DE19722593C2 - Vorrichtung zur Verschleißgradbestimmung einer Papiertransportrolle - Google Patents

Vorrichtung zur Verschleißgradbestimmung einer Papiertransportrolle

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verschleißgradbestimmung einer Papiertransportrolle mit einer über der Papiertransportrolle angeordneten Reflexlichtschranke mit einer nachgeschalteten Elektronik zur Auswertung der von der Oberfläche der Papiertransportrolle reflektierten elektromagnetischen Strahlung.
Das deutsche Gebrauchsmuster DE-93 00 919 U1 beschreibt eine Laufkon­ trollvorrichtung für bewegte Gegenstände. Eine Kugel liegt auf den sich bewe­ genden Gegenstand auf und wird von der linearen Bewegung des Gegenstan­ des angetrieben. Am Umfang der Kugel sind Materialeinbettungen vorgesehen, die zusammen mit einem Signalgeber die zu bestimmenden Bewegungssignale erzeugen. Gemäß einer Ausführungsform besitzen die Materialeinbettungen gegenüber der restlichen Oberfläche der Kugel andere optische Eigenschaften, die von einer auf die Oberfläche der Kugel ausgerichtete Reflexlichtschranke erfaßt werden.
Das europäische Patent EP-0 146 917 B1 offenbart eine Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins von Transportgut auf der Mantelfläche eines rotierenden Transportkörpers. Im Mantel des Transportkörpers sind zwei Durchbrechungen ausgebildet, die zur Aufnahme der Enden eines Lichtwellen­ leiters dienen. Die Lichtwellenleiters leiten die optische Information zu einem stationären Bauteil, in dem ein Lichtsender und ein Lichtempfänger untergebracht sind. Eine Auswerteschaltung setzt die Signale in ein Steuersignal um, das dem Vorhandensein oder Fehlen von Transportgut entspricht. Es ist hier für den Fachmann sofort erkennbar, daß die Abtastung der Oberfläche des rotie­ renden Transportkörpers von Innen her mechanisch aufwendig ist und somit einen Transportkörper unnötigerweise verteuert.
Die europäische Patentanmeldung EP-0 653 688 A1 zeigt, daß es bekannt ist eine Rolle (hier eine Andruckrolle gegenüber einer Fuserrolle) aus mindestens zwei Schichten unterschiedlicher Materialien aufzubauen. Die Rolle besteht aus einem deformierbaren Material und einer härteren äußeren Schale oder Umhül­ lung.
Aus dem europäischen Patent EP 0 499 215 A2 ist es bekannt, den Verschleiß von Gegenständen dadurch zu bestimmen, daß eine Schicht auf der Oberfläche des Gegenstandes aufgebracht wird, die sich optisch stark vom übrigen Gegenstand unterscheidet. Durch den Abtrag dieser Schicht ändert sich das optische Erscheinungsbild der Oberfläche, das als Maß für den Verschleiß der Oberfläche genutzt werden kann.
Das deutsche Patent DE 31 34 264 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Verschleißgradbestimmung einer Walze in einer Offsettdruckmaschine. Dabei wird elekromagnetische Strahlung an der Walzenoberfläche reflektiert und als Maß für eine Feuchtmittelschichtdicke auf der Walze benutzt. Parallel wird die an der Oberfläche gestreute elektromagnetische Strahlung als Maß für die Rauhigkeit und damit die Abnutzung der Oberfläche der Walze genutzt, unabhängig von der Feuchtmittelschichtdicke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die den Verschleiß bzw. den Verschleißgrad einer Papiertransportrolle unabhängig von der Anzahl der bearbeiteten Blätter bestimmt.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Materialien mit unterschiedlichem Reflexionsgrad derart in Schichten auf der Papiertransport­ rolle angebracht sind, daß eine äußere Schicht einen höheren Reflexionsgrad besitzt als eine innere Schicht.
Eine Vorteil der Erfindung ist es, dass dem Benutzer rechtzeitig angezeigt wird, dass ein entsprechendes Funktionsteil wegen Verschleiß auszutauschen ist, um ein Ausfallen eines Endbearbeitungsgeräts wegen des Versagens der Papierausrichtfunktion zu vermeiden.
Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung ist, daß ein Ausfallen z. B. eines Endbear­ beitungsgerätes auf Grund von Versagen der Papierausrichtfunktion ausge­ schlossen ist, da dem Benutzer angezeigt wird, wann die Papiertransportrolle einen bestimmten Verschleißgrad erreicht hat und ausgetauscht werden muß. Dadurch ist, wie bei herkömmlichen Vorrichtungen, ein Austausch der Papier­ transportrolle in regelmäßigen Zeitabständen vermeidbar. Hinzu kommt, daß Varianzen der Reibungskoeffizienten der verwendeten Papiersorten kontrolliert werden können, was schließlich die Zuverlässigkeit des Papiertransports oder der Papierausrichtung erhöht. Der Verschleißgrad der Papiertransportrolle wird mittels einer Reflexlichtschranke kontrolliert. Dazu besteht die Papiertransport­ rolle aus zwei Schichten, die auf den Kern der Papiertransportrolle aufgebracht sind. Die beiden Schichten unterscheiden sich im Reflexionsgrad für elektro­ magnetische Strahlung. Die Schichten sind derart auf der Papiertransportrolle aufgebracht, daß die innere Schicht einen geringeren Reflexionsgrad aufweist als die äußere Schicht. Vorteilhafterweise ist die innere Schicht schwarz und die äußere Schicht weiß. Wenn die äußere Schicht aufgrund der Reibung zwi­ schen dem zu transportierenden Einzelblatt und der Papiertransportrolle abge­ tragen ist, kommt allmählich die innere Schicht mit den Einzelblättern in Kon­ takt. Ebenso ändert sich dann auch der Reflexionsgrad der Oberfläche der Papiertransportrolle, der mittels einer Reflexlichtschranke ermittelbar ist. Dem Benutzer wird somit signalisiert, daß die Papiertransportrolle auszutauschen ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprü­ chen entnommen werden.
Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird der Gegen­ stand der Erfindung beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung und
Fig. 2 eine Draufsicht wobei die einlaufenden Papierblätter an zwei Anschlagkanten auszurichten sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Hier ist eine Papiertransportrolle 10 in einer Joggereinrichtung 20 eingebaut, mit der ein Einzelblatt 30 bezüglich einer ersten und einer zweiten Anlagekante 32 und 34 ausgerichtet werden kann. Die beiden Anlagekanten 32 und 34 sind senk­ recht zueinander angeordnet.
Es ist für einen Fachmann selbstverständlich, daß die Vorrichtung zur Ver­ schleißgradbestimmung einer Papiertransportrolle sich nicht ausschließlich auf Joggereinrichtungen beschränkt. Die Vorrichtung findet überall dort Anwen­ dung, wo zwischen dem zu transportierenden Papier und der Papiertransport­ rolle eine Reibkraft vorherrscht, die letztendlich zu einem Reibverschleiß der Papiertransportrolle führt. Die weitere Beschreibung beschränkt sich aus­ schließlich auf eine Papiertransportrolle 10 die Bestandteil der Joggereinrich­ tung 20 ist.
In einem Endbearbeitungsgerät für Papierblätter werden Einzelblätter 30 auf einer Auflagefläche 22 zu einem Blattstapel 24 gesammelt, wobei jedes Ein­ zelblatt 30 auf dem Blattstapel 24 an der ersten und der zweiten im rechten Winkel zueinander stehenden Anlagekante 32 und 34 ausgerichtet wird. Um die Ausrichtung zu erreichen ist die Papiertransportrolle 10 derart über dem Blattstapel 24 oder der Auflagefläche 22 angeordnet, daß Papiertransportrolle 10 permanent auf dem sich aufbauenden Blattstapel 24 aufliegt und gleichzeitig die Dicke des anwachsenden Blattstapels 24 ausgleicht. Wird ein Einzelblatt 30 dem Blattstapel 24 zugeführt, so wird dieses von der Papiertransportrolle 10 erfaßt, die bezüglich der Transportrichtung A-A des einlaufenden Einzelblattes 30 einen Winkel einschließt. Der Grund für die Schrägstellung der Papiertrans­ portrolle 10 gegen die erste und zweite Anlagekante 32 und 34 ist, daß dadurch das Einzelblatt 30 auf die zueinander senkrecht stehenden Anlagekanten 32 und 34 zubewegbar ist.
Liegt das Einzelblatt an einer der Anlagekanten 32 oder 34 an, so kann es in Richtung auf die jeweilige Anlagekante 32 oder 34 keine Vorwärtsbewegung ausführen. Da die Papiertransportrolle 10 sich dennoch weiter dreht, entsteht so lange Reibungsverschleiß am Umfang der Papiertransportrolle 10 bis das nächste Einzelblatt 30 dem Blattstapel 24 zugeführt wird.
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist die Joggereinrichtung 20 über der Auflage­ fläche 22 oder dem Blattstapel 24 angeordnet. Die Joggereinrichtung 20 umfaßt einen Antriebsmotor 18 dessen Drehbewegung über einen Riemen 16 (auch Zahnriemen oder Antriebskette) auf eine Nabe 14 der Papiertransport­ rolle 10 übertragbar ist. Der Antriebsmotor 18 ist an einer Halterung 8 befestigt, die ihrerseits fest mit einem Gehäusebauteil (nicht dargestellt) verbunden ist. An der Halterung 8 ist ferner ein Befestigungselement 6 angebracht, mit dem ein Halteelement 4 für die Papiertransportrolle 10 schwenkbar verbunden ist. Das Halteelement 4 führt senkrecht zur Auflagefläche 22 die durch den Pfeil B- B in Fig. 1 dargestellte Schwenkbewegung aus, damit die Joggereinrichtung 20 sich an die ändernden Höhen des Blattstapels anpassen kann. Zur Ausführung der Schwenkbewegung ist im Befestigungselement eine Schwenkachse 3 für das Halteelement 4 vorgesehen. An dem der Schwenkachse 3 gegenüberlie­ genden Ende des Halteelements 4 ist ein Lager 5 für die Papiertransportrolle 10 vorgesehen.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Halteelement 4 aus zwei Halteschienen 4a und 4b. Die Halteschienen 4a und 4b sind durch das Befestigungselement 6 voneinander beabstandet und verlaufen parallel zuein­ ander. Der lichte Abstand der Halteschienen 4a und 4b ist derart bemessen, daß er zur Aufnahme, Halterung und Lagerung der Papiertransportrolle 10 geeignet ist.
Die Papiertransportrolle 10 für die Joggereinrichtung 20 besteht aus einem Schaumstoffkern 12, der an seinem Umfang mit einer inneren und einer äuße­ ren Schicht 13 und 15 überzogen ist. Die innere Schicht 13 ist auf dem Schaumstoffkern aufgetragen. Die äußere Schicht 15 ist auf der inneren Schicht 13 aufgebracht und ist in Kontakt mit dem auszurichtenden Einzelblatt 30. Das Material der inneren und der äußeren Schicht ist so gewählt, daß zwi­ schen dem auszurichtenden Einzelblatt 30 und Papiertransportrolle ein zur Ausrichtung des Einzelblattes 30 ausreichender Reibungskoeffizient vorliegt und eine ausreichende Reibkraftübertragung zwischen dem Einzelblatt 30 und der Papiertransportrolle 10 stattfindet, um das Einzelblatt 30 über die Drehbe­ wegung der Papiertransportrolle 10 vorwärts zu transportieren. Beispielsweise bestehen die innere und äußere Schicht 13 und 15 aus einem Siliconmaterial. In der hier beschriebenen Ausführungsform hat die äußerste Schicht 15 die Farbe weiß und die innere Schicht 13 hat die Farbe schwarz.
Aufgrund der Reibung zwischen dem Einzelblatt 30 und Papiertransportrolle 10 kommt es zu eine Abnutzung oder zu einem Verschleiß der äußeren Schicht 15 der Papiertransportrolle 10. Eine Reflexlichtschranke 40 ist derart angebracht (Befestigungsmittel nicht dargestellt), daß die von ihr ausgesandte elektroma­ gnetische Strahlung (Licht) direkt auf den Umfang der Papiertransportrolle 10 fällt. Die Strahlung wird an der äußeren weißen Schicht 15 zur Reflexlicht­ schranke 40 reflektiert und löst dort ein bestimmtes Signal aus. Ist nun die äußere weiße Schicht 15 durch Verschleiß fast vollends abgetragen, erscheint nach und nach die innere schwarze Schicht 13, bis die äußere weiße Schicht 15 ganz verschwunden ist. In der Übergangsphase von der äußeren Schicht 15 zur inneren Schicht 13 tritt ein Farbschichtwechsel ein, wodurch sich das Signal der Reflexlichtschranke 40 verändert. Diese Signalveränderung wird mittels einer der Reflexlichtschranke 40 nachgeschalteten Elektronik 42 verarbeitet und eine geeignete Software zeigt dem Benutzer über ein Display (nicht dar­ gestellt) die Information, daß die abgenutzte Papiertransportrolle 10 bald mög­ lichst zu tauschen ist.
Die Erfindung wurde in Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrie­ ben, aber selbstverständlich können im Rahmen des handwerklichen Könnens eines Fachmanns Abwandlungen vorgenommen werden, ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
Bezugszeichen
3
Schwenkachse
4
Halteelement
4
a Halteschiene
4
b Halteschiene
6
Befestigungselement
8
Halterung für Antriebsmotor
10
Papiertransportrolle
12
Schaumstoffkern
13
innere Schicht
14
Nabe
15
äußere Schicht
16
Riemen
18
Antriebsmotor
20
Joggereinrichtung
22
Auflagefläche
24
Blattstapel
30
Einzelblatt
32
erste Anlagekante
34
zweite Anlagekante
40
Reflexlichtschranke
42
Elektronik
A-A Transportrichtung der einlaufenden Einzelblattes
B-B Schwenkrichtung des Halteelements

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Verschleißgradbestimmung einer Papiertransportrolle (10) mit einer über der Papiertransportrolle (10) angeordneten Reflexlichtschranke (40) mit einer nachgeschalteten Elektronik (42) zur Auswertung der von der Oberfläche der Papiertransportrolle (10) reflektierten elektromagnetischen Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Papiertransportrolle (10) aus mindestens zwei sich im Reflexionsgrad für elektromagnetische Strahlung unterscheidenden Materialien besteht, und daß die Materialien derart in Schichten auf der Papiertransportrolle (10) angebracht sind, daß eine äußere Schicht (15) einen höheren Reflexionsgrad besitzt als eine innere Schicht (13).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Papier­ transportrolle (10) zur Ausrichtung eines Einzelblattes (30) an mindestens einer Anlagekante (32, 34) einsetzbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Papier­ transportrolle (10) zur Ausrichtung eines Einzelblattes (30) an einer ersten und an einer zweiten im rechten Winkel zueinander angebrachten Anlage­ kante (32, 34) einsetzbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Papiertransportrolle (10) permanent auf einen sich auf einer Auflagefläche (22) aufbauenden Blattstapel (24) aufliegt und gleichzeitig Mittel zum Aus­ gleich für die Dicke des entstehenden Blattstapels (24) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2 oder 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Papiertransportrolle (10) bezüglich der Transportrichtung (A-A) des auf den Blattstapel (24) einlaufenden Einzelblattes (30) schräggestellt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Papiertrans­ portrolle (10) aus einem Schaumstoffkern (12) besteht, auf dem die innere Schicht (13) aufgebracht ist, über der inneren Schicht (13) ist die äußere Schicht (14) aufgebracht und die innere Schicht (13) die Farbe schwarz und die äußere Schicht (15) die Farbe weiß besitzt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht (13) und die äußere Schicht (15) aus Silicon bestehen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß aufgrund der Reibkraftübertragung zwischen dem Einzelblatt (30) und der Papiertrans­ portrolle (10) die äußere Schicht (15) abtragbar ist und daß die elektroma­ gnetische Strahlung der Reflexlichtschranke (40) auf die durch Reibung freigelegte innere Schicht (13) trifft, und daß das von dort reflektierte Signal von der Reflexlichtschranke (40) aufnehmbar und mittels einer nachge­ schalteten Elektronik (42) registrierbar ist, und daß die Signaländerung dem Benutzer darstellbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang von der gut reflektierenden äußeren Schicht (13) zu der schlecht reflektie­ renden inneren Schicht (15) mittels einer Software dem Benutzer auf einem Display anzeigbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, das die Software dem Benutzer über das Display anzeigt, daß die Papiertransportrolle (10) zu wechseln ist.
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