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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Bogen- oder
Umschlagzuführung
und insbesondere auf den Zuführmechanismus
einer Zuführung.
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Bogen-
und Umschlagzuführungen
werden für
gewöhnlich
in einem Umschlagbestückungssystem
verwendet, in dem Umschläge
einer nach dem anderen einer Umschlagbestückungsstation zugeführt werden
und einzulegende Dokumente in eine Sammelvorrichtung zum Zusammentragen
bzw. Zusammenstellen entlassen werden, bevor die einzulegenden Dokumente
an der Umschlagbestückungsstation
in den Umschlag eingefügt
werden. Sie werden auch in vielen verschiedenen Arten von Druckern,
Photokopierern, Druckpressen, usw. verwendet. Bei jenen Zuführungen
ist der zumeist verwendete Zuführmechanismus
eine Antriebsrollenanordnung mit einer Vielzahl von Rollen, die
auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, welche von einem Motor
zur Rotation anzutreiben ist.
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Eine
Bogenzuführung
ist in EP-A-0 737 589 beschrieben.
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Ein
typischer Umschlagdrucker 100 ist in 1 gezeigt.
Wie gezeigt, hat der Drucker 100 ein Gestell 102 zum
Tragen eines Stapels Umschläge 104,
die in den Druckbereich 106 zu führen sind. Der Zuführmechanismus
des Druckers 100 umfasst einen Satz von sechs (6) Antriebsrollen 108 zum
Bewegen der Umschläge 104,
Umschlag für
Umschlag, in den Druckbereich 106. Auf jeder Antriebsrolle 108 befindet
sich eine Trennvorrichtung 110, die einen Trennspalt 112 bildet,
zum Zulassen jeweils eines (1) Umschlags 104 in den Druckbereich 106.
Der Trennspalt 112 ist entsprechend der Dicke des Umschlags 104 einstellbar.
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In
einer Antriebsrollenanordnung 120 aus dem Stand der Technik,
wie in 2 gezeigt, sind die Antriebsrollen 108 fest
auf einer Antriebswelle 114 angebracht. Die Antriebswelle 114 ist
betriebsmäßig mit
einem Motor 116 zur Rotation verbunden. Eine Drehmomentbegrenzungsvorrichtung 118 ist
zwischen dem Motor 116 und der Antriebswelle 114 angebracht,
zum Einstellen eines Maximaldrehmoments derart, dass wenn die auf
den Umfang 124 eines oder mehrerer der Rollen 108 ausgeübte Tangentialkraft 122 das
Maximaldrehmoment überschreitet,
alle Rollen 108 zusammen mit der Antriebswelle 114 mechanisch
von dem Motor 116 abgekoppelt werden. Um Umschläge aufzunehmen,
deren Dicke in bestimmten Bereichen liegt, wird das Maximaldrehmoment
für einen
Zuführmechanismus
in einem Drucker üblicherweise
auf etwa 10 Pfund (etwa 44,5 N) eingestellt. Dementsprechend werden
die Rollen 108, wenn sich der Motor 116 dreht,
nur dann gestoppt, wenn die Tangentialkraft 122 zehn (10)
Pfund (44,5 N) übersteigt.
Führt eine
Bedienperson versehentlich einen Finger in eine der Trennspalten 112 ein,
würde dies
zu Beschwerden oder gar einer Verletzung der Bedienperson führen. Um
dieses Sicherheitsrisiko zu verringern, wäre es erforderlich, das Maximaldrehmoment
erheblich zu reduzieren. Es wäre
jedoch bei der gezeigten Antriebsanordnung 120 impraktikabel,
das Maximaldrehmoment weit über
den Grenzwert von zehn (10) Pfund (44,5 N) hinaus zu reduzieren,
da dies die Zuführfunktion
des Zuführmechanismus
beeinträchtigen
würde.
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Es
ist daher wünschenswert,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reduzieren des Maximaldrehmoments
der Antriebsrollen bereitzustellen, ohne die Zuführfunktion der Antriebsrollenanordnung zu
beeinträchtigen,
bei gleichzeitiger starker Verringerung des Sicherheitsrisikos für die Bedienperson.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Reduzieren des Maximaldrehmoments der Rollen in einer Zuführung zum Zuführen von
im wesentlichen flachen Gegenständen,
wie z.B. bedruckten Dokumenten, Umschlägen, Pappen, usw., bereit.
Während
das Maximaldrehmoment der einzelnen Rollen der Zuführung erheblich reduziert
wird, um das Sicherheitsrisiko für
die Bedienperson stark zu verringern, wird die Zuführfunktion der
Zuführung
nicht in Mitleidenschaft gezogen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Reduzieren des Maximaldrehmoments umfasst eine Antriebsrollenanordnung
einschließlich:
einer Antriebswelle mit einer Längsachse,
die betriebsmäßig mit
einer Antriebsvorrichtung zur Rotation um die Längsachse verbunden ist; einer
Vielzahl von Rollen, die zur Bewegung auf der Antriebswelle angebracht sind;
und einer Vielzahl von Drehmomentbegrenzungsvorrichtungen, die jeweils
separat mit einer Rolle in Eingriff stehen, zum mechanischen Koppeln der
Rolle an die Antriebswelle und Einstellen eines Maximaldrehmoments
der Rolle, so dass die Rolle zusammen mit der Antriebwelle angetrieben
wird, wenn das von der auf die Rolle ausgeübten Tangentialkraft erzeugte
Drehmoment nicht das Maximaldrehmoment übersteigt, und die Rolle mechanisch von
der Antriebswelle entkoppelt wird, wenn das von der auf die Rolle
ausgeübten
Tangentialkraft erzeugte Drehmoment das Maximaldrehmoment übersteigt, während das
Entkoppeln ohne Beeinträchtigung
der Bewegung der übrigen
Rollen bewerkstelligt wird.
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Demgemäß umfasst
das Verfahren zum Reduzieren des Drehmoments der auf einer gemeinsamen
Antriebswelle in einer Antriebsrollenanordnung angebrachten Antriebswellen
erfindungsgemäß den Schritt
des Ineingriffbringens einer separaten Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
mit jeder Rolle zum mechanischen Koppeln der Rolle an die Antriebswelle
und Einstellen eines Maximaldrehmoments der Rolle, so dass die Rolle
zusammen mit der Antriebswelle angetrieben wird, wenn das von der
auf die Rolle ausgeübten
Tangentialkraft erzeugte Drehmoment nicht das Maximaldrehmoment übersteigt,
und die Rolle mechanisch von der Antriebswelle entkoppelt wird,
wenn das von der auf die Rolle ausgeübten Tangentialkraft erzeugte
Drehmoment das Maximaldrehmoment übersteigt. Da jede Rolle eine
separate Drehmomentbegrenzungsvorrichtung zum Einstellen des Maximaldrehmoments
aufweist, kann eine Rolle mechanisch von der Antriebswelle entkoppelt
werden, ohne die Bewegung der übrigen
Rollen in Mitleidenschaft zu ziehen.
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Mit
anderen Worten ersetzt das Verfahren und die Vorrichtung zum Reduzieren
des Drehmoments der in einer Antriebsrollenanordnung auf einer gemeinsamen
Antriebswelle angebrachten Antriebsrollen erfindungsgemäß eine einzelne
Drehmomentbegrenzungsvorrichtung für die gesamte Antriebsrollenanordnung
durch eine Vielzahl von Drehmomentbegrenzungsvorrichtungen, eine
für jede
Rolle. Dadurch, dass jede Rolle eine separate Drehmomentbegrenzungsvorrichtung
aufweist, teilen die Rollen das für ein ordnungsgemäßes Funktionieren
des gesamten Zuführmechanismus
erforderliche Drehmoment. Daher beträgt das für jede der Rollen eingestellte
Maximaldrehmoment lediglich einen Bruchteil des Maximaldrehmoments,
wenn eine einzelne Drehmomentbegrenzungsvorrichtung für die gesamte
Antriebsrollenanordnung verwendet wird.
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Das
Verfahren und die Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden aus der Beschreibung in Verbindung
mit 3 bis 8 ersichtlich.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines typischen Druckers mit einer Zuführung zum
Bewegen der zu bedruckenden Materialien in den Druckbereich;
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2 eine
schematische Darstellung einer Antriebsrollenanordnung aus dem Stand
der Technik, die in der in 1 gezeigten
Zuführung
verwendet werden kann;
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3 eine
schematische Darstellung der Antriebsrollenanordnung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die auch in der in 1 gezeigten
Zuführung
und in anderen Zuführungen
verwendet werden kann;
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4 eine
Draufsicht auf einen Teil einer in der Antriebsrollenanordnung gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Antriebswelle, welche
vier axial durch die Antriebswelle gebohrte Stiftlöcher zeigt;
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5 eine
Draufsicht auf einen Teil der Antriebsrollenanordnung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die zwei Paar Rollen mit Rutschkupplungen
zeigt;
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6 eine
Querschnittsansicht einer Rolle, die die Scheibe und die Nabe einer
Rolle zeigt; und
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7 eine
Seitenansicht einer Rolle, die die Nut an einer der Nabenseitenflächen zeigt.
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3 stellt
eine Antriebsrollenanordnung 10 dar, die in einer Zuführung zum
Zuführen
von im wesentlichen flachen Gegenständen verwendet werden kann.
Die Antriebsrollenanordnung 10 umfasst eine gemeinsame
Antriebswelle 12, die betriebsmäßig mit einer Antriebsvorrichtung 14 für eine Drehbewegung verbunden
ist, eine Vielzahl von auf der gemeinsamen Antriebswelle 12 angebrachten
Rollen 16, mit einem zwei benachbarte Rollen 16 trennenden
Spalt 15 sowie einer Vielzahl von Rutschkupplungen 20, die
jeweils auf der Antriebswelle 12 angebracht sind, zum mechanischen
Koppeln einer Rolle 16 an die Antriebswelle 12,
so dass die Rolle 16 von der Antriebswelle 12 angetrieben
wird. Jede Rutschkupplung 20 stellt auch separat ein Maximaldrehmoment für eine jeweilige
Rolle 16 ein, so dass wenn ein Drehmoment, das von einer
auf den Umfang 22 einer Rolle 16 ausgeübten Tangentialkraft
erzeugt wird, das Maximaldrehmoment übersteigt, die Rolle 16 mechanisch
von der Antriebswelle 12 entkoppelt wird. Wenn die Rolle 16 entkoppelt
ist, dreht sie sich nicht zusammen mit der Antriebswelle 12.
Da das Maximaldrehmoment jeder Rolle 16 von einer separaten
Rutschkupplung 12 eingestellt wird, beeinträchtigt das
Lösen einer
Rolle 16 nicht die Drehbewegung der übrigen Rollen 16,
wenn die auf den Umfang 22 der übrigen Rollen 16 ausgeübte Tangentialkraft 112 nicht
das von den jeweiligen Rutschkupplungen 20 eingestellte
Maximaldrehmoment übersteigt.
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Dadurch,
dass der Drehmoment jeder Rolle 16 durch eine separate
Rutschkupplung 20 begrenzt wird, ist das gesamte Maximaldrehmoment
der gesamten Antriebsrollenanordnung 10 im wesentlichen proportional
zu der Anzahl von Rollen 16 auf der gemeinsamen Antriebswelle 12.
So ist beispielsweise, wenn das erforderliche Zuführdrehmoment
der Antriebsrollenanordnung 10 zehn (10) Pfund beträgt und vier
(4) Rollen 16 auf der Antriebswelle 12 angebracht
sind, wobei jede Rolle 16 eine separate Rutschkupplung 20 aufweist,
das erforderliche Maximaldrehmoment für jede Rolle 16 im
wesentlichen gleich zweieinhalb (2,5) Pfund (etwa 11 N). Es ist
unwahrscheinlich, dass dieses Maximaldrehmoment jeder Rolle ein
Sicherheitsrisiko für
eine Bedienperson erzeugt.
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Demgemäß umfasst
das Begrenzungs-Drehmoment-Reduktionsverfahren
in einer Antriebsrollenanordnung 10 eine Vielzahl von Antriebsrollen 16,
die auf einer gemeinsamen Antriebswelle 12 angebracht sind,
wobei jede Rolle 16 betriebsmäßig mit einer separaten Rutschkupplung 20 verbunden
ist, um die Rolle 16 mechanisch an die Antriebswelle 12 zu
koppeln. Jede Rutschkupplung 20 stellt separat ein Maximaldrehmoment
einer jeweiligen Rolle 16 ein, so dass wenn die auf den
Umfang 22 einer Rolle 16 ausgeübte Tangentialkraft 112 dieses
Maximaldrehmoment übersteigt,
die Rolle 16 mechanisch von der Antriebswelle 12 entkoppelt wird,
ohne die Bewegung der übrigen
Rollen 16 zu beeinträchtigen.
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Es
gilt zu berücksichtigen,
dass die in 3 gezeigte Antriebsrollenanordnung 10 nur
Veranschaulichungszwecken dient. In der Praxis gibt es viele Ausführungsformen,
die zum Ausführen
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die
bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist in 4 bis 7 dargestellt.
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4 zeigt
einen Teil der in der Antriebsrollenanordnung 10 zu verwendenden
Antriebswelle 12. Wie gezeigt, ist eine Vielzahl von Löchern 23 axial durch
die Antriebswelle 12 gebohrt. Jedes der Löcher 23 wird
zum Einpassen eines Passstiftes 32, wie in 5 gezeigt,
verwendet.
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In 5 sind
vier (4) auf einem Abschnitt der Antriebswelle 12 angebrachte
Antriebsrollen 16 gezeigt. Wie gezeigt, sind die Rollen 16 in
zwei (2) Paare (16a, 16b), (16c, 16d)
gruppiert, mit einem Spalt 18 zwischen den Rollen desselben
Paars und einem Spalt 17 zwischen den Paaren. Jede Rolle 16a–16d weist
eine Nabe 30 mit einer V-förmigen Nut 34 auf (s. 5),
die mit einem Passstift 32 in Eingriff zu bringen ist,
um beim normalen Betrieb eine Bewegung der Rollen 16a–16d entlang
der Längsachse 13 der
Antriebswelle 12 zu verhindern. Eine Kompressionsfeder 36 ist
auf der Antriebswelle 12 innerhalb des Spalts 18 angebracht,
um eine treibende Kraft gegen die Rollen 16a–16d des
gleichen Paars bereitzustellen.
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Wenn
der Passstift 32 in der V-förmigen Nut 34 auf
der Nabe 30 einer Rolle 16a–16d sitzt, erzeugt die
von der Kompressionsfeder 36 beaufschlagte treibende Kraft
eine Reibungskraft zwischen dem Passstift 32 und der Nut 34.
Wenn sich die Antriebswelle 12 dreht, koppelt der Passstift 32 die
jeweilige Rolle 16a–16d an
die Welle 12. Wenn jedoch die auf eine Rolle 16a–16d ausgeübte Tangentialkraft 112 (3)
die Reibungskraft übersteigt,
fährt der
Passstift 32 die Nut 34 der jeweiligen Rolle 16a–16d hoch und
aus ihr heraus und entkoppelt dabei die jeweilige Rolle 16a–16d mechanisch
von der Welle 12. Wenn sich die Antriebswelle 12 weiterdreht,
stößt der Passstift 32 entweder
kurz durch die Nut 34 und erlaubt es der Rolle 16a–16d weiterzugleiten
oder kehrt zu der Nut 34 zurück, um die Rolle 16a–16d anzutreiben, falls
die Tangentialkraft unter die Reibungskraft zwischen dem Passstift 32 und
der Nut 34 reduziert wurde.
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In
dieser Hinsicht wirkt der Passstift 32 in der Nut 34 als
eine Rutschkupplung 20 (3), die
die jeweilige Rolle 16a–16d mechanisch an
die Antriebswelle 12 koppelt und das Maximaldrehmoment
der jeweiligen Rolle 16a–16d einstellt. Das
Maximaldrehmoment wird zum Teil durch die Reibung zwischen dem Passstift 32 und
der Nut 34 bestimmt und zum Teil durch die treibende Kraft
der Kompressionsfeder 36. Da jede Rolle 16a–16d eine
separate Rutschkupplung aufweist (Passstift 32 und Nut 34),
wird die Bewegung einer (1) Rolle 16a–16d nicht dadurch
beeinträchtigt,
ob irgendeine der Rollen 16a–16d mechanisch von
der Antriebswelle 12 entkoppelt wird. Jede Rolle 16a–16d wird
von dem jeweiligen Passstift 32 mechanisch an die Antriebswelle 12 gekoppelt,
solange das von der auf jene Rolle 16a–16d ausgeübten Tangentialkraft
erzeugte Drehmoment nicht das Maximaldrehmoment übersteigt.
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Gegebenenfalls
kann eine Beilagscheibe 44 zwischen die Feder 34 und
die in Eingriff stehende Rolle 16a–16d platziert werden,
um für
die Rollen 16a–16d während des
Rutschvorgangs eine glatte Gleitfläche bereitzustellen.
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6 zeigt
eine Querschnittsansicht der Rollen 16a–16d. Wie gezeigt,
umfassen die Rollen 16a–16d eine Scheibe 37 mit
der um ein zentrales Anbringloch 42 konzentrischen Nabe 30.
Die Scheibe 37 weist auch eine konzentrische Außenfelge 38 auf,
zum Befestigen einer Rollenfläche 40 zum
Bewegen eines zugeführten
Gegenstands. Ebenfalls gezeigt ist die V-förmige Nut 34 auf der
Nabe 30 mit einem eingeschlossenen Winkel α. Vorzugsweise
ist der eingeschlossene Winkel α im
wesentlichen gleich neunzig (90) Grad.
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7 ist
die Seitenansicht der Rollen 16a–16d, die die auf
einer Seitenfläche 46 der
Nabe 30 befindliche Nut 34 zeigt. Die Seitenfläche 46 ist
im wesentlichen senkrecht zu der Achse des zentralen Lochs 42.
Somit sind die Nut 34 und die Seitenfläche 46 im wesentlichen
senkrecht zu der Längsachse 13 der
Antriebswelle 12, wenn die Rollen 16a–16d auf der
Antriebswelle 12 angebracht sind.
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Zwar
wurde die Erfindung im Hinblick auf eine bevorzugte Ausführungsform
beschrieben, Fachleute werden jedoch verstehen, dass die vorgenannten
und verschiedene andere Änderungen,
Auslassungen und Abweichungen in Form und Detail vorgenommen werden
können,
ohne von dem in den Ansprüchen
definierten Umfang dieser Erfindung abzuweichen.