日 优先权日2004年3月5日
发明者H·K·绍尔, P·U·格林格, G·W·O·朗 申请人:卡巴-乔利有限公司