HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft das Festklemmen eines
fahrbaren Schlittens auf einem beweglichen Antriebsriemen. Die
Erfindung betrifft insbesondere das sichere Festklemmen auf
einem beweglichen Antriebsriemen von einem Bestandteil, der
zum Auslösen von Bewegungen mit Beschleunigung und/oder
Verzögerung benötigt ist.
Beschreibung des aktuellen Zustands der Technik
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Ein besonderer Bedarf für einer solchen sicheren
Klemmvorrichtung ergibt sich beim Querschneiden einer schnell
bewegenden Bahn von fotografischem Material, zum Beispiel wenn
die Bahn nach ihrem Durchgang durch eine Verarbeitungsstraße,
in der sie mit lichtempfindlichem Material beschichtet ist,
wieder hervorkommt.
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Eine typische automatische Anordnung zum Wiederaufwickeln
einer Bahn von fotografischem Material umfaßt einen Turm mit
einem drehenden Halter für zwei Kerne. Das Aufwickeln fängt
auf einem ersten leeren Kern an und dauert solange, bis eine
völlige Rolle aufgewickelt ist. Gerade bevor der Kern völlig
aufgewickelt ist, zieht der Halter einen zweiten leeren Kern
zur und nahe am, aber noch nicht in Kontakt mit dem Laufweg
der Bahn aufwärts des aufwickelnden Kerns. Sobald letzterer
Kern völlig aufgewickelt ist, wird die Bahn nahe am leeren
Kern abgeschnitten. Die neue Vorderkante der Bahn wird in
Kontakt mit dem leeren Kern gebracht und normalerweise mittels
eines im voraus auf der Kernoberfläche angebrachten
Klebestreifens darauf aufgewickelt. Die volle Rolle wird dann
vom Halter entfernt und durch einen neuen leeren Kern ersetzt.
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Eine übliche Bahnschneidvorrichtung enthält einen Rahmen
mit einer festen Laufspur, einer festen Antriebsstange und
einem durch einen Motor angetriebenen Riemen, die sich alle
über und hinter dem Laufweg der Bahn erstrecken, und enthält
weiterhin einen beweglichen Schlitten mit einem Antriebsrad,
das durch Kontakt mit der festen Antriebsstange drehen und
dadurch das Bahnschneidmesser antreiben wird. Der Schlitten
muß innerhalb eines sich hinter dem Bahnrand erstreckenden
Bereiches des Rahmens, d.h. ehe das Schneidmesser mit der Bahn
in Kontakt kommt, aus Ruhelage bis zur erwünschten Schnitt-
Geschwindigkeit beschleunigt werden. Das Messer schneidet die
Bahn bei einer hohen und gleichmäßigen Schnittgeschwindigkeit
durch, was den erforderlichen sauberen Schnitt sichert, und
verzögert sich nach dem Schneidvorgang bis in Ruhelage, wobei
auch die Verzögerung innerhalb eines sich hinter dem Bahnrand
erstreckenden Bereiches des Rahmens erfolgt.
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In einem typischen Bahnturm ist der hinter der Bahnbreite
verfügbare Raum aber stark beschränkt und müssen demzufolge
die Beschleunigung und Verzögerung in einem kurzen
Seitenabstand, der normalerweise zwischen 300 und 400 mm
liegt, erfolgen. Die erforderliche Beschleunigung und
Verzögerung des Schlittens im verfügbaren Raum müssen folglich
sehr hoch sein, zum Beispiel bis 15G. Mit einer festen
Kuppelanordnung, wie einem an einem Antriebsriemen angebolzten
Schlitten, würde der Nachteil verbunden sein, daß wenn sich
der Schlitten aus welchem Grund auch immer, zum Beispiel als
Folge einer Störung im elektronischen Steuerkreis oder einer
Motorstörung, nicht innerhalb des verfügbaren Abstands
verzögern kann, der Schlitten gegen den Vorrichtungsrahmen
stoßen und dabei beschädigt oder vernichtet würde.
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Die JP-A-62 046 673 betrifft einen thermischen Drucker
mit einem fahrbaren Schlitten, der lösbar mit einem endlosen
Antriebsriemen verbunden ist. Ein Motor treibt den Riemen
abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen an. Nachdem der
Schlitten sich in einer betriebsfertigen Position gestellt
hat, wird ein Elektromagnet auf dem Schlitten erregt, um eine
Klemmplatte zurückzuziehen und dadurch den Antriebsriemen
auszurücken. Da die Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte
des Schlittens schwach sind, wird eine Fehlwirkung
irgendwelchen Teils wahrscheinlich keinen Schaden mit sich
bringen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gegenstand der Erfindung
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Klemm-
Vorrichtung, mit der ein fahrbarer Schlitten fest auf einem
beweglichen Antriebsriemen geklemmt wird, was als Vorteil die
Kombination einer sicheren Befestigung an einem Antriebsriemen
und einer einfachen und schnellen Lösbarkeit erbringt.
Kennzeichen der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung verschafft eine Vorrichtung mit
einem entlang einem geradlinigen Führungselement zwischen zwei
Endpositionen fahrbaren Schlitten, einem endlosen
Antriebsriemen mit einem sich parallel zum Führungselement
erstreckenden Antriebsbereich, einem lösbaren Klemmelement, um
den Schlitten im Antriebsbereich mechanisch am Riemen
anzukuppeln, und einem Motor, um den Riemen abwechselnd in
entgegengesetzte Richtungen anzutreiben und dabei den
Schlitten von einer Endposition zur anderen und umgekehrt zu
bewegen, wobei das Klemmelement eine am Schlitten befestigte
Trägerplatte, eine im Verhältnis zur Trägerplatte bewegliche
Andruckplatte und ein Federelement enthält, mit dem die
Andruckplatte gegen die Trägerplatte vorgespannt wird, wodurch
eine oder beide Platten in einen entsprechenden Bereich des
zwischen den beiden Platten laufenden Riemens eingreifen,
dadurch gekennzeichnet, daß einerseits der Riemen und
andererseits wenigstens eine der Trägerplatte und
Andruckplatte in der entgegengesetzten Richtung verzahnt sind
und Laufwegbegrenzer angeordnet sind, die einen festen,
entlang dem Laufweg des Schlittens angeordneten Anschlag und
eine Zunge auf der beweglichen Andruckplatte umfassen, wobei
die Zunge in die Laufrichtung des Schlittens keilförmig ist
und der feste Anschlag und die Zunge so angeordnet sind, daß
sich die Zunge auf den festen Anschlag schiebt, sobald sich
der Schlitten hinter seine normale Endposition bewegen wird,
wobei die Zunge die Andruckplatte von der Trägerplatte
wegdrückt und dabei den Schlitten aus dem laufenden Riemen
rückt.
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Die erfindungsgemäße Klemmvorrichtung erbringt den
Vorteil einer Kombination einer sicheren Befestigung an einem
Antriebsriemen und einer einfachen und schnellen Lösbarkeit.
Das Schlüpfen der Klemmvorrichtung auf dem Riemen in die
Richtung des Riemenantriebs wird durch das Eingreifen der
Zähne des Antriebsriemens in die Zähne von wenigstens einer
der Trägerplatte oder Andruckplatte vermieden. Der
kontinuierliche Zahneingriff wird durch die Vorspannung der
Andruckplatte gegen der Trägerplatte gesichert.
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Im allgemeinen ist der Antriebsriemen, z.B. ein
üblicherweise benutzter Zahnriemen, nur einseitig verzahnt.
Die Wahl, welche der beiden Platten eine verzahnte, in die
Zähne des Antriebsriemens eingreifende Oberfläche aufweisen
wird, wird hauptsächlich durch die spezifische Ausfluchtung
des Riemens bestimmt. Wenn verlangt können beide Oberflächen
verzahnt sein, wodurch die Klemmvorrichtung sowohl von der
Seite der Andruckplatte als der Trägerplatte auf dem Riemen
angelegt oder ein beidseitig verzahnter Antriebsriemen benutzt
werden kann.
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Um zu vermeiden, daß der Riemen in eine Richtung in
rechten Winkeln zu seiner Laufspur schlüpft, ist es
wünschenswert, daß eine oder beide Platten ebenfalls
Längszähne mit einem der Riemenbreite entsprechenden
Zwischenabstand aufweisen.
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Die Andruckplatte und Trägerplatte bilden die Klemmbacken
der Klemmvorrichtung. Ideal sei, wenn diese Backen im
allgemeinen parallele, den Antriebsriemen ergreifende
Oberflächen aufweisen. Die bewegliche Stange ist vorzugsweise
derart angeordnet, daß sie in die Trägerplatte gleiten kann.
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So werden die Klemmbacken beim Öffnen parallel zueinander
gehalten und trennen sie sich schneller voneinander als wenn
die beweglichen Backen gedreht würden. Die Gleitbewegung wird
vorzugsweise durch den Gebrauch von Rollenlagern oder
Kugellagern verstärkt.
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Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine
die Klemmvorrichtung enthaltende Anordnung verschafft, die
verbunden ist mit einem Bahnaufwickelturmrahmen, welcher den
Antriebsriemen und das Riemenantriebselement unterstützt,
wobei der Laufwegbegrenzer an einer vorgegebenen Stelle auf
dem Bahnaufwickelturmrahmen montiert ist, um die Klemm-
Vorrichtung an dieser Stelle aus dem Antriebsriemen zu rücken.
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In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
enthält der Laufwegbegrenzer eine im Verhältnis zum
Bahnaufwickelturmrahmen feste Führungsplatte, die durch die
Zunge der Klemmvorrichtung ergriffen werden kann, wodurch die
Andruckplatte aus dem Antriebsriemen gerückt und so der
Schlitten gestoppt wird.
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Diese schnelle Lösbarkeit ist ein wichtiger
erfindungsgemäßer Vorteil. Falls sich der Schlitten aus
welchem Grund auch immer, zum Beispiel als Folge einer Störung
im elektronischen Steuerkreis oder einer Motorstörung, nicht
innerhalb des verfügbaren Abstands verzögern kann, wird der
Schlitten aus dem Antriebsriemen gerückt, wodurch vermieden
wird, daß der Schlitten gegen den Vorrichtungsrahmen stoßen
wird. Das Ausrücken des Schlittens aus dem Antriebsriemen ist
möglicherweise an sich nicht ausreichend, um die Bewegung des
Schlittens zu stoppen. Gemäß einer bevorzugten
erfindungsgemäßen Ausführungsform kann der Schlitten aber
dadurch gestoppt werden, daß für den Schlitten in diesem
Zustand auf dem Bahnaufwickelturmrahmen eine Vorrichtung, z.B.
ein hydraulischer Dämpfer, angeordnet wird, die den Schlitten
nach dem Ausrücken der Klemmvorrichtung aus dem Antriebsriemen
durch Absorption der kinetischen Energie des sich bewegenden
Schlittens ohne Schaden stoppt.
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Die Zunge und die Führungsplatte haben vorzugsweise einen
zusammenarbeitenden Aufbau. Die Zunge ist keilförmig in der
Laufrichtung des Schlittens, wobei sich das dünne Ende des
Keils an der Vorderseite befindet, und die Führungsplatte kann
am besten mit einem Element wie einem Rollenlager oder einem
Kugellager versehen werden, um das Ausrücken zu vereinfachen.
KURZBESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
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Nachstehend folgt eine weitere Beschreibung der
Erfindung, wobei auf die dazugehörigen Abbildungen verwiesen
wird, von denen :
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Abbildung 1 eine allgemeine Sicht eines Bahnaufwickelturms und
eines darauf montierten fahrbaren Schneidschlittens ist.
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Abbildung 2 eine Schnittansicht in einem größeren Maßstab als
Abbildung 1 von einer Version einer erfindungsgemäßen, auf dem
Schneidschlitten montierten Klemmvorrichtung ist, betrachtet
im Verhältnis zum Schlitten gemäß Linie C-C' auf Abbildung 1,
aber im Verhältnis zum Turm mit dem Schlitten gerade hinter
dem Endpunkt seines durch Linie R&sub2; auf Abbildung 1 angegebenen
Laufwegs, und
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Abbildung 3 eine Ansicht der Unterseite der Klemmvorrichtung
gemäß Linie D-D' auf Abbildung 2 ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Der Bahnaufwickelturm 1 enthält eine (durch Strichlinien
angegebene) Tragstruktur 2, die einen (ebenfalls durch
Strichlinien angegebenen) zentral gedrehten Halter 4 mit
Aufwickelkernen 20 und 22 an dem von seinem Drehpunkt entfernt
liegenden Enden enthält. Die Kerne werden durch (nicht
gezeigte) Motoren angetrieben.
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Der Turm 1 empfängt Bahnmaterial 10 von einer (nicht
gezeigten) fotografischen Beschichtigungsstraße, wobei das
Material über die Führungswalzen 12 und 14 geführt wird, um
den betreffenden Aufwickelkern zu erreichen.
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Der Träger 2 trägt ebenfalls eine durch Preßluftkolben 34
angetriebene Achse 32 mit einem darauf montierten Rahmen 30.
Abbildung 1 zeigt den Rahmen 30 in seiner Bahnschneidposition
im Moment, daß eine volle Filmrolle 23 auf den Kern 20
gewickelt worden ist, gerade bevor die Bahn abgeschnitten und
auf den leeren Kern 22 befestigt wird. Der Rahmen 30 trägt
eine Führungswalze 36 mit einem damit verbundenen
Antriebsmotor 37. In der Bahnschneidposition stützt sich die
Führungswalze 36 gegen die Bahn 10 und hält diese über der
ganzen Bahnbreite nahe am leeren Kern 22. Der Rahmen 30 trägt
ebenfalls einen Querbalken 40 mit Führungsstangen 41 und 42
für einen fahrbaren Schlitten 50. An jedem Ende des Balkens 40
angeordnete Antriebsmotoren 43 treiben einen endlosen
gerippten Antriebsriemen 44 an, an dem der Schlitten 50
mittels einer erfindungsgemäßen Klemmvorrichtung 80
(Abbildungen 2 und 3) befestigt ist. Eine feste Stange 45 mit
einer eingebauten gerillten Zahnstange ist ebenfalls am Rahmen
30 befestigt und erstreckt sich über dessen ganze Breite.
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Der Schlitten 50 hat eine Trägerplatte 51 und zwei obere
Riemenscheiben 52 und eine untere Riemenscheibe 53, die auf
den oberen bzw. unteren Führungsstangen 41 und 42 laufen. Wie
in der Einleitung der Patentbeschreibung erwähnt, enthält der
Schlitten ebenfalls ein drehendes Bahnschneidmesser. Die
Ruhelage des Schlittens 50 vor Anfang des Schneidvorgangs wird
in Abbildung 1 durch Linie R&sub1; und die Ruhelage am Ende des
Schneidvorgangs durch Linie R&sub2; angegegeben. Diese Positionen
werden durch ein Paar hydraulischer, am Balken 40 befestigter
Dämpfer 48 definiert. Die Linien R&sub1; und R&sub2; zeigen also die
Lauf spur des Schlittens 50 von Ruhelage zu Ruhelage und
betonen die kurzen Seitenabstände zwischen R&sub1; und R&sub2; und den
betreffenden Rändern der Bahn 10, in denen der Schlitten 50
bis zur erforderlichen Höchstschnittgeschwindigkeit
beschleunigt und danach verzögert muß.
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Die Klemmvorrichtung 80 enthält einen mit Bolzen 82 an
der Trägerplatte 51 befestigten Stützarm 81. Der Stützarm 81
trägt eine mehrere Funktionen erfüllende Trägerplatte 83
diese Platte ergreift den Antriebsriemen 44, enthält eine
bewegliche Stange 85, die sich innerhalb der Plattenstruktur
83 auf Rollenlager 87 schieben kann, und trägt eine sich auf
den Antriebsriemen 44 stützende Andruckplatte 86 und einen
festen Arm 89, der als Träger für eine Spiralfeder 90 dient.
Die Spiralfeder 90 ist also zwischen dem festen Arm 89 und der
Andruckplatte 86 angeordnet und wird an ihren Enden durch
Sicherungsbolzen 91 auf dem festen Arm 89 bzw. der
Andruckplatte 86 an ihrem Platz festgehalten, wodurch die zum
Festhalten der Andruckplatte 86 gegen dem Antriebsriemen 44
erforderliche Kraft erhalten wird.
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Die Andruckplatte 86 hat eine Querverzahnung 84 aufihrer
Innenoberfläche, in welche die Zähne des Antriebsriemens 44
eingreifen. Die Andruckplatte enthält weiterhin einen
Zungenbereich 93, der sich hinter die Breite des
Antriebsriemens 44 erstreckt. Die Zunge 93 ist keilförmig mit
dem dünnen Keilende am rechten Ende, wie in Abbildung 3
angegeben. Der Balken 40 trägt eine entsprechende, mittels
eines Sicherungsbolzens 46 am Balken befestigte Platte 47 mit
einer Kugellagereinheit 49 an ihrer Vorderkante.
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In normalem Betrieb wird die Klemmvorrichtung durch die
Wirkung der Feder 90, welche die Andruckplatte 86 gegen die
Trägerplatte 83 drückt, permanent am Antriebsriemen 44
befestigt gehalten. In diesem Zustand werden die Zähne des
Antriebsriemens 44 durch die entsprechenden Zähne 84 der
Trägerplattenoberfläche festgehalten und widerstehen dabei
problemlos den großen, dem Schlitten 50 während dessen
Bahnschneiddurchgangs auferlegten Beschleunigungs- und
Verzögerungskräften.
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Der Banhschneiddurchgang wird automatisch angesteuert,
sobald der Kern 20 seine völlig aufgewickelte Abmessung 23
erreicht hat. Der Schlitten 50 beschleunigt aus Position R&sub1;
bis zu seiner Schnittgeschwindigkeit, bewegt sich bei dieser
Geschwindigkeit gleichmäßig über die Bahn und verzögert sich
dann bis zu seiner Ruhelage an R&sub2;. Der Geschwindigkeitsverlauf
des Schlittens von Ruhelage zu Ruhelage wird durch die Motoren
43 gesteuert und durch den Antriebsriemen 44 auf den Schlitten
50 übertragen.
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Im Falle eines Ausrüstungsfehlers, wobei die Verzögerung
des Schlittens 50 nicht innerhalb des definierten Abstands bis
an Position R&sub2; stattfindet, ergreift der Zungenbereich 93 der
Andruckplatte 86 das Rollenlager 49 auf der Balkenplatte 47.
Die Andruckplatte wird dabei gegen dem Druck der Feder 90 ein
vom Antriebsriemen 44 entfernt und der Antriebsriemen wird aus
der Klemmvorrichtung gerückt. Der Schlitten 50 stoßt dabei
gegen den angrenzenden Dämpfer 48 und kommt zum Stillstand,
ohne die Rahmen- oder Schlittenbestandteile zu beschädigen.