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Diese
Erfindung betrifft eine Frankiermaschine und ein Verfahren zum Antreiben
von Bauteilen in einer Frankiermaschine.
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Seit
etwa den letzten 75 Jahren werden Frankiermaschinen verwendet, welche
auf ein Poststück
oder ein Etikett, das nachfolgend auf einem Poststück angebracht
werden muss, eine Postfreimachung aufdrucken. Die Postfreimachung
wird anstelle von Briefmarken verwendet und dient als Nachweis dafür, dass
das Porto bezahlt ist. Da darüber
hinaus Postfreimachungen kompatibel mit Postdienst-Verarbeitungseinrichtungen
sind, kann die Verarbeitung dieser im Vergleich mit Klebemarken beschleunigt
werden. Von daher bieten Postunternehmen Rabatte für Postkunden
an, die Frankiermaschinen verwenden, welche Postfreimachungen und zusätzliche
Identifikationsdaten aufdrucken, die mit automatischen Postdienst-Einrichtungen
ausgelesen werden können.
Allerdings werden in typischer Weise herkömmliche Frankiermaschinen,
die entweder als eine allein operierende Einheit oder als ein Teil
einer Adressier- und Frankiermaschine arbeiten, von mittelgroßen und
größeren Unternehmen
verwendet, die einen relativ hohen und kontinuierlichen Strom abgehender
Post aufweisen. Infolge der Herstellungskosten dieser herkömmlichen
Frankiermaschinen wird häufig
der Preis für
den Kunden, entweder bei einer gemieteten Einheit oder bei einer
angeschafften Einheit, verhindern, dass solch eine Frankiermaschine
von kleineren Unternehmen erworben wird. Anders ausgedrückt bedeutet
dies, dass im Vergleich zum einfachen Aufbringen von Klebe-Briefmarken
diese kleineren Unternehmen nicht die Kosten auf ihre Poststücke abgleichen
können.
Allerdings werden weltweit und insbesondere in den Vereinigten Staaten
eine zunehmende Anzahl Klein-Unternehmen
und Heim-Unternehmen gegründet.
Es wird erwartet, dass in den kommenden Jahren dieser Marktanteil
der am stärksten
wachsende Anteil sein wird. Während
die Klein- bzw. Heimunternehmen nach wie vor bekümmert hinsichtlich der im Zusammenhang
mit dem Anschaffen einer Frankiermaschine stehenden Kosten sind,
möchten
sie häufig
den Eindruck vermitteln, dass ihr Unternehmen genauso professionell
wie ein mittleres oder großes
Unternehmen ist. Eine Art und Weise, um dies zu erzielen, liegt darin,
dass Poststücke
versendet werden, die auf den Poststücken, anstelle des Anwendens
von Post-Briefmarken, eine aufgedruckte Postfreimachung oder eine
aufgedruckte Postfreimachung zusammen mit dem Werbeslogan des Unternehmens aufweisen.
Demgemäß besteht
für den
Klein- und Heim- Unternehmensbereich ein Bedarf hinsichtlich einer
kostengünstigen
Frankiermaschinen-Vorrichtung.
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Mit
dem Fortschritt der digitalen Drucktechnik, wie etwa Tintenstrahldrucker,
sind die im Zusammenhang mit dem Herstellen eines Druckgerätes stehenden
Kosten verringert. Darüber
hinaus können mit
dem Fortschritt hinsichtlich der Elektronik und der Miniaturisierung
der elektronischen Komponenten die Effizienz, Kosten und die Standfläche bzw.
Aufstandfläche
von Frankiermaschinen reduziert werden. Allerdings besteht die Frankiermaschine
nach wie vor aus einer Vielzahl von mechanischen Bauteilen, um sicherzustellen,
dass beispielsweise mit einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung ein
Drucken mit einer kontinuierlich sich wiederholenden guten Qualität bewerkstelligt
werden kann. Das heißt,
bei einem Tintenstrahl-Druckgerät
muss die Entfernung zwischen dem Aufzeichnungsmedium, auf welchem
gedruckt werden soll, und den Druckkopfdüsen genau kontrolliert bzw.
gesteuert werden, um eine gute Druckqualität sicherzustellen. Ferner unterliegen
Tintenstrahldrucker bestimmten Problemen, die bei den früheren in
Frankiermaschinen verwendeten Drucktechnologien nicht auftraten.
Die kleinen Tinten-Ausstoßdüsen, die
bei Tintenstrahldruckern verwendet werden, um Tintentropfen in einem
Punktmatrixmuster auf das Aufzeichnungsmedium auszustoßen, können 1)
mit Schmutz oder Papierstaub verstopfen, 2) infolge des Einfanges
von Luft in der Düse
oder in der von der Düse
zu der Tintenversorgung führenden Tinten-Zufuhrleitung
spucken, und 3) verstopfen, wenn sie für eine längere Zeitperiode nicht verwendet werden,
so dass die sich in den Düsen
befindliche Tinte eintrocknet.
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Um
dem genauen Anstand zwischen den Düsen und dem Poststück zu kontrollieren
bzw. zu steuern, kann eine bewegbare Platte verwendet werden, um
das Poststück
für ein
Bedrucken des Poststückes
geeignet zu positionieren. Zusätzlich
ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass eine Ansaugpumpe mit
einer Druckkopf-Wartungsstation verbunden sein kann, um an den Düsen, wenn
sie sich in einer Nicht-Druckposition befinden, ein Vakuum zu erzeugen,
um zum Entfernen von Verunreinigungen, getrockneter Tinte oder Luft,
was in den Düsen
enthalten sein kann, Tinte durch die Düsen anzusaugen. Darüber hinaus
kann zum Wischen über
die Düsen ein
Wischerblatt verwendet werden, um überschüssige Tinte und Verunreinigungen
von der Umgebung der Düsenöffnungen
oder der Ausflussplatte, innerhalb welcher die Düsen gebildet sind, zu entfernen.
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Bei
früheren
Tintenstrahl-Druckvorrichtungen, wie etwa Schreibmaschinen, ist
bekannt, einen separaten Motor zum Antreiben der Ansaugpumpe und
einen separaten Motor zum geeigneten Positionieren eines Wischers
zum Abwischen der Düsen
zu verwenden. Darüber
hinaus ist es bei Frankiermaschinen bekannt, einen speziell vorgesehenen
bzw. ausgewählten
Motor zum Zwecke des Anhebens und Herablassens einer Platte zu verwenden.
Wenn allerdings bei einer kostengünstigen Frankiermaschine drei
solcher Motoren verwendet werden, werden die Standfläche bzw.
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Aufstandfläche der
Frankiermaschine sowie die laufenden Kosten der Frankiermaschine
vergrößert.
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Demgemäß besteht
ein Bedarf nach einem Antriebssystem in einer Frankiermaschine,
welches verwendet werden kann, um eine Vielzahl der zuvor beschriebenen
Funktionen zu erfüllen,
während
die Anzahl der erforderlichen Motoren minimiert wird. In idealer
Weise sollte dieses erfindungsgemäße Antriebsübertragungssystem ausgelegt
sein, die Platte anzuheben, die Ansaugpumpe anzutreiben und das Wischerblatt
zu positionieren.
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Die
Druckschrift JP-A-04251753 beschreibt einen Tintenstrahldrucker,
der folgendes aufweist: einen Druckkopf; eine bewegbare Platte;
eine mit der Druckvorrichtung zum Antreiben des Druckkopfes operativ
verbindbare Ansaugpumpe; eine Getriebeübersetzung; und ein Motor;
wobei die Getriebeübersetzung
eine Vielzahl von Übersetzungen
aufweist, die ein Kupplungsgestänge
enthält,
welches ausgelegt ist, sich zwischen einer ersten Position und einer zweiten
Position derart zu bewegen, dass, wenn sich das Kupplungsgestänge in der
ersten Position befindet, der Motor bewirkt, dass die Getriebeübersetzung die
Platte in eine Bewegung antreibt, und wenn sich das Kupplungsgestänge in der
zweiten Position befindet, der Motor bewirkt, dass die Getriebeübersetzung
die Ansaugpumpe antreibt, um den Druckkopf anzutreiben.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Frankiermaschine angegeben, die eine
Druckvorrichtung zum Drucken einer Punktmatrix-Postfreimachung auf
einem Poststück
und ein Antriebsstrangsystem bzw. Antriebsübertragungssystem aufweist,
wobei das Antriebsstrangsystem bzw. Antriebsübertragungssystem folgendes
aufweist: eine bewegbare Platte zum Positionieren des Poststückes in
einer festen Beziehung zu der Druckvorrichtung; eine Antriebspumpe
bzw. Ansaugpumpe, welche betriebsbereit bzw. operativ mit der Druckvorrichtung verbindbar
ist, um die Druckvorrichtung anzutreiben; eine Getriebeübersetzung;
einen Motor; wobei die Getriebeübersetzung
eine Vielzahl von Getrieben enthält,
welche zumindest ein Schwenkgetriebe enthält, welches derart befestigt
ist, um zwischen einer ersten Schwenkgetriebe-Position und einer
zweiten Schwenkgetriebe-Position derart zu schwenken, dass, wenn
das Schwenkgetriebe in der ersten Schenkgetriebe-Position vorliegt,
der Motor die Getriebeübersetzung
dazu bewirkt, die Platte in Bewegung anzutreiben, und wenn das Schwenkgetriebe
in der zweiten Schwenkgetriebe-Position ist, der Motor die Getriebeübersetzung
dazu bewirkt, die Antriebspumpe bzw. Ansaugpumpe anzutreiben, um
die Druckvorrichtung anzutreiben; wobei der Motor in einer ersten
und einer zweiten Richtung betriebsbereit ist, und wobei der Motor,
wenn er in der ersten Richtung betrieben wird, dass Schwenkgetriebe
dazu bewirkt, sich in die erste Schwenkgetriebe-Position zu bewegen,
um die Platte in Bewegung anzutreiben, und wobei der Motor, wenn
er in der zweiten Richtung betrieben wird, dass Schwenkgetriebe
dazu bewirkt, sich in die zweite Schwenkgetriebe-Position zu bewegen,
um die Ansaugpumpe anzutreiben, um die Druckvorrichtung anzutreiben;
und eine Nocke, welche drehbar befestigt ist, und welche dann mit
der Ansaugpumpe und dem Schwenkgetriebe operativ gekoppelt ist,
wenn das Schwenkgetriebe sich in der zweiten Schwenkgetriebe-Position befindet,
so dass das zweite Schwenkgetriebe die Nocke in Umdrehung antreibt,
welches die Nocke dazu bewirkt, einen Antriebsbetrieb durch die
Ansaugpumpe herbeizuführen.
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In
einer Ausführungsform
weist die Frankiermaschine ferner ein Wischerblatt auf, welches
zwischen einer betriebsbereiten Position zum Wischen der Druckvorrichtung
und einer nicht-betriebsbereiten Position bewegbar ist, bei welcher
kein Wischen auftritt. Der Motor ist ausgelegt, die Getriebeübersetzung
in eine betriebsbereite Ineingriffnahme mit dem Wischerblatt anzutreiben,
um eine Bewegung des Wischerblattes zwischen der nicht-betriebsbereiten und
der betriebsbereiten Position herbeizuführen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Antreiben von
Bauteilen einer Frankiermaschine angegeben, wobei das Verfahren
die folgenden Verfahrensschritte aufweist: Ansteuern eines Motors
in eine erste Richtung, um eine Platte über eine Getriebeübersetzung
in eine festgelegte Position in Relation zu einem Druckkopf anzutreiben,
welcher zum Drucken einer Postfreimachung verwendet wird; und Antreiben
einer Ansaugpumpe über
die Getriebeübersetzung
in einen Betrieb, um den Druckkopf anzutreiben, wobei die Getriebeübersetzung
eine Vielzahl von Getrieben aufweist, welche zumindest ein Schwenkgetriebe
aufweist, welches zwischen einer ersten Schwenkgetriebe-Position
und einer zweiten Schwenkgetriebe-Position derart schwenkt, dass,
wenn das Schwenkgetriebe in der ersten Schwenkgetriebe-Position vorliegt,
der Motor die Getriebeübersetzung
dazu bewirkt, die Platte in Bewegung anzutreiben, und wenn das Schwenkgetriebe
in der zweiten Schwenkgetriebe-Position vorliegt, der Motor die
Getriebeübersetzung
dazu bewirkt, die Ansaugpumpe über
eine Nocke in eine betriebsbereite Ineingriffnahme mit der Ansaugpumpe anzutreiben,
um die Druckvorrichtung anzutreiben, wobei der Motor in eine erste
und zweite Richtung betriebsbereit ist, und wobei der Motor, wenn
er in der ersten Richtung betrieben wird, das Schwenkgetriebe dazu
bewirkt, sich in die erste Schwenkgetriebe-Position zu bewegen,
um die Platte in Bewegung anzutreiben, und wobei der Motor, wenn
er in der zweiten Richtung betrieben wird, das Schwenkgetriebe dazu
bewirkt, sich in die zweite Schwenkgetriebe-Position zu bewegen,
um die Nocke in Umdrehung anzutreiben und die Ansaugpumpe anzutreiben,
um die Druckvorrichtung anzutreiben.
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Die
beiliegenden Zeichnungen, auf welche die Spezifikation Bezug nimmt,
und welche einen Teil der Spezifikation bilden, zeigen eine derzeit
bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung, und sie dienen zusammen mit der zuvor angegebenen
allgemeinen Beschreibung und der nachfolgend angegebenen detaillierten
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform dazu, die Prinzipien
der Erfindung zu erläutern.
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In
den Zeichnungen gilt folgendes:
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1 zeigt
eine perspektivische teilgeschnittene Ansicht eines Bereiches einer
Frankiermaschine;
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Steuersystems für die Frankiermaschine;
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3 zeigt
eine Draufsicht der Frankiermaschine, und zwar aus der Sicht einer
horizontalen Ebene unterhalb des Druckkopfes;
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4 ist
eine Ansicht entlang der Linie 4-4 der 3;
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5 ist
eine Draufsicht von oben auf die Nocken-Oberfläche;
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6 ist
eine schematische Ansicht der Ansaugpumpe; und
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7 ist
eine Ansicht entlang der Linie 7-7 der 3.
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Es
wird auf 1 Bezug genommen, wo eine neuartige
kostengünstige
Frankiermaschine 1 gezeigt ist, die eine Abdeckung 3 in
der geöffneten Position
aufweist. An der Außenseite
der Abdeckung 3 und nicht dargestellt ist eine Anzeige
sowie eine Tastatur vorgesehen, über
welche jeweils der Bediener Anweisungen von der Frankiermaschine 1 empfängt und
Anweisungen in die Frankiermaschine 1 eingibt, um das Drucken
einer Postfreimachung „I" auf ein in die Frankiermaschine 1 eingeführtes Poststück „M" zu bewirken.
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Die
an sich aus dem Stand der Technik bekannte Frankiermaschine 1 weist
einen Vorschub 5 auf, an welchem eine Tinten-Kartusche 7 und
ein Druckkopf befestigt sind, der zum Zwecke der Vereinfachung lediglich
als eine Reihe von Düsen 9 gezeigt ist.
Der Vorschub 5 ist an einer Führungsstange 9 befestigt,
um hieran gleitbar zu sein, und der Vorschub 5 weist an
seinem Vorderende einen Vorsprung 5a auf, der an einer
horizontal verlaufenden festen Vorderfläche 11 der Frankiermaschine 1 anstößt, um den Schlitten-Vorschub 5 in
der dargestellten Position zu stabilisieren. Der Vorschub 5 weist
ebenso einen abstehenden Bereich 5b auf, der fest an einem
Endlos-Antriebsriemen 13 befestigt
ist. Ein erstes Ende des Riemens 13 läuft um ein Schwungrad 15,
welches in Richtung des Urzeigersinns oder entgegengesetzt des Urzeigersinns
mit einem bi-direktionalen Schrittmotor 17 angetrieben
wird. Ein gegenüberliegendes
Ende des Riemens 13 läuft
um eine (nicht dargestellte) Leerlauf-Rolle, so dass die Änderung der
Richtung der Bewegung des bi-direktionalen Motors 17 bewirkt,
dass sich der Schlitten-Vorschub 5 zusammen mit der Tinten-Kartusche 7 und
dem Druckkopf 9 vorwärts
und zurück
zwischen einer Druckposition oberhalb des Poststückes „M" und einer Wartungs-Position bewegt,
wie es in 1 gezeigt ist. Das Poststück „M" wird fest in Position
relativ zu den Druckkopfdüsen 9 fixiert,
indem es mit einer Platte (in 1 nicht
dargestellt), die in der Nähe des
Poststückes „M" angeordnet ist,
gegen eine feststehende obere Platte 19 gedrückt wird.
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Während aus
dem Stand der Technik die Synchronisation der Bewegung der Druckkopfdüsen 9 über ein
Druckgebiet zusammen mit dem Antreiben von jeder der Düsen 9,
um Tinte hiervon auszustoßen,
wohlbekannt ist, ist in 2 ein kurzer schematischer Überblick
des elektronischen Aufbaus der Frankiermaschine 1 gezeigt,
die solche Prinzipien verwendet. Die Frankiermaschine 1 weist
einen Vault-Mikroprozessor 21,
einen Basis-Mikroprozessor 23 und einen Druckkopf-Mikroprozessor 25 auf. Der
Vault-Mikroprozessor 21 führt Guthaben-Abrechnungen durch,
während
der Basis-Mikroprozessor 23 die
Nachrichten-Interaktion zwischen dem Betreiber und der Frankiermaschine 1 steuert.
Zusätzlich
dient der Basis-Mikroprozessor 23 als Kommunikationskanal
zwischen dem Vault-Mikroprozessor 21 und dem Druck-Mikroprozessor 25,
um ein autorisiertes Drucken von Postfreimachungen zu bewirken.
Die Frankiermaschine 1 weist ebenso eine herkömmliche
Kodiereinrichtung 27 auf, die ein Signal bereitstellt,
welches die Position der Druckdüsen 9 bei
jedem Punkt zwischen ihren Wartungs- und Druckpositionen anzeigt.
Die Kodiereinrichtung 27 liefert ein Signal, welches von
dem Basis-Mikroprozessor 23 verwendet wird, um den Betrieb
des Motors 17 zu steuern, und welches ebenso von dem Druckkopf-Mikroprozessor 25 verwendet
wird, um das Ansteuern der Düsen 9 relativ
zu ihrer Bewegung zu synchronisieren.
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Es
wird auf 3 Bezug genommen, wo das Antriebs-Übersetzungssystem 29 der
Frankiermaschine 1 gezeigt ist. Das Antriebs-Übersetzungssystem 29 weist
einen Motor 31 auf, der bi-direktional ausgelegt ist. Der
Motor 31 ist ein Schrittmotor und wird beispielsweise über den
Basis-Mikroprozessor 23 getaktet,
um die Länge
seiner Operation und die Richtung der Operation zu steuern. Die
Ausgangswelle 31a des Motors 31 ist mit einem
Zahnradgetriebe 33 verbunden, welches wiederum mit einem
Laufrad 35 in Eingriff steht. Das Laufrad 35 steht über einen
ersten Satz Getriebezähne 37a mit
einem Getriebe 37 in Eingriff. Das Getriebe 37 weist
ebenso einen zweiten kleineren Satz von Getriebezähnen 37b auf. Ein
Schwenkarm 39 ist für
eine Schwenkbewegung um das Getriebe 37 mit einem Schwenk-
bzw. Dreh-Verbindungsstück 41 angeordnet.
Das Schwenk- bzw. Dreh-Verbindungsstück 41 weist einen
kleinen gesteuerten bzw. kontrollierten Reibungsbetrag auf. Die
Getriebe 43, 45 und 47 begründen eine
erste Getriebeübersetzung.
Das Getriebe 43 steht mit den Getriebezähnen 37b sowie mit
dem Getriebe 45 in Eingriff, wenn der Schwenkarm 39 in der
in 1 gezeigten Position vorliegt. Darüber hinaus
steht das Getriebe 45 mit dem Getriebe 47 in Eingriff.
Das Getriebe 47 steht wiederum über Kurvenantriebszähne 51a in
Eingriff mit einer Nocke 51. Von daher wird, wie es nachfolgend
im Detail erläutert wird,
die Nocke 51 mit der Drehung des Motors 31 in die
entgegengesetzte Richtung des Urzeigersinns entgegengesetzt des
Urzeigersinns gedreht, um ein Anheben einer Platte 52 in
Eingriff mit dem Poststück „M" zu bewirken.
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Wenn
im Betrieb der Motor 31 in die Richtung entgegengesetzt
des Urzeigersinns gedreht wird, dreht sich ebenso das Zahnradgetriebe 33 in die
Richtung entgegengesetzt des Urzeigersinns. Dieses wiederum bewirkt,
dass sich das Laufrad 35 im Urzeigersinn dreht, was wiederum
bewirkt, dass sich das Getriebe 37 entgegengesetzt des
Urzeigersinns dreht. Die Drehung des Getriebes 37 bewirkt wiederum
eine Drehung des Getriebes 43 im Urzeigersinn, was eine
Drehung des Getriebes 45 entgegengesetzt des Urzeigersinns,
eine Drehung des Getriebes 47 im Urzeigersinn und eine
Drehung der Nocke 51 entgegengesetzt des Urzeigersinns
bewirkt. Von daher wird die Drehung der Nocke 51 sehr genau
gesteuert, und zwar indem die Anzahl der dem Schrittmotor 31 zugeführten Pulse
gezählt
wird.
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Die
Nocke 51 weist an ihrer oberen Oberfläche einen kreisförmigen bzw.
umlaufenden Auslauf 51b auf. Ein Hebel 53, der
drehbar bzw. schwenkbar um eine Drehachse 55 angeordnet
ist, weist ein erstes Ende 53a mit einem Lager- Flächenvorsprung 53b auf,
der derart von dem ersten Ende absteht, dass er, wie es in 4 gezeigt
ist, am höchsten Punkt
des umlaufenden Auslaufs 51b aufliegt, wenn sich die Platte 52 in
ihrer untersten Position zum Empfangen eines Poststückes „M" befindet. Ein gegenüberliegendes
Ende 53c des Hebels 53 weist einen geschlitzten
Bereich 53d auf, der gleitbar bzw. bewegbar ein Gestänge 55 hält, dass
fest mit einem Flanschpaar 57 verbunden ist, welches sich
von dem Boden der Platte 52 erstreckt. Die gegenüberliegenden
Enden des Gestänges 55 erstrecken
sich in entsprechende Schlitze 59a der abstehenden Wände 59,
die mit der Basis 60 der Frankiermaschine fest befestigt
sind. Von daher bewegt sich die Platte 52 gegen das Poststück „M", bis das Poststück „M" zwischen der Platte 52 und
einem feststehenden oberen Registrierungsdeck 61 fixiert
ist, wenn sich der Hebel 53 um die Schwenkachse 55 von
der in 4 gezeigten Position dreht. Bei dieser Position
wird das Ende 53c erneut oberhalb seiner Position der 4 positioniert
sein.
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Das
Deck 61 weist eine Öffnung 61a auf,
die etwas größer als
die Postfreimachung „I" ist, um das Bedrucken
des Poststücks „M" zu gestatten. Ein
Federpaar 63 ist um entsprechende Stützen 65 angeordnet,
die mit der Basis 60 befestigt sind. Die Federn 63 spannen
die Platten 52 in die nach oben gerichtete Richtung vor.
Da allerdings das Ende 53a des Hebels 53 in der
in 4 gezeigten Position gegen den umlaufenden Auslauf 51b anstößt, hält der Hebel 53 über das
Gestänge 55 die
Platte 52 in ihrer untersten Position gegen die Vorspannungskraft
der Federn 63, um das Poststück „M" zu empfangen. Wenn allerdings, wie
es zuvor erläutert
wurde, die Nocke 51 gezwungen wird, sich entgegengesetzt
des Urzeigersinns zu drehen, gleitet die Lagerungsfläche 53b entlang
des umlaufenden Auslaufs 51b in Richtung eines Minimum-Auslaufpunktes 51c.
Der Minimum-Auslaufpunkt 51c ist die gegenüberliegende Lagerungsfläche 53b,
wenn die Nocke 51 um 180° gedreht
worden ist. Die Lagerungsfläche 53b folgt dem
umlaufenden Auslauf 51b, da das Ende 53c des Hebels 53 mit
den Federn 63 nach oben gedrückt wird. Die nach oben gerichtete
Bewegung des Hebelendes 53c bewirkt, dass das Gestänge 55 in
dem Schlitz 53d gleitet, und dementsprechend wird bewirkt,
dass sich die Platte 52 hiermit nach oben bewegt. Wenn
die Nocke 51 um 180° gedreht
wurde, wird der Motor 31 abgeschaltet, so dass das Poststück „M" fest an Ort und
Stelle zwischen der Platte 52 und dem Deck 61 eingeklemmt
und fertig für
eine Druckoperation ist. Der Schrittmotor 31 wird mit dem Basis-Mikroprozessor 23 gesteuert.
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Die
Verwendung der zuvor beschriebenen Struktur gestattet es, dass unterschiedlich
dicke Poststücke
eingeklemmt werden. Das bedeutet, wenn in den Spalt zwischen der
tiefsten Position der Platte 52 und dem Deck 61 der
Frankiermaschine 1 ein sehr dickes Poststück eingeführt wird,
und wenn die Nocke 51 entgegengesetzt des Urzeigersinns
gedreht wird, zwingen die Federn 63 die Platte 52 dazu, dass
dicke Poststück
bei einer früheren
Winkel-Drehung der Nocke 51 im Vergleich zu einem dünneren Poststück einzuklemmen.
Wenn der Einklemmpunkt erreicht wurde, und wenn die Nocke 51 sich
weiterdreht, wird die Lagerungsfläche 53b nicht weiter
in Kontakt mit dem umlaufenden Auslauf 51b stehen. Wenn
andererseits ein Umschlag mit einer minimalen Dicke in die Frankiermaschine 1 eingeführt wird,
wird der Winkel der Drehung der Nocke 51, für welchen die
Lagerungsfläche 53b in
Kontakt mit der umlaufenden Auslauf 51b verbleibt, größer sein.
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Ebenso
ist es wichtig darauf hinzuweisen, dass, da das Gestänge 55 in
einem Hebelschlitz 53d gehalten wird, die Platte 52 den
Freiheitsgrad aufweist, um zwei senkrecht stehende Achsen zu schwingen,
so dass die mit der Platte 52 am Poststück „M" angewandte Greifkraft gleichmäßig um die Öffnung 61a im
Deck 61 verteilt wird. Diese Aktion bewirkt, dass Umschläge oder
Poststücke
mit einer ungleichmäßigen Dicke
in Kontakt um das Deck 61 bleiben.
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Die
Platte 52 weist einen gewölbten Mittenbereich 52a auf,
so dass die Greifkräfte
am Poststück „M" zwischen der Platte 52 und
dem Deck 61 um den Umfang des Bereiches, der bedruckt werden
muss, konzentriert sind. Der gewölbte
Bereich 52a minimiert den potentiellen Stützeffekt,
der auftritt, wenn ein „flaumiger" Umschlag aufgegriffen
wird. Indem die obere Oberfläche
des Umschlages glatt bzw. flach gehalten wird, und indem das Poststück „M" um den Umfang der Öffnung 61a des
Deckes 61 aufgegriffen wird, wird ein Bedrucken mit hoher
Qualität gewährleistet.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
ist der Schrittmotor 31 ein 48-Schritt/Umdrehungs-Motor, und
das Antriebs-Übertragungssystem 29 weist
ein 30:1-Getriebe-Untersetzungsverhältnis auf.
Von daher beträgt
die Anzahl der erforderlichen Pulse, um die Nocke 51 um
180° zu
drehen, 48 × 30 × 180/360 =
720 Pulse. Der Motor 31 wird abgeschaltet, wenn die Nocke
um 180° gedreht
wurde, um zu gestatten, dass die Druckoperation durchgeführt werden
kann. Nach dem Bedrucken wird der Motor 31 wieder in seine
Richtung entgegengesetzt des Urzeigersinns eingeschaltet, bis ein
Arm 67a eines Mikroschalters 67 einen Aussparungsbereich 51d einer
Außenfläche der
Nocke 51 erreicht. Der Eintritt des Armes 67a in die
Aussparung 51d bewirkt, dass ein Signal zum Basis-Mikroprozessor 23 gesendet
wird, welches die Rückkehr
der Platte 52 in ihrer in 4 gezeigten Position
und das Ende des Platten-Einklemmzyklus anzeigt.
Ein Fachmann wird erkennen, dass der zuvor beschriebene Einklemm-Mechanismus
beispielsweise so abgeändert
werden kann, dass eine Drehung der Nocke 51 zum Anheben
der Platte 52 auf 100° mit
einer entsprechenden Drehung von 260° zum Herabsetzen der Platte 52 herabgesetzt
werden kann. Dieses gestattet eine schnellere Einklemm-Operation und stärkere Platten-Federn,
die eingesetzt werden.
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Die
zuvor angegebene Beschreibung führt aus,
wie die Nocke 51 operiert, um die Platte 52 bei der
Umdrehung des Motors 31 in der Richtung entgegengesetzt
des Urzeigersinns anzuheben und herabzusetzen. Wenn im umgekehrten
Fall der Motor 31 im Urzeigersinn gedreht wird, bewirkt
das Antriebs-Übersetzungssystem
anstelle der bewirkten Bewegung der Platte 51 die Operation
einer Ansaugpumpe 69. Der Schlüssel zum Ausführen des
Antriebes der Pumpe 69 tritt durch die Bewegung des Dreharmes 39 auf.
Das bedeutet, wenn sich der Motor 31 im Urzeigersinn dreht,
wird eine Drehung des Zahnradgetriebes 33, des Laufrades 35 und
des Getriebes 37 in einer entgegengesetzten Richtung im Vergleich
zu ihrer zuvor beschriebenen Bewegung auftreten. Wenn die kleineren
Getriebezähne 37b des
Getriebes 37 in eine Drehung im Urzeigersinn gezwungen
werden, wird sich das Getriebe 43 zusammen mit dem Dreharm 39 im
Urzeigersinn von der Position des Getriebes 43, die mit
den durchgezogenen Linie dargestellt ist, zu der Position des Getriebes 43,
die mit der gestrichelten Linie dargestellt ist, drehen, bis das
Getriebe 43 mit dem Zahnradgetriebe des Getriebes 70 in
Eingriff kommt. Bei diesem Zeitpunkt steht das Getriebe 43 zwischen
den Getriebezähnen 37b und
dem Getriebe 70 in Eingriff. Wenn das Getriebe 43 sich
entgegengesetzt des Urzeigersinns dreht, wird bewirkt, dass sich
das Getriebe 70 im Urzeigersinn dreht. Das Getriebe 70 ist
wiederum operativ mit einem anderen Getriebe 71 verbunden, welches
in eine Drehung entgegengesetzt des Urzeigersinns gezwungen wird.
Das Getriebe 71 steht mit Getriebezähnen 73a in Eingriff,
wodurch die Dreh-Dualnockenspurstruktur 73 gezwungen
wird, sich im Urzeigersinn zu drehen.
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Es
wird auf die 5 und 6 Bezug
genommen, wo die Nocke 73 zwei Nockenspuren 73a und 73b in
ihrer oberen Oberfläche
aufweist. Die Nockenspur 73a wird verwendet, um die Bewegung
eines Kolbens 69a der Ansaugpumpe 69 zu regulieren, während die
Nockenspur 73b verwendet wird, um die Bewegung eines Ventils 69b der
Ansaugpumpe 69 zu regulieren. Der Kolben 69a ist
bewegbar bzw. gleitbar an einem Pumpengehäuse 69c befestigt, welches
fest mit der Basis 60 der Frankiermaschine 1 verbunden
ist. Das Ventil 69b ist bewegbar bzw. gleitbar innerhalb
des Kolbens 69a angeordnet, und wenn das Ventil in der
in den 5 und 6 gezeigten Position vorliegt,
dichtet es eine Einlassöffnung 69d im
Gehäuse 69c ab.
Die Einlassöffnung 69d ist über eine
Rohrverbindung 72 mit einer Elastomer-Kappe bzw. einer Elastomer-Abdeckung 74 verbunden,
die ein Teil einer in 3 gezeigten Wartungsstation 65 bildet.
Die Elastomer-Kappe bzw. Elastomer-Abdeckung 74 deckt die
Druckkopfdüsen 9 ab
und dichtet die Druckkopfdüsen 9 hermetisch ab,
wenn sich die Druckkopfdüsen 9 in
der Wartungsposition befinden. Das Pumpengehäuse 69c weist ebenso
eine Auslassöffnung 69e auf,
die ein Ein-Weg-Rückschlagventil 77 aufweist.
Das Rückschlagventil 77 gestattet
es, dass Tinte von dem Gehäuse 69c über das
Rohrsystem 79 zu einem Ausschuss-Reservoir 81 strömt.
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Wenn
im Betrieb die Ansaugpumpe 69 wie in den 5 und 6 dargestellt
angeordnet ist, dichtet das Ventil 69b die Einlassöffnung 69d derart
ab, dass Tinte nicht von der Elastomer-Kappe 74 in eine Kammer 69f strömen kann,
die zwischen einer Außenfläche des
Kolbens 69a und einer Innenfläche des Gehäuses 69c gebildet
wird. Wenn die Doppel-Nockenspur-Nocke 73 über die
Antriebsübersetzung 29 wie
zuvor beschrieben gedreht wird, läuft ein erster Stift 69aa,
der sich von dem Kolben 69a erstreckt, in der Kolben-Spur 73a und
zwingt den Kolben 69a, dass er in die X-Richtung in das Gehäuse 69c zurückgezogen
wird. Allerdings gestattet das Profil der Ventilspur 73b,
dass ein zweiter Stift 69bb, der sich von dem Ventil 69b erstreckt,
in einer stationären
Position verbleibt, so dass das Ventil 69b den Einlass 69d abdichtet,
bis die Nocke 73 um etwa 210° gedreht wurde. Bei der 210°-Drehung
bewirkt ein Rastbereich 73ba der Ventilspur 73b,
dass der Stift 69bb das Ventil 69b in die „X"-Richtung bewegt, um
dadurch die Einlassöffnung 69d zu öffnen. Da
die Drehung der Nocke 73 von dem anfänglichen Startpunkt bis zu
210° ein
Vakuum in der sich ausdehnenden Kammer 69f erzeugt, wird,
wenn die Öffnung 69d nicht
länger
mit dem Ventil 69b abgedichtet ist, Tinte aus den Düsen 9 durch
die Kappe 74, das Rohr 72 und in die Kammer 69f über die
Einlassöffnung 69d angesaugt.
Wenn die Nocke 73 fortfährt,
sich um 270° zu
drehen, so dass der Stift 69bb den vollständigen Rastbereich 73ba der
Ventilspur 73a durchläuft,
wird das Ventil 69b in die Position der 6 zurückgesetzt,
in welcher die Einlassöffnung 69d verschlossen
wird. Wenn die Nocke 73 fortfährt, eine vollständige 360°-Umdrehung
durchzuführen,
wird der Kolben 69a gezwungen, sich zurück in Richtung der Öffnung 69d zu
bewegen, wodurch jedwede Tinte, die in die Kammer 69f angesogen
wurde, aus der Auslassöffnung 69e,
durch das Rückschlagventil 77 und
in das Ausschuss-Reservoir 81 gedrückt wird. Eine
alternative Ausführungsform
einer Ansaugpumpe und einer Nockenanordnung ist in der europäischen Patentanmeldung
Nr. 07 001 061 A1 offenbart.
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Es
wird nun auf die 3, 4 und 7 Bezug
genommen, wo die Operation eines Wischerblattes 83 beschrieben
wird. Das Wischerblatt 83 ist fest an einem Auslegerarm 85 angebracht,
der über Drehpunkte 87 in
der Frankiermaschine 1 schwenkbar angebracht ist. Von daher
ist das Wischerblatt 83 zwischen einer Betriebsposition,
wo es über
die Düsen 9 streichen
bzw. wischen wird, wenn der Druckkopf 9 hierüber läuft, und
einer Ruheposition bewegbar, bei welcher ein Abwischen der Düsen 9 nicht möglich ist,
wenn der Druckkopf 9 hierüber läuft. Das Wischerblatt 83 ist
gewöhnlich
in die Betriebsposition mit einer Feder 89 vorgespannt,
die mit einem Ende an einem Vorsprung 85a des Auslegerarms 85 verbunden
ist, und die am anderen Ende mit der Basis 60 der Frankiermaschine
operativ verbunden ist. Der Auslegerarm 85 weist einen
damit verbundenen Vorsprung 91 auf, der ausgelegt ist,
in einen Bodenvorsprung 5c des Vorschubs 5 einzugreifen,
wenn sich der Vorschub 5 von der Druckposition in die Wartungsposition
bewegt. Wenn der Bodenvorsprung 5c in Kontakt mit dem Vorsprung 91 tritt,
wird der Auslegerarm 85 in die Warteposition der 7 in
Richtung des Urzeigersinns vorgespannt (wie es in 7 gezeigt
ist), so dass die Druckkopfdüsen 9 darüber laufen,
ohne das sie abgewischt werden. Wenn sich der Vorschub 5 weiter
nach rechts in 3 bewegt, kommt der Vorsprung 5c in
Eingriff mit einem Arm 93a eines Abdeck-Auslegers 93,
der gleitbar an einer Führungsschiene 94 befestigt
ist. Der Abdeck-Ausleger 93 umgibt die Abdeckung 74.
Zusätzlich
ist die Abdeckung 74 schwenkbar über eine Schiene 95 mit einem
Hebelarm 97 verbunden, der über Drehpunkte 99 mit
der Basis 60 schwenkbar befestigt ist. Demgemäß bewegt
der Vorschub 5 den Ausleger 93 zusammen mit sich,
wodurch der Hebelarm 97 gezwungen wird, sich in Richtung
des Urzeigersinns zu drehen (wie es in 7 gezeigt
ist), so dass die Abdeckung 74 aufwärts in den Ausleger 93 gleitet,
um die Düsen 9 hermetisch
abzudichten. Wenn der Druckkopf 9 bewegt wird, um auf einem
Poststück „M" zu drucken, setzt
die Feder 101 den Ausleger 93 in die Position der 3 zurück.
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Ein
Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103 ist schwenkbar über den
Drehpunkt 105 mit einem Rahmenabschnitt der Frankiermaschine 1 unmittelbar
angrenzend an dem Wischerblatt 85 befestigt. Eine Feder 107,
die an einem Ende mit dem Rahmen der Frankiermaschine 1 und
mit ihrem anderen Ende an dem Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103 verbunden
ist, spannt den Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103 in
die in 7 gezeigte Position vor. Wie dargestellt wird,
wenn das Wischblatt 83 und der Wischblatt-Ausleger 85 in
die Betriebsposition des Wischers 83 vorgespannt sind, ein
Vorsprung 85a des Wischblatt-Auslegers 85 zwischen
einer geneigten Oberfläche 103a des
Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103 und einer vertikalen
Wand 109 der Wartungsstation 75 eingefangen. Demgemäß agiert
der Vorsprung 85a als ein Anschlag, der infolge der Feder 107 eine
weitere Drehung entgegengesetzt des Urzeigersinns (in 7)
des Anschlag- bzw.
Arretierungsmechanismus 103 verhindert. Darüber hinaus
wird, wenn der Vorschub 5 den Druckkopf 9 in die
Wartungsposition bewegt, und wenn der Wischblatt-Ausleger 85,
wie zuvor beschrieben, gezwungen wird, sich zu drehen, der Vorsprung 85a entlang
der geneigten Oberfläche 103a nach
unten gedrückt,
wodurch bezwungen wird, dass sich der Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103 gegen
die Kraft der Feder 107 im Urzeigersinn dreht, bis der
Vorsprung 85a nicht länger in
Kontakt mit der geneigten Oberfläche 103a steht. Wenn
es keinen Kontakt mehr zwischen dem Vorsprung 85a und der
geneigten Oberfläche 103a gibt, zwingt
die Kraft der Feder 107 den Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103,
sich entgegengesetzt des Urzeigersinns zu drehen, wodurch der Vorsprung 85a unterhalb
einer Lippe 103b des Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103 und
zwischen der vertikalen Wand 109 und einer vertikalen Oberfläche 103c des
Anschlag- bzw. Arretierungsmechanismus 103 eingefangen
wird. In dieser Position wird das Wischerblatt 83 in der
Warteposition festgehalten, und der Arretierungsmechanismus 103 wird
daran gehindert, sich weiter entgegengesetzt des Urzeigersinns zu
bewegen. Da allerdings die Düsen 9 immer
dann abgewischt werden müssen,
wenn sich der Druckkopf 9 von der Wartungsposition in die Druckposition
bewegt, ist ein Mechanismus erforderlich, der bewirkt, dass sich
das Wischerblatt 83 von der Warteposition in die Betriebsposition
bewegt, um die Abwischfunktion zu bewerkstelligen. Dieses tritt automatisch
auf, wenn der Druckkopf 9 über zwei Nockenspur-Strukturen 73 angetrieben
wird. Das bedeutet, dass, wenn das Antriebssystem 29 angesteuert
wird, um die Ansaugpumpe 69 zu betreiben, das Getriebe 70 gezwungen
wird, sich im Urzeigersinn zu drehen (wie es in 3 gezeigt
ist). Das Getriebe 70 weist eine geneigte Nockenfläche 77b auf,
die in einen Arm 103d des Arretierungsmechanismus 103 während der
Drehung des Getriebes 70 eingreift. Wenn der Arm 103d des
Arretierungsmechanismus 103 die geneigte Nockenoberfläche 70b aufwärts läuft, wird
der Arretierungsmechanismus 103 gezwungen, sich im Urzeigersinn
zu drehen (wie es in 7 gezeigt ist), wodurch der
Vorsprung 85a von der Unterlippe 103b des Arretierungsmechanismus 103 befreit
wird. Wenn der Vorsprung 85a von der Lippe 103b befreit
ist, wird der Wischerblatt-Ausleger 85 mit der Feder 89 gezwungen,
sich in die Betriebsposition für
ein nachfolgendes Abwischen der Düsen 9 zu drehen.
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Im
Vorangehenden wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antreiben
einer Vielzahl von funktionellen Komponenten in einer Frankiermaschine
beschrieben. Das Antriebssystem führt eindeutig die Vielzahl
der Funktionen aus, während
folgendes reduziert wird: 1) die Anzahl der erforderlichen Bauteile,
2) die Gesamt-Standfläche
der Frankiermaschine, und 3) die Herstellungskosten der Frankiermaschine.
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Das
zuvor beschriebene Antriebsübertragungssystem
stellt eine äußerst effiziente
und kosteneffiziente Struktur zum Durchführen einer Vielzahl von wichtiger
Funktionen in einer Frankiermaschine bereit. Zusätzliche Vorteile und Modifikationen
der zuvor beschriebenen Struktur werden für einen Fachmann ersichtlich
sein.