DE69809987T2

DE69809987T2 - Zuführgerät für Aufzeichungsträger

Info

Publication number: DE69809987T2
Application number: DE69809987T
Authority: DE
Inventors: Kerry Leland Embry; John Anthony Schmidt
Original assignee: Lexmark International Inc
Current assignee: Lexmark International Inc
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-03-17
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2018-03-18
Also published as: DE69809987D1; EP0866008B1; CN1193573A; US5868385A; KR19980080284A; JPH10265064A; TW422809B; CN1144686C; EP0866008A1

Description

Diese Erfindung betrifft Papier- und andere Medienzufuhrvorrichtungen.
In unserem US-Patent No. 5,527,026, das den nächstliegenden Stand der Technik für die vorliegende Erfindung darstellt, ist ein Papierzufuhrmechanismus offenbart, bei dem Aufnahmerollen durch ein Rädergetriebe getrieben werden, das auf einem Arm montiert ist, der frei um die Mitte des getriebenen Zahnrads des Rädergetriebes schwenken kann. Diese Konstruktion übt automatisch eine zunehmende Kraft auf die Aufnahmerolle aus, bis die Aufnahmerolle Papier bewegt, an welchem Punkt der Abwärtsdruck automatisch abgebaut wird.
In der Praxis, hebt, wenn man die vorhergehende Konstruktion verwendet, schweres Papier das Rädergetriebe an, wenn das Papier zugeführt wird, wodurch bewirkt wird, dass das Rädergetriebe unter dem Einfluss von Schwerkraft herabfällt, wenn derartiges Papier oder andere Medien die Antriebsrolle verlassen. Dies bewirkt ein Aufprallen der Antriebsrolle und folglich des Rädergetriebes, was einen zuverlässigen Betrieb verlangsamt. Diese Erfindung ist auf die Hinzufügung eines Dämpfungsmechanismus gerichtet, der größtenteils die Anhebebewegung beschränkt und der das Herabfallen auf den Papierstapel verlangsamt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Medienzufuhrvorrichtung bereitgestellt, umfassend
einen Rahmen,
eine Auflage für von der Vorrichtung zuzuführende Medien,
einen Träger für ein Rädergetriebe, der so angebracht ist, dass er in Richtung auf die Auflage und weg von ihr um eine zum getriebenen Zahnrad des Rädergetriebes konzentrische Achse schwenkt,
mindestens eine Medienzufuhrrolle, die auf dem Träger zur Drehung durch das Rädergetriebe angebracht ist, und
eine erste Feder, die um ein Drehelement gewickelt ist und ein Ende aufweist, das an dem Träger befestigt ist, wobei die Feder so angeordnet ist, dass sie abgewickelt wird, wenn sich der Träger von der Auflage weg bewegt, aber noch in ausreichender Reibungsberührung mit dem Drehelement ist, um bei der Trägerbewegung eine Reibungsviiderstandskraft auf das Element auszuüben, um dadurch gegen die Bewegung des Trägers Widerstand zu leisten.
Folglich ist in einer bevorzugten Form der Erfindung ein Tragarm, der das Aufnahmerädergetriebe trägt, an dem Ende einer ersten Feder befestigt, die in einer Richtung gewickelt ist, um geöffnet zu werden, wenn sich der Tragarm weg von der Medienablage bewegt. Diese Feder ist um einen ersten zylindrischen Teil eines Dorns gewickelt, und der Dorn ist zur Drehung auf einer Welle gelagert, die auf der Schwenkachse des Rädergetriebes angeordnet ist. Eine zweite Feder ist auf einem zweiten zylindrischen Teil des Dorns in einer Richtung gewickelt, um geschlossen zu werden, wenn sich der Tragarm weg von der Medienablage bewegt. Das Ende der zweiten Feder ist an einem stationären Rahmen befestigt. Die erste Feder weist einen viel engeren Reibungsgriff auf den Dorn auf als die zweite Feder.
Beim Betrieb, wenn das getriebene Zahnrad des Antriebsvorgeleges zur Papieraufnahme mit der Aufnahmerolle gegen die Oberseite des Medienstapels betrieben wird, ist eine Abwärtsbewegung minimal, wie es die verhältnismäßig geringe Reibung der zweiten Feder ist, so dass der Einfluss der ersten und zweiten Feder nicht wesentlich ist. Bei Bewegung von Papier weg vom Stapel wird die Abwärtskraft des Rädergetriebes automatisch abgebaut. Eine Aufwärtsbewegung des Rädergetriebes zieht die zweite Feder um einen Dorn zusammen, die dadurch den Dorn greift und bewirkt, dass sich der Dorn mit der Drehung des Rädergetriebes dreht. Wenn das Papier verhältnismäßig steif ist, wird eine Aufwärtskraft auf das Rädergetriebe aufgebracht, aber einer Aufwärtsbewegung wird durch die hohe Reibung der ersten Feder Widerstand entgegengesetzt, wodurch die Aufwärtsbewegung begrenzt wird. Dies ermöglicht die Medien ruhiger weg zu bewegen.
Das Rädergetriebe wird nach einer solchen Aufwärtsbewegung freitragend gelassen, wenn sich die Medien vorbei an der Antriebsrolle bewegen. Das Rädergetriebe kehrt dann in. Richtung auf die Ablage unter dem Einfluss von Schwerkraft zurück. Die Abwärtsbewegung zieht die erste Feder um den Dorn zusammen, die dadurch den Dorn greift und bewirkt, dass sich der Dorn mit der Drehung des Rädegetriebes dreht. Diese Abwärtsbewegung öffnet den Griff der zweiten Feder auf den Dorn, wodurch ein Rutschen des Dorns auf der zweiten Feder ermöglicht wird. In der offenbarten Ausführungsform führt der leichte Reibgriff der zweiten Feder auf dem Dorn zu einer verhältnismäßig geringen Reibung, die die Abwärtsbewegung mäßig dämpft und ein Aufprallen verringert. Eine geringe Reibung ist wünschenswert, da das Rädergetriebe auch durch eine Feder eine Gegenkraft erfährt. Die Antriebsrolle wird dadurch abgesetzt, um Medien viel schneller zu treiben, als wenn der Aufprall nicht gedämpft wäre.
Wenn die Abwärtsreibung nicht signifikant ist, kann eine einzelne Feder verwendet werden, die um eine stationäre Welle herumgewickelt ist, die so aufgewickelt ist, dass sie sich bei Aufwärtsbewegung abwickelt und wie für die erste Feder beschrieben funktioniert.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand eines Beispiels und mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 veranschaulicht den gedämpften Aufnahmearm von einer Perspektivansicht von oben, wobei sich der Arm unten befindet, wie er sein würde, wenn er auf einem Stapel von Papier ruhen würde;
Fig. 2 ist eine Ansicht von unten derselben Konfiguration wie Fig. 1;
Fig. 3 veranschaulicht die Federn und einen Dorn;
Fig. 4 ist eine Ansicht von unten, wobei der Arm angehoben ist, wie er es durch steifes Papier, das zugeführt wird, sein würde; und
Fig. 5 veranschaulicht die Zahnräder des Rädergetriebes. Wie in Fig. 1 dargestellt, treibt ein Träger in der Form eines Tragarms 1, der einen Zug von Zahnrädern enthält (dargestellt in Fig. 5), symmetrische Antriebsrollen 3a, 3b, die die Oberseite eines Stapels von Papier oder anderen Medien 5 berühren. Das Papier 5 ruht auf einer flachen Ablage 7, die stationär sein kann oder für große Stapel von Medien 5 erhöht sein kann. Der Tragarm 1 ist montiert, um um ein getriebenes Zahnrad zu schwenken, wie im vorangehenden US-Patent No. 5,527,026 beschrieben. Eine Welle 9 ist in einem stationären Rahmen 11 montiert und ist koaxial mit dem Schwenkpunkt des Tragarms 1.
Eine Schraubenfeder 13 ist zwischen dem Tragarm 1 und dem Rahmen 11 gekoppelt, um dem Tragarm 1 eine Aufwärts-Gegenkraft zuzuführen, die jedoch die Schwerkraft nicht überwindet. Der Tragarm 1 ist deshalb konstruiert, um unter der Schwerkraft mit einer Beschleunigung herabzufallen, die durch die Kraft der Feder 13 verringert ist, bis die Rollen 3a, 3b auf das Papier 5 auftreffen.
Der weggebrochene Teil von Fig. 1 stellt einen Dorn 15 mit einer Feder 19 dar, die auf der Seite des Dorns 15 in der Nähe des Tragarms 1 aufgewickelt ist, und eine Feder 17, die auf der Seite des Dorns 15 weg von dem Tragarm 1 aufgewickelt ist. Wie besser in Fig. 4 dargestellt ist, weist die Feder 19 ein Ende auf, das in einer Verlängerung 1a des Tragarms 1 gehalten wird, und die Feder 17 weist ein Ende auf, das im Rahmen 11 gehalten wird. Fig. 2 stellt einen Motor 21 dar, der am Rahmen 11 angebracht ist, der eine Reihe von Zahnrädern (nur Zahnräder 23 und 25 sind dargestellt) antreibt, die das Rädergetriebe im Tragarm 1 antreiben.
Fig. 3 stellt in größer Einzelheit den Dorn 15 in einer auseinandergezogenen Beziehung dar, mit den Federn 17 und 19, wie sie installiert sind. Der Dorn 15 weist ein Mittenloch 15a auf, das eine Welle 9 in einer engen, aber nicht enganliegende Passung aufnimmt. Der Dorn 15 weist einen linken zylindrischen Teil 15b und einen rechten zylindrischen Teil 15c und einen mittigen Kamm 15d auf. In dieser Ausführungsform sind die zylindrischen Teile 15b und 15c von demselben Durchmesser. Die Federn 17 und 19 in dieser Ausführungsform sind von identischem Material und Querschnitt. Jedoch ist die Feder 17 durch den Teil 15c lose gehalten (speziell, wobei der Außendurchmesser des Dornteils 15c nominell 14,17 mm und der Innendurchmesser der Feder 17 nominell 14,08 mm betragen). Die Feder 19 wird viel enger durch den Teil 15b gehalten (speziell, wobei der Außendurchmesser des Dornteils 15b auch nominell 14,17 mm beträgt und der Innendurchmesser der Feder 17 nominell 13,75 mm beträgt).
Fig. 4 ist eine Ansicht von unten, die die Anordnung darstellt, wenn der Tragarm 1 nach oben weg von den Medien 5 bewegt ist. Dies neigt dazu, im Betrieb aufzutreten, wenn steifes Papier oder andere Medien 5 zugeführt werden. Während einer solchen Zufuhr werden die Medien 5 durch Zufuhrrollen oder dergleichen (nicht dargestellt) stromabwärts vom Tragarm 1 ergriffen, die eine ausreichende Bewegungskraft für die Medien 5 ausüben, um den Tragarm 1 nach oben anzuheben. Ein Vergleich von Fig. 1 und Fig. 4 veranschaulicht, dass die Feder 19 durch die Aufwärtsbewegung in Richtung auf die Fig. 4-Position abgewickelt wird. Die Aufwärtsbewegung zieht die Feder 17 auf die Weise einer Standard-Federkupplung zusammen, um zu bewirken, dass sich der Dorn 15 mit dem Tragarm 1 bewegt. Das Abwickeln der Feder 19 führt zu einem Schlupf der Feder 19 um den Dorn 15, und die Reibung ist verhältnismäßig hoch, da die Feder 19 eng um den Dorn 15 gewickelt ist. Der Tragarm 1 wird nach oben bewegt, aber in einer Größe, die durch die Reibung der Feder 19 beschränkt ist.
Während die Medien 5 bewegt werden, hört der Tragarm 1 auf, durch die Medien 5 hochgehalten zu werden, und der Tragarm 1 bewegt sich dann unter dem Einfluss von Schwerkraft nach unten in Richtung auf die Ablage 7. Diese Bewegung läßt die Feder 19 auf die Weise einer Standard-Federkupplung zusammenziehen. Die zusammengezogene Feder 19 greift den Dorn 15 und zwingt ihn, sich mit dem Tragarm 1 zu drehen. Diese Drehung des Dorns 15 neigt dazu, die Feder 17 abzuwickeln. Da die Feder 17 leicht auf den Dorn 15 aufgewickelt ist, ist die Reibungswiderstandskraft der Feder 17 auf dem Dorn 15 mäßig, wodurch die Bewegung des Tragarms 1 gedämpft wird und die Zeit bis zu dem Zeitpunkt verkürzt wird, wenn der Tragarm 1 an seinem Ort abgesetzt wird, und eine weitere Zufuhr von Medien 5 kann erfolgen. Eine mäßige Reibung wird zugewiesen, wenn der Tragarm 1 durch die Feder 13 eine Gegenkraft erfährt, was auch eine Abwärtsbewegung des Tragarms 1 verringert.
Fig. 5 veranschaulicht die Zahnräder im Tragarm 1 durch Entfernung einer Seite des Tragarms 1. Ein getriebenes Zahnrad 31 wird durch den Motor 21 durch das Zahnrad 25 angetrieben und ist auf der Welle 9 gelagert. Eine Drehung des Zahnrads 31 auf der Welle 9 ermöglicht, dass sich der Tragarm 1 dreht, wie beschrieben worden ist. Ein Rädergetriebe von Zahnrad 31 ist vorhanden, das ein Zahnrad 33 antreibt. Das Zahnrad 33 treibt ein Zahnrad 35. Das Zahnrad 35 treibt ein Zahnrad 37. Das Zahnrad 37 treibt ein Zahnrad 39, und das Zahnrad 39 treibt ein Zahnrad 41, das die Rollen 3a und 3b antreibt. (Die Rollen 3a und 3b werden durch eine Einwegkupplung getrieben, so dass sie sich frei bewegen, wenn Stromabwärtsrollen die Medien 5 schneller als die Laufgeschwindigkeit der Rollen 3a und 3b bewegen.)
Es ist ersichtlich, dass die Teile des Dorns 15, auf die die Federn 17 und 19 aufgewickelt sind, sich im Durchmesser unterscheiden können, oder sich die Federn 17 und 19 in Zusammensetzung oder Querschnitt unterscheiden können, da das wesentliche Konstruktionsmerkmal ist, dass die Feder 17 ausreichend Reibung liefert, um eine Abwärtsbewegung des Rädergetriebes zu begrenzen, und die Feder 19 eine ausreichende Reibung liefert, um eine Abwärtsbewegung des Rädergetriebes zu begrenzen, während sowohl die Feder 17 als auch 19 wirkungsvoll sind, um den Dorn 5 zu ergreifen und zu drehen, wenn jede Feder 17 oder 19 zusammengezogen ist.
Es ist ersichtlich, dass, wenn die Abwärtsbegrenzung der Feder 17 nicht als notwendig erachtet wird, die Feder 17 durch einen Einweg-Ratschenmechanismus ersetzt werden könnte. Auch könnten die Enden der Federn 17 und 19 enganliegend um stationäre Verlängerungen herumgewickelt sein, statt dass sie Federenden aufweisen, die in Löchern passen.

Claims

1. Medienzufuhrvorrichtung, umfassend

einen Rahmen (11),

eine Auflage (7) für von der Vorrichtung zuzuführende Medien (5),

einen Träger (1) für ein Rädergetriebe (31-41), der so angebracht ist, dass er in Richtung auf die Auflage und weg von ihr um eine zum getriebenen Zahnrad (31) des Rädergetriebes konzentrische Achse schwenkt,

mindestens eine Medienzufuhrrolle (3), die auf dem Träger zur Drehung durch das Rädergetriebe angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass

eine erste Feder (19) um ein Drehelement (15) gewickelt ist und ein Ende aufweist, das an dem Träger befestigt ist, wobei die Feder so angeordnet ist, dass sie abgewickelt wird, wenn sich der Träger von der Auflage weg bewegt, aber noch in ausreichender Reibungsberührung mit dem Drehelement ist, um bei der Trägerbewegung eine Reibungswiderstandskraft auf das Element auszuüben, um dadurch gegen die Bewegung des Trägers Widerstand zu leisten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend

eine Welle (9), die an dem Rahmen (11) angebracht ist, wobei die Mitte der Welle zu dem getriebenen Zahnrad (31) konzentrisch ist,

wobei das Drehelement (15) einen Dorn umfasst, der auf einer Mittenbohrung (15a) des Dorns auf der Welle angebracht ist, wobei der Dorn einen ersten zylindrischen Teil (15b) in der Nähe des Trägers (1) und einen zweiten zylindrischen Teil (15c) aufweist,

wobei die erste Feder (19) auf dem ersten Teil des Dorns aufgewickelt ist und

eine zweite Feder (17), die auf dem zweiten Teil des Dorns aufgewickelt ist, ein Ende aufweist, das an dem Rahmen befestigt ist und so angeordnet ist, dass es weiter gewickelt wird, wenn sich der Träger von der Auflage weg bewegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die zweite Feder (17) in leichter Berührung mit dem zweiten Teil (15c) des Dorns (15) gewickelt ist, um eine ausreichende Reibungswiderstandkraft auf den Dorn auszuüben, wenn sich der Träger (1) in Richtung auf die Auflage bewegt, um einen Aufprall des Trägers zu verringern.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, bei der der erste und zweite Teil (15b, 15c) des Dorns (15) im Wesentlichen denselben Außendurchmesser aufweisen und die erste Feder (19) in einer festen Passung um den ersten Teil des Dorns gewickelt ist.