DE202007019477U1

DE202007019477U1 - Nummeriervorrichtung zum typographischen Nummerieren

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Publication number: DE202007019477U1
Application number: DE202007019477U
Authority: DE
Original assignee: KBA Notasys SA
Current assignee: KBA Notasys SA
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2012-11-26
Anticipated expiration: 2017-06-21
Also published as: ES2431822T3; WO2007148288A2; EP2468522A1; JP2009541085A; RU2436678C2; CA2656732A1; CA2897069C; CN101472743A; US8671836B2; JP2013226846A; EP2894040A3; EP2894041A2; CN101472743B; CA2897069A1; PL2230087T3; CA2656732C; ES2531550T3; JP2015071312A; DE07789741T1; EP2894040B1

Abstract

Banknotennummeriervorrichtung (1) wobei die Nummeriervorrichtung (1) eine Nummeriereinheit (6) mit drehbaren Nummerierrädern (7) aufweist, die alphanumerische Symbole tragen, wobei die Nummerierräder (7) nebeneinander angeordnet sind und um eine gemeinsame Drehachse drehen, wobei die Nummeriervorrichtung weiter elektromechanische Betätigungseinrichtungen zur Einstellung der Position der Nummerierräder (7) aufweist, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen vollständig innerhalb der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet und mechanisch autonom sind, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen eine Vielzahl von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) zur Betätigung einer entsprechenden Vielzahl von Nummerierrädern (7) aufweisen, wobei ein Teil der insgesamt vorhandenen Nummerierräder (7) von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) betätigt sein kann und ein verbleibender Teil der Nummerierräder (7) manuell betätigt sein kann, wobei jede Antriebseinrichtung (15, 18–23; 23*) mindestens einen Elektromotor (15) aufweist, der das zugeordnete Nummerierrad über eine Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) antreibt, wobei die Getriebeanordnung einen ersten Reduktionsfaktor hat, wobei der Elektromotor (15) ein bürstenloser Gleichstrommotor mit...

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Nummeriervorrichtung (auch als ”Nummerierwerk” bezeichnet) zur Durchführung der typographischen Nummerierung bei Nummerierungsdruckpressen mit Bogen- oder Bahnzuführung, speziell für die Nummerierung von Bögen von Wertpapieren, wie etwa Banknoten, Pässen, Ausweisen, Schecks und anderen ähnlichen Objekten.
Allgemeiner Stand der Technik
In der Technik der Druckmaschinen für Wertpapiere, wie etwa Banknoten, Schecks und anderen ähnlichen Objekten, ist ein wichtiges Merkmal, das auf die Wertpapiere gedruckt wird, eine Seriennummer. Beispielsweise erhält jede gedruckte Banknote typischerweise eine einzigartige Kombination aus Zahlen und Buchstaben, welche die Seriennummer der Banknote bilden.
In der Technik wurden zahlreiche Nummerierungsverfahren entwickelt. Beispielsweise offenbart das US-Patent Nr. US 4,677,910 , dessen Inhalt durch Bezugnahme in der jetzigen Anmeldung aufgenommen ist, ein Verfahren und ein Gerät zur Verarbeitung von Sicherheitsdrucken, die reihen- und spaltenweise auf einem Träger in Form von Bahnen oder Bögen angeordnet sind. Bei diesem besonderen Beispiel passieren die bedruckten Träger nacheinander ein Lesegerät, das die Positionen von fehlerhaften Drucken, die durch eine Markierung identifiziert werden, erfasst und die Position an einen Computer zum Speichern weitergibt, einen Entwertungsdrucker, der von dem Computer gesteuert wird und die fehlerhaften Drucke mit einem Entwertungsaufdruck versieht, und eine Nummerierungsmaschine. Die Nummeriermechanismen dieser Nummerierungsmaschine werden von dem Computer derart betätigt, dass immer die zufriedenstellenden Drucke, die nacheinander in einer beliebigen Längsreihe angeordnet sind, durchnummeriert werden, wobei die fehlerhaften Drucke übergangen werden. Anschließend werden die bedruckten Träger, die an einem anderen Lesegerät vorbeigegangen sind, zu einzelnen Wertpapieren zugeschnitten, die jeweils einen Druck tragen, die fehlerhaften Wertpapiere werden in einer Trennvorrichtung ausgesondert und die verbleibenden, durchnummerierten einzelnen Wertpapiere werden zu Bündeln zusammengefügt, die jeweils eine vollständige Nummernfolge aufweisen. Somit ist eine korrekte und vollständige Nummernfolge der Wertpapiere in den Bündeln sichergestellt, und zwar trotz der Aussonderung fehlerhafter Wertpapiere.
Der obige Lösungsansatz ist jedoch aus Sicht der Produktionseffizienz nicht sehr geeignet, da das Prinzip der Nummerierung und der Zusammenstellung, sowie die Aussonderung der fehlerhaften Wertpapiere sehr zeitaufwändig sind. Eine andere, praktischere Vorgehensweise besteht darin, Bögen zu nummerieren, die nur richtige Drucke tragen, während Bögen, die fehlerhafte Drucke aufweisen, einen getrennten Weg einschlagen. Völlig fehlerhafte Bögen, d. h. Bögen, die keinerlei richtige Drucke aufweisen, werden zerstört. Teilweise richtige Bögen können ebenfalls zerstört werden, oder können auf praktischere Art und Weise zu einzelnen Wertpapieren zugeschnitten werden und getrennt auf einer Einzelnoten-Nummerierungsmaschine verarbeitet werden, wo nur die richtigen Wertpapiere durchnummeriert werden. Dieser Lösungsansatz wird aus Sicht der Optimierung der Produktion bevorzugt und stellt dabei weiter eine ununterbrochene Nummernfolge über aufeinanderfolgende Reihen von Wertpapieren sicher.
Bei Wertpapieren, die gewöhnlich in Gruppierungen auf einem Träger gedruckt werden, treten verschiedene Schwierigkeiten auf, wenn man Bündel oder Pakete von einzelnen Wertpapieren bilden möchte, die durchnummeriert sind. Ein erstes Problem besteht darin, dass jedes Bogen- oder Bahnsegment zu einzelnen Wertpapieren zuzuschneiden ist. Um eine gute Produktionsgeschwindigkeit und -effizienz aufrecht zu erhalten, wird eine Druckauflage von Bögen (gewöhnlich hundert Bögen) gestapelt und von geeigneten Schneidvorrichtungen zusammen ausgeschnitten, um die Stapel zu einzelnen Bündeln von Wertpapieren zu verarbeiten. Entsprechend ist die Nummerierung ganzer Bögen derart auszuführen, dass die Nummernfolge für jedes Bündel ununterbrochen bleibt. Dies wird dadurch sichergestellt, dass jede Druckauflage von hundert aufeinanderfolgenden Bögen derart nummeriert wird, dass die Seriennummer an jeder Nummerierungsstelle auf den Bögen um eine Einheit von dem ersten bis zum hundertsten und letzten Bogen jeder Druckauflage erhöht oder vermindert wird.
Ein weiteres Problem tritt auf, wenn man Pakete von Bündeln bilden und dabei die Nummernfolge für jedes Paket beibehalten möchte. Je nach Art der Nummeriervorrichtungen, die verwendet werden, um eine Nummerierung durchzuführen, und je nach dem verwendeten Nummerierungsverfahren, sind mehr oder weniger aufwändige Bündelkollationiersysteme einzusetzen, um die Bündel in der geeigneten Reihenfolge zusammenzustellen und zu stapeln.
Insbesondere wenn mechanische Nummeriervorrichtungen verwendet werden, um die Nummerierung durchzuführen, wobei die Nummeriervorrichtungen nur auf sequenzielle Art und Weise von einem Nummerierdurchgang zum nächsten, wie oben erwähnt, betätigt werden können, sind recht aufwändige Bündelkollationiersysteme einzusetzen, um die Bündel auf geeignete Art und Weise zusammenzustellen und abzulegen, um Pakete von Bündeln mit einer ununterbrochenen Nummernfolge zu bilden. Derartige Bündelkollationiersysteme werden beispielsweise in den US-Patenten Nr. US 3,939,621 , US 4,045,944 , US 4,453,707 , US 4,558,557 , den europäischen Patentanmeldungen Nr. EP 0 656 309 , EP 1 607 355 , der britischen Patentanmeldung GB 2 262 729 und der internationalen Anmeldung WO 01/49464 beschrieben.
Je nach Anzahl der Wertpapiere auf jedem Bogen und je nach Bogengestaltung kann das Kollationieren der Bündel in einem gewissen Maße vereinfacht werden. Dies ist beispielsweise möglich, wenn die Anzahl von Wertpapieren pro Bogen ein Vielfaches von zehn ist, wie es in der europäischen Patentanmeldung Nr. EP 0 598 679 beschrieben wird. Bei dieser Lösung befindet sich eine Vielzahl von Bündeln mit aufeinanderfolgenden Nummernfolgen in ein und demselben Bogenstapel, z. B. in jeder Spalte, was ein Kollationieren der Bündel auf Spaltenbasis ermöglicht. Dennoch erhält man bei diesem Nummerierungsansatz immer noch mehrere Bündelgruppen mit unterschiedlichen Nummernfolgen aus jedem verarbeiteten Bogenstapel (d. h. eine Sequenz pro Spalte), und daher ist weiterhin ein Kollationiersystem erforderlich. Auf jeden Fall ist dieser Nummerierungsansatz nicht auf Fälle anwendbar, bei denen die Bögen eine Anzahl von Sicherheitsdrucken aufweisen, die kein Vielfaches von zehn ist.
Nummerierungsansätze ohne Kollationieren, die kein Kollationiersystem benötigen, sind in der Technik bekannt. Bei derartigen Lösungen ohne Kollationieren ist die Nummerierung der Bögen auf eine spezifische Art durchzuführen, die von der Bogengestaltung, insbesondere von der Anzahl der Sicherheitsdrucke pro Bogen abhängt. Dieses besondere Nummerierungsprinzip wird in der internationalen Anmeldung Nr. WO 2004/016433 offenbart. Bei einem derartigen Nummerierungsprinzip entsprechen alle Bündel, die sich aus einem bestimmten Bogenstapel ergeben, einer vollständigen aufeinanderfolgenden Nummernfolge, d. h. ein Bogenstapel mit M × N Sicherheitsdrucken ergibt M × N durchnummerierte Bündel, d. h. M × N × 100 durchnummerierte Wertpapiere. Die obige Nummerierungsmethode, die eine Verarbeitung ohne Kollationieren von Bogenstapeln ermöglicht, erfordert spezifische Nummeriervorrichtungen, die gewöhnlich kostspieliger sind als herkömmliche mechanische Nummeriervorrichtungen.
Ein wichtiger Punkt, der mit Ganzbogen-Nummerierungsverfahren zusammenhängt, ist demnach die Auslegung und die sich ergebende Nummerierungsflexibilität der Nummeriervorrichtungen, die verwendet werden, um die richtigen Seriennummern an jeder Nummerierungsstelle der Bögen zu drucken. Nummeriervorrichtungen umfassen typischerweise mehrere typographische Nummerierräder oder Nummerierscheiben, auf deren Umfang alphanumerische Symbole reliefartig gedruckt sind, wobei die Nummerierräder von zugeordneten mechanischen Betätigungsmitteln betätigt werden, um die Räder auf die geeigneten Nummerierungspositionen zu drehen.
Neben den üblichen mechanischen Nummeriervorrichtungen, bei denen die Nummerierräder sequenziell betätigt werden, gibt es eine andere Kategorie von Nummeriervorrichtungen, die eine größere Flexibilität bei der Art und Weise bereitstellen, mit der die Nummerierräder von einem Nummerierdurchgang zum nächsten betätigt werden oder betätigt werden können.
Eine Nummeriervorrichtung mit frei justierbaren Nummerierrädern wird beispielsweise in dem US-Patent Nr. US 5,660,106 offenbart, dessen Inhalt durch Bezugnahme in der jetzigen Anmeldung aufgenommen ist. Dieses Patent offenbart eine Nummeriervorrichtung, bei der alle Nummerierräder um eine gemeinsame Antriebswelle drehbar sind und anhand einer Kopplungshülse mit der Antriebswelle antreibbar sind, und wobei elektromagnetisch betätigte Sperrklinken bereitgestellt werden, um eines der Nummerierräder in der gewünschten Position zu blockieren. Diese Nummeriervorrichtung hat den Vorteil, dass wahlweise und willkürlich jederzeit auch nicht sequenzielle Zahlen gebildet werden können, was insbesondere einen nicht einheitlichen Zahlensprung von einem Nummerierdurchgang zum nächsten ermöglicht. Diese Nummeriervorrichtung kann insbesondere verwendet werden, um die Nummerierungsmethode umzusetzen, die in der WO 2004/016433 offenbart wird. Für eine ausführliche Erklärung der Funktionsweise dieser Nummeriervorrichtung wird auf die gesamte Offenbarung von US 5,660,106 Bezug genommen. Die Nachteile dieser Nummeriervorrichtung liegen jedoch in dem relativ aufwändigen Betätigungsmechanismus und den damit verbundenen Kosten, sowie in der Entwicklung übermäßiger Wärme, die durch Reibung zwischen den Nummerierrädern und der gemeinsamen Antriebswelle verursacht wird.
Eine in gewisser Weise ähnliche, jedoch aufwändigere Nummeriervorrichtung als diejenige, die in der US 5,660,106 beschrieben wird, wird in der deutschen Patentanmeldung Nr. DE 3 047 390 offenbart. Ein Nachteil derselben liegt in der Tatsache, dass sie langsam ist und die Drehung der Nummerierräder in nur einer Richtung zulässt.
Eine hybride Nummeriervorrichtung wird in der US 4,677,910 offenbart, hauptsächlich in 6 und 6a derselben, deren entsprechende Beschreibung hierin durch Bezugnahme für die Zwecke der Erklärung aufgenommen ist. Diese Nummeriervorrichtung behebt zum Teil die Einschränkung von rein sequenziellen Nummeriervorrichtungen, indem sie das mechanische Nummerierrad für die Einerstellen durch ein Nummerierrad ersetzt, das kinematisch von den anderen Nummerierrädern unabhängig ist und von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Flexibilität dieser Nummeriervorrichtung ist jedoch sehr beschränkt, da nur ein Nummerierrad (nämlich nur das Einerstellenrad) auf eine beliebige Position eingestellt werden kann, während die anderen Nummerierräder weiterhin sequenziell betätigt werden.
Eine andere hybride Nummeriervorrichtung wird in der bereits zuvor erwähnten internationalen Anmeldung WO 2004/016433 offenbart, deren Inhalt durch Bezugnahme in der jetzigen Anmeldung aufgenommen ist. Bei dieser Nummeriervorrichtung werden die Räder für die Einerstellen und Zehnerstellen sequenziell betätigt (d. h. von rein mechanischen Betätigungsmitteln), wohingegen mindestens die Räder für die Hunderter- und Tausenderstellen unabhängig betätigt werden, um es zu ermöglichen, Zahlen während der Nummerierung zu überspringen. Dieser Aufbau ermöglicht es, das zuvor erwähnte spezifische Nummerierungsverfahren durchzuführen, das eine Verarbeitung der Bündel ohne Kollationieren ermöglicht.
Das US-Patent Nr. US 4,843,959 (das der europäischen Patentanmeldung EP 0 286 317 A1 entspricht) offenbart mit Bezug auf 3 bis 6 desselben eine andere hybride Nummeriervorrichtung, bei der sechs von zehn Nummerierrädern (d. h. die Nummerierräder für Einer, Zehner, Hunderter, Tausender, Zehntausender und Hunderttausender) alle von jeweiligen Schrittmotoren über Getriebe und Wellen angetrieben werden. Jeder Motor umfasst eine Positionserfassungsvorrichtung, z. B. einen Drehgeber, zur richtigen Steuerung des Betriebs der Motoren, und eine Rückführung von den Erfassungsvorrichtungen an einen Computer ermöglicht es dem Computer, die Einstellungen der Nummerierräder zu überprüfen. Die verbleibenden vier Nummerierräder tragen die einzelnen Zeichen für die Präfixe und Suffixe, und es wird keine Beschreibung bezüglich der Mittel gegeben, die verwendet werden, um diese Räder anzutreiben.
Ein Hauptnachteil dieser Lösung liegt in der Tatsache, dass höchstens sechs Nummerierräder, nicht mehr, durch die offenbarte Anordnung von Schrittmotoren, Getrieben und Wellen drehbar angetrieben werden können.
Ein anderer Nachteil liegt in der Tatsache, dass die Motoren nur außerhalb der Seitenwände der Nummeriervorrichtung liegen und sich nur dort befinden können, was eine Verwendung mehrerer Nummeriervorrichtungen nebeneinander verhindert, oder zumindest die Möglichkeit stark einschränkt, mehrere Nummeriervorrichtungen platzsparend nebeneinander anzuordnen, was im Zusammenhang mit der Ganzbogen-Nummerierung von Wertpapieren besonders kritisch ist. Die sechs Motoren sind nämlich paarweise angeordnet, wobei die Wellen der Motoren jedes Paars einander gegenüber liegen.
Noch ein anderes Problem der Lösung, die in der US 4,843,959 beschrieben wird, liegt in der Tatsache, dass die Getriebe, die verwendet werden, um die Nummeriert der drehbar anzutreiben, alle den gleichen Durchmesser aufweisen, und dass es demnach keinen Reduktionsfaktor zwischen dem Motorausgang und den Nummerierrädern gibt. Mit anderen Worten sind die Präzision dieser Nummeriervorrichtung, sowie die Drehgeschwindigkeit und das Drehmoment, unmittelbar von den Eigenschaften des Motors abhängig. Da Schrittmotoren verwendet werden, bedeutet dies insbesondere eine sehr hohe Anzahl von Schritten pro Umdrehung für den Motor, was zu Motoren führt, die sehr große Abmessungen aufweisen, die schwer in die Nummeriervorrichtung selber zu integrieren sind.
Je nach der Anzahl von Sicherheitsdrucken auf jedem Bogen und je nach der Bogengestaltung können mechanische Nummeriervorrichtungen mit sequenzieller Betätigung in Betracht gezogen werden, um die Nummerierung nach der Nummerierungsmethode aus WO 2004/016433 durchzuführen. Dies ist wiederum nur möglich, wenn die Anzahl von Sicherheitsdrucken auf jedem Bogen ein Vielfaches von zehn (oder von fünfundzwanzig) ist, und indem die Nummeriervorrichtungen spezifisch ausgelegt werden. Eine derartige Lösung wird in der internationalen Anmeldung Nr. WO 2005/018945 offenbart. Eine andere alternative Lösung wird in der europäischen Patentanmeldung 1 731 324 offenbart, eingereicht am B. Juni 2005 im Namen der vorliegenden Anmelderin und unter dem Titel ”NUMBERING PROCESS FOR SECURITIES, METHOD FOR PROCESSING THE NUMBERED SECURITIES AND NUMBERING DEVICE TO CARRY OUT THE NUMBERING PROCESS”. Wie zuvor sind derartige Lösungen nicht auf Fälle anwendbar, bei denen die Bögen eine Anzahl von Sicherheitsdrucken umfassen, die kein Vielfaches von zehn oder von fünfundzwanzig ist.
Ein Nachteil der Nummeriervorrichtungen, die in US 5,660,106 , DE 30 47 390 , US 4,677,910 , WO 2004/016433 , WO 2005/018945 und EP 1 731 324 beschrieben werden, liegt in der Tatsache, dass die Nummeriervorrichtungen wie bei herkömmlichen mechanischen Nummeriervorrichtungen mechanisch mit Betätigungsmitteln interagieren, die nicht zu den Nummeriervorrichtungen als solche gehören und die typischerweise dort auf der Nummerierungsmaschine montiert werden, wo die Nummeriervorrichtungen angeordnet werden.
Insbesondere benötigt jede Nummeriervorrichtung ein Betätigungsnockenglied zum Betätigen oder zumindest zum Freigeben der Nummerierräder, wobei dieses Nockenglied mit einer entsprechenden Nockenfläche zusammenwirkt, die in der Nummerierungsdruckpresse angeordnet ist. Bei einigen der vorgeschlagenen Lösungen erfordert das drehbare Antreiben der Nummerierräder ferner eine mechanische Kopplung, wie etwa die Lösung, die in der US 5,660,106 beschrieben wird, die ein Antriebsgetrieberad und ein zugeordnetes Zahnsegment benötigt.
Kurzdarstellung der Erfindung
Ein Ziel der Erfindung ist es, die bekannten Vorrichtungen und Verfahren zu verbessern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nummeriervorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, ein beliebiges Nummerierverfahren durchzuführen.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nummeriervorrichtung bereitzustellen, die einfach herzustellen ist und die eine kleine Größe aufweist.
Noch ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nummeriervorrichtung bereitzustellen, die zuverlässig ist.
Diese Ziele werden dank der in den Ansprüchen definierten Vorrichtung erreicht.
Demnach wird eine Nummeriervorrichtung zur Durchführung der Nummerierung in Bogen- oder Rollen-Nummerierungsdruckpressen bereitgestellt, wobei die Nummeriervorrichtung eine Nummeriereinheit mit drehbaren Nummerierrädern aufweist, die alphanumerische Symbole tragen, wobei die Nummerierräder nebeneinander angeordnet sind und um eine gemeinsame Drehachse drehen, wobei die Nummeriervorrichtung weiter elektromechanische Betätigungseinrichtungen zur Einstellung der Position der Nummerierräder aufweist. Erfindungsgemäß sind die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen vollständig innerhalb der Nummeriervorrichtung angeordnet und mechanisch autonom (benötigen nämlich keine externe mechanische Ankopplung um die Nummerierräder zu betätigen), wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen eine Vielzahl von unabhängigen Antriebseinrichtungen zur Betätigung einer entsprechenden Vielzahl von Numerierrädern aufweisen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Nummeriervorrichtung mehr als sechs drehbare Nummerierräder, die von einer entsprechenden Anzahl von unabhängigen Antriebseinrichtungen betätigt werden. Vorteilhaft umfasst die Nummeriervorrichtung bis zu zwölf solcher drehbaren Nummerierräder mit unabhängigen Antriebseinrichtungen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfasst jede Antriebseinrichtung mindestens einen Elektromotor, der das zugeordnete Nummerierrad über ein Getriebe antreibt, wobei der Elektromotor bevorzugt mit dem Getriebe über ein Untersetzungsgetriebe gekoppelt ist. Dieser Elektromotor ist bevorzugt ein bürstenloser Gleichstrommotor mit elektronischer Umschaltung (Kommutierung). Ein Reduktionsfaktor zwischen einem Ausgang des Elektromotors und den entsprechenden Nummerierrädern wird derart ausgewählt, dass eine an seinem Umkreis gemessene Positionsauflösung des Nummerierrads bei ungefähr 0,1 bis 0,15 mm oder weniger liegt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dies durch eine ausgewählte Kombination aus einem Untersetzungsgetriebe und Ritzeln und Zahnrädern mit sorgfältig gewählten Dimensionen und sorgfältig gewählter Zahnanzahl erreicht.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind die Antriebseinrichtungen um die Drehachse der Nummerierräder verteilt, und zwar vorteilhaft derart, dass angrenzende Einrichtungen Kopf bei Fuß angeordnet sind. In diesem Zusammenhang kann ein erster Teil der Antriebseinrichtungen auf einer Seite der Nummeriervorrichtung getragen werden, während ein verbleibender Teil der Antriebseinrichtungen auf der anderen Seite der Nummeriervorrichtung getragen wird, wobei die Antriebseinrichtungen derart angeordnet sind, dass der erste Teil und der verbleibende Teil nach Art von zwei ineinander verzahnten Kammstrukturen ineinander verschachtelt sind. Bevorzugt sind die Antriebseinrichtungen auf zwei symmetrische, halbkreisförmige, kammförmige Teile montiert.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Tatsache, dass die Betätigung der Nummeriervorrichtung keine mechanische Interaktion mit externen Betätigungsmitteln erfordert. Erfindungsgemäß sind die elektromechanischen Betätigungsmittel mechanisch selbstständig und die Betätigung erfordert nur eine elektrische Verbindung mit der Nummeriervorrichtung. Die elektromechanischen Betätigungsmittel befinden sich zudem vollständig innerhalb eines Innenraums der Nummeriervorrichtung, so dass sie eine sehr kompakte Anordnung bilden.
Zudem ist die Nummeriervorrichtung der vorliegenden Erfindung eine wirklich flexible Nummeriervorrichtung, die dazu geeignet ist, ein beliebiges Nummerierungsverfahren durchzuführen. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können bis zu zwölf verschiedene Nummerierräder unabhängig betätigt werden, wobei diese Anzahl zuvor mit den Nummeriervorrichtungen nach dem Stand der Technik nicht erreicht werden konnte.
Diese Nummeriervorrichtung ist nicht nur wirklich flexibel, sondern diese Flexibilität erfolgt auch nicht um den Preis einer Vergrößerung der Nummeriervorrichtung. In der Tat ist die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit bis zu zwölf unabhängig angetriebenen Nummerierrädern vergleichsweise kleiner als die Nummeriervorrichtungen mit elektromechanischer Betätigung nach dem Stand der Technik.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach dem Durchlesen der nachstehenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung deutlicher werden, die nur beispielhaft und nicht einschränkend vorgelegt und durch die beiliegenden Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
1 eine erste allgemeine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nummeriervorrichtung;
2 eine zweite perspektivische Ansicht der Ausführungsform aus 1, bei der gewisse Abdeckungsteile entfernt wurden;
3 eine perspektivische Teilansicht im Querschnitt der Ausführungsform aus 1;
4 eine andere perspektivische Ansicht der Ausführungsform aus 1, wobei ein Teil der Getriebe, die verwendet werden, um die Nummerierräder drehbar anzutreiben, zu sehen ist;
5 eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der Ausführungsform aus 1, die ein Seitenrahmenteil der Nummeriervorrichtung mit seinem zugeordneten Trägerbauteil zeigt, um einen Teil der Antriebseinrichtungen zu tragen, der verwendet wird, um die Nummerierräder zu drehen;
6 eine andere auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der Ausführungsform aus 1, die das gegenüberliegende Seitenrahmenteil der Nummeriervorrichtung zeigt mit seinem anderen zugeordneten Trägerbauteil für die Antriebseinrichtungen;
7 eine schematische Ansicht der kinematischen Antriebskette zwischen einem Nummerierrad und seinen zugeordneten Antriebseinrichtungen;
8a, 8b und 8c Ansichten, die eine erste Variante eines lösbaren Indexiermechanismus zum mechanischen Ausrichten und Halten der Position der Nummerierräder während eines Nummerierungsvorgangs abbilden;
9a, 9b und 9c Ansichten, die eine zweite Variante eines lösbaren Indexiermechanismus zum mechanischen Ausrichten und Halten der Position der Nummerierräder während eines Nummerierungsvorgangs abbilden;
10a und 10b Ansichten aus zwei verschiedenen Perspektiven eines Rahmenteils für eine Nummeriervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
11 eine perspektivische Teilansicht der Nummeriervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
12 eine perspektivische Ansicht einer Variante eines Ritzels der Antriebskette aus 7, das mit einem lösbaren Klemmring ausgestattet ist zur Justierung der Axialposition des Ritzels auf seiner zugeordneten Welle;
13 eine Teildraufsicht, die sechs Ritzel von der Art, die in 12 abgebildet ist, und ihre zugeordneten Wellen, die in der Nummeriervorrichtung montiert sind, zeigt;
14a bis 14e perspektivische Teilansichten, die eine Ausführungsform eines lösbaren Indexiermechanismus gemäß der ersten Variante, die in 8a bis 8c abgebildet ist, abbilden;
15a und 15b Ansichten aus zwei verschiedenen Perspektiven einer flexiblen Leiterplattenanordnung, die dazu geeignet ist, die Steuerelektronik zu tragen, die verwendet wird, um den Betrieb der Nummeriervorrichtung zu steuern;
16a und 16b Ansichten einer anderen Ausführungsform einer flexiblen Leiterplattenanordnung, die dazu geeignet ist, die Steuerelektronik zu tragen, die verwendet wird, um den Betrieb der Nummeriervorrichtung zu steuern.
Ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine erste allgemeine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nummeriervorrichtung 1. Die Nummeriervorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem Bodenrahmenteil 2 und einem zweiteiligen Seitenrahmenteil 3, 3'. Das zweiteilige Seitenrahmenteil umfasst zwei Seitenrahmenteile 3 und 3' (wobei das Seitenrahmenteil 3' in 1 nicht zu sehen ist), die an ihren unteren Enden an dem Bodenrahmenteil 2 anhand von Schrauben 25 befestig sind (in 2 und 4 zu sehen). Bei der Ausführungsform aus 1 ist der obere Teil der Nummeriervorrichtung 1 mit einem oberen Abdeckelement 4 abgedeckt, das an den Seitenrahmenteilen 3, 3' durch obere Schrauben 5 befestigt ist. Das Abdeckelement 4 ist mit einer Öffnung 4a versehen, durch die ein Teil einer Nummeriereinheit 6 herauskommt, die mehrere Nummerierräder oder Nummerierscheiben 7 umfasst, die nebeneinander angeordnet sind, um sich um eine gemeinsame Drehachse zu drehen, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Die Nummeriervorrichtung 1 ist auch auf ihren Seiten von schützenden seitlichen Abdeckelementen 8 abgedeckt, die auf den Seitenrahmenteilen 3, 3' durch Seitenschrauben 9 montiert sind. Obwohl nur zwei Seitenschrauben 9 in 1 zu sehen sind, versteht es sich, dass zwei andere Seitenschrauben auf der gegenüberliegenden Seite der Nummeriervorrichtung 1 bereitgestellt werden, um die seitlichen Abdeckelemente 8 ähnlich positionsmäßig zu sichern.
In 2 wurden die beiden seitlichen Abdeckelemente 8 und das obere Abdeckelement 4 weggelassen, um die Anordnung der Bestandteile besser zu zeigen, die sich im Innern der Nummeriervorrichtung 1 befinden. In dieser 2 sind die Schrauben 25 zum Sichern des Seitenrahmenteils 3' am Bodenrahmenteil 2 zu sehen, wobei ähnliche Schrauben auf der anderen Seite bereitgestellt werden, um das Seitenrahmenteil 3 zu sichern, wie in 1 dargestellt. Auf der unteren Hälfte der Nummeriervorrichtung 1 befinden sich zwei Platten 100 (eine auf jeder Seite der Nummeriervorrichtung 1), die jeweils auf den Seitenrahmenteilen 3 und 3' der Nummeriervorrichtung 1 anhand von Schrauben 11 montiert sind. Die Platten 100 sind Leiterplatten, die einen Teil der Steuerelektronik tragen, die verwendet wird, um den Betrieb der Nummeriervorrichtung 1 zu steuern.
Wie es auf der oberen Seite der Nummeriervorrichtung 1 dargestellt ist, trägt die Nummeriereinheit 6 mehrere drehbare Nummerierräder 7, die nebeneinander um eine gemeinsame Drehachse herum angeordnet sind. Bei der abgebildeten Ausführungsform umfasst die Nummeriereinheit 6 zwölf Nummerierräder 7 und ein zusätzliches Hilfsrad 7'. Der Zweck des Hilfsrads 7' ist es, sicherzustellen, dass die Nummeriereinheit 6 eine bestimmte Länge und Symmetrie für eine geeignete Positionierung der Nummeriereinheit 6 zwischen den beiden Seitenrahmenteilen 3 und 3' aufweist. Jedes Nummerierrad 7 trägt alphanumerische Symbole, wie etwa eine Zahlenreihe (typischerweise von 0 bis 9) und/oder eine Buchstabenreihe (beispielsweise A, B, C usw.). Solche Symbole werden verwendet, um gedruckte Wertpapiere zu nummerieren (wie es oben ausführlich erklärt wurde). Neben den zuvor erwähnten Symbolen und je nach Anwendung können die Nummerierräder 7 auch mit einem Entwertungsindex versehen sein, um eine Entwertungsmarkierung und/oder einen Leerindex zu drucken, damit kein Symbol gedruckt wird und beim Drucken eine Leerstelle gelassen wird. Zudem trägt jedes Nummerierrad 7 mindestens einen Magneten 12 für Kalibrierungszwecke, wobei jeder Magnet 12 ausgelegt ist, um mit einem entsprechenden Detektor 13 zusammenzuwirken (beispielsweise einem Hall-Effekt-Detektor), der von einem Trägerelement 14, 14' getragen wird. Bei dem Beispiel aus 2 werden sechs Detektoren 13 von dem Trägerelement 14' getragen, und sechs andere Detektoren (in 2 nicht zu sehen) werden von dem Trägerelement 14 gehalten. Der Zweck der Magneten 12 und Detektoren 13 besteht darin, die Position jedes Nummerierrads 7 um die Drehachse zu kalibrieren und sicherzustellen, dass jedes Nummerierrad 7 in eine der gewünschten Nummerierpositionen gebracht werden kann. Die Trägerelemente 14, 14' werden zwischen den Seitenrahmenteilen 3, 3' montiert und können von ihren abgebildeten Positionen aus von der Nummeriereinheit 6 weg zurückgedreht werden, nachdem das obere Abdeckelement 4 abgenommen wurde, wodurch das Zusammenbauen und Auseinandernehmen der Nummeriereinheit 6 ermöglicht wird. Natürlich ist es möglich, alle notwendigen Detektoren 13 auf das gleiche Trägerelement 14 (oder 14') zu setzen. Andere äquivalente Mittel könnten in Betracht gezogen werden, um die positionsmäßige Kalibrierung der Nummerierräder vorzunehmen, wie etwa Codierräder (oder dergleichen), die mit den Nummerierrädern 7 integriert sind.
Wie es nachstehend ausführlicher erklärt wird, wird jedes Nummerierrad 7 unabhängig von zugeordneten Antriebseinrichtungen betätigt. In 2 ist ein Teil dieser unabhängigen Antriebseinrichtungen bereits zu sehen, einschließlich der Elektromotoren 15.
3 zeigt eine perspektivische Teilansicht im Querschnitt der Nummeriervorrichtung 1, die waagerecht durch die Drehachse der Nummerierräder 7 geht und die elektromechanischen Betätigungsmittel ausführlicher abbildet, die verwendet werden, um die Position der Nummerierräder 7 einzustellen. Wie bereits erwähnt, versteht es sich, dass sich die elektromechanischen Betätigungsmittel der Nummeriervorrichtung vollständig innerhalb der Nummeriervorrichtung befinden, d. h. dass sie im Innern des Gehäuses der Nummeriervorrichtung angeordnet sind. Wie in 3 abgebildet, werden die Nummerierräder 7 zur Drehung um eine gemeinsame Welle 17 montiert, die an beiden Enden auf Lagern getragen wird, die in den Seitenrahmenteilen 3 und 3' bereitgestellt werden. Die Nummerierräder 7 werden zusammen mit dem Hilfsrad 7' anhand von einem Paar Halteringen 71, 72 (die in 3 nicht abgebildet sind, jedoch in 2, 4, 8c und 9c zu sehen sind) auf der gemeinsamen Welle 17 gehalten, wobei die Halteringe 71, 72 an Gewindeendabschnitten 17a, 17b der gemeinsamen Welle 17 befestigt sind. Die Nummerierräder 7 werden derart montiert, dass sie um die gemeinsame Welle 17 herum zwischen den Halteringen 71, 72 frei drehbar sind. Es versteht sich, dass die gemeinsame Welle 17 sich nicht dreht.
Jedes Nummerierrad 7 wird vorzugsweise von einem Elektromotor 15, der mit einer Getrieberadanordnung 19, 20, 21, 22, 23 gekoppelt ist, drehbar angetrieben (ebenfalls schematisch in 7 gezeigt). Dazu ist jedes Nummerierrad 7 mit einem Zahnrad 16 versehen, das dazu ausgelegt ist, sich zusammen mit dem Nummerierrad 7 zu drehen. Das Nummerierrad 7 und das Zahnrad 16 könnten entweder als zwei getrennte Teile gebildet sein, die aneinander befestigt sind, oder als einzelnes Teil. Die zwölf Zahnräder 16 sind in 2 und 3 zwischen den Nummerierrädern 7 zu sehen. Bei der abgebildeten Ausführungsform umfassen die elektromechanischen Betätigungsmittel zum Betätigen der Nummerierräder 7 somit zwölf Motoren 15, zwölf Getrieberadanordnungen 19 bis 23 und zwölf Zahnräder 16 (d. h. eines für jedes Nummerierrad 7). Bevorzugt ist jeder Motor 15 einem Untersetzungsgetriebe 18 zugeordnet, dessen Zweck nachstehend erklärt wird. Das Untersetzungsgetriebe 18 weist eine Abtriebswelle 19 auf, die ein erstes Ritzel 20 trägt, das in ein Getrieberad 21 eingreift, das auf einer Zwischenwelle 22 montiert ist, wobei die Zwischenwelle 22 von dem Getrieberad 21 drehbar angetrieben wird. Auf der Zwischenwelle 22 ist auch ein zweites Ritzel 23 montiert, das in das Zahnrad 16 des entsprechenden Nummerierrads 7 eingreift. Demnach wird jedes Nummerierrad 7 von seinem eigenen unabhängigen Antriebsmechanismus drehbar angetrieben, wie es vorstehend beschrieben wurde, und kann auf eine beliebige gewünschte Position eingestellt werden, unabhängig von den anderen Nummerierrädern 7.
In der folgenden Beschreibung (sowie in den Ansprüchen) wird die Anordnung, die den Motor 15, das optionale Untersetzungsgetriebe 18 und die Getrieberadanordnung 19 bis 23 umfasst, als ”Antriebseinrichtungen” zum drehbaren Antreiben des zugeordneten Zahnrads 16 und des Nummerierrads 7 bezeichnet. Bei der abgebildeten Ausführungsform gibt es demnach zwölf unabhängige Antriebseinrichtungen.
Es versteht sich, dass jede Getrieberadanordnung 19 bis 23 und das zugeordnete Zahnrad 16 ein zweistufiges Getriebe bilden, wie es schematisch in 7 abgebildet ist. Dieses zweistufige Getriebe zeigt einen bestimmten Reduktionsfaktor, der von den Verhältnissen zwischen der Anzahl von Zähnen der Ritzel 20, 23, des Getrieberads 21 und des Zahnrads 16 abhängig ist. Genauer gesagt wird der Reduktionsfaktor R_Z des zweistufigen Getriebes 16, 19 bis 23 durch den folgenden Ausdruck gegeben, wobei Z1, Z2, Z3, Z4 jeweils die Anzahl der Zähne des ersten Ritzels 20, des Getrieberads 21, des zweiten Ritzels 23 und des Zahnrads 16 sind: R_Z = (Z2·Z4)/(Z1·Z3) (1)
Wie zuvor erwähnt, ist jeder Motor 15 bevorzugt mit dem zweistufigen Getriebe 16, 19 bis 23 über ein Untersetzungsgetriebe 18 gekoppelt. Dieses Untersetzungsgetriebe 18 stellt eine zusätzliche Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit und eine zusätzliche Erhöhung des Ausgangsdrehmoments des Motors 15 bereit. Das Untersetzungsgetriebe 18 verfügt auch über einen Reduktionsfaktor, der mit R_G bezeichnet wird. Der Gesamtreduktionsfaktor R zwischen dem Ausgang des Motors 15 und dem zugeordneten Nummerierrad 7 ist somit durch den folgenden Ausdruck gegeben: R = R_G·R_Z = R_G·(Z2·Z4)/(Z1·Z3) (2)
Es versteht sich, dass, wenn ein Untersetzungsgetriebe ausgelassen wird, der Reduktionsfaktor R_G in dem obigen Ausdruck (2) durch eins ersetzt werden kann. Die Ausführungsform der Nummeriervorrichtung 1, die in den Zeichnungen abgebildet ist, wurde ausgelegt, um mindestens die folgenden drei Hauptziele zu erreichen:

1. eine möglichst hohe Positionsauflösung bzw. Genauigkeit der Nummerierräder 7;
2. eine möglichst schnelle Umschaltzeit (Kommutierungszeit) für die Bewegung der Nummerierräder 7 in die Zielpositionen;
3. eine möglichst kleine und kompakte Nummeriervorrichtung.

Bei der abgebildeten Ausführungsform werden diese drei Ziele dank einer geeigneten Auswahl der Motoren 15, der Untersetzungsgetriebe 18 und einer geeigneten Dimensionierung der Ritzel 20, 23, des Getrieberads 21 und des Zahnrads 16 erreicht. Die Motoren 15 und Untersetzungsgetriebe 18 sind bevorzugt Bestandteile, die von der Firma Maxon Motors AG aus der Schweiz (www.maxonmotor.com) hergestellt und verkauft werden. Genauer gesagt sind die Motoren 15 bevorzugt bürstenlose Gleichstrommotoren mit elektronischer Umschaltung (Kommutierung), wie sie von Maxon Motors AG unter der Artikelnummer EC 6 hergestellt werden (mit einer Drehgeschwindigkeit von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute), die sich für die vorliegende Anwendung besonders gut eignen, während die Untersetzungsgetriebe 18 bevorzugt Miniaturplanetenräder sind, wie sie von Maxon Motors AG unter der Artikelnummer GP 6 hergestellt werden, die beide einen Durchmesser von ungefähr von 6 mm aufweisen. Die Vorteile der Verwendung bürstenloser Gleichstrommotoren mit elektronischer Umschaltung im Vergleich zu anderen Motorarten, wie etwa Schrittmotoren, sind vielfach. Zunächst sind Reibungs- und Verschleißprobleme durch die bürstenlose Konfiguration dieser Motoren weitgehend eingeschränkt, was somit zu einer langen Lebensdauer führt. Zudem können solche Motoren weitgehend miniaturisiert werden und dabei eine ausreichend hohe Geschwindigkeit und ein hohes Drehmoment liefern, um den Anforderungen von Nummerierungsanwendungen gerecht zu werden.
Der Gesamtreduktionsfaktor zwischen dem Ausgang des Elektromotors 15 und dem entsprechenden Nummerierrad 7 wird derart ausgewählt, dass eine an seinem Umkreis gemessene Positionsauflösung des Nummerierrads 7 ungefähr 0,10 bis 0,15 mm oder weniger beträgt, um eine ausreichend feine Justierung der Position der Nummerierräder 7 sicherzustellen. Für Nummerierräder 7 mit typischen Durchmessern von ungefähr 20 bis 30 mm bedeutet dies eine Auflösung von mehreren hunderten Schritten pro Umdrehung (d. h. weniger als 1 Winkelauflösung). Für eine bestimmte Motorart, die dazu geeignet ist, z. B. sechs verschiedene Positionen pro Umdrehung einzunehmen (wie etwa der EC 6 Motor von Maxon), ergibt dies einen Gesamtreduktionsfaktor im Bereich von einhundert, wobei dieser Reduktionsfaktor anhand der Kombination der oben erwähnten Untersetzungsgetriebe 18 und Getriebe 16, 19 bis 23 mühelos zu erreichen ist.
Noch einmal mit Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform aus 3, versteht es sich, dass sich jede Zwischenwelle 22 nicht über die gesamte Länge zwischen den beiden Seitenrahmenteilen 3, 3' erstreckt. Stattdessen, wie in 3 dargestellt, wird jede Zwischenwelle 22 zwischen einem der Seitenrahmenteile 3, 3' und einer Zwischenträgerwand 30 gehalten. Wie nachstehend erklärt wird, wird die Zwischenträgerwand 30 aus den Endabschnitten 31a, 31a' von zwei getrennten Trägerbauteilen 31, 31' gebildet (siehe auch 5 und 6). Jede Zwischenwelle 22 wird zwischen einem Paar Lager, die im Seitenrahmenteil 3 bereitgestellt werden, und einem Trägerbauteil 31, bzw. 3' und 31', getragen.
4 bildet eine andere Ansicht der Nummeriervorrichtung 1 ab. Wie es mühelos aus dieser Ansicht zu entnehmen ist, wurde das Seitenrahmenteil 3' ausgelassen, um einige der Ritzel 20 und Getrieberäder 21 der Getrieberadanordnungen zu zeigen. Wie bereits zuvor erwähnt, werden die Seitenrahmenteile 3 und 3' auf dem Bodenrahmenteil 2 anhand von einem Paar Schrauben 25 montiert, die in 4 zu sehen sind. In 4 sind auch beispielhaft alphanumerische Symbole auf dem Umfang der Nummerierräder 7 abgebildet (in dieser Figur sind die Symbole ”5” und ”6” zu sehen).
In 4 ist eine zusätzliche Leiterplatte 110 in dem verfügbaren Platz unter der Nummeriereinheit 6 und den zugeordneten Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 zu sehen. Diese Leiterplatte 110 ist ausgelegt, um mit den zuvor erwähnten Leiterplatten 100, die auf den Seiten angeordnet sind, anhand von geeigneten elektrischen Steckverbindern, wie etwa flexiblen Steckverbindern (nicht gezeigt), gekoppelt zu werden. Die gesamte Steuerelektronik, die benötigt wird, um den Betrieb der Nummeriervorrichtung 1 zu steuern, ist bevorzugt auf diesen Leiterplatten 100, 110 integriert. Ein Mehrfachsteckverbinder (nicht gezeigt), der mit der Steuerelektronik gekoppelt ist, kann vorteilhaft in einer der Öffnungen 3a oder 3a' angeordnet sein, die in jedem der Seitenrahmenteile 3, 3' bereitgestellt werden (diese Öffnungen 3a, 3a' sind in 1, 2, 5 und 6 zu sehen). Anhand dieser Steckverbinder, die in einem der Seitenrahmenteile 3, 3' angeordnet sind, kann die Steuerelektronik der Nummeriervorrichtung 1 mit einem externen Controller gekoppelt werden, insbesondere dem Controller einer Nummerierungsdruckpresse.
In 4 sind sechs Ritzel 20 und sechs Getrieberäder 21 zu sehen. Es versteht sich, dass sich die sechs verbleibenden Ritzel 20 und Getrieberäder 21 auf der gegenüberliegenden Seite der Nummeriervorrichtung 1 befinden. Bei der abgebildeten Ausführungsform sind die Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 nämlich um die Drehachse der Nummerierräder 7 (unter ihrem unteren Teil) vorteilhaft verteilt, indem angrenzende Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 Kopf bei Fuß um die Drehachse der Nummerierräder 7 herum angeordnet sind. Bei der abgebildeten Ausführungsform wird dies erreicht, indem eine erste Hälfte der Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 auf einer Seite der Nummeriervorrichtung 1 (nämlich auf dem Seitenrahmenteil 3) und die verbleibende Hälfte der Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 auf der anderen Seite der Nummeriervorrichtung 1 (nämlich auf dem Seitenrahmenteil 3') getragen werden. Genauer gesagt sind die Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 derart angeordnet, dass die ersten und zweiten Hälften nach Art von zwei ineinander verzahnten Kammstrukturen ineinander verschachtelt sind (siehe ebenfalls 5 und 6). In 4 gehören die Ritzel 20 und Getrieberäder 21, die zu sehen sind, zu der Hälfte, die auf dem auf Seitenrahmenteil 3' getragen wird.
Zudem sind die sechs Getrieberäder 21, wie in 4 dargestellt, vorteilhaft in zwei getrennten Ebenen angeordnet, so dass alle sechs Räder 21 in dem verfügbaren Platz angeordnet werden können. Die sechs verbleibenden Getrieberäder 21 sind ähnlich und symmetrisch auf der gegenüberliegenden Seite der Nummeriervorrichtung 1 angeordnet.
Die obige Konfiguration ermöglicht eine sehr kompakte Anordnung der Antriebseinrichtungen, die es bei der abgebildeten Ausführungsform ermöglicht, bis zu zwölf unterschiedliche Nummerierräder 7 unabhängig anzutreiben, was mit Nummeriervorrichtungen nach dem Stand der Technik nie erreichbar wäre. Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Nummeriervorrichtung jedoch mit weniger als zwölf unabhängig angetriebenen Nummerierrädern 7 versehen sein könnte, was mehr Platz zum Anordnen der notwendigen Antriebseinrichtungen ergäbe. Je nach der Anzahl von unabhängig angetriebenen Nummerierrädern könnte es möglich sein, alle Antriebseinrichtungen auf der gleichen Seite der Nummeriervorrichtung anzuordnen oder eine größere Anzahl von Antriebseinrichtungen auf einer Seite als auf der anderen anzuordnen.
5 und 6 bieten ein besseres Verständnis der Anordnung der Antriebseinrichtungen auf jeder Seite der Nummeriervorrichtung 1. In diesen Figuren wurde die Nummeriereinheit 6 der Übersichtlichkeit halber ausgelassen. 5 bildet das Seitenrahmenteil 3 und das zugeordnete Trägerbauteil 31 zum Tragen der ersten Hälfte der Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 ab. In 5 wurden die Motoren 15, die zugeordneten Untersetzungsgetriebe 18, die Abtriebswellen 19 und die ersten Ritzel 20 ausgelassen, um die Form und Konfiguration des Trägerbauteils 31 besser abzubilden. 6 bildet das Seitenrahmenteil 3' ab, das noch an dem Bodenrahmenteil 2 befestigt ist und mit einer der Leiterplatten 100 versehen ist, sowie das zweite Trägerbauteil 31', das noch an dem Seitenrahmenteil 3' mit den getragenen Antriebseinrichtungen 15, 18 bis 23 befestigt ist.
Die beiden Trägerbauteile 31, 31' sind identisch und sind als zwei symmetrische, halbkreisförmige, kammförmige Teile ausgelegt, die sich ineinander verschachteln können. Jedes Trägerbauteil 31, 31' umfasst sechs Endabschnitte 31a, 31a', die jeweils mit einem Lager zum Tragen eines Endes einer Zwischenwelle 22 versehen sind, wobei das andere Ende der Zwischenwelle 22, wie bereits erwähnt, in einem Lager getragen wird, das auf dem Seitenrahmenteil 3, 3' bereitgestellt wird, wobei die Lager in 5 abgebildet sind. Wenn sie zusammengefügt sind, bilden die Endabschnitte 31a, 31a' der Trägerbauteile 31, 31' eine Zwischenträgerwand 30, wie bereits mit Bezug auf 3 erwähnt.
Eine halbmondförmige Platte 32, 32' mit einer Öffnung zum Durchgang der Welle der Nummeriereinheit 6 und mit Öffnungsschlitzen zum Durchgang der Ritzel 20 und zugeordneten Wellen 19 und der Zwischenwellen 22 (siehe auch 4) ist zwischen dem Seitenrahmenteil 3 und dem Trägerbauteil 31, bzw. 3' und 31', eingeschoben. Die Vertiefungen 31b, die dimensioniert sind, um die Motoren 15 mit ihren Untersetzungsgetrieben 18 aufzunehmen, werden ferner auf den Trägerbauteilen 31, 31' bereitgestellt. Diese Vertiefungen 31b sind in 5 zu sehen, werden jedoch in 6 durch die Motoren 15 und Untersetzungsgetriebe 18 verdeckt.
Wie in 5 und 6 abgebildet, sind die kammförmigen Trägerbauteile 31, 31' auf den Seitenrahmenteilen 3, 3' anhand von ein paar Schrauben 33 montiert. Eine Vertiefung 3b (nur in 5 zu sehen) wird in jedem der Seitenrahmenteile 3, 3' bereitgestellt, um Platz zu schaffen, um die ersten Ritzel 20 und die Getrieberäder 21 unterzubringen, wobei sechs Lager in dieser Vertiefung 3b bereitgestellt werden, um das andere Ende der Zwischenwellen 22 zu halten.
Wie in 5 und 6 abgebildet, sind die Ritzel 23 an den Zwischenwellen 22 entlang gestaffelt angeordnet, wobei die Position der zweiten Ritzel 23 derart ist, dass sie in die entsprechenden Zahnräder 16 der Nummerierräder 7 eingreifen. Die Position der Ritzel 23 an den Zwischenwellen 22 entlang kann in Abhängigkeit von der Breite und/oder Axialposition der zugeordneten Nummerierräder 7 auf der gemeinsamen Welle 17 justiert werden. Folglich ist es sehr einfach, eine Nummeriereinheit 6 durch eine andere Nummeriereinheit 6, die mit Nummerierrädern ausgestattet ist, die eine unterschiedliche Breite und/oder Axialposition aufweisen, zu ersetzen, da es reicht, die Position der Ritzel 23 an den Zwischenwellen 22 entlang anzupassen.
Auf dem oberen Teil jedes Seitenrahmenteils 3, 3' wird eine U-förmige Vertiefung 3c, bzw. 3c', bereitgestellt, um ein Ende der Welle 17 der Nummeriereinheit 6 aufzunehmen, wie in 2 und 3 gezeigt.
Alternativ und vorausgesetzt, dass geeignete Vorkehrungen getroffen werden, könnten das Trägerbauteil 31 und die Seitenrahmenteile 3, bzw. 31' und 3', einstückig ausgelegt sein. Ähnlich könnte das Bodenrahmenteil 2, statt separat bereitgestellt zu werden, mit einem der Seitenrahmenteile 3, 3' integriert sein oder bevorzugt in zwei Hälften unterteilt sein, die mit den Seitenrahmenteilen 3, 3' integriert sind, um die Anzahl von einzelnen Teilen zu reduzieren und das Zusammenbauen der Nummeriervorrichtung 1 zu vereinfachen.
Eine derartige Alternative ist in 10a, 10b und 11 abgebildet. 10a und 10b sind Ansichten aus zwei verschiedenen Perspektiven eines Rahmenteils, das mit der Bezugsnummer 303 bezeichnet ist. Zwei derartige Rahmenteile könnten aneinander befestigt sein, um ein Gehäuse für die Nummeriervorrichtung zu bilden und die zuvor erwähnte Nummeriereinheit und die Antriebseinrichtungen zu tragen. Wie in 10a und 10b abgebildet, umfasst das Rahmenteil 303 einen Trägerabschnitt 331, der ganz zu dem Rahmenteil 303 gehört, um eine Hälfte der Antriebseinrichtungen zu tragen. Dieser Trägerabschnitt 331 hat die gleiche Funktion wie das oben beschriebene Trägerbauteil 31, 31' und verfügt über eine halbkreisförmige, kammförmige Konfiguration mit Endabschnitten 331a, die jeweils mit einem Lager versehen sind, um ein Ende der Zwischenwelle 22 der Antriebseinrichtungen und Vertiefungen 331b zu tragen, die dimensioniert sind, um die Motoren 15 mit ihren Untersetzungsgetrieben 18 aufzunehmen. Wenn zwei identische Rahmenteile 303 ineinander verzahnt sind, bilden die Endabschnitte 331a eine Zwischenträgerwand ähnlich wie es zuvor mit Bezug auf 3 besprochen wurde.
Das Rahmenteil 303 ist ferner mit zwei Verlängerungen 304, 305 versehen, welche die gleiche Funktion wie das Bodenrahmenteil 2 der vorhergehenden Ausführungsform haben, wenn zwei Rahmenteile zusammengebaut sind. Dazu ist die Verlängerung 304 ist mit einem Gewindeabschnitt 304a versehen (nur in 10b zu sehen), und die Verlängerung 305 ist mit einem Durchgangsloch 305a versehen, um den Durchgang einer Schraube zu ermöglichen (nicht abgebildet). Wenn zwei Rahmenteile 303 zusammengebaut werden, wirken die Verlängerungen 304 und 305 eines Rahmenteils jeweils mit den Verlängerungen 305 und 304 des anderen Rahmenteils zusammen, d. h. eine Schraube kann in dem Durchgangsloch 305a der Verlängerung 305 jedes Rahmenteils angeordnet werden, um mit dem Gewindeabschnitt 304a der Verlängerung 304 des anderen Rahmenteils zusammenzuwirken. Zwei Schrauben sind somit notwendig, um die beiden Rahmenteile 303 zusammen zu befestigen.
Sechs Durchgangslöcher 319 und sechs Durchgangslöcher 322 werden in dem Rahmenteil 303 an Stellen bereitgestellt, die den notwendigen Durchgängen der Abtriebswellen 19 und Zwischenwellen 22 der Antriebseinrichtungen (oder genauer gesagt einer Hälfte davon) entsprechen, und zwar ähnlich wie bei der vorhergehenden Ausführungsform aus 1 bis 6.
Im Gegensatz zu der vorhergehenden Ausführungsform wird eine Vertiefung 303b auf einer Außenseite des Rahmenteils 303 bereitgestellt (mit Bezug auf die Stelle, wo die Nummeriereinheit montiert werden soll), um Platz zu schaffen, um die notwendigen Getriebe der Antriebseinrichtungen unterzubringen, nämlich die ersten Ritzel 20, die auf ihren entsprechenden Abtriebswellen 19 montiert sind, und die Getrieberäder 21, die auf ihren entsprechenden Zwischenwellen 22 montiert sind (wie deutlicher in 11 abgebildet), wobei die sechs Durchgangslöcher 322, die als Lager dienen, in dieser Vertiefung 303b bereitgestellt werden, um das andere Ende der entsprechenden Zwischenwellen 22 aufzunehmen. Wie in 11 abgebildet, ist eine Abdeckplatte 350 (die in dieser Figur zur Veranschaulichung durchsichtig gezeigt ist) anhand von drei Schrauben 355 an der Außenseite des Rahmenteils 303 befestigt, um die ersten Ritzel 20 und die Getrieberäder 21 abzudecken und zu schützen.
Wie in 10a, 10b und 11 abgebildet, ist ein oberer Teil des Rahmenteils 303 mit einem Vertiefungsabschnitt 303c versehen, um ein Ende der gemeinsamen Welle 17 der Nummeriereinheit 6 aufzunehmen. Eine Öffnung 303a wird ebenfalls in der Seite des Rahmenteils 303 bereitgestellt, um die Anordnung eines Mehrfachsteckverbinders zu ermöglichen, der in 11 zum Teil gezeigt ist und mit der Bezugsnummer 150 versehen ist, wobei der Steckverbinder mit der Steuerelektronik der Nummeriervorrichtung gekoppelt ist (siehe auch 15a und 15b) und das Koppeln der Steuerelektronik mit einem externen Controller ermöglicht, insbesondere mit dem Controller einer Nummerierungsdruckpresse.
Es wird nun Bezug genommen auf 12 und 13. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Variante des zweiten Ritzels der Antriebskette aus 7. Gemäß dieser Variante ist das zweite Ritzel, das insgesamt mit der Bezugsnummer 23* bezeichnet wird, mit einem lösbaren Klemmring 235 ausgestattet, um die Axialposition des Ritzels 23* auf seiner zugeordneten Welle 22 zu justieren. Dazu umfasst das Ritzel 23* einen röhrenförmigen Abschnitt 232, der ganz zu einem Ritzelabschnitt 231 gehört, wobei der röhrenförmige Abschnitt 232 an seinem Ende mit vier Längsschlitzen 232a versehen ist. Diese Längsschlitze 232a ermöglichen geringfügige Verformungen des Endes des röhrenförmigen Abschnitts 232 unter der Einwirkung des lösbaren Klemmrings 235. Genauer gesagt verfügt der röhrenförmige Abschnitt 232 über eine leicht konische äußere Oberfläche, wobei der Durchmesser des röhrenförmigen Abschnitts 232 zu seinem Ende hin abnimmt, d. h. dort, wo sich die Längsschlitze 232a befinden. Wenn der Klemmring 235 auf dem Ende des röhrenförmigen Abschnitts 232 positioniert ist, verursacht der Klemmring 235 eine Reduzierung des Durchmessers des inneren Durchgangslochs des röhrenförmigen Abschnitts 232, d. h. er sichert effektiv das Ritzel 23* auf seiner Welle 22 an der gewünschten Axialstelle. Wenn der Klemmring 235 von dem Ende des röhrenförmigen Abschnitts 232 abgenommen wird (d. h. nach rechts bei der in 12 abgebildeten Konfiguration), wodurch er die Klemmaktion des röhrenförmigen Abschnitts 232 auf die entsprechende Welle 22 ausübt, auf der das Ritzel 23* montiert ist, kann das Ritzel 23* auf seiner Welle 22 gleiten, und seine Axialposition kann somit justiert werden.
13 ist eine Teildraufsicht, die sechs Ritzel 23* von der in 12 abgebildeten Art und ihre zugeordneten Wellen 22, die auf der Nummeriervorrichtung montiert sind, zeigt. In diesem Zusammenhang kann das Gehäuse der Nummeriervorrichtung gemäß den ersten oder zweiten oben erwähnten Ausführungsformen aufgebaut sein, d. h. anhand des Seitenrahmenteils 3, 3' und des Trägerbauteils 31, 31' oder anhand des Rahmenteils 303 mit seinem Trägerabschnitt 331. Es versteht sich, dass die Variante aus 12 dadurch vorteilhaft ist, dass die Position der Ritzel 23* an den Zwischenwellen 22 entlang mühelos in Abhängigkeit von der Breite und/oder Axialposition der zugeordneten Nummerierräder 7 auf der gemeinsamen Welle 17 justierbar ist. Folglich ist es sehr einfach, eine Nummeriereinheit 6 durch eine andere Nummeriereinheit 6, die mit Nummerierrädern ausgestattet ist, die eine andere Breite und/oder Axialposition aufweisen, zu ersetzen. Dies ermöglicht z. B. die Verwendung einer Nummeriereinheit 6, die mit Nummerierrädern mit nicht gleichbleibenden Breiten versehen ist, was neue Möglichkeiten für das Format und die Schriftart der alphanumerischen Symbole eröffnet, welche die Nummeriervorrichtung drucken kann.
Es wird nun Bezug genommen auf 8a bis 8c und 9a bis 9c, die zwei Varianten eines lösbaren Indexiermechanismus (oder eines Blockiermechanismus) zum mechanischen Ausrichten und Halten der Position der Nummerierräder während eines Nummerierungsvorgangs abbilden. Dieser Indexiermechanismus ist als solcher nicht notwendig, ermöglicht es jedoch gegebenenfalls eine exakte Positionierung der Nummerierräder 7 an ihren Zielpositionen zu gewährleisten. Es versteht sich, dass dieser Indexiermechanismus betriebsfähig ist und mit den Nummerierrädern zusammenwirkt, sobald alle Nummerierräder auf ihre Zielpositionen gedreht wurden.
Die beiden Varianten des lösbaren Indexiermechanismus funktionieren im Prinzip auf die gleiche Art und Weise, nämlich durch Drücken eines beweglichen Indexierglieds 50, 50', das sich parallel zur Drehachse der Nummerierräder 7 erstreckt, an Indexierrillen 7a, 7a', die auf den Nummerierrädern 7 bereitgestellt werden. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Varianten liegt darin, dass das Indexierglied 50 gemäß der ersten Variante aus 8a bis 8c mit dem Außenumfang der Nummerierräder 7 zusammenwirkt, wobei äußere Indexierrillen 7a zwischen den Nummerierungssymbolen bereitgestellt werden, während gemäß der zweiten Variante aus 9a bis 9c das Indexierglied 50' mit dem Innenumfang der Nummerierräder 7 zusammenwirkt, wo die inneren Indexierrillen 7a' bereitgestellt werden.
Bei der Variante aus 8a bis 8c könnte der Indexiermechanismus an der Stelle eines der Trägerelemente 14, 14, welche die Kalibrierdetektoren 13 halten, bereitgestellt werden (wobei dies bedingt, dass alle Kalibrierdetektoren auf einem einzigen statt auf zwei Trägerelementen angeordnet sind). Wie in 8a und 8c gezeigt, nachdem alle Nummerierräder 7 in ihre Zielpositionen gedreht wurden, wird das Indexierglied 50 nach vorne an die äußeren Indexierrillen 7a gedrückt. Sobald die Zahl gedruckt wurde, wird das Indexierglied 50 aus den äußeren Indexierrillen 7a zurückgeholt, um eine Drehung der Nummerierräder 7 in ihre nachfolgenden Zielpositionen zu ermöglichen.
Das Funktionsprinzip ist im Grunde genommen das gleiche für die zweite Variante, wie sie in 9a bis 9c abgebildet wird. In letzterem Fall kann das Indexierglied 50' in einer Rille 17c angeordnet werden, die sich am Umkreis der gemeinsamen Welle 17 entlang axial erstreckt, wobei die Rille 17c ferner als Führung für das Indexierglied 50' dient. Es versteht sich, dass die erforderliche Bewegung, damit das Indexierglied 50' an die inneren Indexierrillen 7a' gedrückt und daraus zurückgeholt wird, geringer ist als bei der ersten Variante, da das Indexierglied 50 der ersten Variante soweit zurückgeholt werden muss, dass es nicht auf dem Weg der Nummerierungssymbole liegt, die auf dem Außenumfang der Nummerierräder bereitgestellt werden.
Es können Stellglieder (nicht gezeigt) verwendet werden, um die Indexierglieder 50, 50' zu bewegen. Derartige Stellglieder sind an sich in der Technik bekannt und müssen nicht noch einmal beschrieben werden. Zudem ist es vorteilhaft, Steuermittel bereitzustellen, um zu überprüfen, dass das Indexierglied 50, 50' richtig in die Indexierrillen 7a, 7a' gedrückt wurde. Dies kann erfasst werden, indem ein Paar Detektoren an beiden Enden des Indexierglieds 50, 50' bereitgestellt wird, um die Position jedes Endes des Indexierglieds 50, 50' zu überprüfen.
14a bis 14e bilden eine mögliche Ausführungsform eines lösbaren Indexiermechanismus ab, der dem oben mit Bezug auf 9a bis 9c beschriebenen Prinzip folgt. Wie in 14b abgebildet, umfasst der Indexiermechanismus bei diesem Beispiel ein Indexierglied 510, das zusammen mit einer Spule 520 in einer Öffnung angeordnet ist, die in der gemeinsamen Welle der Nummerierräder 7 vorgesehen ist (wobei die Welle und die Öffnung bei diesem Beispiel jeweils mit den Bezugszahlen 17* und 17c* bezeichnet werden). Wie in 14b abgebildet, weist das Indexierglied 510 einen im Wesentlichen umgekehrt T-förmigen Querschnitt mit einem Kopfteil 510a und einer Längsverlängerung 510b auf, die dazu gedacht ist, mit den inneren Indexierrillen 7a' der Nummerierräder 7 zusammenzuwirken, wobei sich ein senkrechter Teil (nicht referenziert) des Indexierglieds 510 in einer Öffnung 520a der Spule 520 befindet. Das Indexierglied 510 kann sich senkrecht innerhalb der gemeinsamen Welle 17* bewegen, um wahlweise mit den inneren Indexierrillen 7a' der Nummerierräder 7 zusammenzuwirken, wie zuvor erklärt. Die senkrechte Bewegung des Indexierglieds 510 wird über eine elektromagnetische Erregerspule 520 gesteuert, die auch in die gemeinsame Welle 17* integriert ist. Diese elektromagnetische Erregerspule 520, die in 15c getrennt gezeigt wird, besteht im Grunde genommen aus einem Rahmen 525, der eine Öffnung 520a zum Durchgang eines entsprechenden Teils des Indexierglieds 510 bildet, wobei der Rahmen 525 von einer elektrisch leitfähigen Wicklung 526 umgeben ist. Wie in 14e abgebildet, befinden sich die elektrischen Kontakte 531, 532, die an entsprechende Anschlüsse (nicht gezeigt) der Wicklung 526 angeschlossen sind, an jedem Ende der Welle 17*. Diese elektrischen Kontakte 531, 532 sind dazu gedacht, die Wicklung 526 mit der entsprechenden Steuerelektronik der Nummeriervorrichtung elektrisch zu verbinden. 16a und 16b, die nachstehend besprochen werden, bilden eine mögliche Verbindung mit den elektrischen Kontakten 531 oder 532 ab. Wenn sie zusammengebaut sind, sind die elektrischen Kontakte 531 oder 532 nach unten in Richtung auf elektrische Leiterbahnen orientiert, die auf einem flexiblen PCB-Element 126* bereitgestellt werden, das auf einer Seite der Nummeriervorrichtung bereitgestellt wird.
Wie in 14e abgebildet, wird bevorzugt ein dünner Belag 560 aus einem nicht magnetischen Material im Innern der Öffnung 17c* der Welle 17* angebracht. Dieser Belag 560 dient als Schirm, der einen magnetischen und elektrischen Kurzschluss der Spulenwindung 526 verhindert. Der Belag 560 stellt auch sicher, dass eine Lücke zwischen dem sich bewegenden Indexierglied 510 und der Welle 17* bleibt, wodurch vermieden wird, dass das Indexierglied 510 an der Welle 17* steckenbleibt.
Wie in 14a bis 14e abgebildet, sind das Indexierglied 510 und die elektromagnetische Erregerspule 520 derart ausgelegt, dass die Spule 520 das Indexierglied 510 umgibt. Das Indexierglied 510 kann aus einem beliebigen Material hergestellt werden, das sich zur Interaktion mit einem elektromagnetischen Betätigungsfeld eignet. Die elektromagnetische Betätigung ist ein an sich in der Technik bekanntes Prinzip und muss hier nicht erklärt werden. Man braucht nur zu verstehen, dass unter der Einwirkung eines geeigneten elektromagnetischen Feldes, das von der elektromagnetischen Erregerspule 520 erzeugt wird, das Indexierglied 510 dazu veranlasst wird, wahlweise abgesenkt zu werden, um mit den Indexierrillen 7a' der Nummerierräder 7 zusammenzuwirken, oder angehoben wird, um die Nummerierräder 7 freizugeben, um ihre Drehung zu ermöglichen.
Bevorzugt wird ein Spulenstrom, der eine variable Reluktanzkraft schafft, der Erregerwicklung 526 der Spule 520 zugeführt, um das Indexierglied 510 anzuheben und dadurch die Nummerierräder 7 freizugeben. Das Indexierglied 510 wird bevorzugt anhand von Federn 550, wie etwa Blattfedern (wobei die Federn in 14e zu sehen sind), die zwischen dem Kopfteil 510a des Indexierglieds 510 und der Welle 17* angeordnet sind in seine Standardposition gebracht (d. h. die Position, in der das Indexierglied 50 in die Indexierrillen 7a' gedrückt wird, wie in 14b abgebildet).
Bevorzugt werden die Nummerierräder 7 aus einem nicht magnetischen Material hergestellt oder sind mit einem nicht magnetischen Material überzogen.
Es wird nun Bezug genommen auf 15a und 15b, die eine Ausführungsform zeigen, um die Steuerelektronik der Nummeriervorrichtung in ihrem Gehäuse anzuordnen. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Steuerelektronik als flexible Leiterplatte (PCB) 120 mit diversen Trägeroberflächen zum Anbringen der erforderlichen elektrischen und elektronischen Bauteile (die in 15a und 15b nur teilweise abgebildet sind) ausgelegt.
Durch ihre Flexibilität kann die Leiterplatte 120 gebogen werden, um eine kastenförmige Konfiguration zu bilden, wie in den Figuren gezeigt. Auf zwei gegenüberliegenden Seiten dieser kastenförmigen Konfiguration sind zwei Mehrfachsteckverbinder 150 zu sehen, die ausgelegt sind, um sich, wenn sie in dem Gehäuse der Nummeriervorrichtung montiert sind, in den entsprechenden Öffnungen derselben zu befinden (d. h. den Öffnungen 3a, 3a' bei der Ausführungsform aus 1 bis 6 oder der Öffnung 303a bei der Ausführungsform aus 10a, 10b, 11). Wie bereits erwähnt, ermöglichen diese beiden Mehrfachsteckverbinder 150 die Verbindung der in die Nummeriervorrichtung integrierten Elektronik mit einem externen Controller, insbesondere mit dem Controller einer Nummerierungsdruckpresse.
Es werden sechs Mikro-Controller 130 auf jeder Seite der kastenartigen Konfiguration der flexiblen Leiterplatte 120 bereitgestellt, d. h. insgesamt zwölf Mikro-Controller (von denen nur die Hälfte in 15a und 15b zu sehen ist), wobei die Mikro-Controller 130 ausgelegt sind, um durch (nicht gezeigte) Steckverbinder mit entsprechenden Motoren 15 der Antriebseinrichtungen elektrisch gekoppelt zu werden. Die Verlängerung, die mit der Bezugsnummer 125 in 15a und 15b bezeichnet wird, ist ausgelegt zur Verbindung mit den Kalibriersensoren 13, die auf einem entsprechenden Trägerelement 14 bereitgestellt werden, wie oben beschrieben (von denen nur eines bei dieser Ausführungsform in Betracht gezogen wird). Eine derartige Verlängerung 125 ist insbesondere dazu gedacht, nicht abgebildete Leiterbahnen zur Verbindung mit den entsprechenden Kalibriersensoren 13 zu tragen. Eine zweite Verlängerung könnte auf der flexiblen Leiterplatte 120 zur Verbindung mit einer anderen Gruppe von Kalibriersensoren bereitgestellt werden, wenn diese, wie oben besprochen, auf zwei separaten Trägerelementen 14, 14' angeordnet sind.
16a und 16b bilden eine andere Ausführungsform zum Anordnen der Steuerelektronik der Nummeriervorrichtung innerhalb ihres Gehäuses ab. In 16a und 16b wird ein Rahmenteil 303* des Gehäuses der Nummeriervorrichtung gezeigt, das im Wesentlichen dem Rahmenteil 303 entspricht, das zuvor mit Bezug auf 10a, 10b und 11 besprochen wurde, zusammen mit einem Trägerelement 14, das die Kalibriersensoren 13 trägt. Eine flexible PCB 120*, ähnlich wie die flexible PCB 120 aus 15a und 15b, ist in dem Rahmenteil 303* angeordnet.
Im Gegensatz zu der in 15a und 15b abgebildeten Ausführungsform umfasst die flexible PCB 120* eine einzige Verlängerung 125c* zur Verbindung mit einem elektrischen Steckverbinder (nicht gezeigt), der in die seitliche Öffnung des Rahmenteils 303* so wie zuvor besprochen gesetzt wird. Zudem werden zwei Verlängerungen 125a*, 125b* auf einer Seite der flexiblen PCB 120* zur Verbindung mit den entsprechenden Detektoren 13 bereitgestellt, die auf dem Trägerelement 14 bereitgestellt werden.
Zudem wird ein zusätzliches flexibles PCB-Element, das mit der Bezugsnummer 126* in 16b bezeichnet ist, zur Verbindung mit der Elektronik, die sich auf der flexiblen PCB 120* befindet, mit einem elektromagnetisch betätigten Indexiermechanismus 510, 520, der zuvor mit Bezug auf 14a bis 14e beschrieben wurde, bereitgestellt. Genauer gesagt ist das flexible PCB-Element 126* mit Leiterbahnen zur Verbindung des elektrischen Steckverbinders (531 oder 532 in 14e) der Spulenwicklung 526 mit der Steuerelektronik, die auf der flexiblen PCB 120* bereitgestellt wird, versehen. Ein Ende 126a* (auch in 16a zu sehen) des flexiblen PCB-Elements 126* erstreckt sich somit bis zu der Öffnung oben auf dem Rahmenteil 303*, wo sich das entsprechende Ende der Welle 17* mit den elektrischen Steckverbindern 351 (oder 352) der Nummeriereinheit 6 befinden soll. Das andere Ende 126b* des flexiblen PCB-Elements 126* ist mit der flexiblen Haupt-PCB 120* verbunden. Das flexible PCB-Element 126* könnte alternativ ganz zu der flexiblen Haupt-PCB 120* gehören.
Es versteht sich, dass diverse Modifikationen und/oder Verbesserungen, die für den Fachmann offensichtlich sind, an den hier beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen, der durch die beiliegenden Ansprüche definiert wird. Beispielsweise werden bei der abgebildeten Ausführungsform alle Nummerierräder von unabhängigen Antriebseinrichtungen angetrieben. Die Erfindung ist jedoch ebenfalls auf Fälle anwendbar, bei denen nur ein Teil der Nummerierräder von unabhängigen Antriebseinrichtungen zu betätigen ist, wobei der verbleibende Teil manuell betätigte Nummerierräder sind. Dies ist beispielsweise möglich, wenn Präfixräder verwendet werden, die nicht oft zu betätigen sind. In diesem Fall reicht es, dass die Präfixräder jedes Mal von einer Bedienperson per Hand betätigt werden, wenn das Präfix geändert wird.
Zudem umfassen die bevorzugten Antriebseinrichtungen zum drehbaren Antreiben der Nummerierräder einen Elektromotor, der das entsprechende Nummerierrad über ein Getriebe antreibt. Da jedes Getriebe ein gewisses mechanisches Spiel aufweist, sollte man versuchen, dieses Spiel möglichst einzuschränken. Mittel zum Ausgleichen dieses Spiels könnten in Betracht gezogen werden, insbesondere indem Mittel zum Kompensieren des Spiels zwischen mindestens zwei zusammenwirkenden Rädern des Getriebes bereitgestellt werden. Dies könnte man beispielsweise erreichen, indem man mindestens einige der Räder des Getriebes derart auslegt, dass sie eine gewisse Elastizität aufweisen, um ein radiales und/oder axiales Spiel auszugleichen.
Wie bereits zuvor erwähnt, kann eine Nummeriervorrichtung mit weniger als zwölf unabhängig angetriebenen Nummerierrädern im Umfang der Erfindung in Betracht gezogen werden. Wenn die Anzahl der unabhängig angetriebenen Nummerierräder kleiner als zwölf ist, versteht es sich, dass dies für mehr Platz sorgt, um die Antriebseinrichtungen um die Drehachse der Nummerierräder herum zu verteilen. Wie es aus den Zeichnungen hervorgeht, bedeckt der verfügbare Platz zum Anordnen der Antriebseinrichtungen einen Winkelsektor von ungefähr 180° um die Drehachse der Nummerierräder herum. Bei der abgebildeten Ausführungsform wurden bis zu zwölf unabhängige Antriebseinrichtungen mit dem verfügbaren Platz angeordnet, indem zwei Hälften der Antriebseinrichtungen vorteilhaft verzahnt wurden. Eine derartige Verzahnung ist für eine Nummeriervorrichtung mit weniger Nummerierrädern eventuell nicht notwendig.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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US 3939621 [0007]
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EP 0656309 [0007]
EP 1607355 [0007]
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WO 01/49464 [0007]
EP 0598679 [0008]
WO 2004/016433 [0009, 0012, 0015, 0020, 0021]
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DE 3047390 [0013, 0021]
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WO 2005/018945 [0020, 0021]
EP 1731324 [0020, 0021]

Claims

Banknotennummeriervorrichtung (1) wobei die Nummeriervorrichtung (1) eine Nummeriereinheit (6) mit drehbaren Nummerierrädern (7) aufweist, die alphanumerische Symbole tragen, wobei die Nummerierräder (7) nebeneinander angeordnet sind und um eine gemeinsame Drehachse drehen, wobei die Nummeriervorrichtung weiter elektromechanische Betätigungseinrichtungen zur Einstellung der Position der Nummerierräder (7) aufweist, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen vollständig innerhalb der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet und mechanisch autonom sind, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen eine Vielzahl von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) zur Betätigung einer entsprechenden Vielzahl von Nummerierrädern (7) aufweisen, wobei ein Teil der insgesamt vorhandenen Nummerierräder (7) von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) betätigt sein kann und ein verbleibender Teil der Nummerierräder (7) manuell betätigt sein kann, wobei jede Antriebseinrichtung (15, 18–23; 23*) mindestens einen Elektromotor (15) aufweist, der das zugeordnete Nummerierrad über eine Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) antreibt, wobei die Getriebeanordnung einen ersten Reduktionsfaktor hat, wobei der Elektromotor (15) ein bürstenloser Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung ist, wobei jeder Elektromotor (15) über ein Untersetzungsgetriebe (18) mit der Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) gekoppelt ist, wobei das Untersetzungsgetriebe (18) eine zur Getriebeanordnung zusätzliche Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit des Elektromotors (15) bereitstellt, wobei das Untersetzungsgetriebe (18) ein Miniaturplanetenrädergetriebe ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (18) und der Elektromotor (15) entlang einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordnet sind.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gesamtreduktionsfaktor zwischen dem Ausgang des Elektromotors und dem entsprechenden Nummerierrad im Bereich von einhundert liegt.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nummerierräder (7) um eine gemeinsame Welle (17) montiert sind, dass die Welle (17) zwischen zwei Seitenrahmenteilen (3, 3') angeordnet ist, dass die Seitenrahmenteile (3, 3') ein Lager für die Welle (17) bereitstellen, auf dem die Welle (17) gelagert ist, und dass der Elektromotor (15) und das mit dem Elektromotor gekoppelte Untersetzungsgetriebe vollständig zwischen den Seitenrahmenteilen (3, 3') angeordnet sind.
Banknotennummeriervorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Nummerierrad (7), das von einer entsprechenden unabhängigen Antriebseinrichtung (15, 18–23; 23*) betätigt ist, mindestens einen Magneten (12) trägt, wobei jeder Magnet (12) dazu ausgelegt ist, mit einem zugeordneten Detektor (13) zusammenzuwirken, wobei die Detektoren auf mindestens einem Trägerelement (14; 14') getragen sind, wobei die Magneten und Detektoren Teil von die Position der zugeordneten Nummerierräder (7) um die Drehachse kalibrierenden Kalibriereinrichtungen (12, 13) sind.
Banknotennummeriervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14; 14') sich parallel zur gemeinsamen Drehachse der Nummerierräder (7) erstreckt und in einem oberen Teil der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoren jeweils einen Hall-Effekt-Sensor (13) aufweisen, der mit dem entsprechenden Magnet (12) zusammenwirkt.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14; 14') aus einer ersten Position von den Nummerierrädern (7) weg in eine zweite Position drehbar gelagert sind.
Banknotennummeriervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Position des Trägerelements (14; 14') das Trägerelement (14; 14') über der Nummeriereinheit (6) positioniert ist, damit jeder Magnet (12) mit dem entsprechenden Detektor (13) zusammenwirkt, und in der zweiten Position des Trägerelements (14; 14') das Trägerelement (14; 14') zurückgedreht ist um das Zusammenbauen und Auseinandernehmen der Nummeriereinheit (6) zu ermöglichen.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (14; 14') zwischen zwei Seitenrahmenteilen (3, 3') montiert ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abdeckelement (4) den oberen Teil der Nummeriervorrichtung (1) abdeckt, wobei durch eine Öffnung (4a) in dem Abdeckelement (4) ein Teil der Nummeriervorrichtung (6) herauskommt, und wobei das Trägerelement (14; 14') aus der ersten Position in die zweite Position drehbar ist, wenn das Abdeckelement (4) abgenommen ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ritzel (23*) der Antriebseinrichtung mit einem lösbaren Klemmring (235) auf seiner Welle (22) befestigt ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ritzel (23*) einen rohrförmigen Abschnitt (232) mit vier Längsschlitzen (232a) und einer konischen Oberfläche aufweist.
Banknotennummeriervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reduzierung des Durchmessers des rohrförmigen Abschnitts (232) der Klemmring (235) auf dem rohrförmigen Abschnitt (232) positionierbar ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenrahmenteile (3, 3') einstückig mit einem Bodenrahmenteil (2) gebildet sind.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem oberen Teil eines jeden Seitenrahmenteils (3, 3') eine U-förmige Vertiefung (3c, 3c') zur Aufnahme einer Welle (17) bereitgestellt ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen um die Drehachse der Nummerierräder (7) verteilt angeordnet sind.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtungen in einem gleichen Abstand zur Drehachse der Nummerierräder (7) um die Drehachse der Nummerierräder (7) verteilt angeordnet sind.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei angrenzende der insgesamt vorhandenen Antriebseinrichtungen Kopf bei Fuß um die Drehachse der Nummerierräder angeordnet sind.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Hälfte der Antriebseinrichtungen in eine erste Richtung weisend an der Nummeriervorrichtung angeordnet ist und eine zweite Hälfte der Antriebseinrichtungen in eine zweite zur ersten Richtung entgegen gesetzte Richtung weisend an der Nummeriervorrichtung angeordnet ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (18) und der Elektromotor (15) einen Durchmesser von ungefähr 6 mm haben.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Steuerelektronik zur Steuerung des Betriebs der Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) innerhalb der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet ist.
Banknotennummeriervorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Steuereinelektronik auf einer flexiblen Leiterplatte (120, 120*) angeordnet ist.
Banknotennummeriervorrichtung (1) wobei die Nummeriervorrichtung (1) eine Nummeriereinheit (6) mit drehbaren Nummerierrädern (7) aufweist, die alphanumerische Symbole tragen, wobei die Nummerierräder (7) nebeneinander angeordnet sind und um eine gemeinsame Drehachse drehen, wobei die Nummeriervorrichtung weiter elektromechanische Betätigungseinrichtungen zur Einstellung der Position der Nummerierräder (7) aufweist, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen vollständig innerhalb der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet und mechanisch autonom sind, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen eine Vielzahl von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) zur Betätigung einer entsprechenden Vielzahl von Nummerierrädern (7) aufweisen, wobei ein Teil der insgesamt vorhandenen Nummerierräder (7) von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) betätigt sein kann und ein verbleibender Teil der Nummerierräder (7) manuell betätigt sein kann, wobei jede Antriebseinrichtung (15, 18–23; 23*) mindestens einen Elektromotor (15) aufweist, der das zugeordnete Nummerierrad über eine Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) antreibt, wobei der Elektromotor (15) ein bürstenloser Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung ist, wobei die Nummerierräder (7) an ihrem Innenumfang Indexierrillen (7a') aufweisen und wobei ein die Nummerierräder mechanisch ausrichtendes bewegliches Indexierglied (50') mit den Indexierrillen (7a') zusammenwirkt.
Banknotennummeriervorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Indexierglied (50; 50'; 510) geeignet ist, um in auf den Nummerierrädern vorgesehene Indexierrillen (7a, 7a') gedrückt zu werden, wenn die Nummerierräder (7) in ihre Zielpositionen gedreht wurden.
Banknotennummeriervorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Indexierglied (50') parallel zur Drehachse der Nummerierräder (7) erstreckt.
Banknotennummeriervorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Nummerierräder (7) um eine gemeinsame Welle (17) montiert sind und dass das Indexierglied (50') senkrecht in der Welle (17) beweglich angeordnet ist, um mit den Indexierrillen (7a') zusammenzuwirken.
Banknotennummeriervorrichtung (1) wobei die Nummeriervorrichtung (1) eine Nummeriereinheit (6) mit drehbaren Nummerierrädern (7) aufweist, die alphanumerische Symbole tragen, wobei die Nummerierräder (7) nebeneinander angeordnet sind und um eine gemeinsame Drehachse drehen, wobei die Nummeriervorrichtung weiter elektromechanische Betätigungseinrichtungen zur Einstellung der Position der Nummerierräder (7) aufweist, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen vollständig innerhalb der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet und mechanisch autonom sind, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen eine Vielzahl von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) zur Betätigung einer entsprechenden Vielzahl von Nummerierrädern (7) aufweisen, wobei ein Teil der insgesamt vorhandenen Nummerierräder (7) von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) betätigt sein kann und ein verbleibender Teil der Nummerierräder (7) manuell betätigt sein kann, wobei jede Antriebseinrichtung (15, 18–23; 23*) mindestens einen Elektromotor (15) aufweist, der das zugeordnete Nummerierrad über eine Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) antreibt, wobei der Elektromotor (15) ein bürstenloser Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung ist, wobei jeder Elektromotor (15) über ein Untersetzungsgetriebe (18) mit der Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) gekoppelt ist, wobei die Antriebseinrichtungen um die Drehachse der Nummerierräder (7) verteilt angeordnet sind, derart, dass die Antriebseinrichtungen in einem gleichen Abstand zur Drehachse der Nummerierräder (7) um die Drehachse der Nummerierräder (7) verteilt angeordnet sind.
Banknotennummeriervorrichtung (1) wobei die Nummeriervorrichtung (1) eine Nummeriereinheit (6) mit drehbaren Nummerierrädern (7) aufweist, die alphanumerische Symbole tragen, wobei die Nummerierräder (7) nebeneinander angeordnet sind und um eine gemeinsame Drehachse drehen, wobei die Nummeriervorrichtung weiter elektromechanische Betätigungseinrichtungen zur Einstellung der Position der Nummerierräder (7) aufweist, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen vollständig innerhalb der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet und mechanisch autonom sind, wobei die elektromechanischen Betätigungseinrichtungen eine Vielzahl von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) zur Betätigung einer entsprechenden Vielzahl von Nummerierrädern (7) aufweisen, wobei ein Teil der insgesamt vorhandenen Nummerierräder (7) von unabhängigen Antriebseinrichtungen (15, 18–23; 23*) betätigt sein kann und ein verbleibender Teil der Nummerierräder (7) manuell betätigt sein kann, wobei jede Antriebseinrichtung (15, 18–23; 23*) mindestens einen Elektromotor (15) aufweist, der das zugeordnete Nummerierrad über eine Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) antreibt, wobei die Getriebeanordnung einen ersten Reduktionsfaktor hat, wobei der Elektromotor (15) ein bürstenloser Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung ist, wobei jeder Elektromotor (15) über ein Untersetzungsgetriebe (18) mit der Getriebeanordnung (16, 19–23; 23*) gekoppelt ist, wobei das Untersetzungsgetriebe (18) eine zur Getriebeanordnung zusätzliche Reduzierung der Ausgangsgeschwindigkeit des Elektromotors (15) bereitstellt, wobei das Untersetzungsgetriebe (18) ein Miniaturplanetenrädergetriebe ist, wobei das Untersetzungsgetriebe (18) und der Elektromotor (15) entlang einer gemeinsamen Achse hintereinander angeordnet sind wobei jedes Nummerierrad (7), das von einer entsprechenden unabhängigen Antriebseinrichtung (15, 18–23; 23*) betätigt ist, mindestens einen Magneten (12) trägt, wobei jeder Magnet (12) dazu ausgelegt ist, mit einem zugeordneten Detektor (13) zusammenzuwirken, wobei die Detektoren auf mindestens einem Trägerelement (14; 14') getragen sind, wobei das Trägerelement (14; 14') sich parallel zur gemeinsamen Drehachse der Nummerierräder (7) erstreckt und in einem oberen Teil der Nummeriervorrichtung (1) angeordnet ist, wobei die Magneten und Detektoren Teil von die Position der zugeordneten Nummerierräder (7) um die Drehachse kalibrierenden Kalibriereinrichtungen (12, 13) sind, wobei die Detektoren jeweils einen Hall-Effekt-Sensor (13) aufweisen, der mit dem entsprechenden Magnet (12) zusammenwirkt, wobei die Antriebseinrichtungen um die Drehachse der Nummerierräder (7) verteilt angeordnet sind, derart, dass die Antriebseinrichtungen in einem gleichen Abstand zur Drehachse der Nummerierräder (7) um die Drehachse der Nummerierräder (7) verteilt angeordnet sind.