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Aufgabenstellung
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Als Aufgabe der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, dass eine Transporteinrichtung geschaffen wird, bei der die Nachteile des dargestellten Standes der Technik eliminiert werden.
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Als Schwerpunkte sind dabei anzusehen:
- -dass beim Ansammeln der Einzelbelege auf einen Belegstapel eine erforderliche Transportkraft durch den Außenring mit dem Reibbelag auf die Einzelbelege wirksam ist.
- -und dass die Toleranzen der Transportwege zwischen den Transportrollen auf der Antriebswelle und den Transportwegen der Einrichtung zum Transport der Einzelbelege beim Transport der Belegstapel auf den höhenverstellbaren Ablagetisch nicht mehr wirksam sind.
- -das Antriebsmoment auf den Außenring mit dem Reibbelag zum Transport der Einzelbelege auf einen Belegstapel wird nicht mehr über eine Zahnradpaarung übertragen, das Antriebsmoment auf den Außenring wird durch eine axial wirkende Rutschkupplung begrenzt.
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Stand der Technik
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Eine derartige Transporteinrichtung zum Transport von Einzelbelegen auf einen Belegstapel ist aus der Patentschrift
DE 198 44 271 C1 bekannt.
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Wesentliche Elemente dieser Transporteinrichtung sind ein Außenring mit einem Reibbelag zum Transport der Einzelbelege, wobei das Moment zur Drehung des Außenringes über eine Zahnradpaarung übertragen wird, dabei ist ein Zahnrad mit einer Außenverzahnung auf einer Antriebswelle angeordnet, und die Zähne des Zahnrades mit der Außenverzahnung greifen in eine Innenverzahnung am Außenring ein. Ein Hebel, auf den eine Federkraft einwirkt, gewährleistet den Eingriff der Verzahnung. Um eine hinreichend große Auflagekraft des Außenrings mit dem Reibbelag auf den zu transportierenden Einzelbeleg zu erzeugen, muss der Außenring durch eine Höhenverstellung der Transporteinrichtung soweit aus der Ruhelage gedreht werden, bis die notwendige Auflagekraft erreicht ist.
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Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die erzeugte Auflagekraft unmittelbar von der Größe der Auslenkung des Außenringes abhängig und ist somit stark toleranzbehaftet.
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Weiterhin ist nachteilig, dass bei einem sehr großen Moment auf die Zahnradpaarung die Zähne der Zahnräder überspringen können.
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Eine weitere Transporteinrichtung dieser Art ist aus der Patentschrift
DE 10 2004 054 021 B4 bekannt. Bei dieser Lösung ist der Zahneingriff durch konstruktive Mittel immer gewährleistet, so dass es auch bei sehr großen Belastungen auf den Außenring nicht zum Überspringen der Zähne der Zahnräder kommen kann. Es ist weiterhin vorteilhaft, dass die Kraft auf den Außenring über einen Hebel wirkt, der die Kraft senkrecht auf den Beleg überträgt, wodurch die Auflagekraft des Außenringes in einem großen Bereich der Auslenkung des Außenringes weitestgehend konstant ist.
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Nachteilig an der Ausgestaltung dieser Transporteinrichtung ist, dass beim Transport der angesammelten Belegstapel auf den höhenverstellbaren Ablagetisch sowohl die Transportrollen auf der antreibenden Transportwelle, sowie der Außenring mit dem Reibbelag gleichzeitig auf die Belegstapel in gleicher Bewegungsrichtung einwirken. Durch die Toleranzen zwischen den Transportwegen durch die Transportrollen auf der Transportwelle und den Transportwegen durch den Außenring kann es zu einem Schiefzug der Belegstapel kommen, wodurch sich die Ablage auf dem höhenverstellbaren Ablagetisch unsauber gestaltet.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden. Die Zeichnungen stellen folgende Details dar:
- 1 In 1 ist der Aufbau einer Einrichtung zum Transport von Einzelbelegen (6) auf einen Belegstapel (5) sowie zum Transport der Belegstapel (5) auf einen höhenverstellbaren Ablagetisch (8) schematisch dargestellt.
- 2 Die 2 zeigt die Anordnung der Einzelelemente (9 bis 16) auf der Transportwelle (18)
- 3 In den 3a bis 3c sind die unterschiedlichen Positionen der Antriebswelle (18) und des Transportrades (9) in Abhängigkeit der Drehposition um den Drehpunkt (20) und der Drehrichtungen (9b, 9d) der Antriebswelle (18) dargestellt.
- 4 In den 4a bis 4c sind die gleichen Positionen der Antriebswelle (18) und des Außenrings (9) wie in 3 dargestellt, die Bewegungsbegrenzungen am Teil (25) sind durch Kontaktrollen (26) ausgeführt.
- 5 5 zeigt die prinzipiellen Anordnung der Elemente (9), (12) und (13) sowie die Anordnung des Reibbelages (12) zur Reibplatte (13) zur Erzeugung eines Übertragungsmomentes von der Transportwelle (18) auf das Transportrad (9).
- 6 Die 6 zeigt die gleiche Anordnung der Elemente wie in 5, jedoch mit dem zusätzlichen Freiraum (28) an der Reibplatten (13a)
- 7 In 7 ist der prinzipielle Verlauf der Transportkraft (FTR) für den Transport der Einzelbelege (6) in Abhängigkeit des Drehwinkels der Transportwelle (18) bei der Drehrichtung (9d) dargestellt.
- 8 In 8 sind die Positionen der Transportrollen (4) und die Position des Transportrades (9) während des Transports des Belegstapels (5) dargestellt.
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In 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Gerätes dargestellt, wie er in Druckern, in Kopierern oder in Sondereinheiten vorhanden sein kann, um einlaufende Einzelbelege (2) zu übernehmen und als Einzelbelege (6) dann auf einem Belegstapel (5) anzusammeln, so dass der angesammelte Belegstapel (5) dann auf den höhenverstellbaren Ablagetisch (8) transportiert werden kann.
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Die einlaufenden Belege (2) werden durch die Transportrollen (3) in den Bereich der Transportrollen (4) transportiert.
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In 2 ist der prinzipielle Aufbau der Elemente der Transporteinrichtung (TR) dargestellt.
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Auf der Antriebswelle (18) sind die Transportrollen (4) angeordnet, die zum Transport der Belegstapel (5) auf den höhenverstellbaren Ablagetisch (8) dienen.
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Zwischen den Transportrollen (4) sind die Elemente (9 bis 16) angeordnet, die ausschließlich für den Transport der Einzelbelege (6) auf den Belegstapel (5) benötigt werden.
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Das Transportrad (9) mit den Reibbelägen (10) am äußeren Umfang vom Transportrad (9) dient in Verbindung mit der Drehrichtung (9d) nur zum Transport der Einzelbelege (6) auf den Belegstapel (5) in Richtung der Anschlagkante (29).
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Da der Transportweg in Richtung der Anschlagkante (29) toleranzbehaftet ist, werden die Einzelbelege (6) nicht durch die Transporteinrichtung (TR) bis direkt an die Anschlagkante (29) transportiert, sondern nur in den Bereich der Fingerwelle (17), die dann die Einzelbelege (6) bis an die Anschlagkante (29) transportiert.
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Die Funktion der Fingerwelle (17) ist nicht Gegenstand dieser Erfindung.
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Am Transportrad (9) sind beidseitig zentrisch zum Transportrad (9) die Reibbeläge (12) fest angebracht, an denen die Reibplatten (13) und (14) anliegen. Über eine Feder (15) wird eine Axialkraft (AX) zwischen den Reibbelägen (12) und den Reibplatten (13) und (14) wirksam, die ein Moment von der Antriebswelle (18) auf das Transportrad (9) überträgt.
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In 5 ist eine Ausführung der Transporteinrichtung (TR) dargestellt, bei der die Reibbeläge (12) auf einer ebenen Fläche der Reibplatten (12), (13) wirksam sind.
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Die Reibpunkte (RM1), (RM2), (RM3) und (RM4) sind als markante Reibpunkte der Reibflächen (RF) dargestellt, an denen stets gleichzeitig Reibmomente am Transportrad (9) wirksam sind.
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Das Gesamtmoment auf das Antriebsrad (9) ergibt sich dann durch den Abstand (A) als eine Mischung durch die Summe der Einzelmomente an den Reibbelägen (12), wobei zur Vereinfachung die Reibpunkte (RM1), (RM2), (RM3) und (RM4) hervorgehoben sind.
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Durch die Unterschiede der wirksamen Radien zwischen den Reibpunkten (RM1) und (RM3) ist ersichtlich, dass es große Toleranzen der Transportwege durch das Transportrad (9) gibt, und der Verschleiß an den Reibbelägen (12) ist groß.
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In 6 ist eine Ausführung der Reibplatten (13a) und (14a) dargestellt, bei der die Reibplatten (13a) und (14a) nicht als durchweg ebene Flächen ausgeführt sind, sondern es ist an den Reibplatten (13a) und (14a) ein zentrisch angeordneter Freiraum (28) mit einem Außendurchmesser (DFR) vorhanden. Durch den Freiraum (28) wird in Verbindung mit dem Abstand (A) erreicht, dass die Reibbeläge (12) nicht mehr auf dem gesamten Umfang Kontakt zu den Reibplatten (13a) und (14a) haben.
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Dadurch entfällt die Kontaktfläche um den Reibpunkt (RM4).
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Das Gesamtmoment auf das Antriebsrad (9) wird nun nur noch über die Bereiche der Reibpunkte (RM1), (RM2) und (RM3) erzeugt.
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Durch den Wegfall der Reibfläche um den Reibkontaktpunkt (RM4) sind die Toleranzen des Transportweges für die Einzelbelege (6) in Richtung der Anschlagkante (29) sowie der Verschleiß an den Reibbelägen deutlich reduziert.
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Während des Einlaufens der Einzelbelege (2) befindet sich die Transporteinrichtung, die über den Drehpunkt (20) drehbar ist, in der obersten Position, die Drehrichtung der Transportwelle (18) entspricht der dargestellten Drehrichtung (9b), so dass sich auch das Transportrad (9) in der obersten Position befindet. Die Schwenkbewegung des Transportrades (9) nach oben wird dabei durch den Kontaktpunkt (25a) an der Bewegungsbegrenzung (25) begrenzt.
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Die Drehrichtung (9b) der Transportwelle (18) unterstützt die Bewegung der einlaufenden Belege (2), wenn diese Kontakt zu den Transportrollen (4) oder dem Transportrad (9) haben.
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Hat der einlaufende Beleg (2) die Transportrollen (3) verlassen, dann wird die Drehung der Transportwelle (18) mit der Drehrichtung (9b) gestoppt.
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Die Transportwelle (18) wird nun mit der dargestellten Drehrichtung (9d) gestartet, und dreht sich für einen definierten Drehwinkel solange, bis sich das Transportrad (9) sicher in der unteren Position befindet, wobei die Schwenkbewegung des Transportrades (9) durch den Kontaktpunkt (25b) an der Bewegungsbegrenzung (25) begrenzt wird.
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Die Transporteinrichtung mit der Antriebswelle (18) wird nun über den Drehpunkt (20) der Baugruppe (19) soweit nach unten in Richtung Belegstapel (5) gedreht, bis der optische Sensor (22) meldet, dass die richtige Position der Transporteinrichtung (TR) erreicht ist, und die Gummibeläge (10) mit der erforderlich Andruckkraft auf dem zu transportierenden Einzelbeleg (6) aufliegt.
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Die Kontaktpunkte (25a), (25b) und (25c) sind für die Funktion der Transporteinrichtung wichtig, damit sich in allen Höhenpositionen der Transporteinrichtung (TR) über den Drehpunkt (20) und bei beiden Drehrichtungen (9b) und (9d) zwischen der axialen Mitte (MAW) der Transportwelle (18) und der axialen Mitte (MAR) des Transportrades (9) ein definierter Abstand (A) ergibt.
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In 4a bis 4c ist dargestellt, dass die Kontaktpunkte 25a, 25b und 25c vorteilhaft durch Kontaktrollen (26) ausgeführt werden, um die Reibung und den Verschleiß an diesen Stellen zu reduzieren.
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In 7 ist die Transportkraft durch das Transportrad (9) auf die Einzelbelege (6) beim Transport der Einzelbelege (6) bei der Drehrichtung (9d) in Richtung der Anschlagkante (29) dargestellt.
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Zum Beginn der Drehung des Transportrades (9) ist zunächst zwischen den Winkeln φ1 bis φ2 die Haftreibung zwischen den Reibbelägen (12) und den Reibplatten (13 bzw. 13a) beziehungsweise (14 bzw. 14a) wirksam, so dass die Transportkraft bis zur maximalen Transportkraft (F1) ansteigt, bis der Betrag der Haftreibung überschritten wird, so dass sich dann ab dem Drehwinkel φ2 bis zum Drehwinkel φ3 die Gleitreibung einstellt. Zwischen den Drehwinkeln φ3 bis φ4 ist dann die Transportkraft (F2) wirksam.
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In 8 ist dargestellt, dass beim Transport der angesammelten Belegstapel (5) nur die Transportrollen (4) Kontakt zum Belegstapel (5) haben, und das Transportrad (9) befindet sich in der obersten Position und hat keinen Kontakt zum Belegstapel (5). Dadurch ist gewährleistet, dass sich unterschiedliche Transportwege durch die Transportrollen (4) und das Transportrad (9), die sich aus Toleranzen und dem Verschleiß an den Transportrollen (4) und dem Transportrad (9) ergeben können, keinen Einfluss auf den Transport der Belegstapel haben können.
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Zum Transport der Stapel der angesammelten Belege (5) auf den höhenverstellbaren Ablagetisch (8) wird die Antriebswelle (18) für die Transportrollen (4) über den Drehpunkt (20) soweit nach unten bewegt, bis die Transportrollen (4) einen hinreichenden Kontakt zum Stapel der angesammelten Belege (5) haben und deren Transport ermöglichen.
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Zur Steuerung der Position der Antriebswelle (18) über den Drehpunkt (20) ist mindestens ein Sensor (22) vorgesehen, um die Arbeitspositionen für die Transportrollen (4) und das Transportrad (9) einzustellen.
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Bezugszeichen
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- 1
- Belegeinlauf
- 2
- Einlaufender Beleg
- 3
- Transportrollen für einlaufenden Beleg
- 4
- Transportrollen zum Transport der angesammelten Belege (5) auf den Belegstapel (7)
- 5
- Stapel der angesammelten Belege
- 6
- Eingelaufener oberster Beleg auf dem Belegstapel (5)
- 7
- Belegstapel auf dem Ablagetisch (8)
- 8
- Ablagetisch für die angesammelten Belege, höhenverstellbar
- 9
- Transportrad für Einzelbelege
- 9a
- Transportrad für Einzelbelege (9) zum Transport des obersten Beleges (6) Transportrad (9) befindet sich in oberster Position
- 9b
- Drehrichtung des Transportrades (9a) in der obersten Position
- 9c
- Transportrad für Einzelbelege (9) zum Transport des obersten Beleges (6) Transportrad (9) befindet sich in Position zum Transport des Beleges in Richtung der Fingerwelle (10) und der Anschlagkante (11)
- 10
- Gummibelag auf dem Transportrad (9) für Einzelbelege
- 11
- Befestigungsstift zur Drehsicherung der Reibeplatten (13, 14) auf der Antriebswelle (18)
- 12
- Reibbelag; zentrisch mit dem Transportrad für Einzelbelege (9) verbinden
- 13
- Reibplatte, fest mit der Antriebswelle (18) verbunden
- 13a
- Reibplatten (13) mit ausgedrehtem Freiraum (28)
- 14
- Reibplatte, lose; axial durch die Feder (15) verschiebbar
- 14a
- Reibplatte (14) mit ausgedrehtem Freiraum (28)
- 15
- Druckfeder
- 16
- Stellring, fest mit der Antriebswelle (18) verbunden
- 17
- Fingerwelle zum Zurückziehen des obersten Beleges (6) an die Anschlagkante (29)
- 18
- Antriebswelle für die Transportrollen (4) und des Transportrades (9) für Einzelbelege
- 19
- Baugruppe mit Lagerstellen für die Antriebswelle (18) für die Transportrollen (17)
- 20
- Drehpunkt für die Baugruppe (19)
- 21
- Drehpunkt für den Sensorhebel (23)
- 22
- Optischer Sensor für die Position des Sensorhebels (23)
- 23
- Sensorhebel für die Position des Transportrades (9)
- 24
- Zugfeder für den Sensorhebel (23)
- 25
- Bewegungsbegrenzung für Transportrad (9)
- 25a
- Kontaktpunkt für Transportrad (9) bei der Drehbewegung (9b)
- 25b
- Kontaktpunkt für Transportrad (9) bei der Drehbewegung (9d)
- 25c
- Kontaktpunkt für Transportrad (9) bei der Drehbewegung (9d) bei Position der Baugruppe (19) in Transportposition
- 26
- Kontaktrollen in den Positionen der Kontaktpunkte (25a, 25b, 25c)
- 27
- Kontaktrolle auf der Antriebswelle (18)
- 28
- Freiraum an den Reibplatten (13, 14)
- 29
- Anschlagkante für den obersten Beleg (6)
- A
- Abstand zwischen der axialen Mitte (MAR) des Transportrades (9) und der axialen Mitte (MAW) der Antriebswelle (18)
- Amax
- Maximaler Abstand der Antriebswelle (18) zum Stapel (5) der angesammelten Belege
- Amin
- Minimaler Abstand der Antriebswelle (18) zum Stapel (5) der angesammelten Belege
- Ax
- Axialkraft auf den Reibbelag (12)
- DRF
- Durchmesser des Freiraumes (28) an den Reibplatten (13a, 14a)
- DRB
- Außendurchmesser des Reibbelages (12)
- DRP
- Außendurchmesser der Reibplatten (13, 13a, 14, 14a)
- F1
- Maximale Andruckkraft und Transportkraft des Reibbelages am Außenring (9) durch die Haftreibung der Reibbeläge (12)
- F2
- Andruckkraft und Transportkraft des Reibbelages am Außenring 9 durch die Gleitreibung der Reibbeläge (12)
- FTR
- Transportkraft für den Transport der Einzelbeläge (6)
- K
- Kontaktpunkt des Transportrades (9) auf dem Stapel (5) der angesammelten Belege (5)
- MAW
- Axiale Mitte der Transportwelle (18)
- MAR
- Axiale Mitte des Transportrades (9)
- RF
- Reibfläche zwischen dem Reibbelag (12) und den Reibplatten (13, 14) beziehungsweise den Reibflächen (12) und den Reibplatten (13a, 14a)
- RM1
- Reibpunkt auf dem größten Radius der Reibplatten (13, 13a)
- RM2
- Reibpunkt auf dem mittleren Radius der Reibplatten (13, 13a)
- RM3
- Reibpunkt auf dem mittleren Radius der Reibplatten (13, 13a)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19844271 C1 [0003]
- DE 102004054021 B4 [0007]
