Verstellbarer Schrittschaltmechanismus
Die vorliegende Erfindung betrifft einen verstellbaren Schrittschaltmechanismus. Dieser Mechanismus ist allgemein verwendbar, eignet sich aber insbesondere zum verstellbaren Zeilenvorschub für einen Streifenoder Bandtransport. Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform zum Antrieb des Filmtransportes einer Fotosetzmaschine beschrieben, welche von der Art jener Maschine ist, die in der schweizerischen Patentschrift Nr. 506 391 beschrieben wird.
Mit dem Erscheinen von Fotosetzmaschinen, mit welchen die Zeilen des Textes fotographisch gesetzt werden können, normalerweise auf fotoempfindlichen Film, ist eine Nachfrage nach einem bedeutend flexibleren und genaueren Filmtransport entstanden. Zum Beispiel beim Setzen einer Zeitungsspalte enthält die Spalte sowohl Text als auch Untertitel und Titel, welche normalerweise mit grösseren Typen gesetzt werden als der Text. Es ist daher notwendig, den Film Zeile um Zeile um Beträge weiter zu schalten, welche über einem grossen Bereich einstellbar sind. Ferner muss die Maschine in der Lage sein, Texte für verschiedene Publikationen mit verschiedenen Typengrössen und -arten zu setzen. In der Fotosetzmaschine, wie sie in der vorgenannten Patentschrift Nr. 506 391 beschrieben wird, war es notwendig, den Film um bis zu 12,7 mm in Schritten von 0,176 mm weiter zu schalten.
Es ist wünschenswert, dass der Antriebsmechanismus genau in Bezug auf die gewünschten Vorschubsschritte geeicht ist, für welche er eingestellt ist, und dass er eine Anzeige der Grösse des Vorschubsschrittes für jede Einstellung liefert. Ferner ist es oft wünschenswert oder notwendig, rasch zwischen zwei eingestellten Vorschubsschritten hin- und herzuschalten, ohne dass der Betrieb der Maschine unterbrochen wird. Bis jetzt gab es keinen Antriebsmechanismus, der in der Lage gewesen wäre, die vorgenannten Bedingungen zu erfüllen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen und verbesserten Schrittschaltmechanismus zu schaffen, welcher eine oder mehrere der oben genannten Anforderungen erfüllt und die wünschenswerten Eigenschaften für den Antrieb eines Streifen- oder Hand zuführungsmechanismus, z. B. eines Filmtransportes, einer Fotosetzmaschine aufweist. Gemäss der Erfindung wird dies erreicht durch eine Ausgangs antriebswelle, einen Klinkenradantriebsmechanismus für dieAusgangswelle mit einem Klinkenrad und koaxial dazu angeordneten Klinkenträgerarmen mit Klinken: Mittel zur selektiven Übertragung einer oder mehrerer Hin- und Herbewegungen auf die Klinkenträgerarme über einen vorbestimmten Winkel.
Der Schrittschaltmechanismus enthält ferner bogenförmige Einklinksperren zwischen der Klinke und dem Klinkenrad zur Begrenzung des Eingriffs zwischen denselben, und Mittel zur Einstellung dieser Einklinksperren, um die Winkeldrehung der Aus gangsantriebswelle zu regulieren. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird auf die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den nachfolgenden Zeichnungen verwiesen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine aufgelöste perspektivische Darstellung des Schrittschaltmechanismus gemäss der Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Apparates gemäss Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines einstellbaren Schrittschaltmechanismus für das Klinkenrad von Fig. 1 als Hilfe zur Beschreibung der Erfindung;
Fig. 4 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Ausgangsantriebsverbindung des Apparates gemäss Fig. 1;
Fig. 5 eine in Einzelteile aufgelöste perspektivische Darstellung der Steuertafeleinheit.
Aus der Zeichnung, auf welcher gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind, wird ein Schrittschaltmechanismus dargestellt, welcher eine Ausgangsantriebswelle 10 (Fig. 4) aufweist. Diese Welle 10 trägt ein Paar Räder 11 mit Zähnen zum Antrieb eines handelsüblichen photographischen Films 12. Der Mechanismus umfasst einen Klinkenradantriebsmechanismus für die Welle 10, der ein später zu beschreibendes Getriebe aufweist, sowie ein drehbares Klinkenrad 13 (Fig. 1) und zwei in einem Winkel zueinander angeordnete koaxial drehbare Klinkenträgerarme 14 und 15, welche, wie gezeigt, auch Teile eines aus einem Stück bestehenden Klinkenträgers 4 sein können. Die Klinkenträgerarme 14 und 15 tragen je ein Paar auf diesem drehbar angeordnete Klinken 16, 17 und 18, 19.
Das Klinkenrad 13 besteht aus zwei nebeneinander angeordneten identisch verzahnten Rädern 13a und 13b, welche zueinander um die Hälfte eines Zahnes verschoben sind. Die Klinken 16 und 18 sind so angeordnet, dass sie in das Klinkenrad 13a eingreifen, währenddem die Klinken 17 und 19 so angeordnet sind, dass sie in das Klinkenrad 13b eingreifen. Der Zweck des doppelten Klinkenrades und der doppelten Klinken besteht darin, die Zahl der Vorschubsschritte eines Klinkenrades von bestimmter Grösse zu verdoppeln, denn die Kapazität eines solchen Mechanismus ist durch den Zahnabstand begrenzt. Das Klinkenrad 13 ist auf einer Welle 20 angebracht, auf welcher der Klinkenträger 4 drehbar gelagert ist.
Der Schrittschaltmechanismus weist ferner Mittel auf, um eine oder mehrere Hin- und Herbewegungen zu übertragen. Diese Mittel werden in der Form einer des Klinkenträgers 4 über einen vorbestimmten Winkel ständig drehenden Welle 21 gezeigt, die durch einen handelsüblichen Motor 22 und einen selektiv für eine Umdrehung betätigbaren Kupplungsmechanismus, der die Welle 21 mit dem Klinkenträger 4 kuppelt, angetrieben wird. Dieser Kupplungsmechanismus für eine Umdrehung kann die Gestalt einer konventionellen Scblupfkupplung 23, 23a für eine Umdrehung besitzen, welche einen Exzenter 24 treibt, der auf der Welle 21 montiert ist. Auf diesem Exzenter 24 ist ein Kurbelarm 26 gelagert, der drehbar an einem herausragenden Arm 27 des Klinkenträgers 4 zur Hin- und Herbewegung desselben um die Achse der Welle 20 des Klinkenrades 13 angebracht ist.
Ferner ist ein ausklinkbarer Stopparm 28 vorgesehen, der normalerweise denKurbelarm 26 am Antrieb des Klinkenträgers 4 hindert. Dieser Stopparm ist bei 29 an dem Apparategehäuse drehbar angelenkt und greift normalerweise in den unteren Teil des Kupplungselementes 23a ein, um es unbeweglich zu halten, während die Kupplung 23 schlüpft. Der Arm 28 ist mit dem Anker 30 eines Elektromagneten 31 verbunden, der über einen Stromkreis, welcher den Hauptschalter 32 und die Anschlussklemmen 25 enthält gesteuert wird. Der Stromkreis ist nur schematisch dargestellt, weil er nicht einen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt. Normalerweise ist der Hauptschalter 32 eine elektronische Steuereinrichtung zur Betätigung des Elektromagneten 31 während einer oder mehreren Umdrehungen der Welle 21.
Der Schrittschaltmechanismus weist ferner ein Paar Einklinksperren 33 und 34 auf, die sich jeweils zwischen den Klinken 16, 17 bzw. 1S, 19 und dem Klinkenrad 13 befinden und eine Bemessung aufweisen, um den Eingriff zxvischen denselben auf verschiedene Winkeibereiche zu begrenzen, wie dies schematisch aus Fig. 3 hervorgeht. Ferner sind Mittel zur selektiven und unabhängigen Winkeleinstellung der Einklinksperren 33, 34 vorgesehen, um die Vorschubsbewegung der Ausgangsantriebswelle 10 einzustellen. Es werden zwei Vorrichtungen zur Einstellung der Einklinksperren vorgesehen, von denen jede ein von Hand regulierbares geeichtes Betätigungsorgan aufweist, das vorzugsweise die Form eines mit Markierungen versehenen Einstellrades 35 bzw. 36 aufweist.
Die Einstellräder 35, 36 besitzen randrierte Ränder 35a, 36a zur Einstellung von Hand und sind mit einem aus einem Stück mit dem Einstellrad geformten Zahnrad 35b, bzw. 36b versehen, welche in einen Zahnsektor 37, bzw. 38 eingreifen, die ihrerseits mit den bogenförmigen Einklinksperren 33, 34 ein Stück bilden und auf der Welle 20 drehbar gelagert sind. Um die Einstellräder 35, 36 in ihrer eingestellten Lage zu halten, sind mit Federn vorgespannte Rasthebel 39, 40 vorgesehen, welche in die Zahnsektoren 37, bzw. 38 eingreifen.
Um wahlweise die oberen Klinken 16, 17 oder die unteren Klinken 18, 19 wirksam zu machen, sind die Klinkenträgerarme 14 und 15 mit Bezug auf das Klinkenrad 13 ungefähr oder genau einander gegenüber angeordnet, wobei ein Gehäuse 41 vorgesehen ist, das die Klinken 16, 17, 18 und 19 umschliesst und, wie gezeigt, vorzugsweise vertikal aufwärts und abwärts bewegt werden kann, um entweder das eine Klinkenpaar 16, 17 oder das andere Klinkenpaar 18, 19 vom Klinkenrad 13 abzuheben. Wie gezeigt, braucht das Gehäuse 41 nicht das Klinkenrad 13 ganz zu umschliessen, sondern lediglich den Teil der bogenförmigen Bewegung der Klinken 16, 17, 18 und 19. Das Gehäuse 41 ist mit einer Feder 42 in seine obere Lage vorgespannt und setzt somit die Klinken 1S, 19 (Fig. 3) ausser Betrieb.
Das Gehäuse ist vertikal verschiebbar, indem es durch Passschrauben 71a, 71b in den Schlitzen 41a, 41b geführt wird. Das Gehäuse 41 kann gegen die Spannung der Feder 42 in die unterste Lage durch einen Elektromagneten 43 gebracht werden, der einen Anker 44 besitzt, welcher an einem Arm 41c des Gehäuses 41 angreift. Der Elektromagnet 43 kann über die Anschlussklemmen 45 durch einen Schalter 45a betätigt werden.
Dieser Schalter ist schematisch eingezeichnet, stellt aber in der Regel eine elektronische Vorrichtung dar, die einen Teil der Maschine darstellt, bei welcher der Schrittschaltmechanismus Verwendung findet.
Der Schrittschaltmechanismus weist ferner eine energiespeichernde Friktionseinrichtung auf, welche die Welle 20 nach jeder Vorschubsbewegung zurück an einen festen Halt bringt, um zu versichern, dass das Klinkenrad 13 nicht überschiesst. Bei jeder Vorschubsbewegung im Gegenuhrzeigersinn wird eine Drehbewegung auf den Friktionsarm 76 übertragen, welcher die Feder 75, welche zwischen dem Friktionsarm 76 und einem Vorsprung 74 des Apparategehäuses angebracht ist, zusammenpasst. Die Reibung zwischen dem Friktionsarm 76 und der Welle 20 wird durch die Schraube 77 geregelt. Am Ende einer Vorschubsbewegung bewirkt die Feder 75 eine Umkehrbewegung des Friktionsarms 76, welcher seinerseits dank der Reibung die Welle 20 zurückbewegt, bis das Klinkenrad 13 durch die Sperrklinken 72, 73 (Fig. 3) angehalten wird.
Der Schrittschaltmechanismus weist ferner ein Getriebe auf, das die Klinkenradwelle 20 und die Ausgangsantriebswelle 10 miteinander verbindet, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht. Dieser Mechanismus weist ein Zahnrad 46 auf, das auf der Welle 20 befestigt ist, und ein Zahnrad 48, das auf der Ausgangswelle 10 befestigt ist. Ein Hilfsgetriebe weist die Zahnräder 48 und 50b auf, die gegeneinander mittels einer Feder 80 vorgespannt sind und daher ein spielverhinderndes Zahnradpaar darstellen, welches in das Zahnrad 46 eingreift.
Das aus einem Stück mit dem Zahnrad 50b bestehende Zahnrad 50a ist in Bezug auf das Zahnrad 78 mit einer Feder 79 vorgespannt, wodurch ein zweites spielverhinderndes Zahnradpaar gebildet wird, das in das Zahnrad 49 eingreift, welches auf einem Arm 51 montiert ist, der um die Achse der Zahnräder 48, 50a, 50b, 79 drehen kann und mittels einer Feder 52 vorgespannt ist, um das Zahnrad 49 mit dem Zahnrad 47 der Ausgangswelle 10 zu kuppeln. Diese Anordnung erlaubt nicht nur ein leichtes Einkuppeln und Auskuppeln des Antriebsmechanismus zwischen den Wellen 20 und 10, so dass der Filmtransport in einer separaten Einheit untergebracht werden kann, sondern gestattet auch, die Wellen 20 und 10 nicht-koaxial anzuordnen, ohne dass ein Verlust in der Winkelbewegung zwischen den Wellen 20 und 10 entsteht.
Das bedeutet, dass eine Winkelbewegung der Welle 20 eine identische Winkelbewegung der Welle 10 bewirkt, obwohl die Wellen 20 und 10 nicht-koaxial angeordnet sind.
Das Zahnrad 46 und die Riemenscheibe 60 bestehen aus einem Stück. Die Riemenscheibe 60 treibt über einen elastischen Riemen 62 eine Riemenscheibe 61.
Die Riemenscheibe 61 ist drehbar auf der Welle 63 angeordnet, und aus einem Stück mit demselben bestehend ist ein Zahnrad 64, das ein Zahnrad 65 antreibt, welches in das Zahnrad 66 auf der Welle 67 eingreift.
Auf der Welle 67 befindet sich die Filmaufwickelspule 68. Das Zahnrad 65 wird von einem Arm 69 getragen, der seinerseits drehbar auf der Achse des Zahnrades 64 gelagert ist und mittels der Feder 70 vorgespannt ist, um es in Eingriff mit dem Zahnrad 66 zu bringen. Wie im Falle der Vorschubsradantriebswelle 10, erlaubt das beschriebene Getriebe die Filmaufnahmerolle 68 in einer separaten Einheit unterzubringen, welche leicht mit dem Vorschubmechanismus gekuppelt oder entkuppelt werden kann.
Über den Einstellrädern 35, 36, deren Skalen durch die Fenster 53, 54 sichtbar sind, befinden sich die Betätigungshebel der Schiebeschalter 58, 59. Die Betätigungshebel ragen durch die Fenster 80 und 81. Zwischen den Schiebeschaltern 58, 59 und der Schalttafel 55 befinden sich die Skalenmasken 89, 90. Um die Kapazität des Antriebsmechanismus zu verdoppeln, weist jedes Einstellrad 35, 36 zwei Skalen auf, von denen die zweite genau den doppelten Wert der ersten Skala anzeigt, wie dies aus Fig. 5 hervorgeht.
Wirkungsweise
Die Wirkungsweise des beschriebenen Schrittschaltmechanismus ergibt sich bereits aus der vorangehenden Beschreibung. Es soll nun angenommen werden, dass der Mechanismus den Vorschub des Filmes von Zeile zu Zeile bei einer Fotosetzmaschine von der Art der in der schweizerischen Patentschrift Nr. 506 391 beschriebenen Maschine vornimmt, und dass der Schalter 45a offen ist, so dass der Elektromagnet 43 nicht erregt und das Gehäuse 41 sich in seiner obersten Stellung befindet, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, so dass die Klinken 18 und 19 unwirksam und die Einklinksperre 33 wirksam gemacht wird. Der Hauptschalter 32 wird nach dem Setzen einer Zeile jedesmal durch die Maschine betätigt, um den Film 12 zum Setzen der nächsten Zeile vorzuschieben.
Der Betrag des Zeilenvorschubs kann je nach der Grösse der Typen, des Zeilenabstandes usw. über einen grossen Bereich von Werten eingestellt werden. Dies wird durch die Einstellung der Einklinksperre 33 bewerkstelligt, welche bestimmt, über welchen Teil der bogenförmigen Bewegung der Klinken 16, 17 diese in das Klinkenrad 13 eingreifen. Wie bereits beschrieben wurde, bewirkt die Betätigung des Schalters 32, dass der Exzenter 24 für eine oder zwei Umdrehungen der Welle 21 betätigt wird. Die Anzahl der Umdrehungen wird durch die Stellung der Schiebeschalter 58, 59 bestimmt. Während dieser oder diesen Umdrehungen bewegen die Klinken 16, 17 das Klinkenrad 13 und über die Welle 20 und das Getriebe 46, 48, 50a, 50b, 78, 49, 47 die Ausgangswelle 10, so dass der Film 12 um einen vorbestimmten Zeilenabstand verschoben wird.
Gleichzeitig wird die Filmaufnahmerolle 68 mittels des elastischen Riemens 62 und des Getriebes 64, 66, 65 angetrieben. Die Zahnradübersetzung ist so gewählt, dass die Filmaufnahmerolle 68 etwas mehr angetrieben wird, so dass die gewünschte Spannung im Film 12 entsteht. Der überschüssige Antrieb wird durch Schlupf des Riemens 62 kompensiert.
Normalerweise ermöglichen die Einklinksperren 33, 34 die Kupplung des Klinkenrades 13 durch das Klinkenpaar 16, 17 oder 18, 19 über verschiedene Winkelbereiche ihrer Bewegung, um Vorschübe des Films 12 in verschiedenen Ausmassen zu bewirken. Der Antriebsmechanismus kann leicht ohne Unterbruch des Betriebs der Maschine von einem Vorschub zu einem anderen Vorschub durch die Bewegung des Gehäuses 41 durch den Elektromagneten 43 unter Steuerung des Schalters umgestellt werden. Der Schalter 45a kann entweder ein von Hand zu betätigender Schalter sein oder eineSteuereinrichtung, die einen Teil der Maschine bildet, bei welcher der Antriebsmechanismus verwendet wird.
Wie bereits vorher erwähnt wurde, können die Betätigungshebel der Schiebeschalter 58, 59, welche durch die Fenster 80, 81 ragen, betätigt werden, um die Wirkungsweise des Schalters 32 zu ändern, so dass entweder eine oder zwei Umdrehungen der Welle 21 erfolgen, um so den Zeilenvorschub des Filmes 12 durch die Klinken 16, 17 oder 18, 19 zu verstellen.
Es muss noch bemerkt werden, dass, wenn der beschriebene Schrittschaltmechanismus mit einer Fotosetzmaschine gemäss der genannten Patentschrift Nummer 506 391 verwendet wird, die Schalter 32 und 45a während der Totzeit der Maschine, d. h. im Intervall zwischen dem Setzen von aufeinanderfolgenden Zeilen des Textes, betätigt wird. Der Schalter 32 stellt normalerweise eine Steuereinrichtung einer solchen Maschine dar, währenddem der Schalter 45a je nach Wunsch ein Teil der Maschine oder ein separates von Hand zu betätigendes Element sein kann.
Zusammenfassung
Eine dauernd drehende Antriebswelle treibt einen für eine Umdrehung betätigbaren Kupplungsmechanismus, der seinerseits ein Paar Klinkenträgerarme hinund herbewegt, von welchen jeder ein Paar Klinken aufweist, welche in ein gemeinsames Klinkenrad eingreifen können, das die Ausgangswelle antreibt. Zwischen den Klinken und dem Klinkenrad befindet sich ein Paar individuell in einem Winkel verstellbare Einklinksperren, welche den Eingriff zwischen den entsprechenden Klinken und dem Klinkenrad begrenzen. Ein Gehäuse umschliesst die Klinken und ist selektiv beweglich, um die einen oder andern Klinken ausgeklinkt zu halten, um eine der zwei eingestellten Vorschubsbewegungen der Ausgangsantriebswelle für jede Hin- und Herbewegung der Klinkenträgerarme auszuwählen.