DE69105744T2

DE69105744T2 - Verfahren und vorrichtung um eine fläche bei hin- und hergehender bewegung in eine ebene zu führen.

Info

Publication number: DE69105744T2
Application number: DE69105744T
Authority: DE
Inventors: Jacques Gaudillat; Michael Long
Original assignee: Kodak Pathe SA; Eastman Kodak Co
Current assignee: Kodak Pathe SA; Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1991-03-11
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2011-03-12
Also published as: WO1991014886A1; DE69105744D1; FR2659717B1; JPH05505866A; EP0551263A1; US5293782A; EP0551263B1; FR2659717A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Antreiben einer bewegbaren Fläche in einer Ebene mittels einer hin- und hergehenden Bewegwig. Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens.
Eine derartige hin- und hergehende Bewegung in einer Ebene ist im Bereich der Bandmaterialperforation und insbesondere dann erforderlich, wenn die Perforationslöcher mit sehr hoher Genauigkeit positioniert werden müssen Die französische Patentanmeldung mit dem Titel "Vorrichtung zum Bearbeiten eines Bandmaterials gemäß einem vorgegebenen Abstand", die vom Anmelder am gleichen Tag eingereicht wurde, beschreibt daher eine Vorrichtung bestehend aus einem Schnittstempelblock-Tragarm, der in einer hin- und hergehenden Bewegung einen kurzen Abschnitt eines Kreisbogens um eine ortsfeste horizontale Achse parallel zur Bewegungsachse des Bandmaterials beschreibt, so daß die Schnittstempel in regelmäßigen Abständen mit der auf einem Stanzblock angeordneten Stanzvorrichtung zusammenwirken können. Der Schnittstempelblock-Tragarm ist auf der Ebene dieser ortsfesten horizontalen Achse mit dem Stanzvorrichtungsblock verbunden, so daß die beiden derart verbundenen Blöcke parallel zur Bewegungsachse des Bandmaterials mittels einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben sind, deren Zeitdauer im allgemeinen mit der Zeitdauer der Bewegung des Schnittstempelblock-Tragarms um diese ortsfeste Achse identisch ist. Bei diesen Perforiervorrichtungen kann die Zeitdauer der hin- und hergehenden Bewegung bei einer Größe von etwa 20 mm in der Größenordnung von 37 ms liegen
Bei diesen Vorrichtungen, die gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit und hoher Genauigkeit arbeiten, ist es von größter Bedeutung, daß die horizontale hin- und hergehende Bewegwig exakt parallel zur Ebene des Bandmaterials und konstant in derselben Ebene ausgeführt wird.
Bei früheren Ausführungsarten wurden bekanntermaßen Kurbelgetriebe benutzt, die exzentrisch gelagert sein konnten, um diese hin- und hergehende Bewegung zu erzeugen, wobei die Bewegwig mittels geeigneter Gleitvorrichtungen in einer gleichen Ebene geführt wurden. Bei hin- und hergehenden Bewegungen mit sehr hoher Frequenz waren diese Getriebe jedoch durch ziernlich schnellen Verschleiß gekennzeichnet, was zu einer zunehmenden Ungenauigkeit der Führungsbewegung führte. Darüber hinaus erzeugten diese Führungsvorrichtungen häufig Ruckbewegungen in der hin- und hergehenden Bewegung. Diese Ruckbewegungen wirken sich natürlich nachteilig auf die Genauigkeit bei der Positionierung der Perforationslöcher im Bandmaterial aus.
GB-A-684,933 beschreibt einen verformbaren Körper zum Bewegen einer in einer ersten Ebene angeordneten Fläche gemäß einer hin- und hergehenden Bewegung, mit zwei verformbaren Parallelogrammen, von denen jedes zwei sich parallel zur ersten Ebene erstreckende Seiten aufweist. Gemäß dem vorliegenden Dokument wird eine der parallelen Seiten aufgrund der Flexibilität des flexiblen Materials, durch das die Seite mit der zweiten der beiden parallelen Seiten verbunden ist, bewegt, wobei die zweite Seüe durch geeignete Mittel in einer Ebene parallel zu der ersten Ebene mittels einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben ist.
Demzufolge ist es eines der Ziele dieser Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem eine bewegbare Fläche mittels einer hin- und hergehenden Bewegung in einer Ebene angetrieben werden kann, ohne Gleitführungsvorrichtungen zu verwenden, wie sie bei früheren Ausführungsarten benutzt werden.
Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung zur Durclhrihrung dieses Verfahrens.
Weitere Ziele der Erfindung werden im Verlauf der folgenden detaillierteren Beschreibung ersichtlich.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Körper, der verformbar ist, verwendet, urn eine in einer ersten Ebene angeordnete Fläche gemäß einer einer Größe A&sub2; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung zu bewegen, mit einer zur ersten Ebene orthogonalen Ebene, zwei verformbaren Parallelogrammen, von denen jedes zwei sich parallel zur ersten Ebene erstreckende Seiten aufweist, von denen die eine parallele Seite den beiden Parallelogrammen gemeinsam und in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebenen mittels einer einer Größe A&sub1; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung angetrieben ist und die anderen parallelen Seiten der beiden Parallelogramme in einer dritten Ebene parallel zur ersten Ebene angeordnet sind, wobei eine der anderen parallelen Seiten des ersten Parallelogramms ortsfest und die andere parallele Seite des zweiten Parallelogramms bewegbar und in der dritten Ebene mittels einer ersten Antriebsvorrichtung gemäß einer der Größe A&sub2; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung angetrieben ist und die zu bewegende Flache von der anderen parallelen Seite gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame parallele Seite mittels einer zweiten Antriebsvorrichtung angetrieben ist, so daß die Bewegung der gemeinsamen parallelen Seite phasenstarr mit der Bewegung der anderen bewegbaren parallelen Seite gekoppelt ist, und daß die der Größe A&sub2; entsprechende Bewegung der anderen bewegbaren parallelen Seite dem doppeften Wert der der Größe A&sub1; entsprechenden Bewegung der gemeinsamen parallelen Seite entspricht.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daräber hinaus ein Verfahren zum Bewegen einer in einer ersten Ebenen angeordneten Fläche gemäß einer einer Größe A&sub2; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung zur Verfügung gestellt, wobei:
a) in einer zur ersten Ebene orthogonalen Ebene zwei verformbare Parallelogramme angeordnet sind, von denen jedes zwei sich parallel zur ersten Ebene erstreckende Seiten aufweist, von denen die eine Seite beiden Parallelogrammen gemeinsam und in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene bewegbar angeordnet ist und die andere parallele Seite der beiden Parallelogramme in einer dritten Ebene parallel zur ersten Ebene angeordnet ist, wobei die andere Seite des ersten Parallelogramms ortsfest und die andere parallele Seite des zweiten Parallelogramms bewegbar ist und die zu bewegende Fläche häk, und
b) eine erste einer Größe A&sub2; entsprechende hin- und hergehende Bewegung mittels einer ersten Autriebsvorrichtung auf die andere parallele Seite in der dritten Ebene übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite einer Größe A&sub1; entsprechende hin- und hergehende Bewegung mittels einer zweiten Antriebsvorrichtung auf die gemeinsame parallele Seite in der zweiten Ebene übertragen wird, wobei die der Größe A&sub1; entsprechende Bewegung der zweiten Antriebsvorrichtung dem halben Wert der der Größe A&sub2; entsprechenden Bewegung der ersten Antriebsvorrichtung entspricht, und daß die der Größe A&sub2; entsprechende Bewegung phasenstarr mit der der Größe A&sub1; entsprechenden Bewegung gekoppelt ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine bestimmte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3 eine alternative Ausführung zu der in Fig. 2 dargestellten bestimmten Ausführung.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist, in einer Ebene orthogonal zu einer ersten Ebene, die der Ebene der zu erzeugenden Bewegung entspricht, zwei Parallelogramme 12, 13 auf, die verformbar und von identischer Höhe sind und jeweils zwei Seiten 14, 15; 15, 16 parallel zur ersten Ebene aufweisen.
Eine dieser parallelen Seiten 15 ist den beiden Parallelogrammen gemeinsam und in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene mittels einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben, deren Größe A&sub1; dem halben Wert der Größe A&sub2; der zu erzeugenden Bewegung entspricht. Die anderen parallelen Seiten 14, 16 der beiden Parallelogramme sind in einer dritten Ebene angeordnet. Die andere parallele Seite 14 des ersten Parallelogramms ist ortsfest, die andere parallele Seite 16 des zweiten Parallelogramms ist bewegbar und in der dritten Ebene mittels einer der Größe A&sub2; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung phasengleich mit der der Größe A&sub2; entsprechenden Bewegung angetrieben. Die bewegbare Seite 16, die die der Größe A&sub2; entsprechende Bewegung beschreibt, ist mit einem ersten Kurbelgetriebe verbunden, bei dem die Kurbel einen Radius R und die Kurbelstange eine Länge L aufweist. Die bewegbare Seite 15, die den beiden Parallelogrammen gemeinsam ist und eine der Größe A&sub1; = A&sub2;/2 entsprechende Bewegung beschreibt, ist mit einem zweiten Kurbelgetriebe verbunden, bei dem die Kurbel einen Radius R/2 und die Kurbelstange eine Länge L/2 aufweist, wobei sich beide Kurbeln mit derselben Winkelgeschwindigkeit entweder gleichphasig oder gegenphasig drehen. Gemäß einer bestimmten Ausführung sollte das Verhältnis R/L vorzugsweise weniger als 0,25 betragen. Die anderen Seiten der Parallelogramme bestehen aus einem geeigneten flexiblen Material. Mittels einer derartigen Vorrichtung wird die gewünschte Bewegung, die der Größe A&sub2; entspricht, immer in derselben Ebene erzeugt, was auf die entgegengesetzten Wirkungen der Bewegungen zurückzuführen ist, die jeweils auf die beiden parallelen Seiten übertragen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführung sind die Kurbelgetriebe exzentrisch gelagert.
In Fig. 2 ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Gemäß dieser Ausführung ist eine Trägerebene 20 vorgesehen, die mittels einer der Größe A&sub2; entsprechenden hin und hergehenden Bewegung in den Richtungen angetrieben werden soll, die durch den in zwei Richtungen weisende Pfeil 21 gekennzeichnet sind. Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung fünktioniert nach dem in bezug auf Fig. 1 beschriebenen Prinzip, sie ist jedoch so angepaßt, daß sie eine Vorrichtung wie zum Beispiel eine Perforiervorrichtung (nicht dargestellt) tragen kann, und muß mittels einer der Größe A&sub2; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung in einer Ebene parallel zur Ebene des Trägers 20 angetrieben werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist zwei flexible Elemente 22, 23 aufs deren freie Höhe, d.b. effektive Höhe, identisch ist, und die auf beiden Seiten des Trägers 20 angeordnet sind. An jedem der beiden flexiblen Elemente sind zwei Seitenplatten 24, 25 und eine Mittelplatte 26 ausgebildet. Die Materialien, aus denen die beiden flexiblen Elemente bestehen, sollten vorzugsweise im wesentlichen identisch sein, und die beiden Elemente sollten auch im wesentlichen dieselbe Dicke aufweisen. Die unteren Enden der Seitenplatten und der Mittelplatte des ersten flexiblen Elementes 23 sind mittels eines Verbindungselementes 28 jeweils mit dem oberen Ende der Seitenplatten und der Mittelplatte des zweiten Elementes verbunden. Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist das Verbindungselement 28 im wesentlichen flach ausgebildet und parallel zur Ebene des Trägers 20 angeordnet. Das Verbindungselement ist in bezug auf den ortsfesten Rahmen 29 so angeordnet, daß es zumindest teilweise eine freie Translationsbewegung in Richtung der zu erzeugenden hin- und hergehenden Bewegung ausführen kann. Die oberen Enden der Seitenplatten der beiden flexiblen Elemente sind mit dem Rahmen 29 verbunden, während der obere Teil der Mittelplatte der beiden Elemente jeweils mit dem Träger 20 verbunden ist, so daß die beiden derart angeordneten flexiblen Elemente zwei parallele Flächen bilden, wenn sie keine Translationsbewegung ausführen. Gemäß einer bestimmten Ausführung entspricht die Breite der Mittelplatte 26 der Summe der Breiten der Seitenplatten 24, 25. Analog zu dem in bezug auf Fig. 1 beschriebenen System bildet eine solche Vorrichtung zwei Parallelogramme, die ebenso angeordnet sind wie in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung, wobei die beiden durch die Seitenplatten gebildeten Parallelogramme identisch sind und sich auf identische Art und Weise verhaften. Der derart angeordnete Träger 20 ist für die einer Größe A&sub2; entsprechende hin- und hergehende Bewegung in einer Ebene geeignet. Zu diesem Zweck wird der obere Teil der Mittelplatte eines der beiden flexiblen Elemente mit einem ersten Kurbelgetriebe (nicht abgebildet) verbunden, bei dem die Kurbel einen Radius R beschreibt und die Kurbelstange eine Länge L hat, und der untere Teil dieser Mittelplatte wird wiederum mit einem zweiten Kurbelgetriebe (nicht dargestellt) verbunden, bei dem die Kurbel einen Radius R/2 beschreibt und die Kurbelstange eine Länge L/2 hat, wobei die Kurbeln mit derselben Winkelgeschwindigkeit entweder gleichphasig oder gegenphasig angetrieben werden. In bestimmten Fällen ist es wünschenswert, die erzeugte Bewegung auszugleichen. Zu diesem Zweck werden geeignete Ausgleichsgewichte verwendet, die in geeigneter Art und Weise an den beiden Kurbelgetrieben (in Fig. 1 in der Form zweier schattierter Halbkreise dargestellt) angebracht werden. Ebenso sollten die Achsen, die die Ausgleichsgewichte tragen, im Gegensatz zur Darstellung in Fig. 1 aus Gründen des Bewegungsausgleichs im wesentlichen untereinander angeordnet werden, wobei die den beiden Parallelogrammen gemeinsame parallele Seite auf geeignete Art und Weise verlängert wird.
In Fig. 3 ist eine alternative Ausführung zu der in Fig. 2 dargestellten bestimmten Ausführung dargestellt. Gemäß dem bereits in bezug auf Fig. 1 und 2 beschriebenen Prinzip sind die Elemente C, D, E und F ortsfest, während das Verbindungselement 28 sich phasengleich mit dem Träger A, jedoch nur mit der halben Amplitude bewegt. Bei dieser neuen Ausführung werden Antriebsvorrichtungen wie zum Beispiel Kurbelgetriebe, wie sie in der in Fig. 2 dargestellten Ausführung verwendet werden (nicht dargestellt), verwendet. Die einzelnen flexiblen Platten 22, 23 der in Fig. 2 dargestellten Ausführung sind durch mindestens zwei parallele, nebeneinander angeordnete flexible Platten 50, 51 ersetzt, die mittels eines geeigneten Distanzstücks 52 geringfügig voneinander beabstandet sind, so daß sich die beiden benachbarten flexiblen Platten nicht berühren können. Die auf den Träger A einwirkende Horizontal-, Vertikal- und Torsionsbeanspruchung wird somit von mehreren flexiblen Platten aufgenommen. So kann bei einer gegebenen Spannungsgrenze der einzelnen flexiblen Platten die Dicke der einzelnen flexiblen Platten reduziert werden, da die Belastung sich über mehrere flexible Platten verteilt. Diese Reduzierung der Dicke führt zu einer proportionalen Abnahme der Biegungsbeanspruchung für eine gegebene horizontale Verschiebung. Dieses Konzept hat mehrere Vorteile: die zulässige Verschiebung des Trägers A ist für einen gegebenen maximalen Spannungsgrenzwert des flexiblen Materials sehr viel größer; die für das Verschieben des Trägers A erforderliche Kraft ist für eine gegebene horizontale Verschiebung im Vergleich zu der Kraft, die bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung erforderlich ist, sehr viel geringer; ein plötzliches Brechen einer der flexiblen Platten hat für eine auf dem Träger A befindliche Vorrichtung nicht dieselben katastrophalen Folgen, wie sie sich ergeben wurden, wenn eine der in Fig. 2 dargestellten Platten brechen würde; gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführung wird der Träger A von der/den anderen Platte(n) in horizontaler Position gehalten, wenn eine der flexiblen Platten plötzlich bricht.

Claims

1. Verformbarer Körper zum Bewegen einer in einer ersten Ebene angeordneten Fläche gemäß einer einer Größe A&sub2; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung, mit einer zur ersten Ebene orthogonalen Ebene, zwei verformbaren Parallelogrammen (12, 13), von denen jedes zwei sich parallel zur ersten Ebene (14, 15; 15, 16) erstreckende Seiten aufweist, von denen die eine parallele Seite (15) den beiden Parallelogrammen gemeinsam und in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene mittels einer einer Größe A&sub1; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung angetrieben ist und die anderen parallelen Seiten (14, 16) der beiden Parallelogramme in einer dritten Ebene parallel zur ersten Ebene angeordnet sind, wobei eine der anderen parallelen Seiten (14) des ersten Parallelogramms ortsfest und die andere parallele Seite (16) des zweiten Parallelogramms bewegbar und in der dritten Ebene mittels einer ersten Antriebsvorrichtung gemäß einer der Größe A&sub2; entsprechenden hin- und hergehenden Bewegung angetrieben ist und die zu bewegende Fläche von der anderen parallelen Seite (16) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame parallele Seite (15) mittels einer zweiten Antriebsvorrichtung angetrieben ist, so daß die Bewegung der gemeinsamen parallelen Seite (15) phasenstarr mit der Bewegung der anderen bewegbaren parallelen Seite (16) gekoppelt ist, und daß die der Größe A&sub2; entsprechende Bewegung der anderen bewegbaren parallelen Seite (16) dem doppelten Wert der der Größe A&sub1; entsprechenden Bewegung der gemeinsamen parallelen Seite (15) entspricht.

2. Verformbarer Körper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden anderen Seiten der beiden Parallelogramme aus einem flexiblen Material bestehen.

3. Verformbarer Körper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden anderen Seiten der beiden Parallelogrammme aus mindestens zwei flexiblen, nebeneinander angeordneten Platten bestehen, die mittels eines geeigneten Distanzstücks voneinander beabstandet sind.

4. Verformbarer Körper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Antriebsvorrichtung ein erstes Kurbelgetriebe aufweist, bei dem die Kurbel einen Radius R beschreibt und die Kurbelstange eine Länge L hat, daß die zweite Antriebsvorrichtung ein zweites Kurbelgetriebe umfaßt, bei dem die Kurbel einen Radius R/2 beschreibt und die Kurbelstange eine Länge L/2 hat, und daß die beiden Kurbeln in gleichphasiger oder gegenphasiger Drehrichtung angetrieben werden.

5. Verformbarer Körper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das R/L Verhältnis geringer ist als 0,25.

6. Verformbarer Körper nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Kurbelgetriebe exzentrisch gelagert sind.

7. Verfahren zum Bewegen einer in einer ersten Ebene angeordneten Fläche gemäß einer einer Größe A&sub2; entsprechenden hinund hergehenden Bewegung, wobei

a) in einer zur ersten Ebene orthogonalen Ebene zwei verformbare Parallelogramme angeordnet sind, von denen jedes zwei sich parallel zur ersten Ebene erstreckende Seiten aufweist, von denen die eine Seite beiden Parallelogrammen gemeinsam und in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene bewegbar angeordnet ist und die andere parallele Seite der beiden Parallelogramme in einer dritten Ebene parallel zur ersten Ebene angeordnet ist, wobei die andere Seite des ersten Parallelogramrns ortsfest und die andere parallele Seite des zweiten Parallelogramms bewegbar ist und die zu bewegende Fläche hält, und

b) eine erste einer Größe A&sub2; entsprechende hin- und hergehende Bewegung mittels einer ersten Antriebsvorrichtung auf die andere parallele Seite in der dritten Ebene übertragen wird,

dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite einer Größe A&sub1; entsprechende hin- und hergehende Bewegung mittels einer zweiten Antriebsvorrichtung auf die gemeinsame parallele Seite in der zweiten Ebene übertragen wird, wobei die der Größe A&sub1; entsprechende Bewegung der zweiten Antriebsvorrichtung dem halben Wert der der Größe A&sub2; entsprechenden Bewegung der ersten Antriebsvorrichtung entspricht, und daß die der Größe A&sub2; entsprechende Bewegung phasenstarr mit der der Größe A&sub1; entsprechenden Bewegung gekoppelt ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der Größe A&sub2; entsprechende hin- und hergehende Bewegung mittels eines ersten Kurbelgetriebes übertragen wird, bei dem die Kurbel einen Radius R beschreibt und das Kurbelgetriebe eine Länge L hat, daß die der Größe A&sub1; entsprechende Bewegung mittels eines zweiten Kurbelgetriebes übertragen wird, bei dein die Kurbel einen Radius R/2 beschreibt und das Kurbelgetriebe eine Länge L/2 hat, und daß die beiden Kurbeln in gleichphasiger oder gegenphasiger Drehrichtung angetrieben werden.