DE69302014T2 - Kupplungsmechanismus für eine Bogenzuführvorrichtung - Google Patents
Kupplungsmechanismus für eine BogenzuführvorrichtungInfo
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Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf Papierzuführungsmechanismen und insbesondere auf einen Einumdrehungs-Papierzuführungsmechanismus, der eine Papierentnahmerolle und einen Nicht- Schlupf-Antriebsmechanismus verwendet.
- Während es viele existierende Entwürfe für Papierzuführungsmechanismen gibt, ist einer der populärsten Entwürfe, der bei Kopiergeräten und Faxgeräten, etc., verwendet wird, in Fig. 1 gezeigt. Blätter 10, die einzeln zugeführt werden sollen, sind in einem Behälter 12 angeordnet und sind durch Separatoren 14 an Ort und Stelle gehalten. Eine D-förmige Rolle 16 ist zur Drehung auf einer Welle 18 befestigt. Eine einzelne Drehung der D-förmigen Rolle 16 im Uhrzeigersinn wird bewirken, daß ein einzelnes Blatt 10 in die Richtung, die durch den Pfeil 20 angezeigt ist, zugeführt wird. Die D-förmige Rolle wird ebenfalls als Papierentnahmerolle bezeichnet.
- Die Welle 18 ist mit einem D-Rollenzahnrad 22 verbunden, das einen Abschnitt 24 aufweist, in dem die Zahnradzähne entfernt wurden (ein Zahnradzahn ist schematisch dargestellt). Ein Gegenantriebszahnrad 26 ist auf einer Antriebswelle 28 befestigt, die ihrerseits mit einem bidirektionalen Antriebsmotor (nicht dargestellt) verbunden ist.
- Der Abschnitt der Welle 18 zur rechten des D-Rollenzahnrads 22 hat eine sich radial erstreckende Wellenerweiterung 30, die es der Welle 18 in Verbindung mit einer Blattfeder 32 und einem Solenoid 34 ermöglicht, eine einzelne Umdrehung zu machen, und die Zuführung eines einzelnen Blattes bewirkt. Die Blattfeder 32 ist gegen die Wellenerweiterung 30 gerichtet und spannt diese in Richtung des Uhrzeigersinns vor. Ein Beschlag 36 ist federvorgespannt, um mit der Wellenerweiterung 30 Eingriff zu nehmen, und verhindert in dieser Position die Drehung der Welle 18 im Uhrzeigersinn.
- Um die Zuführung eines Blattes zu ermöglichen, wird das Solenoid 34 betätigt, das den Beschlag 36 aus der Ineingriffnahme mit der Wellenerweiterung 30 zurückzieht. Diese Aktion befreit die Wellenerweiterung 30, auf die durch die Feder 32 eingewirkt werden soll. Sobald die Wellenerweiterung 30 an dem Beschlag 36 vorbei gelaufen ist, wird das Solenoid 34 deaktiviert, um es dem Beschlag 36 zu ermöglichen, am Ende einer einzelnen Drehung der D-Rollenwelle 18 mit der Wellenerweiterung 30 wieder Eingriff zu nehmen. Eine nachfolgende Betätigung des Antriebsmotors bewirkt, daß sich die Welle 28 in eine Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn dreht, wodurch es ermöglicht wird, daß das Antriebszahnrad 26 das D-Rollenzahnrad 22 (und die Welle 18) in eine Richtung im Uhrzeigersinn dreht. Die sich ergebende Drehung der D-Rolle 16 nimmt mit einem Blatt 10 Eingriff und bewegt dieses in die Richtung, die durch den Pfeil 20 angezeigt ist. Wenn der ausgenommene Abschnitt 24 des D-Rollenzahnrads 22 das Antriebszahnrad 26 erreicht, wird der Eingriff zwischen dem Antriebszahnrad 26 und dem D-Rollenzahnrad 22 aufgehoben. Der Beschlag 36 nimmt am Ende einer einzelnen Umdrehung wiederum Eingriff mit der Wellenerweiterung 30.
- Andere haben versucht, die Kosten des Blattzuführungsmechanismus, der in Fig. 1 gezeigt ist, durch Weglassen des Solenoids 34 und durch Befestigung einer Schlupfkupplung auf der Welle 18 zu reduzieren. Die Schlupfkupplung ist abhängig von der gesteuerten Reibung zwischen dem Kupplungsmechanismus und der Antriebswelle 18, wobei die Reibung, wenn sie zu groß ist, bewirkt, daß die Antriebswelle 18 blockiert, und wenn sie zu klein ist, bewirkt, daß der Kupplungsmechanismus auf der Welle ungesteuert gleitet. Der Schlupfkupplungsentwurf verwendet ebenfalls feste Anschlagpunkte, die dazu tendieren, ein ruckendes Geräusch zu erzeugen, und einer Abnutzung ausgesetzt sind.
- Die JP-A-4106032 zeigt ein Papierzuführungsgerät zum Durchführen einer sicheren Papierzuführungsoperation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dieses Papierzuführungsgerät umfaßt eine Papierzuführungsrolle, die auf einer Welle angeordnet ist, die quer zu der Richtung der Zuführung des Papiers angeordnet ist; ein Zwischenzahnrad mit einem Abschnitt ohne Zahnradzähne und einem Abschnitt mit Zahnradzähnen; eine Antriebseinrichtung zur Ineingriffnahme des Teils mit Zahnrad des Zwischenzahnrads und folglich zum Drehen des Zwischenzahnrads und der Zuführungsrolle; und eine Aktivierungseinrichtung zur Ineingriffnahme mit einer Erweiterung auf der Welle, um die Ineingriffnahme der Antriebseinrichtung mit dem Teil mit Zahnradzähnen des Zwischenzahnrads zu ermöglichen.
- Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Blattzuführungsmechanismus zu schaffen, der die Notwendigkeit einer Solenoid-betriebenen Ineingriffnahme eines Steuerungsarms vermeidet.
- Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, einen verbesserten Blattzuführer zu schaffen, der die Verwendung einer Schlupfkupplung vermeidet, um den Betrieb des Zuführers zu steuern.
- Es ist wiederum eine andere Aufgabe dieser Erfindung, einen verbesserten Blattzuführer zu schaffen, der kostengünstig und bezüglich seiner Operationen zuverlässig ist.
- Ein verbesserter Blattzuführungsmechanismus schließt eine D-förmige Rolle ein, die auf einer Welle befestigt ist und quer zu einer Richtung der Blattzuführung angeordnet ist. Ein D-Rollenzahnrad ist auf der Welle befestigt und hat sowohl eine nicht-ausgesparte Region mit Zahnradzähnen und eine ausgesparte Region ohne Zahnradzähne, die sich teilweise um einen Umfang des D-Rollengetriebes erstreckt. Eine Wellenerweiterung steht über die Welle heraus, und eine Feder nimmt mit der Wellenerweiterung Eingriff, um zu bewirken, daß sich die Welle und das D-Rollenzahnrad zu einer Position drehen, die es einem Zahnradantrieb ermöglicht, mit der nicht-ausgesparten Region mit Zahnradzähnen des D-Rollenzahnrades Eingriff zu nehmen. Eine spiralförmige Nockenanordnung ist zum Zwecke der Drehung mit dem Zahnradantrieb befestigt und schließt eine spiralförmige Nocke ein, die zwischen inneren und äußeren Kreisringen der Nockenanordnung angeordnet ist und federnd auf diesen lagert. Ein Steuerungsarm nimmt sowohl mit der spiralförmigen Welle als auch mit der Wellenerweiterung ein und reagiert auf eine Drehung der Nockenanordnung in eine erste Richtung, um es der Feder zu ermöglichen, die Wellenerweiterung und das D-Rollenzahnrad zu einer Position zu bewegen, an der die nicht-ausgesparte Region mit Zahnradzähnen mit dem Zahnradantrieb ausgerichtet ist. Der Steuerungsarm reagiert ferner auf eine Drehung der Nockenanordnung in eine zweite Richtung, nach der Drehung in die erste Richtung, um die Drehung des D-Rollenzahnrads durch den Zahnradantrieb zu ermöglichen, um so eine Blattzuführung zu bewirken.
- Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Blattzuführungsmechanismus nach dem Stand der Technik.
- Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung eines Blattzuführungsmechanismus, den die vorliegende Erfindung ausführt.
- Fig. 2A, 2B stellen vergrößerte Enddarstellungen des spiralförmigen Nockenmechanismus dar, der mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
- Fig. 3A bis 3C stellen schematisch den Betrieb des Steuerungsarms in dem Blattzuführungsmechanismus aus Fig. 2 während einer Drehung einer spiralförmigen Nocke im Uhrzeigersinn dar.
- Fig. 4A bis 4C stellen schematisch den Betrieb des Steuerungsarms während einer Drehung des spiralförmigen Nockenmechanismus in eine Drehung entgegengesetzt des Uhrzeigersinns dar.
- In Fig. 2 sind Elemente, die denjenigen der Struktur aus dem Stand der Technik, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, gleich sind, gleich numeriert. Ein Steuerungsarm 40 und eine spiralförmige Nockenanordnung 42 wurden dem Mechanismus hinzugefügt. Ein Schlitz 44 ist in der Wellenerweiterung 30 vorgesehen, um die auswahlmäßige Ineingriffnahme mit dem Steuerungsarm 40 während des Betriebs des Blattzuführungsmechanismus zu ermöglichen.
- Die spiralförmige Nockenanordnung 42 schließt eine kreisförmige Gegenplatte 46 ein, von der sich ein äußerer Kreisring 48 und ein innerer Kreisring 50 erstrecken. Vergrößerte Enddarstellungen der spiralförmigen Nockenanordnung sind in den Fig. 2B und 2C gezeigt. Eine spiralförmige Nocke 52 nimmt federnd mit der inneren Oberfläche des äußeren Kreisrings 48 bei Punkt 54 Eingriff und nimmt mit der äußeren Oberfläche des inneren Kreisrings 50 bei Punkt 56 Eingriff. An einem Zwischenpunkt 55 (zwischen den Punkten 54 und 56) ist eine elastische, spiralförmige Nocke 52 mit der Gegenplatte 46 verbunden. Die Elastizität der spiralförmigen Nocke 52 ist derart, daß, wenn ein Folgerbauglied (z. B. 62) in einem Schlitz in der Nockenanordnung 42 vorhanden ist, eine Drehung der Nockenanordnung 42 im Uhrzeigersinn (Fig. 2B) bewirkt, daß das Folgerbauglied 62 schließlich den elastischen Lagerabschnitt der spiralförmigen Nocke 52 weg von der inneren Oberfläche des äußeren Kreisrings 48 zwingt. Eine Fortsetzung der Drehung in die Richtung im Uhrzeigersinn bewirkt lediglich, daß das Folgerbauglied 62 in der äußeren Spur verbleibt. Wenn sich die spiralförmige Nockenanordnung 42 auf ähnliche Weise in eine Richtung entgegengesetzt des Uhrzeigersinns (Fig. 2A) bewegt, und das Folgerbauglied den Ineingriffnahmepunkt 56 erreicht, tritt ein ähnliches Wegdrücken zwischen der spiralförmigen Nocke 52 und dem inneren Kreisring 50 auf. Das Folgerbauglied 62 verbleibt auf der innersten Spur, solange sich die Drehung entgegengesetzt des Uhrzeigersinns fortsetzt.
- Ein Steuerungsarm 40 ist etwas entfernt von der spiralförmigen Nockenanordnung 42 dargestellt, um die bessere Darstellung seiner Funktionen zu ermöglichen. Der Steuerungsarm 40 ist drehbar auf einer Welle 60 befestigt und schließt ein Folgerbauglied 62 an seinem untersten Ende ein, deren Größe angepaßt ist, um in einen Schlitz in der spiralförmigen Nockenanordnung 42 zu passen. Ein Paar von Anschlägen 64 und 66 erstrecken sich quer von dem Steuerungsarm 40 und sind wirksam, um eine Bewegung der Wellenerweiterung 30 während des Betriebs des Papierzuführungsmechanismus zu beschränken.
- Anhand der Fig. 3A bis 3C und 4A bis 4C wird nun der Betrieb des Blattzuführungsmechanismus aus Fig. 2 erklärt. Es wird darauf hingewiesen, daß die in Fig. 3A bis 3C und 4A bis 4C dargestellten Darstellungen aus der Perspektive erfolgen, die durch den Pfeil 70 (auf der rechten Seite der Fig. 2 dargestellt) angezeigt sind. Der Steuerungsarm 40 ist durchsichtig dargestellt, um ein Verständnis des Betriebs der spiralförmigen Nockenanordnung 42 zu ermöglichen. Jedes der Elemente, das in Fig. 3A bis 3C und 4A bis 4C dargestellt ist, ist entsprechend der Numerierung in der Fig. 2 numeriert. Der kreuzweise schraffierte Bereich 55 zeigt an, wo die spiralförmige Nocke 52 an der Gegenplatte 46 befestigt ist. Ansonsten sind die Arme der spiralförmigen Nocke 52 elastisch und ruhen auf den Kreisringen 48 und 50, wie dies oben ausgeführt wurde.
- Fig. 3A stellt den Beginn eines Zuführzyklus dar, wobei der Motor, der auf der Welle 28 befestigt ist, beginnt sich in eine Richtung im Uhrzeigersinn zu drehen. Die sich ergebende Drehung der spiralförmigen Nocke 52 bewirkt, daß das Folgerbauglied 62 nach außen in die spiralförmige Nockenspur folgt und den Steuerungsarm 40 in eine Richtung nach links bewegt. Die Wellenerweiterung 30 (befestigt an der Welle 18) ist durch einen Anschlag 64 auf dem Steuerungsarm 40 an Ort und Stelle gehalten. Während sich die Welle 28 weiter im Uhrzeigersinn dreht (siehe Fig. 3B), bewegt sich das Folgerbauglied 62 weiter entlang der spiralförmigen Nockenspur, aber die Wellenerweiterung 30 wird durch den Anschlag 64 immer noch an einer Drehung gehindert.
- Eine weiterlaufende Drehung der spiralförmigen Nockenanordnung 42 im Uhrzeigersinn bewirkt, daß das Folgerbauglied 62 das linke Bewegungsende in der spiralförmigen Nockenspur erreicht. Die Wellenerweiterung 30 löst dadurch ihre Ineingriffnahme mit dem Anschlag 64, wird durch die Feder 32 im Uhrzeigersinn bewegt, aber durch den Anschlag 66 eingefangen. Das Ergebnis dieser Aktion besteht darin, das D-Rollenzahnrad 22 für eine nachfolgende Ineingriffnahme mit dem Antriebszahnrad 26 auszurichten. Der Zweck des zweiten Anschlags 66 ist der folgende: Wenn die D-Rollenwelle 18 während des Zyklusses im Uhrzeigersinn losgelassen würde (Fig. 3C), würde der erste Zahn des D-Rollenzahnrads 22 in einen Kontakt mit dem Antriebszahnrad 26 gezwungen. Nachdem die Drehung des Antriebszahnrads 26 jedoch immer noch "umgekehrt" (im Uhrzeigersinn) sein würde, würde der Zahn auf dem Antriebszahnrad 26 an den ersten Zahn des D-Rollenzahnrads 22 prellen. Der zweite Anschlag 66 verzögert die Lösung der D-Rollenwelle 18 bis die Vorwärtsbewegung (entgegen dem Uhrzeigersinn) erfolgt. Bei der Vorwärtsrichtung wird der erste Zahn des D-Rollenzahnrads 22 unmittelbar durch das Antriebszahnrad 26 angetrieben, so daß keine Zahnradprellung existiert.
- Solange die spiralförmige Nockenanordnung 42 in ihrer Drehung im Uhrzeigersinn fortführt, zwingt das Folgerbauglied 62 die spiralförmige Nocke 52 vom äußeren Kreisring 48 weg. Wenn das Folgerbauglied 62 den Punkt 54 passiert, schnappt das Ende der spiralförmigen Nocke 52 zurück auf seine Ruheposition. Nachdem die spiralförmige Nockenspur kontinuierlich ist, ohne Endanschläge, besteht kein Risiko von hohen Belastungen, die die Getriebezugkomponenten beschädigen könnten.
- Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehung der Welle 28 auf eine Richtung entgegengesetzt des Uhrzeigersinns geändert und das Folgerbauglied 62 beginnt eine Bewegung in Richtung des inneren Kreisrings 50 als ein Ergebnis der Drehung der spiralförmigen Nockenanordnung 42 (siehe Fig. 4A). Eine fortgesetzte Drehung der Welle 28 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn (Fig. 4B) bewirkt, daß das Folgerbauglied 62 die innerste spiralförmige Nockenspur und den inneren Kreisring 50 erreicht. Die sich ergebende Bewegung des Steuerungsarms 40 nach rechts bewirkt, daß ein weggeschnittener Abschnitt 44 der Wellenerweiterung 30 mit dem Anschlag 66 ausgerichtet wird und die Welle 18 für eine Drehung befreit. Diese Aktion ermöglicht es der Feder 32 (Fig. 2) die Welle 18 weiter in eine Richtung im Uhrzeigersinn zu bewegen, bis der erste Zahn des D-Rollenzahnrads 22 mit dem Antriebszahnrad 26 Eingriff nimmt. Zu diesem Zeitpunkt dreht die Bewegung der Welle 18 entgegen dem Uhrzeigersinn (siehe Fig. 4C) das D-Rollenzahnrad 22 und ermöglicht es der D-Rolle 16, das obere Blatt von einem Stapel, der im Behälter 12 enthalten ist, zu entnehmen. Nachdem die Welle 18 eine vollständige Umdrehung gemacht hat, nimmt die Wellenerweiterung 30 wieder mit dem Anschlag 64 Eingriff und der Zuführungszyklus ist beendet.
- Wie es anhand der Fig. 3C beschrieben wurde, bewirkt das Folgerbauglied 62, sollte die spiralförmige Nockenanordnung 42 sich in Richtung entgegengesetzt des Uhrzeigersinns überdrehen, nur, daß der flexible Abschnitt des spiralförmigen Nockenbauglieds 52 vom inneren Kreisring 50 weggezwungen wird, wodurch eine Ratschenaktion erzeugt wird.
- Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die vorhergehende Beschreibung lediglich eine Darstellung der Erfindung ist. Verschiedene Alternativen und Modifikationen können durch Fachleute erreicht werden, ohne sich von der Erfindung zu entfernen. Folglich ist beabsichtigt, daß die vorliegende Erfindung alle solche Alternativen, Modifikationen und Variationen, die innerhalb des Umfangs der nachfolgenden Ansprüche fallen, beinhaltet.
Claims (6)
1. Ein Blattzuführungsmechanismus mit:
einer D-förmigen Rolle (16), die auf einer Welle (18)
befestigt ist, wobei die Welle (18) quer zu einer
Richtung (20) der Blattzuführung angeordnet ist;
einem D-Rollenzahnrad (22), das auf der Welle (18)
befestigt ist und eine Region mit Zahnradzähnen und eine
ausgesparte Region (24) hat, die sich teilweise um
einen Umfang des D-Rollenzahnrads (22) erstreckt;
einer Zahnradantriebseinrichtung (26, 28) zur
Ineingriffnahme der Region mit Zahnradzähnen des
D-Rollenzahnrads (22) und zum Bewirken einer Drehung des
D-Rollenzahnrads (22), der Welle (18) und der D-Rolle (16);
einer Wellenerweiterung (30), die sich von der Welle
(18) erstreckt; und
einer Federeinrichtung (32) zur Ineingriffnahme der
Wellenerweiterung (30), um zu bewirken, daß die
Wellenerweiterung (30), die Welle (18) und das
D-Rollenzahnrad (22) sich zu einer Position drehen, die es der
Zahnradantriebseinrichtung (26, 28) ermöglicht, mit dem
Abschnitt mit Zahnradzähnen des D-Rollenzahnrads (22)
Eingriff zu nehmen;
gekennzeichnet durch
eine Nockeneinrichtung (42), die zur Drehung mit der
Zahnradantriebseinrichtung (26, 28) befestigt ist,
wobei die Nockeneinrichtung (42) eine drehbare,
spiralförmige Nocke (52) einschließt, die zwischen einem
inneren und einem äußeren Kreisring (50, 48) angeordnet
sind, und elastisch auf diesen lagert; und
eine Steuerungsarmeinrichtung (40), die durch die
Nockeneinrichtung (42) und die Wellenerweiterung (30)
in Eingriff genommen wird, und die auf eine Drehung der
Nockeneinrichtung (42) in eine erste Richtung reagiert,
um es der Federeinrichtung (32) zu ermöglichen, den
Abschnitt mit Zahnradzähnen des D-Rollenzahnrads (22)
über die Wellenerweiterung (30) und die Welle (18) zu
einer ausgerichteten Position mit der
Zahnradantriebseinrichtung (26, 28) zu bewegen, und die ferner auf
eine Drehung der Nockeneinrichtung (42) in eine zweite
Richtung reagiert, nach der Drehung in die erste
Richtung, um zu bewirken, daß die
Zahnradantriebseinrichtung (26, 28) das D-Rollenzahnrad (22), die Welle (18)
und die D-Rolle (16) dreht, wodurch eine Blattzuführung
bewirkt wird.
2. Der Blattzuführer nach Anspruch 1, bei dem die
Steuerungsarmeinrichtung (40) ein Folgerbauglied (62)
einschließt, die bei einer Drehung der Nockeneinrichtung
(42) um mehr als eine vorbestimmte Größe in die erste
Richtung zwischen einem Punkt (54) einer elastischen
Ineingriffnahme zwischen der spiralförmigen Nocke (52)
und dem äußeren Kreisring (48) durchläuft, und die bei
einer Drehung der Nockeneinrichtung (42) um mehr als
eine vorbestimmte Größe in eine zweite Richtung
zwischen einem Punkt (56) der elastischen Ineingriffnahme
zwischen der spiralförmigen Nocke (52) und dem inneren
Kreisring (50) durchläuft.
3. Der Blattzuführer nach Anspruch 2, bei dem die
Steuerungsarmeinrichtung (40) ferner einen Arm umfaßt, der
zur Drehung befestigt ist, und bei dem das
Folgerbauglied (62) quer zu der Steuerungsarmeinrichtung (40)
ausgerichtet ist, um mit der Nockeneinrichtung (42)
Eingriff zu nehmen.
4. Der Blattzuführer nach Anspruch 3, bei dem der Arm der
Steuerungsarmeinrichtung (40) ferner einen ersten
Anschlag (64) einschließt, der anfänglich mit der
Wellenerweiterung (30) Eingriff nimmt, wobei eine Drehung der
Nockeneinrichtung (42) in die erste Richtung bewirkt,
daß der Arm den ersten Anschlag (64) aus der
Ineingriffnahme mit der Wellenerweiterung (30) bringt und es
der Wellenerweiterung (30) ermöglicht, durch die
Federeinrichtung (32) bewegt zu werden.
5. Der Blattzuführer nach Anspruch 4, bei dem der Arm der
Steuerungsarmeinrichtung (40) einen zweiten Anschlag
(66) einschließt, wobei der zweite Anschlag (66)
angeordnet ist, wenn die Nockeneinrichtung (42) in eine
erste Richtung gedreht wird, um zu bewirken, daß der Arm
den ersten Anschlag (64) aus der Ineingriffnahme mit
der Wellenerweiterung (30) bringt, wobei der zweite
Anschlag (66) die Wellenerweiterung (30) während der
Bewegung dieser durch die Federeinrichtung (32) abfängt
und die Region mit Zahnradzähnen des D-Rollenzahnrads
(22) zur Ineingriffnahme mit der
Zahnradantriebseinrichtung (26, 28) positioniert.
6. Der Blattzuführer nach Anspruch 5, bei dem die Bewegung
des Arms der Steuerungsarmeinrichtung (40) durch
Drehung der Nockeneinrichtung (42) in die zweite Richtung,
nach einer Drehung der Nockeneinrichtung (42) in die
erste Richtung, bewirkt, daß der zweite Anschlag (66)
aus der Ineingriffnahme mit der Wellenerweiterung (30)
gebracht wird und eine Drehung der Wellenerweiterung
(30), der Welle (18), des D-Rollenzahnrads (22) und der
D-Rolle (16) durch die Zahnradantriebseinrichtung (26,
28) ermöglicht, um zu ermöglichen, daß eine Blattzufuhr
stattfindet.
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