DE4416714A1 - Vereinzeler-Vorrichtung für Einzelblätter insbesondere in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vereinzeler-Vorrichtung für Einzelblätter insbesondere in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät. Bei Druck- oder Kopiergeräten oder anderen Einzelblätter verarbeitenden Maschinen werden hohe Anforderun­ gen an die Geschwindigkeit gestellt. Bei Druck- oder Kopier­ geräten gemäß dem Stand der Technik wird eine Druckgeschwin­ digkeit von etwa 50 Blättern pro Minute (beispielsweise im Format DIN A4) erreicht. In Zukunft sollen weit mehr Einzel­ blätter pro Minute verarbeitet werden. Die Einzelblätter werden von einem Einzelblattstapel abgezogen und einem Auf­ zeichnungsträgertransportweg nacheinander zugeführt.

Zur Vereinzelung der Einzelblätter kommen im wesentlichen zwei Funktionsprinzipien zur Anwendung:

• 1. Friktionsvereinzeler, wie er beispielsweise aus US 4 587 532 bekannt ist. Mit Hilfe einer auf dem Einzel­ blattstapel aufliegenden Vereinzelungswalze werden die Ein­ zelblätter einzeln in einen Aufzeichnungsträgertransportweg geschoben. Friktionsvereinzeler weisen eine eingeschränkte Funktionssicherheit bei der Verarbeitung von Einzelblättern unterschiedlicher Beschaffenheit auf. Abhängig von den Eigen­ schaften wie beispielsweise Oberflächenbeschaffenheit, Breite und Länge des Einzelblatts kommt es zu Fehleinzügen.
• 2. Pneumatische Vereinzeler: Bei diesem Prinzip wird ein Einzelblatt angesaugt und dem Aufzeichnungsträgertransportweg zugeführt. Pneumatische Vereinzeler zeichnen sich durch eine große Funktionssicherheit bei breiter Palette von Materialien des Einzelblatts aus. Diese Funktionssicherheit wird jedoch nur dann erreicht, wenn jeweils die Vereinzeler-Vorrichtung an das Material der verarbeiteten Einzelblätter optimal angepaßt wird. Diese Anpassung kann nur von geschultem Fach­ personal vorgenommen werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrun­ de, eine Vereinzeler-Vorrichtung für Einzelblätter insbeson­ dere in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät aufzuzeigen, die in der Lage ist, bei hoher Funktionssicher­ heit Einzelblätter verschiedenster Beschaffenheit zuverläs­ sig, auch bei hohen Anforderungen an die Zufuhrgeschwindig­ keit ohne aufwendige Einstellarbeiten durch Fachpersonal vornehmen zu müssen, verarbeiten zu können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentan­ spruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch die Erfindung ist es möglich, ein Einzelblatt von einem Einzelblattstapel unabhängig von den Eigenschaften des Ein­ zelblatts, wie Oberflächenbeschaffenheit und Gewicht zuver­ lässig abzuziehen. Das oberste Einzelblatt wird förmlich vom Rest des Einzelblattstapels abgeschält, während es aufgrund der Sogwirkung der Ansaugöffnungen am Vereinzeler-Element haftet. Das Vereinzeler-Element und das Einzelblatt führen dabei zueinander keine Relativbewegung aus, wodurch störende Schlupfeinflüsse ausgeschlossen sind. Die Schäl- oder Rollbe­ wegung des Vereinzeler-Elements ist vergleichbar mit einem vorsichtigen Abheben des obersten Einzelblattes in einer Kurvenlinie. Die Kurve die dabei beschrieben wird, ist einer gemeinen Zykloide oder einer Hyperzykloide im kartesischen Koordinatensystem angenähert.

Durch die Erfindung sind die beiden Prinzipien des Friktions­ vereinzeler und des pneumatischen Vereinzelers in vorteilhaf­ ter Weise kombiniert. Dadurch wird der Vorteil erreicht, eine breite Palette verschiedener Einzelblätter sicher verarbeiten zu können, ohne spezielle Einstellungen durch Fachpersonal erforderlich zu machen.

Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Vereinzeler-Vorrichtung mit zylindrischem Abrol­ lelement und geöffneten Ansaugöffnungen,

Fig. 2 eine Vereinzeler-Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit ver­ schlossenen Ansaugöffnungen,

Fig. 3 eine Draufsicht der Vereinzeler-Vorrichtung mit Absaugkanal,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Vereinzeler-Vorrich­ tung mit einem Abrollelement, das sich auf einer Kreisbahn vom Einzelblattstapel weg- und umgekehrt bewegt,

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform der Vereinzeler-Vorrich­ tung mit einem Viergelenk in einer Ausgangsposition,

Fig. 6 eine Vereinzeler-Vorrichtung gemäß Fig. 5 in Einzel­ blattaufnahmeposition,

Fig. 7 eine Vereinzeler-Vorrichtung gemäß Fig. 5 mit am Abrollkörper haftendem Einzelblatt.

Eine Vereinzeler-Vorrichtung gemäß Fig. 1 enthält einen durch ein Rohr gebildeten Abrollkörper 1. Der Abrollkörper 1 erstreckt sich entlang des obersten Einzelblattes 2 eines Einzelblattstapels 3. Im tangentialen Berührungsbereich zwischen Abrollkörper 1 und Einzelblatt 2 erstreckt sich eine axial angeordnete Reihe von Ansaugöffnungen 4. Im Abrollkör­ per 1, der einen Durchmesser von ca. 60 mm aufweist, sind entlang der Ansaugöffnungen 4 im Abstand von etwa 70 mm Durchbrüche eingebracht. Die Größe der Durchbrüche ist so gewählt, daß im inneren des Abrollkörpers 1 auf einer Welle 5 drehbar gelagerte Rollen 6 durch die Öffnungen hindurchtreten und die Manteloberfläche des Abrollkörpers 1 überragen kön­ nen. Die Welle 5 verläuft axial im Abrollkörper 1 und ist mit Hilfe einer Schubstange 7 an die Ansaugöffnungen 4 heranführ­ bar. Zwischen den Rollen 6 ist die Welle 5 von Dichtungsmate­ rial 8 umgeben, das bei maximaler Annäherung der Welle 5 an die Ansaugöffnungen 4 diese verschließt. Die Schubstange 7 wird durch das Zusammenwirken einer Laufrolle 9 und einer Feder 10 bewegt. Die Feder 10 übt eine Kraft auf die Schub­ stange 7 aus, die das Wegbewegen der Welle 5 von den Ansaug­ öffnungen 4 bewirkt. Die Laufrolle 9 tritt gegenüber der Ansaugöffnungen aus dem Mantel des Abrollkörpers 1 hervor und kann entgegen der Federkraft 10 in Richtung der Ansaugöffnun­ gen 4 in den Abrollkörper 1 bewegt werden.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist an der Stirnseite des Abroll­ körpers 1 ein Zahnrad 11 koaxial aufgebracht. Dieses Zahnrad 11 steht in Wirkverbindung mit einer Zahnstange 12, die in Abzugsrichtung des Einzelblatts 2 schräg zur Oberfläche des Einzelblattstapels 3 verläuft und als Schiene für den Abroll­ körper 1 dient. Damit ist eine definierte Bewegung des Ab­ rollkörpers 1 gewährleistet.

Der Antrieb des Abrollkörpers 1 erfolgt mittels eines Schrittmotors 13 der eine Kurbel 14 antreibt, deren vom Schrittmotor 13 abstehendes Ende über ein Pleuel 15 exzen­ trisch an der Stirnseite des Abrollkörpers 1 angreift. Durch diese Antriebsvorrichtung kann der Abrollkörper 1 geführt durch die Zahnstange 12 über das Einzelblatt 2 gerollt wer­ den.

In Abzugsrichtung des Einzelblatts 2 ist dem Abrollkörper 1 eine Andruckwalze 16 nachgeordnet. Die Andruckwalze 16 er­ streckt sich parallel zum Abrollkörper 1 in dessen unmittel­ barer Umgebung, berührt den Abrollkörper 1 jedoch nicht. Die Andruckwalze 16 ist über ein Gestänge 17 schwenkbar so gela­ gert, daß sie dem wegrollenden Abrollkörper 1 folgen kann, so daß stets ein gleichbleibender Abstand zwischen der Oberflä­ che des Abrollkörpers 1 und der Andruckwalze 16 gewährleistet ist. Das Gestänge 17 wird mit Hilfe einer Andruckfeder 18 in Richtung des Abrollkörpers 1 bewegt. Die Andruckwalze 16 ist durch einen Zahnriemen 19 angetrieben. Der Antrieb der An­ druckwalze 16 erfolgt synchron mit dem Antrieb von in Einzel­ blatt-Transportrichtung nachgeordneten Abzugswalzen 20, 21, die das Einzelblatt 2, das ihnen mit Hilfe eines Leitblechs 22 sicher zugeführt wird, erfassen und durch Friktion weiter­ transportieren. Die Umfangsgeschwindigkeiten der Andruckwalze 16 und der Abzugswalzen 20, 21 ist identisch. Dies ist durch entsprechende Übersetzung zwischen einer Antriebswelle 23 und der Andruckwalze 16 einerseits und der Antriebswelle 23 und der Abzugswalze 20 andererseits gewährleistet.

In einer Ausgangsposition der Vereinzeler-Vorrichtung gemäß Fig. 1 sind die Ansaugöffnungen 4 geöffnet. Der stirnseitig am Abrollkörper 1 angeordnete Absaugkanal 24, der mit einem Gebläse (nicht dargestellt) in Verbindung steht, erzeugt im inneren des Abrollkörpers 1 Unterdruck. Der an den Ansaugöff­ nungen 4 in den Abrollkörper 1 eintretende Luftstrom saugt ein Einzelblatt 2 vom Einzelblattstapel 3 ab. Der Schrittmo­ tor 13 dreht die Kurbel 14, wodurch der Abrollkörper 1 mit­ tels des Pleuels 15 gedreht wird. Der Abrollkörper 1 rollt geführt durch die Zahnstange 12 und das Zahnrad 11 in Rich­ tung Stapelmitte. Aufgrund der schräg zur Oberfläche des Einzelblattstapels 3 verlaufenden Zahnstange 12 bewegt sich der Abrollkörper 1 nach oben vom Einzelblattstapel 3 weg. Das an der Oberfläche des Abrollkörpers 1 im Bereich der Ansaug­ öffnungen 4 haftende Einzelblatt 2 wird im Bereich seiner Vorderkante beginnend vom Einzelblattstapel 3 abgeschält. In diesem Abzugsstadium erfolgt kein Abziehen des Einzelblatts 2, sondern ein vorsichtiges Ablösen von einer Blattkante her.

Dies bewirkt einen minimalen Widerstand beim Abheben des Einzelblatts 2 vom Einzelblattstapel 3.

Bei seiner Bewegung in Richtung Stapelmitte hebt der Abroll­ körper 1 das Einzelblatt 2 immer weiter vom Einzelblattstapel 3 ab. Die Andruckwalze 16 folgt dem sich wegbewegenden Ab­ rollkörper 1, so daß der Abstand zwischen Abrollkörper 1 und Andruckwalze 16 in etwa konstant bleibt. Bei Erreichen einer bestimmten Rollposition, die zwischen den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Positionen liegt, berührt die Laufrolle 9 einen Andruckkörper 25. Dieser ist in Bewegungsrichtung der Laufrolle 9 konvex so geformt und in einem solchen Abstand angeordnet, daß die Laufrolle 9 bis zum Erreichen der in Fig. 2 dargestellten Position stetig zunehmend in den Abrollkörper 1 gedrückt wird. Bei Erreichen der in Fig. 2 dargestellten Position ist die Laufrolle 9 so tief in den Abrollkörper 1 gedrückt, daß sie über die Schubstange 7 die Welle 5 in einem minimalen Abstand zu den Ansaugöffnungen 4 bewegt hat.

Bei Erreichen dieses minimalen Abstandes sind die Ansaugöff­ nungen 4 durch das Dichtungsmaterial 8 verschlossen, und die Rollen 6 überragen die Manteloberfläche des Abrollkörpers 1. Das Einzelblatt 2 wird nun nicht mehr durch den Sog der unterdruckerzeugenden Einrichtung, sondern durch den Druck zwischen der Andruckwalze 16 und den Rollen 6 gehalten. Der Antrieb des Abrollkörpers 1 wird angehalten, und der weitere Transport des Einzelblatts 2 erfolgt mittels Friktion zwi­ schen der Andruckwalze 16 und den Rollen 6. Ein auf Grund des sich ändernden Abstands zwischen den Abzugswalzen 20, 21 und der Andruckwalze 16 federnd ausgestaltetes Leitblech 22, führt das Einzelblatt 2 sicher zwischen die Abzugswalzen 20, 21. Das Einzelblatt wird in den Aufzeichnungsträgertransport­ weg transportiert.

Unmittelbar vor den Absaugöffnungen 4 ist im Abrollkörper 1 ein Sensor 26 angeordnet. Dieser detektiert das Vorhandensein eines Einzelblatts 2. Ist dieses Einzelblatt so weit vom Einzelblattstapel 3 wegbewegt, daß es den Sensor 26 nicht mehr überdeckt (siehe Fig. 2), wird der Schrittmotor 13 angesteuert, so daß sich der Abrollkörper 1 wieder in die Ausgangsposition gemäß Fig. 1 bewegt. Das nächste Einzel­ blatt 2 kann vom Einzelstapel 3 entnommen werden.

Um einen gleichmäßigen Abstand zwischen Abrollkörper 1 und Oberfläche des Einzelblattstapels 3 zu gewährleisten, wird der Einzelblattstapel durch eine nicht dargestellte Hebevor­ richtung in seiner Höhe stets nachreguliert. Eine Hebeein­ richtung, die die Lage des Abrollkörpers 1 nivelliert, würde die Funktionsfähigkeit der Vereinzeler-Vorrichtung ebenfalls gewährleisten.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 4 angegeben. Der Abrollkörper 1 weist ebenso wie beim ersten Ausführungsbeispiel entlang seiner rohrförmigen Ausbildung Ansaugöffnungen 4 auf. Als Bewegungseinrichtung dient eine Stange 27, deren eines Ende mit der Symmetrieachse des Ab­ rollkörpers 1 gekoppelt ist. Das andere Ende der Stange 27 ist in Abheberichtung des Einzelblatts 2 schwenkbar gelagert. Zwischen den beiden Extrempunkten der Stange 27 greift eine Pleuelstange 28 an der Stange 27 an. Die Kopplung ist durch ein Drehgelenk 29 hergestellt. Die Pleuelstange 28 wird durch einen Exzenterantrieb 30 in Abzugsrichtung des Einzelblatts bewegt. Der Abrollkörper 1 bewegt sich damit in einer Kreis­ bahn um den Drehpunkt 32 der Stange 27. Entlang dieser Kreis­ bahn ist eine Schiene 31 angeordnet. Auf dieser Schiene 31 stützt sich der Abrollkörper 1 ab und wird entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Das Einzelblatt 2 wird von den Ansaug­ öffnungen 4 an einer Blattkante angesaugt und im Verlauf der Drehbewegung des Abrollkörpers 1, an dem es haftet, vom Einzelblattstapel 3 abgeschält. Bei Erreichen einer Endposi­ tion wird das Einzelblatt 2 von zwei Abzugswalzen 20, 21 erfaßt und durch Friktion zum Aufzeichnungsträgertransportweg transportiert.

Ein weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 4 bis 7 dargestellt. Der Abrollkörper 1 ist gemäß den beiden anderen Ausführungsbeispielen ausgestaltet. Die Drehbewegung des Abrollkörpers 1 wird jedoch durch ein Viergelenk 33-36 hervorgerufen. Am Gelenk 33 ist ein Exzenterantrieb 30 mit dem Viergelenk gekoppelt. Das zweite Gelenk 34 ist mit der Symmetrieachse des Abrollkörpers 1 gekoppelt. Am dritten Gelenk 35 ist über eine Schubstange 37 eine Rolle 38 gekop­ pelt. Der Drehpunkt der Rolle 38, der identisch ist mit dem Koppelpunkt der Rolle 38 mit der Schubstange 37, ist exzen­ trisch mit dem Abrollkörper 1 gekoppelt. Die Rolle 38 wirkt mit einer im vierten Gelenk 36 angeordneten Andruckrolle 39 zusammen. Zwischen diesen beiden Rollen 38, 39 wird, wie in Fig. 5 dargestellt, das Einzelblatt 2 durch Friktion zu den Abzugswalzen 20, 21 transportiert. Verläßt das Einzelblatt 2 die Rollen 38, 39, wird der Abrollkörper 1 zur Position gemäß Fig. 6 bewegt. In dieser Position befinden sich die Ansaug­ öffnungen 4 auf dem Einzelblatt 2, das oben auf dem Einzel­ blattstapel 3 liegt. Dieses Einzelblatt 2 wird angesaugt und in der nachfolgenden, durch den Exzenterantrieb 30 hervorge­ rufenen Drehbewegung, beginnend mit seiner Vorderkante, vom Einzelblattstapel 3 abgehoben. Dort gelangt es zwischen die Rollen 38 und 39 und wird durch Friktion wiederum den Abzugs­ walzen 20, 21 zugeführt.

Claims (8)

1. Vereinzeler-Vorrichtung für Einzelblätter insbesondere in einem elektrografischen Druck- oder Kopiergerät mit

• - einem Einzelblattstapel
• - einem Vereinzeler-Element, das sich entlang des obersten Einzelblattes des Einzelblattstapels angeordnet ist und mit einer Unterdruck erzeugenden Einrichtung gekoppelte Ansaug­ öffnungen zum Ansaugen des obersten Einzelblattes aufweist,
• - eine Bewegungseinrichtung, die das Vereinzeler-Element so bewegt, daß es das an ihm aufgrund der Saugwirkung haftende Einzelblatt im Bereich einer seiner Vorderkanten beginnend vom darunter liegenden Einzelblatt abhebt und einer nach­ folgenden Einzelblatttransportvorrichtung zu führt.

2. Vereinzeler-Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einem als zylindrisches Abrollelement ausgebildeten Vereinzeler-Ele­ ment, das axial angeordnete Ansaugöffnungen aufweist.

3. Vereinzeler-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 mit einer die Koppelung der Ansaugöffnungen mit der Unter­ druck erzeugenden Einrichtung steuernden Steuerungseinrich­ tung, die bei Übergabe des Einzelblattes vom Vereinzeler- Element zur Einzelblatttransportvorrichtung die Saugwirkung verringert.

4. Vereinzeler-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem an der Stirnseite des Vereinzeler-Elements in dessen Bewegungsrichtung angeordneten Absaugkanal, der mit den Ansaugöffnungen gekoppelt ist.

5. Vereinzeler-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 mit einer Bewegungseinrichtung, die enthält:

• - eine in Abzugsrichtung des Einzelblattes angeordnete schräg zur Oberfläche des Einzelblattstapels verlaufende Schiene, auf der das Abrollelement abrollt, und
• - einen Antrieb, der das Abrollelement entlang der Schiene hin- und herbewegt.

6. Vereinzeler-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 mit einer parallel zum Abrollelement in dessen unmittelbarer Umgebung angeordneten Andruckwalze, die mit im Bereich der Absaugöffnungen angeordneter Rollen zusammenwirkt und das Einzelblatt durch Friktion einem Abzugswalzenpaar zuführt.

7. Vereinzeler-Vorrichtung nach Anspruch 6 mit einem zwischen Andruckwalze und Abzugswalzenpaar angeordneten als Feder ausgebildeten Leitblech.

8. Vereinzeler-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7 mit einer im Innenraum des Abrollelements axial verlaufenden Welle,

• - auf deren Längserstreckung abwechselnd Dichtungsmaterial zum Verschließen der Ansaugöffnungen und die drehbar gela­ gerten Rollen angeordnet sind, und
• - deren Abstand zur Innenwandung des Abrollelements durch eine Schubstange so veränderbar ist, daß die Ansaugöffnun­ gen bei Erreichen der Andruckwalze verschlossen sind.