DE69521919T2 - Device for feeding and sorting objects - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Zuführen von Objekten, wie zum Beispiel Paketen oder Briefen, mit einer hohen Geschwindigkeit auf eine Sortierstraße.The present invention relates to a device for automatically feeding objects, such as packages or letters, at a high speed onto a sorting line.
Die Verwendung von Sortiermaschinen zur Trennung von Paketen entlang einem automatisierten System ist bekannt. Solche Systeme sind bei der Sortierung einer großen Anzahl von Paketen zur Lieferung in mehrere verschiedene Regionen, wie Postleitzahlgebiete, geeignet. Unter Steuerung eines Rechners oder einer speicherprogrammierbaren Steuerung werden die Pakete bei ihrem Eintritt in das System identifiziert oder codiert und können dann entsprechend der codierten Informationen zur Ausgabe an eine Rutsche oder einen Behälter geführt werden.The use of sorting machines to separate packages along an automated system is well known. Such systems are useful in sorting a large number of packages for delivery to several different regions, such as postal code areas. Under the control of a computer or programmable logic controller, the packages are identified or coded as they enter the system and can then be guided to a chute or bin for output according to the coded information.
Es erfolgen viele Zustellungen von genormten Briefen mit einer bestimmten Größe (wie zum Beispiel 9 1/2 · 12 1/2 Zoll (ca. 241 · 317 mm). Diese Umschläge werden im amerikanischen Versandwesen oftmals als "flats" oder "flat letters" (flache Sendungen) bezeichnet. Die Größe und Ausführung der flachen Sendungen ist genormt, so daß sie schnell gehandhabt und sortiert werden können. Da auf den Seiten dieser Umschläge codierte Daten bezüglich ihres Bestimmungsorts aufgedruckt sind, wird bevorzugt, daß die Umschläge so sortiert werden, daß die Informationen auf den flachen Sendungen von einem Scanner gelesen werden können, während sich die flachen Sendungen entlang einer Sortierstraße bewegen.Many deliveries are made of standardized letters of a certain size (such as 9 1/2 x 12 1/2 inches (approx. 241 x 317 mm). These envelopes are often referred to in the American mailing industry as "flats" or "flat letters". The size and design of the flats are standardized so that they can be quickly handled and sorted. Since the sides of these envelopes have coded data printed on them regarding their destination, it is preferred that the envelopes be sorted so that the information on the flats can be read by a scanner as the flats move along a sorting line.
In dem US-Patent Nr. 4,838,435 an Alexandre und dem US-Patent Nr. 3,757,942 an Gunn werden jeweils Umschlagsortierer offenbart, die ein Sortieren in einer allgemein aufrechten Position gestatten, so daß codierte Informationen auf den Taschen bzw. Umschlägen während ihrer Fortbewegung entlang einer Straße gelesen werden können. Das Patent an Alexandre offenbart eine Förderanordnung zur Verarbeitung von Fototaschen. Die Anordnung enthält ein unteres, horizontales Förderband zur Bewegung der Taschen entlang der Straße und zwei Führungsschienen, die sich über und neben der unteren Fördereinrichtung erstrecken, um ein Herunterfallen der Taschen zu verhindern. Auf diese Weise werden die Taschen in einer im wesentlichen vertikalen Ausrichtung geliefert. Entlang der Fördereinrichtung werden verschiedene Sortiermodule zum Aussondern von Paketen, die zu lang, zu dick oder unmarkiert sind, vorgesehen. Jedes dieser Sortiermodule enthält eine Öffnung in einer Führungsschiene und eine als Teil der anderen Führungsschiene eingebaute Klappe. Wenn sich eine abgewiesene Tasche dem Sortiermodul nähert, wird die Klappe zum Herausleiten der Tasche durch die Öffnung in der anderen Führungsschiene betätigt.U.S. Patent No. 4,838,435 to Alexandre and U.S. Patent No. 3,757,942 to Gunn each disclose envelope sorters that allow sorting in a generally upright position so that coded information on the bags or envelopes can be read as they travel along a road. The Alexandre patent discloses a Conveyor assembly for processing photographic bags. The assembly includes a lower horizontal conveyor for moving the bags along the line and two guide rails extending above and beside the lower conveyor to prevent the bags from falling. In this way, the bags are delivered in a substantially vertical orientation. Various sorting modules are provided along the conveyor to reject packages that are too long, too thick or unmarked. Each of these sorting modules includes an opening in one guide rail and a flap built into part of the other guide rail. As a rejected bag approaches the sorting module, the flap is actuated to direct the bag out through the opening in the other guide rail.
Bei der als Zuführmechanismus von Alexandre bezeichneten Art und Weise der Zuführung der Sendungen in das Sortiersystem werden aufrechtstehende oder liegende Taschen auf ein Aufnahmeband fallengelassen, das aus einem horizontalen Endlosband besteht. Am Ausgang dieses Aufnahmebands werden die Taschen durch ein Vakuum auf ein vertikales luftdurchlässiges Förderband gesaugt, das sich auf der anderen Seite des vertikalen Bands befindendet. Dann werden die Taschen dem horizontalen Förderband zwischen den beiden Führungsschienen zugeführt, so daß die Tasche in im wesentlichen aufrechter Ausrichtung gehalten wird.In the method of feeding mail items into the sorting system, known as the Alexandre feed mechanism, upright or lying bags are dropped onto a receiving belt consisting of a continuous horizontal belt. At the exit of this receiving belt, the bags are sucked by a vacuum onto a vertical air-permeable conveyor belt located on the other side of the vertical belt. The bags are then fed onto the horizontal conveyor belt between the two guide rails so that the bag is maintained in a substantially upright orientation.
Gunn offenbart einen Umschlagsortierer mit einem unteren, horizontalen Förderband zur Abstützung des Unterteils des Umschlags und einem oberen, im wesentlichen vertikalen Förderband, das den Oberteil des Umschlags abstützt. Zum Halten der Umschläge auf den Fördereinrichtungen basiert das System allein auf Schwerkraft, und deshalb werden die Umschläge in einer im wesentlichen vertikalen, aber leicht von der Vertikalen geneigten Ausrichtung entlang der Straße transportiert. Ein beweglicher Sortierbehälter am Ende des Förderbands bewegt sich als Reaktion auf eine Strichcodeanzeige auf den Umschlägen, so daß die Umschläge vom Ende der Bänder in eine ordnungsgemäße Rutsche fallen können. Der Zuführmechanismus von Gunn liefert Umschläge in einer ca. 45º zur Vertikalen geneigten Ausrichtung zu einer Walze. Die Walze führt die Umschläge dann einzeln nacheinander auf die beiden Förderbänder.Gunn discloses an envelope sorter having a lower, horizontal conveyor belt for supporting the bottom of the envelope and an upper, substantially vertical conveyor belt supporting the top of the envelope. The system relies solely on gravity to hold the envelopes on the conveyors and therefore the envelopes are transported along the line in a substantially vertical, but slightly inclined from vertical, orientation. A movable sorting bin at the end of the conveyor belt moves in response to a Barcode display on the envelopes so that the envelopes can fall from the end of the belts into a proper chute. The Gunn feed mechanism delivers envelopes to a roller at approximately 45º from vertical. The roller then feeds the envelopes one at a time onto the two conveyor belts.
Bei diesen bekannten Zuführmechanismen bestehen mehrere Probleme. Aufgrund der großen Anzahl der heutzutage in der Industrie verwendeten versteiften flachen Papp-Sendungen in Verbindung mit dem Erfordernis eines landesweiten oder sogar weltweiten Versands in einer Nacht ist es erforderlich, daß der Sortiermechanismus, und deshalb der Zuführmechanismus, mit extrem hohen Geschwindigkeiten arbeitet. Die bekannten Ausführungen sind nicht zum Betrieb mit den halbsteifen flachen Sendungen bei diesem hohen Leistungsvolumen ausgelegt.There are several problems with these known feeding mechanisms. Due to the large number of rigid flat cardboard mailers used in the industry today, combined with the requirement for nationwide or even worldwide overnight shipping, it is necessary that the sorting mechanism, and therefore the feeding mechanism, operate at extremely high speeds. The known designs are not designed to operate with the semi-rigid flat mailers at this high volume.
Der Zuführmechanismus von Gunn ist für flexible Umschläge ausgelegt, die sich leicht drehen lassen und durch die Walze des Systems auf die Fördereinrichtung gerollt werden können. Die Walze könnte zur Zuführung von versteiften flachen Papp-Sendungen ungeeignet sein. Des weiteren gewährleistet der Zuführmechanismus von Gunn keine genaue Positionierung der Umschläge auf dem Förderband, sondern läßt stattdessen Umschläge auf das Förderband fallen, wenn die Walze das Ende des Umschlags erreicht. Wenn Umschläge in der geneigten Zuführschale von Gunn nicht genau gleich positioniert sind, könnten sie nicht auf gleichmäßige Weise in das Fördersystem geführt werden. Der Zuführmechanismus von Alexandre hingegen hat seine eigenen Probleme. Die Saugfördereinrichtung dieses Systems kann möglicherweise eine Tasche in irgendeiner Ausrichtung auf die horizontale Fördereinrichtung fallenlassen. Bei Alexandre sind auch keine Vorkehrungen für einen zeitgesteuerten Eintritt der Umschläge in das Sortiersystem getroffen. Stattdessen läßt der Zuführmechanismus die Taschen einfach willkürlich in das Fördersystem fallen.The Gunn feed mechanism is designed for flexible envelopes that can easily rotate and be rolled onto the conveyor by the system's roller. The roller may not be suitable for feeding stiffened flat cardboard mail. Furthermore, the Gunn feed mechanism does not ensure precise positioning of envelopes on the conveyor, but instead drops envelopes onto the conveyor when the roller reaches the end of the envelope. If envelopes are not positioned exactly the same in the Gunn inclined feed tray, they may not be fed into the conveyor in a uniform manner. The Alexandre feed mechanism, on the other hand, has its own problems. The suction conveyor of this system may drop a bag onto the horizontal conveyor in any orientation. The Alexandre also does not make provisions for timed entry of envelopes into the sorting system. Instead, the feeding mechanism the bags simply fall randomly into the conveyor system.
Im Stand der Technik besteht Bedarf nach einem Zuführmechanismus, der eine große Anzahl von Paketen auf einem Hochgeschwindigkeits-Sortiersystem effizienter sortieren kann. Dieser Zuführmechanismus würde vorzugsweise eine bessere Zeitsteuerung und Präzision aufweisen als die derzeit angebotenen Systeme.There is a need in the art for a feeding mechanism that can more efficiently sort a large number of packages on a high speed sortation system. This feeding mechanism would preferably have better timing and precision than the systems currently offered.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Transportieren und Sortieren von im wesentlichen planaren, einzelnen Gegenständen entlang einem Gegenstandslaufweg bereit, wobei die Gegenstände einen oberen und einen unteren Rand aufweisen, die einander gegenüberliegen, und die Vorrichtung folgendes umfaßt:The present invention provides an apparatus for transporting and sorting substantially planar, discrete objects along an object travel path, the objects having an upper and a lower edge which are opposite to each other, the apparatus comprising:
eine untere Fördereinrichtung, die sich zumindest teilweise parallel zu und neben dem Laufweg bewegt und den unteren Rand jedes der Gegenstände stützen soll;a lower conveyor moving at least partially parallel to and adjacent to the travel path and intended to support the lower edge of each of the articles;
eine obere Fördereinrichtung, die sich zumindest teilweise parallel zu und neben dem Laufweg bewegt und den oberen Rand jedes der Gegenstände stützen soll, wobei die obere und die untere Fördereinrichtung zusammen die Gegenstände entlang einem Laufweg schieben;an upper conveyor moving at least partially parallel to and adjacent to the travel path and intended to support the upper edge of each of the articles, the upper and lower conveyors together pushing the articles along a travel path;
dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Fördereinrichtung voneinander beabstandet sind und so einen Spalt definieren, und die Vorrichtung weiterhin einen von der oberen und der unteren Fördereinrichtung getrennten und verschiedenen Stößel umfaßt, dessen Laufweg den Gegenstandslaufweg schneidet, wobei sich der Stößel zwischen der unteren und der oberen Fördereinrichtung befindet und so konfiguriert ist, daß er einen Gegenstand durch Schiebewirkung durch den Spalt aus dem Weg auswirft.characterized in that the upper and lower conveyors are spaced apart from each other to define a gap, and the apparatus further comprises a ram separate and distinct from the upper and lower conveyors, the ram having a path of travel intersecting the article path of travel, the ram being located between the lower and upper conveyors and configured to eject an article out of the path by pushing action through the gap.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung und den beigefügten Ansprüchen ersichtlich.Further objects, features and advantages of the present invention will become apparent upon consideration of the following detailed description of the invention taken in conjunction with the drawings and the appended claims.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zweier die Erfindung darstellender automatischer Sortiersysteme.Fig. 1 is a schematic representation of two automatic sorting systems embodying the invention.
Fig. 2 ist eine in der Industrie bekannte typische flache Sendung, die durch die automatischen Sortierer für flache Sendungen nach Fig. 1 sortiert werden kann.Fig. 2 is a typical flat mail piece known in the industry that can be sorted by the automatic flat mail sorters of Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines die Erfindung darstellenden Zuführmechanismus.Fig. 3 is a side view of a feeding mechanism embodying the invention.
Fig. 4 ist eine Draufsicht des Zuführmechanismus nach Fig. 3, bei der Teile weggebrochen sind, um Details im Inneren zu zeigen.Fig. 4 is a plan view of the feed mechanism of Fig. 3 with parts broken away to show internal details.
Fig. 5 ist eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform eines die Erfindung darstellenden Zuführmechanismus.Figure 5 is a plan view of an alternative embodiment of a feeding mechanism embodying the invention.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht eines Auswurfmoduls zur Verwendung im erfindungsgemäßen automatischen Sortiersystem, wobei sich das Auswurfmodul in einer geschlossenen oder Laufstellung befindet.Fig. 6 is a side view of a ejection module for use in the automatic sorting system of the present invention, with the ejection module in a closed or running position.
Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Auswurfmoduls nach Fig. 6, das sich in einer geöffneten oder Auswurfstellung befindet.Fig. 7 is a side view of the ejection module of Fig. 6 in an open or ejection position.
Fig. 8 ist eine Vorderansicht von zwei Auswurfmodulen, wie zum Beispiel die in den Fig. 6 und 7 gezeigten, wobei eines der Auswurfmodule geöffnet und das andere geschlossen ist.Fig. 8 is a front view of two ejection modules, such as those shown in Figs. 6 and 7, with one of the ejection modules open and the other closed.
Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines die Erfindung darstellenden Auswurfmoduls, das sich in einer geschlossenen oder Laufstellung befindet.Figure 9 is a side view of an alternative embodiment of an ejection module embodying the invention, in a closed or running position.
Fig. 10 ist eine Seitenansicht des Auswurfmoduls nach Fig. 9, das sich in einer geöffneten oder Auswurfstellung befindet.Fig. 10 is a side view of the ejection module of Fig. 9 in an open or ejection position.
Fig. 11 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines die Erfindung darstellenden Zuführmechanismus.Figure 11 is a side view of an alternative embodiment of a feeding mechanism embodying the invention.
Fig. 12 ist eine Hinteransicht des Zuführmechanismus nach Fig. 11, wobei für Einzelheiten Teile entfernt sind.Fig. 12 is a rear view of the feed mechanism of Fig. 11 with parts removed for details.
Fig. 13 ist eine Vorderansicht der Vakuumöffnung zur Verwendung mit dem Zuführmechanismus nach Fig. 11.Fig. 13 is a front view of the vacuum port for use with the feeding mechanism of Fig. 11.
Im folgenden ausführlicher auf die Zeichnung, in der in sämtlichen Ansichten gleiche Zahlen gleiche Teile darstellen, Bezug nehmend, zeigt Fig. 1 zwei automatische Sortiersysteme 10. Die beiden Sortiersysteme 10 sind ähnlich konfiguriert und enthalten jeweils einen Weg 12, wobei die beiden Wege 12 in einer im wesentlichen parallelen, Rücken an Rücken liegenden Beziehung in der Figur angeordnet sind. Die Wege 12 enthalten jeweils Zuführstationen 16 zur Ablage einzelner zu sortierender Gegenstände oder Objekte im System 10. Ein Daten-Scanner 18 ist knapp hinter den Zuführstationen 16 auf jedem der Wege 12 angeordnet, und mehrere Auswurfmodule 20 befinden sich hinter den Scannern in Abständen entlang jedem der Wege 12. Abführrutschen 22 erstrecken sich von jedem der Auswurfmodule 20 nach außen und nach unten, um ausgeworfene Objekte zu getrennten Behältern 24 zu führen. Kurz gesagt, von den Zuführstationen zugeführte Objekte laufen entlang der Straße 12, während von dem Scanner 18 Daten gescannt werden, und werden schließlich an einem der Auswurfmodule 20 in eine Rutsche 24 ausgeworfen, wobei das bestimmte Auswurfmodul von den gescannten Daten bestimmt wird. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird im folgenden die Ausführung und der Betrieb von nur einem System 10 beschrieben.Referring now more particularly to the drawings in which like numerals represent like parts throughout the several views, Fig. 1 shows two automatic sorting systems 10. The two sorting systems 10 are similarly configured and each include a path 12, the two paths 12 being arranged in a substantially parallel, back-to-back relationship in the figure. The paths 12 each include feed stations 16 for depositing individual articles or objects into the system 10 for sorting. A data scanner 18 is arranged just behind the feed stations 16 on each of the paths 12, and a plurality of ejection modules 20 are arranged behind the scanners at intervals along each of the paths 12. Ejection chutes 22 extend outwardly and downwardly from each of the ejection modules 20 to guide ejected objects to separate bins 24. Briefly, objects fed from the feed stations travel along the line 12 while data is scanned by the scanner 18 and are finally ejected into a chute 24 at one of the ejection modules 20, the particular ejection module being determined by the scanned data. To simplify the description, in the following the design and operation of only one system 10 is described.
Jedes in den Zeichnungen offenbarte System 10 ist zur Sortierung typischer flacher Sendungen im Versandwesen ausgeführt. Solch eine flache Sendung 30 wird in Fig. 2 gezeigt. Die flache Sendung 30 besteht in der Regel zumindest teilweise aus Pappe und ist zur Aufnahme einen Papiers mit bestimmter Dicke oder bestimmtem Gewicht darin unter Beibehaltung einer halbsteifen Gestaltung ausgeführt. Die flachen Sendungen 30 definieren zwei einander gegenüberliegende, planare Flächen 31, 32. Eine planare Fläche 31 enthält einen Bestimmungsortcode 33, wie zum Beispiel eine Strich- oder anderen Code, der codiert ist und durch Zustellungs- oder Dienstleistungspersonal auf der flachen Sendung aufgebracht werden kann. Neben dem Bestimmungsortcode 33 befindet sich ein Addressenetikett 34, das von dem Kunden aufgebracht werden kann. Die Sendungen weisen in der Regel eine typische Abmessung mit einer Höhe (in Fig. 2 durch den Buchstaben A bezeichnet) von 9 1/2 Zoll · einer Länge (in Fig. 2 durch den Buchstaben B bezeichnet) von 12 1/2 Zoll auf. Die flache Sendung definiert einen oberen Rand 35, einen unteren Rand 36, einen Vorderrand 37 und einen Hinterrand 38.Each system 10 disclosed in the drawings is designed to sort typical flat mail items. Such a flat mail item 30 is shown in Fig. 2. The flat mail item 30 is typically made at least in part from cardboard and is designed to receive a certain thickness or weight of paper therein while maintaining a semi-rigid configuration. The flat mail items 30 define two opposing planar surfaces 31, 32. A planar surface 31 contains a destination code 33, such as a bar code or other code that is encoded and can be applied to the flat mail item by delivery or service personnel. Adjacent to the destination code 33 is an address label 34 that can be applied by the customer. The mail pieces typically have a typical dimension with a height (indicated by the letter A in Fig. 2) of 9 1/2 inches and a length (indicated by the letter B in Fig. 2) of 12 1/2 inches. The flat mail piece defines a top edge 35, a bottom edge 36, a front edge 37 and a back edge 38.
Fig. 3 offenbart eine Seitenansicht eines Zuführmechanismus 40, wie er an jeder der Zuführstationen 16 entlang jedem automatischen Sortiersystem 10 angeordnet ist. Der Zuführmechanismus 40 wird zur derartigen Ablage der flachen Sendungen 30 auf den Weg 12 verwendet, daß ihre planaren Hauptflächen 31, 32 im wesentlichen vertikal sind. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 enthält der Zuführmechanismus 40 eine obere Fördereinrichtung 42 und eine untere Fördereinrichtung 44. Die Fördereinrichtungen 42, 44 sind synchronisiert und enthalten über ihre Länge Trennbügel 46.Fig. 3 discloses a side view of a feed mechanism 40 as disposed at each of the feed stations 16 along each automatic sortation system 10. The feed mechanism 40 is used to deposit the flat mail items 30 onto the path 12 such that their major planar surfaces 31, 32 are substantially vertical. Referring to Fig. 3, the feed mechanism 40 includes an upper conveyor 42 and a lower conveyor 44. The conveyors 42, 44 are synchronized and include separator brackets 46 along their length.
Die obere und die untere Fördereinrichtung 42, 44 wirken zur Aufnahme der oberen und unteren Ränder 35, 36 der flachen Sendungen 30 zusammen. Am Abführende der Fördereinrichtungen 42, 44 sind Luftinjektoren 48 (siehe Fig. 4) zum Herunterblasen der flachen Sendungen 30 vom Ende des Zuführmechanismus 40 auf den Weg 12 enthalten. Am Vorderende des Zuführmechanismus 40 ist ein Zuführschlitz 50 zur Ablage der flachen Sendungen 30 in den Zuführmechanismus 40 enthalten.The upper and lower conveyors 42, 44 act to receive the upper and lower edges 35, 36 of the flat mail items 30. At the discharge end of the conveyors 42, 44, air injectors 48 (see Fig. 4) are included for blowing the flat mail items 30 from the end of the feed mechanism 40 onto the path 12. At the front end of the feed mechanism 40, a feed slot 50 is included for depositing the flat mail items 30 into the feed mechanism 40.
Eine alternative Ausführungsform eines Zuführmechanismus 140 wird in Fig. 5 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform erstrecken sich Fördereinrichtungen 142, 144 im wesentlichen vertikal, und die flachen Sendungen 30 sind dazwischen in einer im wesentlichen vertikalen Ausrichtung positioniert. Auch bei dieser Ausführungsform werden vorzugsweise (nicht gezeigte) Luftinjektoren 48 verwendet und sind über und unter den Sendungen 30 angeordnet. Im Betrieb enthalten die Fördereinrichtungen 142, 144 die Vorder- und Hinterränder 37, 38 der flachen Sendungen 30.An alternative embodiment of a feed mechanism 140 is shown in Fig. 5. In this embodiment, conveyors 142, 144 extend substantially vertically, and the flat mailers 30 are positioned therebetween in a substantially vertical orientation. Also in this embodiment, air injectors 48 (not shown) are preferably used and are positioned above and below the mailers 30. In operation, the conveyors 142, 144 contain the leading and trailing edges 37, 38 of the flat mailers 30.
Wieder auf Fig. 3 Bezug nehmend, muß zum vollständigen Verständnis der Funktionsweise des Zuführmechanismus 40 zunächst die Bewegung entlang dem Weg 12 stromabwärts des Zuführmechanismus erläutert werden. Der Weg 12 enthält eine untere Wegfördereinrichtung 60 und eine obere Wegfördereinrichtung 62. Die untere Wegfördereinrichtung 60 definiert eine im wesentlichen horizontale Stützfläche in Form eines Bands 64. Darüber hinaus enthält das untere Förderband 64 vorzugsweise Querbügel 66, die Positionen 68 auf dem unteren Förderband 64 zur Aufnahme einzelner flacher Sendungen 30 trennen. Die obere Fördereinrichtung 62 definiert eine im wesentlichen vertikale Stützfläche in Form eines Bands 69. Die obere und die untere Fördereinrichtung 62, 60 definieren zusammen den im wesentlichen geraden Weg 12, entlang dem die flachen Sendungen 30 vor ihrem Auswurf aus dem Weg laufen. Wie in Fig. 3 zu sehen, stützt das untere Förderband 64 den unteren Rand 36 der flachen Sendungen 30, während der obere Rand 35 gegen das obere Förderband 69 lehnt.Referring again to Fig. 3, to fully understand the operation of the feed mechanism 40, it is first necessary to explain the movement along the path 12 downstream of the feed mechanism. The path 12 includes a lower conveyor 60 and an upper conveyor 62. The lower conveyor 60 defines a substantially horizontal support surface in the form of a belt 64. In addition, the lower conveyor 64 preferably includes crossbars 66 that separate positions 68 on the lower conveyor 64 for receiving individual flat mail items 30. The upper conveyor 62 defines a substantially vertical support surface in the form of a belt 69. The upper and lower conveyors 62, 60 together define the substantially straight path 12 along which the flat mail items 30 travel out of the way prior to being ejected. As can be seen in Fig. 3, the lower conveyor belt 64 supports the lower edge 36 of the flat mail items 30, while the upper edge 35 leans against the upper conveyor belt 69.
Der Betrieb des Zuführmechanismus 40 kann wie folgt beschrieben werden. Die flachen Sendungen 30 werden durch den Zuführschlitz 50 in den Zuführmechanismus 40 geführt. Vorzugsweise werden die flachen Sendungen 30 derart geführt, daß ihr Bestimmungsortcode 33 so ausgerichtet ist, daß der Code bei Anordnung der flachen Sendungen in den Weg für die Scanner 18 zugänglich ist, wenn sich die flache Sendung 30 den Weg 12 entlang bewegt. Bei Betrachtung von Fig. 4 werden die flachen Sendungen 30 somit mit der planaren Fläche 31 nach rechts weisend geführt. Die obere und die untere Zuführfördereinrichtung 42, 44 werden durch einen in der Industrie bekannten (nicht gezeigten) Hochgeschwindigkeitsschrittmotor angetrieben. Nach der Zuführung der flachen Sendungen 30 in den Schlitz werden die Sendungen zwischen einem entsprechenden Paar Bügel 46 an der oberen und unteren Zuführfördereinrichtung 42, 44 des Zuführmechanismus 40 ergriffen. Die obere und die untere Zuführfördereinrichtung 42, 44 bewegen sich synchron miteinander vorwärts.The operation of the feed mechanism 40 can be described as follows. The flat mail items 30 are fed into the feed mechanism 40 through the feed slot 50. Preferably, the flat mail items 30 are fed such that their destination code 33 is oriented such that when the flat mail items are placed in the path, the code is accessible to the scanners 18 as the flat mail item 30 moves along the path 12. Thus, when viewing Figure 4, the flat mail items 30 are fed with the planar surface 31 facing to the right. The upper and lower feed conveyors 42, 44 are driven by a high speed stepper motor (not shown) known in the industry. After feeding the flat mail items 30 into the slot, the mail items are gripped between a corresponding pair of brackets 46 on the upper and lower feed conveyors 42, 44 of the feed mechanism 40. The upper and lower feed conveyors 42, 44 move forward synchronously with each other.
Wenn die Zuführfördereinrichtungen 42, 44 eine flache Sendung 30 in eine Position zur Einführung in die Straße bewegt haben, bewegen sich die beiden Zuführfördereinrichtungen 42, 44 schnell vorwärts, um die flache Sendung 30 freizugeben, und halten dann an. Im wesentlichen gleichzeitig mit diesem Anhalten übt eine Reihe von zwei oder mehr Luftstrahlen aus den Luftinjektoren 48 Luftdruck auf die flache Sendung 30 aus, so daß die Sendung schnell in den Strom des sich bewegenden Wegs 12 zwischen zwei Bügeln 66 des unteren Förderbands 64 eintreten kann. Befindet sich schon eine Sendung an der Stelle 68 auf dem unteren Förderband 64, erfaßt eine Präsenz-Fotozelle 70 ihre Präsenz und verhindert den Betrieb des Zuführmechanismus 40, bis Raum zur Verfügung steht. Zur Anpassung an die Kapazität des automatischen Sortiersystems 10 können mehrere Zuführmechanismen 40 eingesetzt werden.When the infeed conveyors 42, 44 have moved a flat shipment 30 into position for introduction into the line, the two infeed conveyors 42, 44 move rapidly forward to release the flat shipment 30 and then stop. Substantially simultaneous with this stop, a series of two or more jets of air from the air injectors 48 apply air pressure to the flat shipment 30 so that the shipment can quickly enter the stream of the moving path 12 between two brackets 66 of the lower conveyor belt 64. If a shipment is already at location 68 on the lower conveyor belt 64, a presence photocell 70 senses its presence and prevents operation of the infeed mechanism 40 until space is available. To adapt to the capacity of the automatic sorting system 10, several feeding mechanisms 40 can be used.
Des weiteren versteht sich, daß eine mechanische Auswahlvorrichtung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, in Kombination mit oder anstelle von Luftstößen verwendet werden könnte, um die Übergabe von Sendungen von den Zuführfördereinrichtungen in den Sortierweg zu erleichtern.It will further be understood that a mechanical selection device, as is known in the art, could be used in combination with or instead of air blasts to facilitate the transfer of mail items from the infeed conveyors into the sorting path.
In den Fig. 11-13 wird eine alternative Ausführungsform eines Zuführmechanismus 240 dargestellt. Kurz, der Zuführmechanismus 240 schaltet mehrere flache Sendungen 30 entlang einer Zuführstraße 242 für flache Sendungen weiter, wo die flachen Sendungen von einem Greifmechanismus 244 einzeln ergriffen und auf eine Sortierstraße für flache Sendungen, wie zum Beispiel auf die untere Fördereinrichtung 60 des Wegs 12, abgelegt werden. Der Greifmechanismus 244 verwendet Saugöffnungen in Form von Saugnäpfen 246 zur selektiven Aufnahme der flachen Sendungen und zum Bewegen der flachen Sendungen von der Zuführstraße 240 zum Weg 12, wo sie zwischen zwei Bügeln 66 auf der unteren Fördereinrichtung 60 freigegeben werden.An alternative embodiment of a feed mechanism 240 is shown in Figures 11-13. Briefly, the feed mechanism 240 indexes a plurality of flat mail items 30 along a flat mail feed line 242 where the flat mail items are individually grasped by a gripping mechanism 244 and deposited onto a flat mail sorting line, such as the lower conveyor 60 of the path 12. The gripping mechanism 244 uses suction openings in the form of suction cups 246 to selectively pick up the flat mail items and move the flat mail items from the feed line 240 to the path 12 where they are released between two brackets 66 on the lower conveyor 60.
Die Zuführstraße 242 enthält eine Gleitfläche 248 zur Aufnahme mehrerer in Vertikalrichtung ausgerichteter flacher Sendungen 30. Die Gleitfläche 248 endet abrupt zur Bildung einer im wesentlichen vertikalen Rutsche 249, die sich von der Gleitfläche 248 nach unten erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die Rutsche 249 in Richtung der unteren Fördereinrichtung 60 und endet in deren Nähe. Die obere Fördereinrichtung 64 kann an der Rutsche 249 oder stromabwärts der Rutsche auf der gleichen Seite des Wegs 12 angeordnet sein.The feed line 242 includes a slide surface 248 for receiving a plurality of vertically aligned flat mail items 30. The slide surface 248 terminates abruptly to form a substantially vertical chute 249 extending downwardly from the slide surface 248. Preferably, the chute 249 extends toward and terminates proximate to the lower conveyor 60. The upper conveyor 64 may be located at the chute 249 or downstream of the chute on the same side of the path 12.
Ein Schieberschlitten 250 ist so konfiguriert, daß er die flachen Sendungen 30 in Richtung der Rutsche 249 vorbelastet und die flachen Sendungen in vertikaler Ausrichtung hält. Der Schieberschlitten 250 wird durch eine Feder 252 so vorbelastet, daß er einen konstanten Druck auf die flachen Sendungen 30 ausübt und sie dabei in Fig. 11 kontinuierlich nach links schiebt. Eine Mitläuferhalterolle 254 ist gegen das Ende der Reihe von flachen Sendungen 30 in einer knapp hinter dem Rand der Gleitfläche 248 liegenden Position angeordnet.A pusher carriage 250 is configured to bias the flat mail items 30 toward the chute 249 and to maintain the flat mail items in a vertical orientation. The pusher carriage 250 is biased by a spring 252 to maintain a constant exerts pressure on the flat mail items 30 and thereby pushes them continuously to the left in Fig. 11. An idler holding roller 254 is arranged towards the end of the row of flat mail items 30 in a position just behind the edge of the sliding surface 248.
Fig. 11 offenbart eine Seitenansicht des Greifmechanismus 244, der zur Bewegung der flachen Sendungen 30 von der Zuführstraße 242 zum Weg 12 verwendet wird. Bei der gezeigten Ausführungsform enthält der Greifmechanismus 244 einen Vakuum- Synchronriemen (wie zum Beispiel einen Zahnriemen) 260, der zur Drehung um eine drehbar gestützte Antriebsrolle 262 und zwei drehbar gestützte Laufrollen 264, 266 angeordnet ist. Wie am besten in Fig. 12 zu sehen, sind drei Sätze von zwei Vakuumnäpfen 246 quer über den Synchronriemen 260 in gleichem Abstand um diesen herum angeordnet. Der Vakuum-Synchronriemen 260 wird von der Antriebsrolle 262 angetrieben, die über einen Vakuum- Synchronriemen 272 von einem Antriebsmotor 270 gedreht wird.Fig. 11 discloses a side view of the gripping mechanism 244 used to move the flat mail items 30 from the feed line 242 to the path 12. In the embodiment shown, the gripping mechanism 244 includes a vacuum timing belt (such as a toothed belt) 260 arranged for rotation about a rotatably supported drive roller 262 and two rotatably supported idler rollers 264, 266. As best seen in Fig. 12, three sets of two vacuum cups 246 are arranged across the timing belt 260 at equal distances therearound. The vacuum timing belt 260 is driven by the drive roller 262 which is rotated by a drive motor 270 via a vacuum timing belt 272.
Die Saugnäpfe 246 werden durch ein Drehöffnungs- und Saugsystem 278 mit intermittierender Saugwirkung versorgt. Das Drehöffnungs- und Saugsystem 278 enthält eine von einem stationären Anschluß 282 führende Konstantvakuumquelle 280. Der stationäre Anschluß 282 enthält eine Vakuumsteueröffnung 284, die aus einem durch den stationären Anschluß 282 verlaufenden Loch besteht, das einen Verteiler 283 entlang der Fläche des stationären Anschlusses 282 bildet, wie am besten in Fig. 13 zu sehen. Vorzugsweise erstreckt sich der Verteiler 283 der Vakuumsteueröffnung 284 um ca. ein Drittel der Fläche des stationären Anschlusses 282 herum.The suction cups 246 are supplied with intermittent suction by a rotary orifice and suction system 278. The rotary orifice and suction system 278 includes a constant vacuum source 280 leading from a stationary port 282. The stationary port 282 includes a vacuum control orifice 284 consisting of a hole extending through the stationary port 282 that forms a manifold 283 along the surface of the stationary port 282, as best seen in Figure 13. Preferably, the manifold 283 of the vacuum control orifice 284 extends approximately one-third of the surface of the stationary port 282.
Eine Drehscheibe 286 ist zur Drehbewegung bezüglich der Fläche des stationären Anschlusses 282 angebracht, wie am besten in Fig. 12 zu sehen. Die Drehscheibe 286 enthält drei Drehöffnungen 288. Schläuche 290 erstrecken sich von den Drehöffnungen 288 zu den drei Paar Saugnäpfen 246 am Vakuum- Synchronriemen 260. Die Drehscheibe 286 wird über einen Vakuum-Synchronriemen 292 von einem Motor 294 angetrieben und von einer im Stand der Technik bekannten Lagerfläche gestützt. Der Betrieb des Motors 294 und des Motors 270 für den Vakuum-Synchronriemen 260 wird synchronisiert, so daß sich der Vakuum- Synchronriemen 260 und die Drehscheibe 286 im gleichen Takt drehen. Die Bedeutung dieser Anordnung wird unten näher beschrieben.A rotary disk 286 is mounted for rotary movement relative to the surface of the stationary port 282, as best seen in Fig. 12. The rotary disk 286 contains three rotary openings 288. Hoses 290 extend from the rotary openings 288 to the three pairs of suction cups 246 on the vacuum Timing belt 260. The turntable 286 is driven by a motor 294 through a vacuum timing belt 292 and is supported by a bearing surface known in the art. The operation of the motor 294 and the motor 270 for the vacuum timing belt 260 is synchronized so that the vacuum timing belt 260 and the turntable 286 rotate in unison. The significance of this arrangement is described in more detail below.
Der Betrieb des Zuführmechanismus 240 geht am besten aus der vorangehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung hervor. Kurz, der Zuführmechanismus 240 schaltet mehrere flache Sendungen 30 entlang der Zuführstraße 242 weiter, wo die flachen Sendungen von einem Greifmechanismus 244 einzeln ergriffen und auf die untere Fördereinrichtung 60 des Wegs 12 abgelegt werden. Der Greifmechanismus 244 verwendet die Saugnäpfe 246 zur selektiven Aufnahme der flachen Sendungen 30 und zum Bewegen der flachen Sendungen von der Zuführstraße 240 zum Weg 12, wo sie zwischen Bügeln 66 auf der unteren Fördereinrichtung 60 freigegeben werden.The operation of the feed mechanism 240 is best understood from the foregoing description with reference to the drawings. Briefly, the feed mechanism 240 indexes a plurality of flat mail items 30 along the feed line 242 where the flat mail items are individually grasped by a gripping mechanism 244 and deposited onto the lower conveyor 60 of the path 12. The gripping mechanism 244 uses the suction cups 246 to selectively pick up the flat mail items 30 and move the flat mail items from the feed line 240 to the path 12 where they are released between brackets 66 on the lower conveyor 60.
Der Betrieb der Zuführstraße 242 geht am besten aus Fig. 11 hervor. Der Zuführstraße 242 werden von Hand oder einer Maschine mehrere flache Sendungen 30 auf die Gleitfläche 248 zugeführt. Vorzugsweise ist die Gleitfläche 248 im wesentlichen horizontal, und die · planaren Hauptflächen 31, 32 der flachen Sendungen 30 sind im wesentlichen vertikal. Es wird bevorzugt, daß der Bestimmungsortcode 33 im Diagramm nach links weist und die Außenränder 37, 38 gleichmäßig gehalten werden. Es können (nicht gezeigte) Führungen verwendet werden, um die Ränder 37, 38 der flachen Sendungen 30 gleichmäßig zu halten.The operation of the feed line 242 is best seen in Figure 11. A plurality of flat mail items 30 are fed to the feed line 242 by hand or machine onto the slide surface 248. Preferably, the slide surface 248 is substantially horizontal and the major planar surfaces 31, 32 of the flat mail items 30 are substantially vertical. It is preferred that the destination code 33 faces to the left in the diagram and the outer edges 37, 38 are kept even. Guides (not shown) may be used to keep the edges 37, 38 of the flat mail items 30 even.
Wie am besten aus Fig. 11 hervorgeht, üben die Feder 252 und der Schieberschlitten 250 auf die flachen Sendungen 30 einen angemessenen Druck aus, so daß die flachen Sendungen gegen die Mitläuferhalterolle. 254 weitergeschaltet werden, während jede flache Sendung 30 entfernt wird, wobei aber der Druck des Schlittens 250 vorzugsweise nicht zu groß ist, so daß die zu entfernende flache Sendung nicht gegen die benachbarte flache Sendung rutscht oder sich die Mitläuferhalterolle nicht drehen kann, wenn die flache Sendung aus der Zuführstraße 242 gezogen wird. Vorzugsweise endet die Gleitfläche 248 und beginnt die Rutsche 249 derart, daß sich nur eine flache Sendung 30a über den Rand der Rutsche erstreckt, während die flachen Sendungen das nächste Paar Saugnäpfe 246 erwarten. Diese Positionierung gestattet das Passieren von nur einer flachen Sendung 30, wenn die flache Sendung von dem Greifmechanismus 242 ergriffen und dann bewegt wird.As best seen in Fig. 11, the spring 252 and the pusher carriage 250 exert an appropriate pressure on the flat mail pieces 30 so that the flat mail pieces are indexed against the idler holding roller 254 as each flat mail piece 30 is removed, but the pressure of the carriage 250 is preferably not too great so that the flat mail item to be removed does not slide against the adjacent flat mail item or the idler support roller cannot rotate as the flat mail item is pulled out of the feed line 242. Preferably, the sliding surface 248 ends and the chute 249 begins such that only one flat mail item 30a extends over the edge of the chute while the flat mail items await the next pair of suction cups 246. This positioning allows only one flat mail item 30 to pass as the flat mail item is gripped and then moved by the gripping mechanism 242.
Sich nunmehr dem Betrieb des Greifmechanismus 244 zuwendend, ist der Vakuum-Synchronriemen 260 zur Drehung im Uhrzeigersinn in Fig. 11 mit sehr hohen Geschwindigkeiten eingestellt, wobei er die Saugnäpfe 246 von der Zuführstraße 242 zur Sortierstraße und zurück um die Schleife herum zieht, um den Vorgang zu wiederholen. Wie weiter oben erörtert, ist der Antriebsmotor 294 für die Drehscheibe 286 mit dem Motor 270 für den Vakuumriemen 260 synchronisiert, so daß sich die Scheibe 286 und der Vakuum-Synchronriemen 260 gleichzeitig drehen. Das heißt, die Scheibe 286 und der Vakuum-Synchronriemen 260 drehen sich in der gleichen Zeitspanne in einem kompletten Takt. Es könnte sogar ein Motor die beiden Motoren 270, 294 ersetzen und jeden der Riemen 272, 292 unter Verwendung einer (nicht gezeigten) gemeinsamen Achse drehen. Durch Drehen der Scheibe 286 und des Vakuumriemens 260 im gleichen Takt drehen sich die Scheibe und der Vakuumriemen als eine Einheit.Turning now to the operation of the gripping mechanism 244, the vacuum timing belt 260 is set to rotate clockwise in Fig. 11 at very high speeds, pulling the suction cups 246 from the feed line 242 to the sorting line and back around the loop to repeat the process. As discussed above, the drive motor 294 for the turntable 286 is synchronized with the motor 270 for the vacuum belt 260 so that the disk 286 and the vacuum timing belt 260 rotate simultaneously. That is, the disk 286 and the vacuum timing belt 260 rotate in a complete cycle in the same period of time. One motor could even replace the two motors 270, 294 and rotate each of the belts 272, 292 using a common axis (not shown). By rotating the pulley 286 and the vacuum belt 260 in unison, the pulley and the vacuum belt rotate as a unit.
Beim Drehen der Scheibe 286 werden die Öffnungen 288 selektiv am Verteiler 283 der Vakuumsteueröffnung 284 positioniert, so daß jede der Drehöffnungen von dem Vakuumsystem 278 über die Konstantvakuumquelle 280 intermittierend mit Saugwirkung beaufschlagt wird. Wenn eine Öffnung 288 nicht am Verteiler 283 positioniert ist, sondern stattdessen an der Fläche des stationären Anschlusses 282, erhalten der Schlauch 290 und somit die Saugnäpfe 246, die mit der bestimmten Drehöffnung 288 korrespondieren, von der Konstantvakuumquelle 280 kein Vakuum.As the disk 286 rotates, the openings 288 are selectively positioned on the manifold 283 of the vacuum control opening 284 so that each of the rotating openings is intermittently subjected to suction by the vacuum system 278 via the constant vacuum source 280. When an opening 288 is not positioned on the manifold 283, but instead on the surface of the stationary port 282, the hose 290 and hence the suction cups 246 corresponding to the particular rotary orifice 288 will not receive vacuum from the constant vacuum source 280.
Das intermittierende Vakuum durch die Schläuche 290 bewirkt entsprechende intermittierende Saugwirkungen durch die Saugnäpfe 246. Durch derartige Anordnung des Drehöffnungs- und Saugsystems 278, daß Saugwirkung zuerst dann auftritt, wenn die Saugnäpfe 246 die Zuführstraße 242 erreichen, wird die erste flache Sendung 30a, die der flachen Sendung entspricht, die sich an der Zuführstraße in Fig. 11 am weitesten links befindet, von dem durch das die flache Sendung in Eingriff nehmende Paar Näpfe 246 laufenden Vakuum "ergriffen". Während sich der Vakuum-Synchronriemen 260 um seinen Weg dreht, halten die Näpfe 246 ihren Griff aufrecht und ziehen die flache Sendung von der Zuführstraße 242.The intermittent vacuum through the hoses 290 causes corresponding intermittent suction through the suction cups 246. By arranging the rotary port and suction system 278 such that suction first occurs when the suction cups 246 reach the feed line 242, the first flat shipment 30a, corresponding to the flat shipment located leftmost on the feed line in Fig. 11, is "grabbed" by the vacuum running through the flat shipment-engaging pair of cups 246. As the vacuum timing belt 260 rotates about its path, the cups 246 maintain their grip and pull the flat shipment from the feed line 242.
Die von den Saugnäpfen 246 ergriffene flache Sendung 30a wird zum Weg 12 mitgeführt und dann an der Stelle der flachen Sendung 30b auf der unteren Fördereinrichtung 60 freigegeben. Die flache Sendung 30b kann an jedem Punkt entlang dem Weg zwischen der Zuführstraße 242 und der unteren Fördereinrichtung 60 durch die Saugnäpfe 246 freigegeben werden, so daß die flache Sendung 30b frei zur unteren Fördereinrichtung 60 fallen kann, aber vorzugsweise wird die flache Sendung genau zwischen zwei Bügeln 66 auf der unteren Fördereinrichtung 60 plaziert.The flat shipment 30a gripped by the suction cups 246 is carried to the path 12 and then released at the location of the flat shipment 30b on the lower conveyor 60. The flat shipment 30b can be released at any point along the path between the feed line 242 and the lower conveyor 60 by the suction cups 246 so that the flat shipment 30b can fall freely to the lower conveyor 60, but preferably the flat shipment is placed exactly between two brackets 66 on the lower conveyor 60.
Die Vakuumsteueröffnung 284 kann um die Fläche des stationären Anschlusses 282 herum verlaufen, so daß gleichzeitig zwei flache Sendungen ergriffen werden können. Bei einer solchen Anordnung wird die zweite flache Sendung 30a aufgenommen oder ergriffen, bevor die führende flache Sendung 30b auf die untere Fördereinrichtung 60 fallengelassen wird.The vacuum control port 284 may extend around the surface of the stationary port 282 so that two flat mailers may be simultaneously gripped. In such an arrangement, the second flat mailer 30a is picked up or gripped before the leading flat mailer 30b is dropped onto the lower conveyor 60.
Die einzigartige Greifeinrichtung des Greifmechanismus 244 gestattet eine schnellere und genauere Bewegung von flachen Sendungen 30 voll der Zuführstraße 242 zum Weg 12 als die alleinige Wirkung der Schwerkraft. Des weiteren benötigt die Greifeinrichtung eigentlich keine Abwärtsbewegung von der Zuführstraße 242 zum Weg 12. Da die flachen Sendungen 30 tatsächlich ergriffen werden, könnte die Bewegung zwischen den beiden Straßen seitwärts oder sogar aufwärts erfolgen. Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung wird aufgrund der vertikalen Anordnung der flachen Sendungen 30 bevorzugt.The unique gripping mechanism 244 allows for faster and more accurate movement of flat mail items 30 from the feed line 242 to the path 12 than the action of gravity alone. Furthermore, the gripping mechanism does not actually require downward movement from the feed line 242 to the path 12. Since the flat mail items 30 are actually gripped, the movement between the two lines could be sideways or even upwards. The arrangement shown in the drawing is preferred due to the vertical arrangement of the flat mail items 30.
Bei der vorliegenden Erfindung könnte Greifmechanismus 242 durch ein beliebiges System ersetzt werden, das einen festen Kontakt mit den flachen Sendungen 30 und einen unbeweglichen Eingriff zwischen den flachen Sendungen und dem Greifer gestattet. Beispielsweise könnte ein Reibeingriff unter Druckausübung auf die flachen Sendungen verwendet werden. Bei einer solchen Ausführungsform müßten die flachen Sendungen gegen die Seite der Rutsche 249 oder irgendeine andere Fläche gedrückt werden. Ein solches System bietet jedoch nicht die Vorteile des vorliegenden Systems, bei dem Saugnäpfe verwendet werden, die nur Kontakt mit einer Seite der flachen Sendungen 30 benötigen. Ein einen druckbeaufschlagten Eingriff mit den flachen Sendungen 30 verwendendes System könnte die flachen Sendungen auch bei ihrer Zuführung zum Weg 12 beschädigen.In the present invention, gripping mechanism 242 could be replaced by any system that allows for firm contact with the flat mail items 30 and a fixed engagement between the flat mail items and the gripper. For example, a frictional engagement with pressure on the flat mail items could be used. In such an embodiment, the flat mail items would have to be pressed against the side of the chute 249 or some other surface. However, such a system does not offer the advantages of the present system, which uses suction cups that only require contact with one side of the flat mail items 30. A system using pressure-loaded engagement with the flat mail items 30 could also damage the flat mail items as they are fed to the path 12.
Obgleich die in den Zeichnungen gezeigte bevorzugte Ausführungsform zur Verwendung von flachen Sendungen ausgeführt ist, versteht sich, daß die allgemeinen Grundlagen der beschriebenen Sortiervorrichtung und des beschriebenen Sortierverfahrens für jede beliebige Art von Gegenstand verwendet werden können, der sortiert werden soll. Bei einem solchen Aufbau könnte die Zuführstraße 242 eine beliebige Ausführung aufweisen, die einen Gegenstand so zuführt, daß er von der Zuführstraße einzeln freigegeben und durch den Greifmechanismus 244 zum Weg 12 gezogen oder gebracht werden kann.Although the preferred embodiment shown in the drawings is designed for use with flat mail items, it should be understood that the general principles of the described sorting apparatus and method can be used for any type of item to be sorted. With such a design, the feed line 242 could have any design that feeds an item such that it is fed from the feed line individually released and can be pulled or brought to path 12 by the gripping mechanism 244.
Das automatische Zuführsystem 240 kann mit einer viel höheren Geschwindigkeit betrieben werden als Zuführmechanismen nach dem Stand der Technik und verbessert somit die Produktivität der gesamten Straße 10. Es ist festgestellt worden, daß Ausführungen, die der beschriebenen ähneln, flache Sendungen 30 mit einer Rate von 200 Millisekunden pro Einheit oder fünf flachen Sendungen pro Sekunde zuführen. Bei dieser Rate kann das gesamte automatische Sortiersystem 10 flache Sendungen 30 mit einer maximalen Rate von 18.000 flachen Sendungen pro Stunde unter Verwendung von nur einem Zuführmechanismus 240 sortieren.The automatic feeding system 240 can operate at a much higher speed than prior art feeding mechanisms, thus improving the productivity of the entire line 10. It has been found that designs similar to that described feed flat mailers 30 at a rate of 200 milliseconds per unit, or five flat mailers per second. At this rate, the entire automatic sorting system 10 can sort flat mailers 30 at a maximum rate of 18,000 flat mailers per hour using only one feeding mechanism 240.
Wie unten ausführlicher erörtert, passieren die flachen Sendungen nach ihrer Ablage in den Sortierweg 12 einen Code-Scanner 18 und dann eine dem Daten- Scanner unmittelbar nachgeschaltete (nicht gezeigte) Präsenz-Fotozelle. Dann laufen die Sendungen durch eine Reihe von nebeneinanderliegenden Auswurfmodulen 24, die es den Sendungen je nach Betriebsart gestatten, zum nächsten Modul 24 weiterzulaufen oder aus dem Weg ausgeworfen zu werden.As discussed in more detail below, the flat mail items, after being deposited into the sorting path 12, pass a code scanner 18 and then a presence photocell (not shown) immediately downstream of the data scanner. The mail items then pass through a series of adjacent ejection modules 24 which, depending on the mode of operation, allow the mail items to proceed to the next module 24 or to be ejected out of the way.
In Fig. 6 ist ein Auswurfmodul 20 zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung abgebildet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, enthält das Modul 20 einen Schieber 80 mit einer Schubstange 82 und einem Schubstück 84. Bei einer Ausführungsform erstreckt sich das Schubstück 84 an seiner Basis weiter nach außen als an seinem oberen Ende; der sich daraus ergebende Vorteil wird unten beschrieben.An ejection module 20 for use with the present invention is shown in Fig. 6. As can be seen from the drawing, the module 20 includes a slider 80 having a push rod 82 and a pusher 84. In one embodiment, the pusher 84 extends further outward at its base than at its upper end; the resulting advantage is described below.
Die Schubstange 82 des Auswurfmoduls 20 erstreckt sich in einen elektrischen Hochgeschwindigkeits-Linearantrieb 86. Der Antrieb 86 kann auch durch einen Elektromagneten oder durch Druckluft ersetzt werden. Ein oberes Gestänge 88 und ein unteres Gestänge 90 sind an einer vor dem elektrischen Hochgeschwindigkeitsantrieb 86 liegenden Stelle an einem mittleren Zapfen 96 an Schlitzen 89, 91 an dem Stab 92 befestigt. Das obere Gestänge 88 enthält einen oberen Führungsstab 92, der sich in einem festen Abstand von und im wesentlichen parallel zur oberen Fördereinrichtung 62 erstreckt, wenn sich das Auswurfmodul 20 in der geschlossenen oder "Lauf"- Stellung befindet, wie in Fig. 6 gezeigt. Ebenso enthält das untere Gestänge 90 einen unteren Führungsstab 94, der sich knapp oberhalb und knapp rechts der unteren Fördereinrichtung 60 erstreckt. Das obere und das untere Gestänge 88, 90 sind zum Schwenken um einen stationären oberen Drehpunkt 98 bzw. einen stationären unteren Drehpunkt 100 positioniert. Eine Rückholfeder 102 ist vorzugsweise an einem Ende entweder am oberen oder am unteren Gestänge und am anderen Ende an einer festen Stelle befestigt.The push rod 82 of the ejection module 20 extends into a high-speed electric linear drive 86. The drive 86 can also be replaced by an electromagnet or by compressed air. An upper rod 88 and a lower rod 90 are attached to slots 89, 91 at a location in front of the high-speed electric drive 86 on a central pin 96. attached to the rod 92. The upper linkage 88 includes an upper guide rod 92 which extends a fixed distance from and substantially parallel to the upper conveyor 62 when the ejection module 20 is in the closed or "run" position as shown in Fig. 6. Likewise, the lower linkage 90 includes a lower guide rod 94 which extends just above and just to the right of the lower conveyor 60. The upper and lower linkages 88, 90 are positioned to pivot about a stationary upper pivot point 98 and a stationary lower pivot point 100, respectively. A return spring 102 is preferably attached to one end of either the upper or lower linkage and to a fixed location at the other end.
In einer Betriebsart enthält das Auswurfmodul 20 zu führende flache Sendungen 30, die auf dem Weg 12 laufen, und verhindert, daß sie herunterfallen. Die flachen Sendungen 30 laufen entlang dem oberen und dem unteren Wegförderband 64, 69 mit einer hohen Geschwindigkeit und werden durch die Führungswirkung des oberen und unteren Stabs 92, 94 am Umkippen gehindert. Die Anordnung des oberen Stabs 92 verhindert, daß die oberen Ränder 35 der flachen Sendungen 30 zu weit von dem oberen Förderband 69 wegfallen, und der untere Stab 94 dient der Positionierung des unteren Endes 36 der Sendung in der Mitte des unteren Förderbands 64. Somit dient das obere Gestänge 88 zusammen mit dem Führungstab 92 als Klaue, die sich über dem und um den oberen Rand 35 der flachen Sendungen 30 erstreckt, während diese den Weg 12 entlang laufen. Ebenso dient das untere Gestänge 90 zusammen mit dem unteren Führungsstab 94 als Klaue, die sich unter den und um die flachen Sendungen 30 erstreckt, während diese den Weg 12 entlang laufen. Dadurch kann die flache Sendung 30 in einer im wesentlichen aufrechten Position mit einer hohen Geschwindigkeit und etwas "Spiel" zwischen der oberen Stange 92 und dem oberen Förderband zum Ausgleich für dicke oder verformte flache Sendungen, zugeführt werden.In one mode of operation, the ejection module 20 contains flat mail items 30 to be guided traveling along the path 12 and prevents them from falling. The flat mail items 30 travel along the upper and lower away conveyor belts 64, 69 at a high speed and are prevented from tipping over by the guiding action of the upper and lower bars 92, 94. The arrangement of the upper bar 92 prevents the upper edges 35 of the flat mail items 30 from falling too far off the upper conveyor belt 69 and the lower bar 94 serves to position the lower end 36 of the item in the center of the lower conveyor belt 64. Thus, the upper linkage 88, together with the guide bar 92, serves as a claw extending over and around the upper edge 35 of the flat mail items 30 as they travel along the path 12. Likewise, the lower linkage 90, together with the lower guide bar 94, serves as a claw that extends under and around the flat mail items 30 as they travel along the path 12. This allows the flat mail item 30 to be conveyed in a substantially upright position at a high speed with some "play" between the upper bar 92 and the upper conveyor belt to compensate for thick or deformed flat shipments.
Das Auswurfmodul 20 dient auch der Entfernung einer flachen Sendung 30 aus dem Weg 12, wenn die flache Sendung das Auswurfmodul 20 erreicht, das ihrem Bestimmungsortcode 33 entspricht. Die Zuführstation 16 und die Auswurfmodule 20 wirken so mit dem Weg 12 zusammen, daß flache Sendungen 30 bei einer hohen Geschwindigkeit und einer großen Anzahl von Bestimmungsorten durch Automation sortiert werden können. Nach dem Plazieren der flachen Sendungen 30 durch den Zuführmechanismus 40 auf den Weg 12 laufen die Sendungen 30 den Weg 12 entlang und werden gemäß Verfahren nach dem Stand der Technik geführt. Der Scanner 18 liest den Bestimmungsortcode 33 auf der flachen Sendung 30 ab, und eine (nicht gezeigte) speicherprogrammierbare Steuerung wählt einen Bestimmungsort oder ein bestimmtes Auswurfmodul 20 für die flache Sendung 30 aus. Eine (nicht gezeigte) Verfolgungs-Fotozelle, die sich knapp hinter dem Code- Scanner 18 befindet, identifiziert die tatsächliche Präsenz der Sendung, stimmt sie auf ihren Bestimmungsort ab und startet die Zählung auf einem (nicht gezeigten) Drehgeber.The ejection module 20 also serves to remove a flat mail item 30 from the path 12 when the flat mail item reaches the ejection module 20 corresponding to its destination code 33. The feed station 16 and the ejection modules 20 cooperate with the path 12 so that flat mail items 30 can be sorted at a high speed and to a large number of destinations by automation. After the flat mail items 30 are placed on the path 12 by the feed mechanism 40, the mail items 30 travel along the path 12 and are guided according to prior art methods. The scanner 18 reads the destination code 33 on the flat mail item 30 and a programmable logic controller (not shown) selects a destination or a particular ejection module 20 for the flat mail item 30. A tracking photocell (not shown) located just behind the code scanner 18 identifies the actual presence of the shipment, matches it to its destination and starts the counting on a rotary encoder (not shown).
Wenn der Drehgeber die richtige Anzahl von Impulsen für den bestimmten Bestimmungsort registriert, wird ein Signal zur speicherprogrammierbaren Steuerung gesendet, die eine Aktivierung des elektrischen Hochgeschwindigkeitsantriebs 86 bewirkt, wodurch ein schnelles Ausfahren der Schubstange 82 nach außen erzwungen wird, wenn die entsprechende flache Sendung 30 eine unmittelbar vor dem Schubstück 84 liegende Position erreicht. Die Vorwärtsbewegung der Schubstange 82 bewirkt ein Schwenken des oberen und unteren Gestänges 88, 90 um die stationären Drehpunkte 98, 100 und eine Bewegung der Schlitze 89, 91 entlang dem mittleren Zapfen 96, so daß das obere und untere Gestänge in die in Fig. 7 gezeigte Position bewegt werden. Diese Anordnung des oberen und unteren Gestänges 88, 90 bewegt die obere und untere Führungsstange 92, 94 aus dem Weg, so daß die flache Sendung 30 aus dem Weg des automatischen Sortiersystems 10 ausgeworfen werden kann. Somit öffnen sich die Klauen und gestatten den Auswurf der flachen Sendungen 30. Da sich das Schubstück 84 an seinem unteren Ende weiter nach außen erstreckt, wirft es den unteren Rand 36 der flachen Sendung 30 weiter heraus als den oberen Rand 35, so daß die flache Sendung auf der Rutsche 22 landet und in den Behälter 24 rutscht, wobei der Bestimmungsortcode 33 und das Adressenetikett 34 nach oben weisen. Des weiteren bewirkt die Ausrichtung des Schubstücks 84 bezüglich der Sendung 30, daß die Sendung nach oben und außen ausgeworfen wird, so daß sie bei ihrem Auswurf aus dem Weg 12 in einen der Behälter nicht am unteren Förderband 64 hängenbleibt.When the encoder registers the correct number of pulses for the particular destination, a signal is sent to the programmable logic controller which causes activation of the high speed electric drive 86, forcing the push rod 82 to extend rapidly outward when the corresponding flat shipment 30 reaches a position immediately in front of the pusher 84. The forward movement of the push rod 82 causes the upper and lower linkages 88, 90 to pivot about the stationary pivot points 98, 100 and the slots 89, 91 to move along the central pin 96 so that the upper and lower linkages are moved to the position shown in Fig. 7. This arrangement of the upper and lower linkage 88, 90 moves the upper and lower guide rods 92, 94 out of the way so that the flat mail 30 can be ejected from the path of the automatic sorting system 10. Thus, the jaws open and allow the flat mail 30 to be ejected. Because the pusher 84 extends further outward at its lower end, it ejects the lower edge 36 of the flat mail 30 farther out than the upper edge 35 so that the flat mail lands on the chute 22 and slides into the container 24 with the destination code 33 and address label 34 facing upward. Furthermore, the orientation of the pusher 84 with respect to the mail 30 causes the mail to be ejected upward and outward so that it does not catch on the lower conveyor belt 64 as it is ejected from the path 12 into one of the containers.
Wenn die Behälter 24 voll sind, sind sie zum Transport zu anderen Sortiermaschinen 10 oder direkt zu einem Speditionsunternehmen bereit. Eine Sendung 30, die aus irgendeinem Grunde nicht sortiert ist, tritt einfach aus dem Ende des automatischen Sortiersystems 10 aus und fällt in einen (nicht gezeigten) Rückweisungsbehälter.When the bins 24 are full, they are ready for transportation to other sorting machines 10 or directly to a shipping company. A shipment 30 that is not sorted for any reason simply exits the end of the automatic sorting system 10 and falls into a reject bin (not shown).
In Fig. 9 wird eine alternative Ausführungsform eines Auswurfmoduls 120 gezeigt. Wie in der Figur zu sehen, enthält das Auswurfmodul 120 einen Hochgeschwindigkeitsantrieb 186 und eine Schubstange 182, die dem Antrieb 86 und der Schubstange 82 der ersten Ausführungsform ähneln. Diese Ausführungsform enthält jedoch nur ein Gestänge 188, das von einem stationären oberen Drehpunkt 198 aus schwenkt und an einer Rückstellfeder 202 befestigt ist. Dieses Gestänge 188 weist an einem Ende eine obere Führungsstange 192 und am anderen Ende ein Schubstück 184 auf.An alternative embodiment of an ejection module 120 is shown in Fig. 9. As can be seen in the figure, the ejection module 120 includes a high speed drive 186 and a push rod 182 similar to the drive 86 and push rod 82 of the first embodiment. However, this embodiment includes only a linkage 188 that pivots from a stationary upper pivot point 198 and is attached to a return spring 202. This linkage 188 has an upper guide rod 192 at one end and a pusher 184 at the other end.
Wie bei der ersten Ausführungsform dient die obere Führungsstange 192 dazu zu verhindern, daß die flache Sendung 30 zu weit nach vorne fällt, wenn sich das Auswurfmodul 120 in der Laufstellung befindet. Wie bei der zuvor erörterten Ausführungsform gestattet die beabstandete relative Positionierung der oberen Führungsstange 192 und der oberen Fördereinrichtung 62 etwas "Spiel" dazwischen, um die Handhabung dicker oder verformter flacher Sendungen oder Pakete zu erleichtern. Um den unteren Rand 36 der flachen Sendung 30 am unteren Förderband 64 zu halten, enthält das untere Förderband 64 bei dieser Ausführungsform eine abgeschrägte Seite 166 und eine geneigte Seite 168. Die abgeschrägte Seite 166 dient dazu zu verhindern, daß sich die flache Sendung 30 in Fig. 9 zu weit nach links erstreckt, und die geneigte Seite 168 dient dazu, die flache Sendung 30 in einer mittleren Position auf dem Riemen 164 zu halten, bis sie ausgeworfen wird.As in the first embodiment, the upper guide rod 192 serves to prevent the flat mail item 30 from falling too far forward when the ejection module 120 is in the running position. As in the previously discussed embodiment, the spaced relative positioning of the upper guide bar 192 and the upper conveyor 62 provides some "play" therebetween to facilitate handling of thick or deformed flat mail items or packages. To hold the bottom edge 36 of the flat mail item 30 on the lower conveyor belt 64, the lower conveyor belt 64 in this embodiment includes a beveled side 166 and an inclined side 168. The beveled side 166 serves to prevent the flat mail item 30 from extending too far to the left in Fig. 9, and the inclined side 168 serves to hold the flat mail item 30 in a middle position on the belt 164 until it is ejected.
Wie in Fig. 10 zu sehen, ist das Auswurfmodul 120 so ausgeführt, daß bei Aktivierung des elektrischen Hochgeschwindigkeitsantriebs 186 die Schubstange 182 ausfährt und sich die obere Führungsstange 192 aus dem Weg bewegt. Während der Bewegung der oberen Führungsstange 192 berührt das Schubstück 184 die untere Hälfte der flachen Sendung 30 und drückt sie in Richtung der Rutsche 22. Da das Schubstück 184 beim Ausfahren der Schubstange 182 den unteren Teil der flachen Sendung 30 nach oben und nach außen drückt, landet die flache Sendung mit dem Bestimmungsortcode 33 und dem Adressenetikett 34 nach oben auf der Rutsche. Durch diese nach oben und außen gerichtete Bewegung wird auch der untere Rand der flachen Sendung 30 nach oben und über die geneigte Fläche 168 geschoben.As shown in Fig. 10, the ejection module 120 is designed so that when the high speed electric drive 186 is activated, the push rod 182 extends and the upper guide rod 192 moves out of the way. During the movement of the upper guide rod 192, the pusher 184 contacts the lower half of the flat mail 30 and pushes it toward the chute 22. Since the pusher 184 pushes the lower part of the flat mail 30 upward and outward as the push rod 182 extends, the flat mail lands on the chute with the destination code 33 and the address label 34 facing up. This upward and outward movement also pushes the lower edge of the flat mail 30 up and over the inclined surface 168.
Es versteht sich, daß einer der klaren Vorteile, die durch die vorliegende Erfindung geboten werden, in der "gezielten Verschiebung" der flachen Sendungen von dem Sortierweg aus diesem heraus durch Verwendung mechanischer Stößel besteht. Natürlich können flache Sendungen, Pakete oder jegliche Objekte, die mit hoher Geschwindigkeit bewegt werden, dazu neigen, steckenzubleiben, und ein Steckenbleiben einer flachen Sendung kann schnell zu einem Steckenbleiben einer Vielzahl von flachen Sendungen werden. Bei Verwendung eines mechanischen Stößels besteht bei der vorliegenden Erfindung ein geringeres Risiko, indem die gesamte Sendung durch eine Stoßwirkung gezielt aus dem Weg geschoben wird, von der angenommen wird, daß sie gegenüber Sortierern mit "Toren", die dazu neigen, aufgrund des möglichen Einklemmens von Sendungen bei Schließen der Tore Staupunkte zu bilden, eine Verbesserung darstellt.It will be appreciated that one of the clear advantages offered by the present invention is the "selective displacement" of flat mail items from the sorting path out of the sorting path by using mechanical rams. Of course, flat mail items, packages or any objects moving at high speeds can tend to get stuck, and a jamming of one flat mail item can quickly become a jamming of a large number of flat mail items. When using a mechanical ram, there is a risk of present invention reduces risk by deliberately pushing the entire shipment out of the way by a shock action which is believed to be an improvement over "gate" sorters which tend to create jam points due to the potential for shipments to become trapped when the gates close.
Es versteht sich, daß es mehrere alternative Sortierkonfigurationen gibt, die verwendet werden könnten, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Beispielsweise könnten Daten-Scanner auf beiden Seiten des Sortierwegs verwendet werden, um Daten auf beiden Seiten des Wegs abzulesen, wie dies zum Beispiel der Fall wäre, wenn die flachen Sendungen nicht so in den Weg eingespeist werden würden, daß die Daten gleichförmig auf einer Seite positioniert sind. In einer solchen Situation, in der die flachen Sendungen "willkürlicher" in den Weg eingeführt werden, könnten die Auswurfmodule, falls gewünscht, so modifiziert werden, daß sie zwei Stößel oder Schubstücke enthalten, wobei ein unteres Schubstück zur Bereitstellung der oben beschriebenen Wirkung verwendet wird und ein zweites, "höheres" Stück betätigt wird, wenn erkannt wird, daß sich die Daten auf der anderen Seite der flachen Sendung befinden. Bei einem solchen System würden die flachen Sendungen so gedreht werden, daß die codierten Daten unabhängig von der Ausrichtung der Daten, wenn sich die flachen Sendungen im Sortierweg befinden, gleichförmig ausgerichtet (zum Beispiel nach oben weisend) werden würden.It will be understood that there are several alternative sorting configurations that could be used without departing from the spirit and scope of the present invention. For example, data scanners on both sides of the sorting path could be used to read data on both sides of the path, as would be the case, for example, if the flat mail items were not fed into the path such that the data was uniformly positioned on one side. In such a situation where the flat mail items are fed into the path more "randomly," the ejection modules could, if desired, be modified to include two plungers or pushers, with a lower pusher used to provide the action described above and a second, "higher" pusher actuated when the data is detected to be on the other side of the flat mail item. In such a system, the flat mail items would be rotated so that the encoded data would be uniformly oriented (for example, pointing upwards) regardless of the orientation of the data when the flat mail items are in the sorting path.
Des weiteren versteht sich, daß anstelle der Stößel ein Luftstoß verwendet werden könnte, obgleich dies nicht zu dem oben erläuterten Merkmal der "gezielten Verschiebung" führen würde.It is further understood that an air blast could be used instead of the rams, although this would not result in the "targeted displacement" feature discussed above.
Wie aus dem vorangehenden ersichtlich, werden durch das Sortiersystem 10 der vorliegenden Erfindung viele Probleme des Stands der Technik überwunden. Der Zuführmechanismus 40 speist zu sortierende Objekte in systematischer Anordnung ein. Das Auswurfmodul 20 bietet nicht nur ein gestütztes Führungssystem, sondern auch ein effizientes Auswurfsystem, das zur Sortierung einer großen Anzahl von Paketen für eine große Anzahl von Bestimmungsorten verwendet werden kann. Obgleich das in der Beschreibung beschriebene automatische Sortiersystem 10 dazu entwickelt wurde, insbesondere flache Sendungen 30 zu sortieren, versteht sich, daß die Grundlagen des Sortiersystems 10 für eine beliebige Größe oder Form von zu sortierenden Gegenständen verwendet werden könnten.As can be seen from the foregoing, the sorting system 10 of the present invention overcomes many problems of the prior art. The feed mechanism 40 feeds objects to be sorted into systematic arrangement. The ejection module 20 not only provides a supported guidance system, but also an efficient ejection system that can be used to sort a large number of packages for a large number of destinations. Although the automatic sorting system 10 described in the specification has been designed to sort particularly flat mail items 30, it should be understood that the principles of the sorting system 10 could be used for any size or shape of items to be sorted.
Obwohl die vorliegende Erfindung und ihre verschiedenen Aspekte unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen davon ausführlich beschrieben worden sind, versteht sich, daß an der offenbarten Vorrichtung und den offenbarten Verfahren Variationen, Modifikationen und Verbesserungen durchgeführt werden können, ohne von dem in den beigefügten Ansprüchen definierten Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.Although the present invention and its various aspects have been described in detail with reference to preferred embodiments thereof, it is to be understood that variations, modifications and improvements may be made to the disclosed apparatus and methods without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims.
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