DE68924045T2 - Vorrichtung zum Trennen und Zurückgewinnen von durch eine Gasströmung transportierten festen Entwicklerteilchen. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen von in einem Gasstrom transportierten festen Entwicklerpartikeln. Eine solche Vorrichtung wird insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, bei den Maschinen zum berührungslosen Drucken verwendet, bei denen Entwicklerpartikel, nachdem sie im Überschuß auf dem Speicherträger, mit dem diese Maschinen versehen sind, abgelagert wurden, von der Oberfläche dieses Trägers mittels einer Ansaugvorrichtung abgezogen und in einem Behälter zur Wiedergewinnung im Hinblick auf eine Wiederaufbereitung gesammelt werden.
• Die Maschinen zum berührungslosen Drucken, die bei Informationsverarbeitungseinrichtungen verwendet werden, sind mittlerweile gut bekannt. Diese Maschinen umfassen einen Speicherträger, der meistens durch eine sich drehende Trommel oder durch ein Endlosband gebildet ist, auf deren bzw. dessen Oberfläche auf elektrostatischem oder magnetischen Wege sensibilisierte Zonen gebildet werden können, die auch latente Bilder genannt werden, welche den zu druckenden Buchstaben oder Bildern entsprechen. Diese latenten Bilder werden danach mittels eines pulverförmigen Entwicklers entwickelt, also sichtbar gemacht, der auf dem Speicherträger abgelagert wird und nur von dessen sensibilisierten Zonen angezogen wird, wodurch auf der Oberfläche dieses Trägers ein Bild aus Pulver gebildet wird. Danach wird der Speicherträger mit einem Papierblatt in Berührung gebracht, um den dieses Bild aus Pulver bildenden Entwicklerpartikeln zu ermöglichen, auf dieses Blatt übertragen zu werden, wo sie endgültig fixiert werden.
• Das Aufbringen von Entwicklerpartikeln auf den Speicherträger von Druckmaschinen dieser Art wird von Aufbringvorrichtungen bekannter Art ausgeführt, wie sie in der US-Patentschrift Nr. 4 246 588 (welche der französischen Patentschrift Nr. 2 408 462 entspricht) beschrieben ist. Trotz aller bei ihrer Konstruktion aufgewendeter Sorgfalt ist es bei diesen Aufbringvorrichtungen schwierig zu verhindern, daß sich die Entwicklerpartikel nicht nur reichlich auf den sensibilisierten Zonen des Speicherträgers ablagern, sondern auch, wenn auch nur in sehr geringen Mengen, außerhalb dieser Zonen. Aus diesem Grund sind diese Druckmaschinen auch mit einer Vorrichtung zum Nachbessern versehen, die zwischen der Vorrichtung zum Aufbringen der Partikel und der Station angeordnet ist, bei der diese Partikel auf ein Papierblatt übertragen werden, und die ermöglicht, die Entwicklerpartikel abzunehmen, welche sich im Überfluß auf der Oberfläche des Speicherträgers befinden. Obwohl Vorrichtungen zum Nachbessern ausgeführt wurden, welche in der Lage sind, das Nachbessern durch magnetische Anziehung oder durch das Einblasen von Luft auszuführen, werden jetzt Vorrichtungen zum Nachbessern bevorzugt, die mit dem Ansaugen von Luft arbeiten und den Vorteil bieten, daß sie keine Verschmutzung ausbilden, und die außerdem ermöglichen, die Partikel zu beseitigen, die sich im Überschuß auf der Oberfläche des Speicherträgers befinden, ohne daß diese Partikel notwendigerweise magnetische Eigenschaften aufweisen müssen. Auf diese Weise wurde eine Vorrichtung zum Nachbessern ausgeführt, die in der US-Patentschrift Nr. 3 680 528 beschrieben ist und die eine Ansaugleitung umfaßt, die zum einen mit einem Schlitz oder einer Düse versehen ist, der bzw. die sich in der Nähe der Oberfläche des Speicherträgers erstreckt, und zum anderen mit einer Öffnung, die über ein Rohrsystem mit einer Ansaugturbine verbunden ist. Bei dieser Vorrichtung nimmt die von dem Schlitz der Ansaugleitung angesaugte Luft die überschüssigen Partikel mit, welche sich auf den senkrecht vor diesem Schlitz angeordneten Abschnitten des Speicherträgers befinden. Die somit mit Partikeln beladene Luft strömt in dem Rohrsystem und wird nach dem Durchqueren der Turbine zu einer Ausgangsleitung gefördert, an deren Ende ein Beutel zum Wiedergewinnen befestigt ist, der aus einem luftdurchlässigen Material gebildet ist. Somit kann die von der Turbine geförderte Luft den Beutel durchqueren und zur Atmosphäre ausgestoßen werden, während die von diesem Luftstrom transportierten Entwicklerpartikel von den Maschen des Beutels festgehalten werden, weshalb sie somit wiedergewonnen werden können, um schließlich wieder in die Aufbringvorrichtung gebracht zu werden. Da jedoch bei dieser Vorrichtung zum Nachbessern die die Ansaugturbine durchquerende Luft notwendigerweise mit Entwicklerpartikeln beladen ist, ergibt sich langfristig ein Verunreinigen der Turbine, was die Wartung dieser Vorrichtung zum Nachbessern besonders teuer macht.
• Um diesen Nachteil zu beseitigen, wurde eine Vorrichtung zum Nachbessern vorgeschlagen, die in der US-Patentschrift Nr. 4 046 682 beschrieben ist und bei der ein Endlosband, welches aus einem luftdurchlässigen Material gebildet ist und die Funtkion eines Filters hat, im Verlauf seines Weges das Rohrsystem durchquert, welches die Ansaugleitung mit der Ansaugturbine verbindet. Unter diesen Bedingungen werden die von der von der Turbine angesaugten Luft transportierten Entwicklerpartikel beim Durchgang durch das Endlosband festgehalten, und sie können somit nicht mehr die Turbine durchqueren. Jedoch ist diese Lösung nicht vollständig befriedigend, da nicht nur die Wiedergewinnung der von dem Band eingefangenen Partikel wenig praktisch und immer unvollständig ist, sondern der zwischen diesem Band und der Ansaugdüse angeordnete Abschnitt des Rohrsystems letzten Endes mehr oder weniger verstopft, was die Leistung der Ansaugturbine merklich vermindert.
• Die vorliegende Erfindung beseitigt die Nachteile des Standes der Technik und schlägt eine Vorrichtung vor, die dann, wenn sie in einem Pneumatikkreis angebracht ist, in welchem ein feste Entwicklerpartikel transportierender Gasstrom zirkuliert, beispielsweise ein Kreis, der eine beispielsweise in einer Maschine zum berührungslosen Drucken verwendete Vorrichtung zum Nachbessern umfaßt, ermöglicht, praktisch die gesamten Partikel dieses Gasstromes zu trennen und wiederzugewinnen. Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung, die einer mit dem Namen Zyklon bezeichneten Vorrichtung ähnlich ist, die üblicherweise zum Reinigen eines mit festen Partikeln beladenen Luftstromes verwendet wird, bevor dieser in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Von diesen Zyklonen sind verschiedene Ausführungsformen in den US-Patentschriften Nr. 3 716 137 und 3 893 914, den sowjetischen Patentschriften Nr. 1 096 003 und 1 130 411, der britischen Patentschrift 686 966 und in der deutschen Patentschrift 849 950 beschrieben. Insbesondere in der deutschen Patentschrift 849 950 ist eine Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen von in einem Gasstrom transportierten festen Partikeln beschrieben, mit:
• - einer Trennkammer (40), die eine praktisch vertikal angeordnete Drehachse (45) aufweist, wobei diese Kammer zum einen mit einer Zufuhrleitung (43) versehen ist, die in ihrem oberen Abschnitt so angeordnet ist, daß sie einen wirbelartigen Strom eines Gasstromes erzeugt, der mit festen Entwicklerpartikeln beladen durch die Zufuhrleitung in diese Kammer eintritt, und zum anderen mit einer Abfuhrleitung (44), die axial angeordnet ist und sich in das Innere dieser Kammer erstreckt, um das Abführen des von seinen Partikeln befreiten Gasstromes zu ermöglichen, wobei diese Kammer außerdem an ihrem unteren Abschnitt mit einer Ausgangsöffnung (46) versehen ist, die mit einer Entleerungsleitung (47) in Verbindung steht, wobei die Entwicklerpartikel, nachdem sie in dieser Kammer von dem Gasstrom getrennt sind, durch Schwerkraft zu dieser Entleerungsleitung gezogen werden,
• - einem mit wenigstens einer Öffnung versehenen Organ (52), welches in der Entleerungsleitung (47) und in der Nähe der Ausgangsöffnung (46) angeordnet ist, wobei dieses Organ (52) durch eine sehr dünne Platte gebildet ist, die wenigstens eine Öffnung aufweist, deren Neigung in der gleichen Richtung wie die Richtung der schraubenförmigen Bahn der festen Partikel ausgerichtet ist, um zu verhindern, daß die in die Entleerungsleitung eintretenden Partikel von dem aus der Entleerungsleitung austretenden, aufsteigenden Gasstrom erneut angesaugt werden.
• Wenn diese Zyklone von einem Luftstrom durchquert werden, der pulverförmige Substanzen enthält, beispielsweise Sägespäne, ermöglichen sie, den größten Teil dieser Substanzen zu beseitigen, bevor dieser Luftstrom in die Atmosphäre ausgestoßen wird. Jedoch wurde ihre Anwendung in einer Maschine zum berührungslosen Drucken für ein Trennen und Wiedergewinnen von praktisch allen Entwicklerpartikeln, die in einem von einer Ansaug-Vorrichtung zum Nachbessern stammenden Luftstrom transportiert werden, bis jetzt nicht vorgesehen, da diese Partikel sehr fein sind und die Neigung haben, sich beim Fallen feinst zu verteilen und eine Wolke von schwierig wiederzugewinnenden Partikeln zu bilden. Unter diesen Umständen ist es mit diesen Zyklonen praktisch unmöglich, quasi alle in dem Luftstrom transportierten Entwicklerpartikel wiederzugewinnen, was umso störender ist, als daß alle diese Partikel praktisch nicht verändert wurden und somit wiedergewonnen werden können, sie also erneut in den Vorratsbehälter der Aufbringvorrichtung eingebracht werden können, um wiederverwendet zu werden.
• Ungeachtet der nicht überzeugenden Eigenschaften, welche diese Vorrichtungen zum Ausführen der Wiedergewinnung von Entwicklerpartikeln aufweisen, betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere eine Vorrichtung des Typs nach dem Stand der Technik zum Trennen und Wiedergewinnen von in einem Gasstrom transportierten festen Entwicklerpartikeln, wobei diese Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Öffnung der Abfuhrleitung (44) an dem oberen Abschnitt der Kammer (40) angeordnet ist, daß das Organ (52) eine schraubenförmige Fläche (52) bildet, die sich entlang einem Sektor erstreckt, dessen Winkel A im wesentlichen gleich 360º beträgt, und daß der schraubenförmige Rand (53) des Organs (52) die Innenwand der Entleerungsleitung (47) berührt und bezüglich der Horizontalen eine Neigung aufweist, deren Wert (i) zwischen 3º und 10º beträgt.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit weist die Entleerungsleitung (47) einen Innenradius auf, dessen Wert (R) zwischen zwei Grenzwerten Rm und RM liegt, die bestimmt sind durch:
• Rm = P/2.π.tg 10º und RM = P/2.π.tg 3º
• wobei p den Wert der Steigung der Schraube des schraubenförmigen Organs (52) angibt.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit ist die Steigung p der Schraube des schraubenförmigen Organs (52) größer als 5 mm.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit ist die Steigung p der Schraube des schraubenförmigen Organs (52) kleiner als 12 mm.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit weist die Abfuhrleitung (44) einen Innendurchmesser in der gleichen Größenordnung wie der Innendurchmesser der Entleerungsleitung (47) auf.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit ist der Innendurchmesser der Abfuhrleitung (44) kleiner als der Innendurchmesser der Entleerungsleitung (47), und dessen Wert weicht um nicht mehr als 15 % von dem Wert des Innendurchmessers der Entleerungsleitung (47) ab.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit schließt die Seitenwand eines konischen Abschnittes der Trennkammer (40), die in bekannter Weise gebildet ist durch einen oberen zylindrischen Abschnitt (41), der mit einem konischen unteren Abschnitt (42) verbunden ist, mit der Drehachse (45) dieser Kammer einen Winkel (J) von höchsten gleich 15º ein.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit ist der Druck im Inneren der Trennkammer (40), der kleiner als der Atmosphärendruck ist, auf einen festen Wert zwischen 760 und 900 Hektopascal eingestellt.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit ist die Entleerungsleitung (47) an ihrem unteren Ende durch eine bewegbare Klappe (49) verschlossen, um einen Behälter zur Wiedergewinnung der Partikel zu bilden, in den die Partikel schließlich nach ihrem Durchgang durch das schraubenförmige Organ (52) fallen.
• Gemäß einer weiteren Eigenheit ist die Öffnung der Abfuhrleitung (44) in einem Abstand von dem schraubenförmigen Organ (52) angeordnet, der größer als der Durchmesser der Entleerungsleitung (47) ist.
• Ein weiteres Ziel besteht darin, eine Verwendung für diese Vorrichtung vorzuschlagen. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß eine Maschine zum berührungslosen Drucken eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen von Partikeln enthält.
• Die Erfindung wird besser verstanden und ihre weiteren Ziele und Vorteile ergeben sich deutlicher aus der nachfolgenden, beispielhaft und nicht einschränkenden Beschreibung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. In diesen zeigen:
• - Figur 1 eine schematische Teilansicht einer Maschine zum magnetographischen Drucken, die mit einem Pneumatikkreis versehen ist, der eine Einrichtung zum Nachbessern und eine gemäß der Erfindung ausgeführte Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen von Partikeln umfaßt, und
• - Figur 2 eine perspektivische Ansicht mit Teilausschnitten, welche einige Details der Ausführung der Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen von Partikeln darstellt, mit der die in Figur 1 dargestellte Maschine versehen ist.
• Die schematisch in Figur 1 dargestellte Maschine zum Drucken umfaßt einen Speicherträger, der im beschriebenen Beispiel durch eine magnetische Trommel 10 gebildet ist. Diese Trommel ist so angebracht, daß sie sich um eine horizontale Achse 11 drehen kann. Die Trommeldrehung, deren Richtung durch den Pfeil F angedeutet ist, wird von einem (nicht dargestellten) Elektromotor gewährleistet. Das Speichern von Informationen auf dieser Trommel wird von einem Organ zum magnetischen Speichern 12 ausgeführt, welches mehrere Köpfe umfaßt, die Seite an Seite angeordnet und parallel zur Drehachse 11 der Trommel ausgerichtet sind. Jeder dieser Köpfe erzeugt jedesmal dann, wenn er für einen kurzen Moment von einem elektrischen Strom erregt wird, ein variables Magnetfeld, was bewirkt, daß praktisch punktuelle magnetisierte Zonen 13 auf der Oberfläche der Trommel erzeugt werden, welche vor dem Organ 12 zum Speichern vorbeiläuft, wobei die Gesamtheit dieser Zonen ein latentes magnetisches Bild bildet, welches einem zu druckenden Bild entspricht. Diese magnetisierten Zonen 13 laufen dann vor einer Aufbringvorrichtung 14 vorbei, welche praktisch unterhalb der Trommel 10 angeordnet ist und ermöglicht, auf die Oberfläche der Trommel Partikel eines pulverförmigen, in einem Vorratsbehälter 15 enthaltenen Entwicklers aufzubringen. Die somit auf die Trommel 10 aufgebrachten Entwicklerpartikel haften im Prinzip nur an den magnetisierten Zonen der Trommel an, so daß die magnetisierten Zonen, die vor der Vorrichtung 14 zum Aufbringen vorbeigelaufen sind, als mit einer Schicht des Entwicklers überzogen erscheinen, wobei diese Schicht auf der Trommel 10 das Abbild der zu druckenden Buchstaben bildet. Im beschriebenen Beispiel ist der Entwickler durch magnetische Partikel enthaltende Harzpartikel gebildet, wobei diese Harzpartikel eine Größe in der Größenordnung von 20 um aufweisen, wobei dieses Harz, wenn es einer Wärmestrahlung ausgesetzt wird, schmelzen kann und sich auf einem Papier fixiert, auf dem es aufgebracht wurde. Es wird jedoch darauf hingewiesen, daß die Beschaffenheit dieses Entwicklers für die Erfindung nicht wesentlich ist und daß im Falle eines elektrostatischen Druckers, auf den sich die Erfindung selbstverständlich auch bezieht, dieser Entwickler genausogut durch ein Pulver gebildet sein kann, welches keine Magnetpartikel umfaßt. Ferner kann für das Aufbringen des Entwicklers auf die Trommel 10 eine beliebige herkömmliche Vorrichtung zum Aufbringen verwendet werden. Jedoch ist bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 14 zum Aufbringen von dem Typ, oder in der oben genannten US-Patentschrift 4 246 588 beschrieben und dargestellt ist.
• Der Entwickler, der hauptsächlich an den magnetisierten Zonen 13 anhaftet, bildet somit Ablagerungen 16 von Partikeln auf der Oberfläche der Trommel 10. Diese Ablagerungen 16 laufen dann vor einer Vorrichtung 17 zum Nachbessern vorbei, deren Aufgabe darin besteht, die Partikel zu beseitigen, die außerhalb der magnetisierten Zonen 13 anhaften, sowie die Partikel, die sich zuviel in diesen Zonen befinden. Danach werden die auf der Trommel 10 verbliebenen Entwicklerpartikel quasi vollständig auf ein Papierblatt 18 übertragen, welches mittels Druckrollen 19 an die Trommel 10 angedrückt wird. Die nach dem Ausbilden dieser Übertragung verbliebenen, sich weiterhin auf der Trommel 10 bef indenden Entwicklerpartikel werden danach mittels einer Reinigungsvorrichtung 20 bekannter Art entfernt, beispielsweise mit einer Bürste. Danach laufen die magnetisierten Zonen, die vor der Reinigungsvorrichtung 20 vorbeigelaufen sind, vor einer Löschvorrichtung 21 vorbei, wo sie gelöscht werden, weshalb die entmagnetisierten Bereiche der Trommel 10 erneut magnetisiert werden können, wenn sie sich vor dem Speicherorgan 11 befinden.
• Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung 17 zum Nachbessern ist von dem Typ, die nebenbei in der US-Patentschrift Nr. 4 233 382 beschrieben ist. Ohne auf die Details der Konstruktion dieser Vorrichtung einzugehen, wird angegeben, daß die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung zum Nachbessern eine Düse oder Ansaugleitung 22 umfaßt, die praktisch die Gestalt eines rechteckigen Prismas hat und an einem ihrer Enden einen Luftzufuhrschlitz 23 aufweist, der sich in der Nähe der Oberfläche der Trommel 10 in einer zur Drehrichtung 11 dieser Trommel parallelen Richtung erstreckt. Diese Ansaugleitung 22 ist an ihrem anderen Ende mit einer Kammer 24 von zylindrischer Form verbunden, die so angeordnet ist, daß sich die Erzeugende dieser Kammer senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des Luftzufuhrschlitzes 23 erstreckt. Eine der beiden kreisförmigen Wände dieser Kammer ist mit einer Ansaugöffnung versehen, die ein Rohrsystem 25 aufweist, durch welches die Kammer 24 mit einer Vorrichtung 26 zum Trennen und Wiedergewinnen von Partikeln verbunden werden kann, von der später die Rede sein wird. Diese Vorrichtung 26 ist wiederum durch ein weiteres Rohrsystem 27, das mit einem Filterelement 28 versehen ist, mit einer Ansaugturbine 29 verbunden. Wenn diese Turbine 29 in Betrieb genommen wird, wird ein Unterdruck im Inneren der Pneumatikvorrichtung erzeugt, die gebildet ist durch die Vorrichtung 17 zum Nachbessern, das Rohrsystem 25, die Vorrichtung 26 zum Trennen und Wiedergewinnen, das Rohrsystem 27, das Filterelement 28 und die Turbine 29. Dadurch werden die auf der Oberfläche der Trommel 10 abgelagerten überschüssigen Entwicklerpartikel, wenn sie vor dem Schlitz 23 der Ansaugleitung 22 vorbeilaufen, von der Luft mitgenommen, die durch diesen Schlitz angesaugt wird. Diese somit mit Entwicklerpartikeln beladene Luft bildet einen Luftstrom, der nacheinander durch die Ansaugleitung 22, die Kammer 24 und das Rohrsystem 25 strömt. Die Luft wird von diesen Partikeln befreit, wenn sie die Vorrichtung 26 durchquert; sie strömt dann nach Verlassen dieser Vorrichtung praktisch gereinigt vor dem Durchqueren des Filterelementes 28 durch das Rohrsystem 27, und sie wird schließlich von der Turbine 29 in die Atmosphäre ausgestoßen. Da, wie später gesehen werden wird, praktisch alle von dem Luftstrom transportierten Partikel von der Vorrichtung 26 zurückgehalten werden, besteht nicht die Gefahr, daß die die Turbine 29 durchquerende Luft ein Verschmutzen der Turbine hervorruft.
• Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird nun der Aufbau der Vorrichtung 26 beschrieben, der nicht nur ermöglicht, die von dem in der Pneumatikvorrichtung strömenden Luftstrom transportierten Entwicklerpartikel abzutrennen, sondern auch, praktisch die gesamten Partikel wiederzugewinnen, ohne daß sie erneut von diesem Luftstrom angesaugt werden können. Die in Figur 2 dargestellte Vorrichtung 26 umfaßt eine Trennkammer 40, die gebildet ist durch einen oberen zylindrischen Abschnitt 41 der Kammer und einen unteren konischen Abschnitt 42 der Kammer. Diese Kammer 40 ist an ihrem oberen Abschnitt zum einen mit einer Zufuhrleitung 43 versehen, die an das Rohrsystem 25 angeschlossen ist, über das die mit Entwicklerpartikeln beladene Luft eintritt, wobei diese Zufuhrleitung tangential zur zylindrischen Wand des Abschnittes 41 angeordnet ist, so daß sie im Inneren der Kammer für die durch diese Leitung in die Kammer eintretende Luft einen wirbelförmigen Strom erzeugt, und zum anderen mit einer Abfuhrleitung 44 mit zylindrischer Form, die entlang der Vertikalachse 45 der Kammer 40 angeordnet ist und sich im Inneren des zylindrischen Abschnittes 41 dieser Kammer erstreckt, um das Abführen der in dieser Kammer von den Partikein befreiten Luft zu ermöglichen. Diese Abfuhrleitung 44 ist an das Rohrystem 27 angeschlossen, welches die Vorrichtung 26 mit der Ansaugturbine 29 verbindet. An ihrem unteren Abschnitt ist die Trennkammer 40 auch mit einer Ausgangsöffnung 46 versehen, welche mit einer Entleerungsleitung 47 mit zylindrischer Form in Verbindung steht.
• Der von dem in die Kammer 40 durch die Zufuhrleitung 43 eintretenden Luftstrom erzeugte Wirbel dreht sich in bekannter Weise schnell in einer Richtung, die in Figur 2 durch den Pfeil 48 dargestellt ist. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft trennen sich die Entwicklerpartikel, deren spezifisches Gewicht größer als dasjenige von Luft ist, von diesem Luftstrom und bilden eine wirbelförmige Schicht, welche mit der zylindrischen Wand des Abschnittes 41 der Kammer in Berührung tritt. Diese Partikel sind jedoch auch einer Schwerkraft ausgesetzt, so daß sie, während sie sich im Kreis drehen, sich im Abschnitt 42 der Kammer nach unten bewegen und in die Entleerungsleitung 47 eintreten. Um das Wiedergewinnen dieser Partikel zu ermöglichen, ist die Entleerungsleitung 47 an ihrem unteren Ende normalerweise durch eine bewegbare Klappe 49 geschlossen, die, wie dies in Figur 2 dargestellt ist, entlang einer horizontalen Richtung in den Schiebeführungen einer fest mit dem Rahmen der Maschine verbundenen, feststehenden Platte 50 gleiten kann. Diese Klappe 49, die in bekannter Weise betätigt wird, beispielsweise manuell, kann zwei Stellungen einnehmen, nämlich eine geschlossene Stellung, die in Figur 2 mit durchgehenden Linien dargestellt ist und bei der sie die untere Öffnung der Entleerungsleitung 47 vollständig schließt und somit mit dieser Leitung einen Behälter 51 bildet, in welchem sich die von dem Luftstrom getrennten Partikel ansammeln, und eine geöffnete Stellung, die in dieser Figur in strichpunktierten Linien dargestellt ist und die den gesammelten Partikeln ermöglicht, aus der Entleerungsleitung 47 auszutreten, damit sie wieder in den Vorratsbehälter 15 der in Figur 1 dargestellten Aufbringvorrichtung 14 eingebracht werden können. Dieses Wiedereinbringen der Partikel kann ausgeführt werden, nachdem diese Partikel entweder manuell oder mit Hilfe einer Transportvorrichtung von dem Behälter 51 zum Vorratsbehälter 15 transportiert wurden. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform, die in Figur 1 dargestellt ist, ist die Vorrichtung 26 zum Trennen und Wiedergewinnen jedoch genau oberhalb des Vorratsbehälters 15 angeordnet, so daß das Rückkehren von in dem Behälter 51 wiedergewonnenen Partikel in diesen Vorratsbehälter einfach dadurch erzielt wird, daß die Klappe 49 in die geöffnete Stellung gebracht wird, wenn der Behälter gefüllt ist, was bewirkt, daß die Partikel in den Vorratsbehälter fallen. Bei einer Ausführungsvariante kann diese Klappe 49 außerdem vorteilhafterweise durch eine Vorrichtung zum Wiedereinbringen von Partikeln ersetzt sein, die in einer am selben Tag von der Anmelderin eingereichten Patentanmeldung beschrieben ist.
• Wie in Figur 2 zu sehen ist, umfaßt die Vorrichtung 26 zum Trennen und Wiedergewinnen auch ein schraubenförmiges Organ 52, das in der Entleerungsleitung 47 in der Nähe der Ausgangsöffnung 46 angeordnet ist. Dieses Organ 52, welches aus einer sehr dünnen Platte gebildet ist, weist eine von einem schraubenförmigen Rand 53 begrenzte Oberfläche auf, und es ist so dimensioniert, daß sein schraubenförmiger Rand 53 die Innenwand der Entleerungsleitung 47 berührt. Dieses Organ 52 ist auf die vertikale Achse 45 der Kammer 40 und der Leitung 47 zentriert, und es erstreckt sich um diese Achse 45 entlang einem Sektor, dessen Winkel A im wesentlichen gleich 3600 ist. Unter diesen Bedingungen ist das eine der beiden Enden des schraubenförmigen Randes 53 dieses Organs praktisch unterhalb des anderen Endes angeordnet, und sie sind durch einen Abstand p voneinander getrennt, der gleich der Steigung der Schraube ist. In Figur 2 ist dargestellt, daß die Richtung der Schraube des Organs 52 dieselbe wie die Richtung des schraubenförmigen Weges ist, dem die Partikel im Inneren der Trennkammer 40 folgen. Anders ausgedrückt weist die dieses Organ bildende Platte eine Neigung auf, die in der gleichen Richtung wie der schraubenförmige Pfeil 48 orientiert ist. Unter diesen Bedingungen läuft das schraubenförmige Organ 52 nicht Gefahr, ein Hindernis für die Entwicklerpartikel darzustellen, die nach ihrer Trennung von dem Luftstrom in der Trennkammer 40 in die Öffnung eindringen, die zwischen den beiden radialen Rändern dieses Organs freigelassen wurde, damit sie sich in dem Behälter 51 zum Wiedergewinnen ansammeln. Um den Durchgang dieser Partikel durch die Öffnung zu erleichtern und um zu verhindern, daß die in diesem Behälter gesammelten Partikel der Wirkung des aufsteigenden Luftstromes ausgesetzt sind, der sich in dem axialen Abschnitt der Kammer auswirkt, wird bevorzugt, daß die Steigung p der Schraube des Organs 52 zwischen fünf Millimetern und zwölf Millimetern beträgt.
• Es wurde außerdem beobachtet, daß die besten Ergebnisse dann erhalten wurden, wenn das schraubenförmige Organ 52 so ausgebildet wurde, daß sein schraubenförmiger Rand 53 bezüglich der Horizontalen eine Neigung aufweist, deren Wert i zwischen 3º und 10º beträgt. Unter diesen Bedingungen können die Grenzwerte bestimmt werden, welche dem Innenradius R der Entleerungsleitung 47 gegeben werden können, um die besten Ergebnisse zu erzielen, wobei diese Grenzwerte durch die folgenden Ausdrücke gegeben sind:
• Rm = P/2.π.tg 10º und RM = P/2.π.tg 3º
• also:
• Rm P/1,108 und RM P/0,33
• Wenn die Steigung p der Schraube gleich fünf Millimeter beträgt, kann somit beispielsweise die Entleerungsleitung 47 einen Innenradius aufweisen, der zwischen
• Rm 5/1,108 und RM 5/0,33
• beträgt, also:
• Rm 4,5 mm und RM 15 mm.
• In diesem Fall ist eine Entleerungsleitung mit einem Innendurchmesser von beispielsweise gleich zwei Zentimetern bestens geeignet.
• Wenn die Steigung p der Schraube gleich einen Zentimeter ist, kann die Entleerungsleitung einen Innenradius aufweisen, der zwischen:
• Rm 10/1,108 und RM 10/0,33
• beträgt, also:
• Rm 9 mm und RM 30 mm
• In diesem Fall ist eine Entleerungsleitung mit einem Innendurchmesser von beispielsweise gleich vieer Zentimetern bestens geeignet.
• Damit die Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen korrekt arbeitet, wird darauf hingwiesen, daß die Abfuhrleitung 44 einen Innendurchmesser aufweist, dessen Wert in derselben Größenordnung wie der Innendurchmesser der Entleerungsleitung 47 liegt.
• Wenn die Entleerungsleitung 47 einen Innendurchmesser von vier Zentimetern aufweist, kann beispielsweise die Abfuhrleitung 44 einen Innendurchmesser von fünfunddreißig Millimetern aufweisen. Vorzugsweise ist der Innendurchmesser der Entleerungsleitung kleiner als derjenige der Abfuhrleitung, und dessen Wert weicht um nicht mehr als 15 % von dem Wert des Innendurchmessers der Entleerungsleitung ab.
• Außerdem ist der konische Abschnitt 42 der Trennkammer 40 so ausgebildet, daß seine Seitenwand mit der Drehachse 45 dieser Kammer, also mit der Vertikalen, einen Winkel J von höchsten gleich 15º eingschließt. Aufgrund dieser Anordnung werden praktisch alle in diese Kammer durch die Zufuhrleitung 43 eintretenden Entwicklerpartikel von dem Luftstrom getrennt, der sie bis hier getragen hat.
• Es wird noch darauf hingewiesen, daß der Luftdurchsatz der Ansaugturbine 29 mit (nicht dargestellten) bekannten Mitteln so eingestellt wird, daß der Druck der Luft im Inneren der Trennkammer 40 auf einem festen Wert p&sub1; gehalten wird, der natürlich kleiner als der Wert p&sub0; des Atmosphärendrucks ist und der zwischen 760 und 900 Hektopascal beträgt. Anders ausgedrückt wird der Unterdruck Δp = p&sub0; - p&sub1; im Inneren dieser Kammer auf einen festem Wert zwischen im wesentlichen 255 und 115 Hektopascal gehalten.
• Durch Betrieb bei den besten Bedingungen, wie sie oben angegeben wurden, wurde eine Wiedergewinnung von praktisch 99 % der Entwicklerpartikel erreicht, die in dem von der Vorrichtung zum Nachbessern stammenden Luftstrom transportiert wurden.
• Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt, die ausschließlich als Beispiel gegeben wurden. Sie umfaßt alle Mittel, welche isoliert oder in Kombination technische Äquivalente der beschriebenen und dargestellten Mittel bilden und die im Bereich der nachfolgenden Patentansprüche angewendet werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen von in einem Gasstrom transportierten festen Entwicklerpartikeln, mit:

- einer Trennkammer (40), die eine praktisch vertikal angeordnete Drehachse (45) aufweist, wobei diese Kammer zum einen mit einer Zufuhrleitung (43) versehen ist, die in ihrem oberen Abschnitt so angeordnet ist, daß sie einen wirbelartigen Strom eines Gasstromes erzeugt, der mit festen Entwicklerpartikeln beladen durch die Zufuhrleitung in diese Kammer eintritt, und zum anderen mit einer Abfuhrleitung (44), die axial angeordnet ist und sich in das Innere dieser Kammer erstreckt, um das Abführen des von seinen Partikeln befreiten Gasstromes zu ermöglichen, wobei diese Kammer außerdem an ihrem unteren Abschnitt mit einer Ausgangsöffnung (46) versehen ist, die mit einer Entleerungsleitung (47) in Verbindung steht, wobei die Entwicklerpartikel, nachdem sie in dieser Kammer von dem Gasstrom getrennt sind, durch Schwerkraft zu dieser Entleerungsleitung gezogen werden,

- einem mit wenigstens einer Öffnung versehenen Organ (52), welches in der Entleerungsleitung (47) und in der Nähe der Ausgangsöffnung (46) angeordnet ist, wobei dieses Organ (52) durch eine sehr dünne Platte gebildet ist, die wenigstens eine Öffnung aufweist, deren Neigung in der gleichen Richtung wie die Richtung der schraubenförmigen Bahn der festen Partikel ausgerichtet ist, um zu verhindern, daß die in die Entleerungsleitung eintretenden Partikel von dem aus der Entleerungsleitung austretenden, aufsteigenden Gasstrom erneut angesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Abfuhrleitung (44) an dem oberen Abschnitt der Kammer (40) angeordnet ist, daß das Organ (52) eine schraubenförmige Fläche (52) bildet, die sich entlang einem Sektor erstreckt, dessen Winkel (A) im wesentlichen gleich 360º beträgt, und daß der schraubenförmige Rand (53) des Organs (52) die Innenwand der Entleerungsleitung (47) berührt und bezüglich der Horizontalen eine Neigung aufweist, deren Wert (i) zwischen 3º und 10º beträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsleitung (47) einen Innenradius aufweist, dessen Wert (R) zwischen zwei Grenzwerten Rm und RM liegt, die bestimmt sind durch:

Rm = P/2.π.tg 10º und RM = P/2.π.tg 3º

wobei P den Wert der Steigung der Schraube des schraubenförmigen Organs (52) angibt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung p der Schraube des schraubenförmigen Organs (52) größer als 5 mm ist.

4 Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung p der Schraube des schraubenförmigen Organs (52) kleiner als 12 mm ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfuhrleitung (44) einen Innendurchmesser in der gleichen Größenordnung wie der Innendurchmesser der Entleerungsleitung (47) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Abfuhrleitung (44) kleiner als der Innendurchmesser der Entleerungsleitung (47) ist und daß dessen Wert um nicht mehr als 15 % von dem Wert des Innendurchmessers der Entleerungsleitung (47) abweicht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand eines konischen Abschnittes der Trennkammer (40), die in bekannter Weise gebildet ist durch einen oberen zylindrischen Abschnitt (41), der mit einem konischen unteren Abschnitt (42) verbunden ist, mit der Drehachse (45) dieser Kammer einen Winkel (J) von höchstens gleich 15º einschließt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Inneren der Trennkammer (40), der kleiner als der Atmosphärendruck ist, auf einen festen Wert zwischen 760 und 900 Hektopascal eingestellt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerungsleitung (47) an ihrem unteren Ende durch eine bewegbare Klappe (49) verschlossen ist, um einen Behälter zur Wiedergewinnung der Partikel zu bilden, in den die Partikel schließlich nach ihrem Durchgang durch das schraubenförmige Organ (52) fallen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Abfuhrleitung (44) in einem Abstand von dem schraubenförmigen Organ (52) angeordnet ist, der größer als der Durchmesser der Entleerungsleitung (47) ist.

11. Maschine zum berührungslosen Drucken, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Vorrichtung zum Trennen und Wiedergewinnen von Partikeln gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 enthält.