DE19722593C2 - Vorrichtung zur Verschleißgradbestimmung einer Papiertransportrolle - Google Patents
Vorrichtung zur Verschleißgradbestimmung einer PapiertransportrolleInfo
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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.
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
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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