DE1217210B

DE1217210B - Waermekopiergeraet mit einem umlaufenden Heizzylinder

Info

Publication number: DE1217210B
Application number: DEL43199A
Authority: DE
Inventors: Georg Cranskens
Original assignee: Lumoprint Zindler KG and Co GmbH
Current assignee: Lumoprint Zindler KG and Co GmbH
Priority date: 1962-10-13
Filing date: 1962-10-13
Publication date: 1966-05-18
Also published as: US3242316A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 'MHTW^ PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

G03d

Deutsche Kl.: 57 c -10/02

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1217 210
L 43199IX a/57 c
13. Oktober 1962
18. Mai 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wärmekopiergerät mit einem umlaufenden Heizzylinder aus für Wärmestrahlen undurchlässigem Material und einer Wärmequelle in diesem Zylinder, der zur Führung des Kopiermaterials angetrieben ist und teilweise von bandförmigem, flexiblem Material umschlungen ist, welches das Kopiermaterial an dem Zylinder führt, wärmebeständig und ausreichend wärmeleitend ist, wobei umlaufende Wärmefühler vorgesehen sind, die einen Schalter zur Ein- und Ausschaltung der Wärmequelle betätigen.

Solche Geräte sind beispielsweise für Wärmediazoverfahren bekannt und auch für Wärmediffusionsverfahren geeignet, die beispielsweise mit Kopiermaterial arbeiten, in dessen Schicht unter Wärmeeinwirkung Feuchtigkeit liefernde Substanzen angeordnet sind, welche die Diffusion von bestimmten Stoffen aus dieser Schicht in 'die Reaktionsschicht eines anderen Materials zulassen.

An solchen Geräten besteht ein Problem darin, an der Führungsbahn für das Kopiermaterial eine bei kurzen oder langen Betriebszeiten möglichst in engen Grenzen gleichbleibende Temperatur zu erzeugen. Bekannte Geräte benutzen dafür Wärmefühler in Form von stationären Thermostaten, deren Fühler beispielsweise auf dem Zylinder schleift. Hierbei ergeben sich Ungenauigkeiten auf Grund zusätzlicher Reibungswärme und Abnutzung.

Stationäre Thermostaten sind auch in der Anordnung unmittelbar neben Funktionsteilen eines Gerätes bekannt, deren Temperatur gesteuert werden soll. Diese stationären Thermostaten arbeiten infolge des Wärmeübergangs durch die Luft langsamer, abgesehen davon, daß auch die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt wird.

Es gibt auch umlaufende Wärmefühler, von denen die Erfindung ausgeht, die aber als Thermoelemente ausgebildet sind und Schleifkontakte für die Zuleitung erfordern. Diese umlaufenden Wärmefühlei haben an sich den Vorteil einer hohen Reaktionsgeschwindigkeit gegenüber anderen, nicht mit umlaufenden Wärmefühlern arbeitenden Thermostaten. Dabei ergibt sich aber der Nachteil, daß der Übergangswiderstand an Schleifringen veränderlich ist.

Die Erfindung bezweckt, mit umlaufenden Wärmefühlern eine schnelle und die tatsächliche Temperatur genauer erfassende Regelung zu erzielen, die nicht durch Übergangswiderstände an Schleifringen beeinträchtigt wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die umlaufenden Wärmefühler den Schalter mechanisch infolge ihrer Wärmeausde'hnung betätigen. Das führt zu einer unmittelbaren Betätigung durch

Wärmekopiergerät mit einem umlaufenden
Heizzylinder

Anmelder: ^:

Lumoprint Zindler K. G.,
Hamburg 13, Hallerstr. 59

Als Erfinder benannt:

Georg Cranskens, Wedel (Holst.)

die Temperatur, wobei als Wärmefühler funktionell auch anders benötigte Teile verwendbar sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Zylinder als umlaufender Wärmefühler ausgeführt, auf einer Seite axial fest und auf der anderen Seite verschieblich in einem Rahmen gelagert und wirkt dort auf den Schalter ein.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, in der der Zylinder in wenigstens einem endlosen, über drei Walzen geführten Band gelagert ist, sieht diese vor, daß eine dieser Walzen als umlaufender Wärmefühler dient und aus einem Material mit verhältnismäßig großem Wärmeausdehnungsvermögen ausgeführt ist, auf einer Seite axial fest und auf der anderen Seite verschieblich in einem Rahmen ge^: lagert ist und dort auf den Schalter einwirkt.

Bei den vorhergehend geschilderten Ausführungsformen ist der Schalter vorteilhaft mit einem Element möglichst geringer Wärmeausdehnung, beispielsweise mittels eines Invar-Stahlstabes, auf Abstand von der fest gelagerten Seite des Zylinders bzw. der Walze ge-r halten.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der.Erfindung ist als umlaufender Wärmefühler ein zu dem bandförmigen Material parallel geführtes, endloses, beispielsweise aus Metall bestehendes Wärmefühler-, band vorgesehen, das über eine federnd gelagerte Spannrolle geführt ist, die mit dem Schalter zusam₇ menarbeitet. Hierbei sind zweckmäßig Umlenkrolle und Zylinder fest gelagert und die Wärmeausdehnung des und der Bänder anders ausgeglichen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dient als umlaufender Wärmefühler das Band aus flexiblem Material, wobei eine Führungswalze für das Band federnd abgestützt ist und mit dem Schalter zusammenarbeitet.

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Auch bei letzterer Ausführungsform wird ein an sich vorhandenes Element zusätzlich ausgenutzt, das zugleich zu einer Verbesserung der Regelung beiträgt.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, welche sich zur Schaltung der Wärmeausdehnung eines betriebsmäßig umlaufenden Elementes bedient, besteht neben der genauen Temperaturkontrolle in der Erzeugung sehr großer Schaltkräfte, die die Verwendung von Schaltern für große Stromstärken ohne weiteres zulassen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben, welche in der Zeichnung dargestellt sind. In 'der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Gerätes mit teilweise entfernter Stirnplatte,

F i g. 2 eine Seitenansicht der Erfindung im Schnitt längs der Linie II-II in F i g. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf das Gerät gemäß F i g. 1 mit abgeschnittenem Gehäuseoberteil, wobei ein Teil des Luftfü'hrungskanals ausgebrochen ist,

F i g. 4 eine schematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Das Gerät gemäß den F i g. 1 bis 3 hat ein Gehäuse 1, dessen Hinterwand 2 abnehmbar ist. In der Vorderwand sind Zuführungsöffnungen 2, 3 vorgesehen, welche jeweils durch ein sich nach innen erweiterndes Leitelement 4, 5 in zwei Abschnitte unterteilt sind. Hinter den Öffnungen ist jeweils eine Behandlungsstation angeordnet. Die Erfindung zeigt ein Gerät mit einer Belichtungseinrichtung 6 und einer Erwärmungseinrichtung 7, die beide weitgehend ähnlich aufgebaut sind.

In einander zugeordneten seitlichen Rahmenwänden 8, 9 sind für jede Behandlungsstation drei Walzen 10, 11, 12 fezw. 13, 14, 15 verdrehbar gelagert. Insbesondere die Walzen 10,13 sind mit Zahnrädern 16, 17 verseihen, die mit entsprechenden Zahnrädern 18,19 einer im ganzen mit 20 bezeichneten Antriebsmotor- und Getriebeeinheit kämmen.

Über die Walzen 10 bis 12 bzw. 13 bis 15 ist jeweils wenigstens ein endloses Band 21, 22 geführt, welches zugleich einen Zylinder 23 bzw. 24 umschlingt und ihn an den Walzen 11, 12 bzw. 14, 15 hält und umlaufen läßt. In den gezeigten Anordnungen sind die Walzen stationär gelagert, und es wird ein sich über die gesamte Breite der Anordnung erstreckendes Band verwendet, das die erforderliche Spannung herstellt. Es besteht die Möglichkeit, auch die Walzen 10, 13 als Spannwalzen elastisch zu lagern. Die Walzeil ist bei der Ausführung nach Fig. 1 aus einem Material mit verhältnismäßig großem Wärmeaaisdahnungsvermögen ausgeführt.

Der Zylinder 24 umgibt bei der Ausführung der Behandlungsstation 6 als Belichtungsquelle eine Strahlungsquelle 25 für sichtbares Licht. Eine solche Ausführung einer Belichtungseinriohtung ist an sich bekannt. Der Zylinder 24 besteht dabei beispielsweise aus Glas. Die Lichtquelle 25 kann in Koniakten der Rahmenwän'de 8, 9 gelagert sein.

Der Zylinder 23 besteht vorteilhaft aus Kupfer bei Ausführung mit geringer Wandstärke oder ebenfalls aus Glas. Im letzteren Fall trägt er vorteilhaft auf seiner Außenseite einen schwarzen Belag. Innerhalb des Zylinders ist eine Wärmequelle 26 angeordnet. Diese ist beispielsweise durch die Rahmenwände 8, 9 geführt und an Zuführungskontakten 27, 28 befestigt. Als Wärmequelle dient beispielsweise ein röhrenförmiger Infrarotstrahler, vorzugsweise ein Quarzglas strahler mit Wolframwendel im Vakuum oder Schutzgas. Das hat den Vorteil einer geringen Anheizzeit bei Einschaltung und einer geringen Nachschubwärme nach dem Ausschalten, so daß nicht lange auf dic| Betriebsbereitschaft des Gerätes gewartet werden muß und in kleinen Temperaturtoleranzen gearbeitet werden kann. Es läßt sich damit erreichen, daß die Anheizzeit unter 1 Minute liegt.
An der Rahmenwand 8 ist ein sogenannter Mikroschalter 29 angeordnet, dessen Schaltglied 30 mit einem Schwenkhebel 31 zusammenwirkt. Dieser Schwenkhebel trägt einen einstellbaren Anschlag 32 für das Schaltglied 30. Er ist bei 33 bezüglich Fig. 1 um eine senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufende Achse gelagert. An seinem anderen Ende hat er einen Federbügel 34, der mittels einer Zugfeder 35 in Richtung zur Rahmenwand 8 gezogen wird. Zwischen der Stelle 33 und der Einwirkungsstelle des Betätigungselementes 30 wirkt ein Zapfen 36 auf den Schwenk-

ao hebel ein, der'starr von einer Nabe 37 der Walze 11 ausgeht und drehbar in dem Lager 38 geführt ist. Letzteres ist in der Rahmenwand 8 angeordnet und in an sich bekannter Weise festgelegt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Nabe 37 mit Abstand von dem Lager 38 endet, so daß der Stift 36 axial in der Lageröffnung hin- und herbeweglich ist, wobei die Hin- und Herbewegung in Abhängigkeit von der Längenausdehnung der Walze 11 erfolgt. Die Nabe 37 ist beispielsweise an einer Stirnwand der Walze 11 angeordnet.

Von der Stirnwand an der anderen Seite der Walze 11 geht ebenfalls ein Stift 39 aus, der ein in der Rahmenwand 9 befestigtes Lager 40 durchsetzt. Dieses Lager ist aber gleichzeitig das Axiallager, indem es ein Widerlager für die diesseitige Stirnwand bildet. Dadurch wirkt sich die Längenausdehnung der Walze 11 nur in Verlagerung des Stiftes 36 zur Bewegung des Schwenkhebels 31 aus.

Unmittelbar über der Walze sind die Rahmenwände 8, 9 durch einen Stab 41 aus Material mit geringem Wärmeausdehnungsvermögen starr verbunden. Dieser Stab ist an seinen beiden Enden mittels Schrauben justierbar befestigt. Wenn dieser Stab beispielsweise aus Invar-Stahl besteht, dann hat er eine Längendehnungszahl von 0,9 · 10~⁶. Bei Ausführung der Walze 11 aus Aluminium besitzt sie eine Dehnungszahl von 23 · 10~^ß, so daß selbst bei gleicher Erwärmung ein Unterschied auftreten würde, der schon eine Schaltung zuläßt. Der Stab 41 bleibt aber weitaus kälter als die Walze 11 oder gegebenenfalls auch der Zylinder 23, da beispielsweise der Walze 11 die Wärme unmittelbar über das Band 21 mit gutei Wärmeleitfähigkeit zugeführt wird. Unter dieser Voraussetzung lassen sich nicht nur in Abhängigkeit von dem Zylinder, dessen Längenausdehnung ebenfalls zur Schaltung herangezogen werden könnte, sondern auch besonders in Abhängigkeit von der Walze 11 außerordentlich enge Temperaturbereiche schalten. Das sowohl mit dem Zylinder als auch mit der Umlenkwalze bei Bewegung der Einrichtung ständig in engem Kontakt liegende Band schafft eine starre Wärmekopplung, die weitestgehend von Umwelteinflüssen unabhängig ist. Durch Verwendung des Bandes 21 als Kopplungsmedium ergibt sich zugleich der Vorteil, daß auch die Bandtemperatur in die Messung einbezogen wind, weil der Kopiervorgang nicht nur von der Zylinderfläehentemperatur, sondern auch von der Bandtemperatur abhängig ist.

Den Behandlungsstationen ist ein Tangentiallüfter 42 zugeordnet, der von einer Antriebsmotorgetriebeeinheit46 angetrieben wird und die Behiandlungsstationen durch einen Luftführungskanal 43 und eine in der Rückwand 2 angeordnete Öffnung belüftet.

In dem Gerät sind femer Anschlußeinheiten für den Wärmestrahler 26 und die Lichtquelle 25 vorgesehen. Für letztere beispielsweise ein Vorwiderstand 44, der mittels eines Handhebels 45 einschaltbar und/oder regelbar ist.

Es versteht sich, daß auch weitere, dem Stab 41 entsprechende Stäbe zur Einstellung eines definierten Abstandes zwischen den Rahmenwänden 8, 9 angeordnet sein können. Es hat sich aber gezeigt, daß beispielsweise bei Verwendung der Walze 11 zur Wärmesteuerung die Anordnung nur eines Stabes 41 ausreicht, um hohe Schaltgenauigkeiten zu erzeugen.

Gemäß F i g. 4 ist eine andere Ausführungsform dargestellt. Diese Ausführungsform bedient sich in einer den übrigen Zeichnungen entsprechenden ortsfesten Anordnung eines Zylinders 23 der Führungswalzen 10', 11', 12' und wenigstens eines über die Walzen geführten Bandes 21' zur Halterung und Führung des Zylinders, in dem eine Wärmequelle 26' angeordnet ist. Parallel zu dem Band 21' ist als Wärmefühlerband ein endloses Stahlseil 46 geführt, das an einer Stelle aus dem Bewegungsweg des oder der Bänder 21' hinausführt und über eine Spannrolle 47 geleitet ist. Die Spannrolle sitzt an einem Hebel 48, der an einer Rahmenwand gelagert ist und unter Federeinwirkung steht. Diese ist bestrebt, den Hebel in Richtung des Pfeiles 49 zu verschwenken. Mit dem Hebel ist gelenkig ein Betätigungsarm 50 verbunden, dessen anderes Ende mittels einer Feder 51 an einer Rahmenwand aufgehängt ist. Zwischen seinen Enden trägt der Arm ein einstellbares Widerlager 52 zur Beaufschlagung des Betätigungselementes 30', eines Mikroschalters 29'. Die Feder 51 hält den Arm 50 elastisch an dem Betätigungselement 30'.

Die Schaltung erfolgt in Abhängigkeit von einer Bewegung der Spannrolle 47 nach Maßgabe einer Wärmedehnung des Stahlseiles 46. Die Wärmeausdehnung des Bandes wind in anderer Weise ausgeglichen.

Die beschriebene Ausführungsform mit dem wenigstens einen Band 21 zur Führung des Zylinders hat den Vorteil, daß dieser Zylinder praktisch schwimmend, d. h. ohne starre Lagerung geführt ist. Eine solche starre Lagerung wäre für den Zylinder nachteilig, weil sie unter der Belastung von Kräften stände, die sich unter der Erwärmung entwickeln. Eine Zapfenlagerung ist für den Zylinder nicht ohne weiteres möglich, weil der Zylinder in seinem mittleren Teil die Wärmequelle 26 aufnimmt, welche in den Ra'hmenwänden befestigt wird. Es ist bekannt, derartige Zylinder in auf den Umfang des Zylinders einwirkenden Lagerflächen laufen zu lassen, welche erheblich unter dem Einfluß einer Wärmeausdehnung des Zylinders stehen.

Darüber hinaus wird darauf aufmerksam gemacht, daß beispielsweise als Belichtangsquelle 25 eine blauaktinische Leuchtstofflampe oder eine Quecksilberhochdrucklampe verwendet werden kann, wenn das Gerät beispielsweise für ein Wärmediazoverfahren verwendet wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmekopiergerät mit einem umlaufenden ίο Heizzylinder aus für Wärmestrahlen undurchlässigem Material und einer Wärmequelle in diesem Zylinder, der zur Führung des Kopiermaterials angetrieben ist und teilweise von bandförmigem, flexiblem Material umschlungen ist, welches das Kopiermaterial an dem Zylinder führt, wärmebeständig und ausreichend wärmeleitend ist, wobei umlaufende Wärmefühler vorgesehen sind, die einen Schalter zur Ein- und Ausschaltung der Wärmequelle betätigen, dadurch >gekennzeichnet, daß die umlaufenden Wärmefühler (11, 21, 23, 46) den Schalter (29) mechanisch infolge ihrer Wärmeausdehnung betätigen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (23) als umlaufender Wärmefühler ausgeführt ist, auf einer Seite axial fest und auf der anderen Seite verschieblich in einem Rahmen gelagert ist und dort auf den Schalter (29) einwirkt.

3. Gerät nach Anspruch 1, in welchem der Zylinder in wenigstens einem endlosen, über drei Walzen geführten Band gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Walzen (11) als umlaufender Wärmefühler dient und aus einem Material mit verhältnismäßig großem Wärmeausdehnungsvermögen ausgeführt ist, auf einer Seite axial fest und auf der anderen Seite verschieblich in einem Rahmen (8,9) gelagert ist und dort auf den Schalter (29) einwirkt.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (29) mit einem Element möglichst geringer Wärmeausdehnung, beispielsweise mittels eines Invar-Stahlstabes (41), auf Abstand von der fest gelagerten Seite des Zylinders (23) bzw. der Walze (11) gehalten ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als umlaufender Wärmefühler ein zu dem bandförmigen Material (21) parallel geführtes, endloses, beispielsweise aus Metall bestehendes Wäimefühlerband (46) vorgesehen ist, das über eine federnd gelagerte Spannrolle (47) geführt ist, die mit dem Schalter (29) zusammenarbeitet.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als umlaufender Wärmefühler das Band (21) aus flexiblem Material dient, wobei eine Führungswalze für das Band (11,12) federnd abgestützt ist und mit dem Schalter zusammenarbeitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen