EP0585676A2

EP0585676A2 - Frankiermaschine

Info

Publication number: EP0585676A2
Application number: EP93112895A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Dr. Thiel; Stephan Günther; Wolfgang Von Inten; Heinz Rehberg; Wolfgang Muhl; Dieter Wölm
Original assignee: Francotyp Postalia GmbH
Current assignee: Francotyp Postalia GmbH
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1993-08-11
Publication date: 1994-03-09
Anticipated expiration: 2013-08-11
Also published as: EP0884699B1; EP0884699A2; EP0585676B1; DE59310251D1; EP0585676A3; EP0884699A3; DE59309475D1; DE4228765A1; DE4228765C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frankiermaschine mit einer elektrothermischen Druckvorrichtung, mit der Wertzeichen- und/oder Bilddrucke auf an ihr mit vorbestimmter Geschwindigkeit vorbeigeführtes Postgut durch bildmäßig verteilte Übertragung von Farbpartikeln von einem Trägerband (114) aufgedruckt werden, das entsprechend der bildmäßigen Verteilung mittels eines Thermodruckkopfes (110) erhitzt und dabei an der Druckvorrichtung vorbeigeführt wird, wobei dem Thermodruckkopf (110) ein Gegendruckelement (116) gegenübersteht. Als Gegendruckelement ist eine in senkrechter Richtung zur Druckfläche bewegliche Gegendruckwalze (116) vorgesehen, die auf einer parallel zur Druckleiste (112) des Thermodruckkopfes (110) angeordneten Welle (130) nachgiebig so gelagert ist, daß ihre Berührungsfläche mit dem Postgut in einer die Druckleiste (112) und die Welle (130) enthaltenden Ebene unterschiedliche Winkel zur Druckleiste (112) einnehmen kann. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Frankiermaschine mit einer elektrothermischen Druckvorrichtung, mit der Wertzeichen- und/oder Bilddrucke auf an ihr mit vorbestimmter Geschwindigkeit vorbeigeführtes Postgut durch bildmäßig verteilte Übertragung von Farbpartikeln von einem Trägerband aufgedruckt werden, das entsprechend der bildmäßigen Verteilung mittels eines Thermodruckkopfes erhitzt und dabei an der Druckvorrichtung vorbeigeführt wird, wobei dem Thermodruckkopf ein Gegendruckelement gegenübersteht.
Eine Druckvorrichtung für einen Etikettendrucker ist z.B. aus der DE 39 35 348 A1 bekannt. Sie arbeitet mit einem Thermodruckkopf, dessen Stirnfläche als Druckfläche ausgebildet ist, in der eine gerade Reihe elektrisch selektiv beheizbarer Transferstifte angeordnet ist. Diese wirken, wenn sie beheizt werden, derart auf das an ihnen vorbeigeführte Trägerband ein, daß die auf ihm vorhandenen Farbpartikel mit ihrem Bindemittel ausschmelzen und auf das Druckgut übergehen können, wenn dieses zusammen mit dem Trägerband an dem Thermodruckkopf vorbeiläuft. Damit bei diesem Vorgang ein vorgegebener Druck zwischen dem Druckkopf und dem Druckgut aufrecht erhalten wird, ist das Gegendruckelement als eine in Richtung zum Druckkopf hin mit Federkraft beaufschlagte Gegedruckrolle ausgebildet, die wahlweise in eine Betriebsstellung oder in eine Ruhestellung gebracht werden kann.
Wird dieses Prinzip in einer Frankiermaschine angewendet, so wird die Arbeitsgeschwindigkeit durch die zum selektiven Aufheizen der einzelenen Transferstifte des Thermodruckkopfes sowie zu deren Abkühlen erforderliche Zeit begrenzt. Es wurden zwar besondere Ansteuerverfahren für den Thermodruckkopf entwickelt, wodurch eine gewisse Geschwindigkeitserhöhung des Druckvorgangs möglich ist, jedoch ist damit eine Komplikation insbesondere der erforderlichen Steuerschaltung verbunden, die zu einer Kostenerhöhung für die Frankiermaschine führt.
Es ist auch bereits durch die DE 21 00 611 C3 eine elektrothermische Druckvorrichtung bekannt, bei der das bewegte Trägerband einen definierten elektrischen Widerstand hat (sog. ETR-Band), wozu auf ihm eine Schicht aus elektrischem Widerstandsmaterial als Träger für die Farbpartikel vorgesehen sein kann. Der Thermodruckkopf hat keine elektrisch aufheizbaren Transferstifte, sondern eine Reihe von Druckelektroden oder Mikrokontakten, die beim Vorbeilauf des Trägerbandes mit dem Widerstandsmaterial in Verbindung stehen und bei selektiver Ansteuerung einen Stromfluß durch dieses zu einer Sammelelektrode hin verursachen, so daß es sich selektiv aufheizt und das Ausschmelzen der Farbpartikel aus dem Trägerband sowie deren Übergang auf das Druckgut bewirkt.
Da hierbei am Druckkopf keine Transferstifte aufgeheizt und abgekühlt werden, ist eine höhere Druckgeschwindigkeit möglich, die auch bei einer Frankiermaschine eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit möglich machen könnte. Dies konnte bisher aber noch nicht realisiert werden. Das Postgut hat im Gegensatz zu einem normalen blattförmigen Aufzeichnungsträger durch Biegung, Faltung oder unregelmäßigen Inhalt meist eine über seine Länge veränderliche Gestalt bzw. eine ungleichmäßige Druckfläche. Wird es durch den Druckbereich einer mit Stromfluß durch das Trägerband arbeitenden Druckvorrichtung geführt, so kann der Druckkopf mit dem Trägerband an der ungleichmäßigen Oberfläche z.B. eines Briefumschlages nicht ohne eine fehlerhafte Kontaktgabe zwischen seinen Druckelektroden und dem Trägerband anliegen. Dies äußert sich in Aussetzern im gedruckten Bild, und außerdem können durch Funkenerosion Schäden an der Druckleiste des Thermodruckkopfes auftreten. Auch wenn dann der Thermodruckkopf mit starker Federkraft an das Trägerband bzw. das Postgut angedrückt würde oder aber das Gegendruckelement einen federnden Andruck des Thermodruckkopfes an das Postgut erzeugen würde, um einen gewissen Ausgleich von Unregelmäßigkeiten zu erzielen, würde dies neue Probleme schaffen, denn ein Andruck des Thermodruckkopfes mit einer Kraft von mehr als ca 10 g pro Druckelektrode führt zu enem unzulässig hohen Verschleiß der Elektrodenfläche und zu einer wesentlichen Verkürzung der möglichen Nutzungsdauer eines Thermodruckkopfes.
Aus der EP 0 298 774 A2 ist weiterhin eine Frankiermaschine bekannt, deren Thermodruckkopf Heizelemente hat, die selektiv entsprechend dem zu druckenden Zeichen aufgeheizt werden, um Druckpartikel vom Trägerband auf den Briefumschlag zu übertragen. Dem Thermodruckkopf gegenüberliegend ist eine Gegendruckrolle ortsfest angeordnet, die mit Andruckrollen zusammenarbeitet. Die Andruckrollen sind beiderseits des Thermodruckkopfes angeordnet. Wenn die zu bedruckende Fläche infolge von Biegungen, Faltungen etc. uneben ist, kann es vorkommen, daß nicht die gesamte Fläche mit Druckpartikeln des Trägerbandes beaufschlagt wird. Das Druckbild enthält dann Lücken oder Verschmierungen.
Aus der US-A-4,626,873 ist ein Druckkopfhalter bekannt, der einen Thermo-Druckkopf gegen einen Druckträger drückt, welcher auf einer Gegendruckrolle aufliegt. Der Druckkopfhalter ist schwenkbar in Langlöchern gelagert, so daß der Druckkopf in gewissen Grenzen zusätzlich zu den Schwenkbewegungen Hubbewegungen relativ zur Gegendruckrolle ausführen kann.
Ferner ist aus der US-A-4,553,861 ein Drucker mit einem Thermo-Druckkopf bekannt, der gegen eine Druckgegenplatte unter Federdruck Schwenkbewegungen ausführen kann. Schwenkbewegungen mit relativ großem Hub werden durch einen Elektromagneten ausgelöst. In einer Ruhestellung, in der nicht gedruckt wird, schwenkt der Druckkopf bei Betätigung des Elektromagneten zurück und gelangt außer Eingriff mit einem Thermotransferband. In der Arbeitsstellung wird der Elektromagnet so betätigt, daß der Druckkopf auf dem Thermotransferband aufliegt und Farbe an einen Druckträger überträgt.
Außerdem ist es im Stand der Technik (DE 34 17 381 A1) bekannt, zur automatischen Anpassung eines Nadeldruckkopfes an die Dicke eines zu bedruckenden Papiers eine Vorrichtung einzusetzen, die die Dicke des Papiers mittels einer Fühlerrolle abtastet. Die Auslenkbewegung des Fühlerrades wird auf einen Halter für den Druckkopf übertragen, der sich somit relativ zu einem ortsfest angeordneten Druckgegenlager bewegt.
Durch die US-A-4,924,240 ist eine Frankiermaschine mit einer Druckeinrichtung bekannt, die einen ortsfest angeordneten Thermodruckkopf verwendet. Das dem Thermodruckkopf gegenüberstehende Gegendruckelement ist so angeordnet, daß es zum Thermodruckkopf hin und von diesem weg bewegt werden kann. Das Gegendruckelement wird beim Drucken federnd gegen den Thermodruckkopf und gegen Führungsrollen gedrückt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mit einer elektrothermischen Druckvorrichtung ausgestatteten Frankiermaschine anzugeben, die es ermöglicht, auch unebene Flächen des Postgutes mit hoher Qualität zu bedrucken.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Gegendruckelement eine in senkrechter Richtung zur Druckfläche bewegliche Gegendruckwalze vorgesehen ist, die auf einer parallel zur Druckleiste des Thermodruckkopfes angeordneten Welle nachgiebig so gelagert ist, daß ihre Berührungsfläche mit dem Postgut in einer die Druckleiste und die Welle enthaltenden Ebene unterschiedliche Winkel zur Druckleiste einnehmen kann.
Bei der Erfindung kann die Berührungsfläche der Gegendruckwalze gegenüber der Druckleiste des Thermodruckkopfes verkippen. Dadurch kann sich die Druckkraft auf die Berührungsfläche gleichmäßig verteilen und einen konstanten Druck auf der Länge der Druckleiste erzeugen. Die Druckelemente des Thermodruckkopfes können somit Energie gleichmäßig verteilt in das Trägerband einleiten, so daß dessen Farbe ebenfalls gleichmäßig auf das Postgut übertragen wird.
Enthält beispielsweise ein Briefkuvert ein Geldstück, so wird beim Stand der Technik zwar vermieden, daß ein Postgutstau auftritt, indem die Gegendruckwalze eine Ausweichbewegung in zur Transportrichtung des Briefkuverts senkrechter Richtung ausführt. Der von der Gegendruckwalze erzeugte Druck gegen die Thermoleiste des Thermodruckkopfes ist aber nur im Bereich des Geldstücks hoch, so daß ein unregelmäßiger Farbdruck erzeugt wird. Da an anderen Stellen auf das Briefkuvert eine verringerte Kraft eingeleitet wird, besteht sogar die Gefahr, daß die an der Stelle des Geldstücks auf den Thermodruckkopf konzentrierte Kraft zu groß wird, und dieser verschleißt oder sogar beschädigt wird. Bei der Erfindung schmiegt sich die Berührungsfläche unter Einstellung unterschiedlicher Winkel zur Druckfläche des Thermodruckkopfes an das Geldstück an und übt außerhalb des Bereichs des Geldstücks ebenfalls einen Druck aus. Dadurch bleibt die Druckleiste des Thermodruckkopfes immer in Kontakt mit einem Großteil der Oberfläche des Briefkuverts, wodurch ein einwandfreier Farbdruck erfolgt.
Die Erfindung kann auch für das ETR-Verfahren (Elektro-Thermal-Resistive-Verfahren) verwendet werden, bei dem das Trägerband eine Widerstandsschicht hat, die durch als Elektroden ausgebildete Druckelemente eines ETR-Druckkopfes entsprechend einem vorgegebenen Bildmuster erwärmt wird. An den erwärmten Stellen des Trägerbandes wird Farbe auf das Postgut übertragen. Beim ETR-Verfahren sind relativ hohe Druckkräfte erforderlich, um ein gleichmäßiges Druckbild zu erhalten. Der Gegenstand nach der Erfindung erfüllt die hohen Anforderungen des ETR-Verfahrens.
Die Erfindung kann sowohl mit einem ortsfest als auch mit einem ortsbeweglich angeordneten Thermodruckkopf eingesetzt werden. Bei einem ortsfesten Thermodruckkopf kann auch die Bandführung für das Trägerband ortsfest angeordnet sein. Dadurch wird der konstruktive Aufwand für die Bandführungselemente verringert und die Bewegung des Trägerbands stabilisiert werden.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Gegendruckwalze an ihren Enden durch einen Faltenbalg mit der Welle drehfest verbunden. Ein derartiger Faltenbalg läßt sich an der Berühungsfläche der Gegendruckwalze mit dem Postgut zusammendrücken, wobei die Berührungsfläche unterschiedliche Winkel auch zur Druckfläche in Transportrichtung einnehmen kann. Dadurch schmiegt sich die Gegendruckwalze noch besser an unebene Stellen des Postgutes an, so daß der Druck längs der Druckleiste noch gleichmäßiger verteilt wird.
Eine andere Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze auf einer Gabel gelagert ist, die mit einem Halteelement vorzugsweise durch ein Drehgelenk verbunden ist, dessen Drehachse mindestens annähernd senkrecht zur Längsachse der Welle der Gegendruckwalze und mindestens annähernd parallel zur Transportrichtung des Postgutes verläuft. Durch diese Maßnahmen kann die Gegendruckwalze zusätzlich Schwenkbewegungen um die Drehachse ausführen, so daß auch bei relativ großen Gegenständen, die dem Postgut beigeschlossen sind und unebene Oberflächen hervorrufen, die Berührungsfläche der Gegendruckwalze einen großen Winkelhub ausführen kann, ohne daß die Druckverteilung auf der Berührungsfläche ungleichmäßig wird.
Die vorgenannte Ausführungsform kann derart weitergebildet sein, daß die Gabel mindestens zwei Rollen hat, die die Gegendruckwalze auf der dem Thermodruckkopf abgewandten Seite umfangsseitig in einem Winkelabstand voneinander drehbar lagern. Die Mantelfläche der Gegendruckwalze stützt sich unter Drehung auf den Rollen ab. Dadurch werden die auf die Welle wirkenden Lagerkräfte verringert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Gegendruckwalze längs einer senkrecht zur Transportrichtung des Transportgutes verlaufenden Achse durch eine Stellvorrichtung verstellbar. Die Stellvorrichtung hat zwei Betriebsstellungen: In der einen drückt die Gegendruckwalze das Postgut unter Federdruck gegen die Druckfläche des Thermodruckkopfes; in der anderen nimmt die Gegendruckwalze eine Ruhestellung ein, in der sie vom Thermodruckkopf entfernt ist. Durch diese Maßnahmen wird der Thermodruckkopf nur beim Transport von Postgut mit Kraft durch die Gegendruckwalze beaufschlagt.
Weiterhin kann das weiter oben genannte Halteelement ein elastisches Teil, beispielsweise eine Spiralfeder, enthalten. Dieses Teil spannt die Gabel in Richtung senkrecht zur Druckfläche vor. Wenn die Längsachse der Welle ortsfest angeordnet und die Mantelfläche der Gegendruckwalze durch Rollen abgestützt ist, so bewirkt die Federkraft über den Faltenbalg eine exzentrische Verformung der Gegendruckwalze in Richtung Druckleiste. Dadurch können Dickenschwankungen des Postgutes, z.B. im Bereich von 0 bis 3 mm, ausgeglichen werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Voreinstellvorrichtung vor, die die Gegendruckwalze auf einen Abstand zur Druckfläche des Thermodruckkopfes abhängig von der Dicke des Postgutes voreinstellt. Die von der Gegendruckwalze zur Durchführung des Druckvorganges noch erforderliche Hubbewegung ist dann auf einen relativ kleinen Weg, beispielsweise 3 mm, beschränkt, unabhängig davon, wie dick das zu bedruckende Postgut ist. Die Vorrichtungen zum Verstellen der Druckwalze können somit für einen relativ kurzen Hubweg optimiert werden.
Eine Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform sieht vor, daß das Postgut auf dem Transportweg zum Thermodruckkopf durch einen Sensor auf Dicke abgetastet wird, der ein Signal zum Steuern eines die Voreinstellvorrichtung antreibenden Stellmotors abgibt, wenn eine vorgegebene Dicke überschritten wird. Die vorgegebene Dicke kann z.B. 3 mm betragen. Dadurch wird nicht bei jedem Postgut automatisch eine Verstellbewegung ausgelöst, sondern nur dann, wenn der vorgegebene Betrag überschritten wird. Da demnach die Zahl der Stellbewegungen der Voreinstellvorrichtung eingeschränkt wird, kann die Frankiermaschine insgesamt schnell und zuverlässig arbeiten.
Eine weitere Lösung der oben genannten Aufgabe bei einer Frankiermaschine eingangs genannter Art besteht darin, daß das Gegendruckelement ortsfest angeordnet ist, daß beiderseits des Thermodruckkopfes Andruckelemente angeordnet sind, deren mit dem Gegendruckelement gebildete Transportspalte jeweils in der die Druckleiste des Thermodruckkopfes enthaltenden, zu dem Transportweg des Postgutes lotrechten Ebene liegen und die einen vorbestimmten Druck auf das Postgut bzw. das Gegendruckelement ausüben, und daß der Thermodruckkopf an dem Trägerband beweglich anliegt.
Diese Lösung geht von der Forderung aus, daß der Druck, mit dem der Thermodruckkopf an dem Trägerband und damit an dem Postgut anliegt, nicht zu hohe Werte annehmen darf. Der Ausgleich von Unregelmäßigekeiten des Postgutes durch starken Andruck des Thermodruckkopfes verbietet sich damit. Der Thermodruckkopf muß hingegen an dem Trägerband von veränderlicher Dicke des Postgutes unabhängig und stets gleichbleibend anliegen. Das durch die Erfindung angegebene Prinzip führt nun dazu, daß die beiderseits des Thermodruckkopfes vorgesehenen Andruckelemente zusammen mit dem ortsfesten Gegendruckelement das Einstellen einer definierten Lage des Trägerbandes und des Thermodruckkopfes an dem zu bedruckenden Postgut in dem Druckbereich gewährleisten. Das Postgut hat durch das ortsfeste Gegendruckelement eine verwindungsfreie Lage und behält durch die Wirkung der Andruckelemente im Druckbereich seine Gestalt. Deshalb kann der Thermodruckkopf unabhängig von diesen Elementen mit einem viel geringeren Druck an dem Trägerband anliegen und dadurch jeglichen Unregelmäßigkeiten des Postgutes besser als bei einem hohen Andruck folgen.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht ein bewegliches Anliegen des Thermodruckkopfes an dem Trägerband vor. Dadurch ist es möglich, die Andruckelemente zuerst auf ihre für das jeweilige Postgut geeignete Position voreinzustellen und dann unabhängig davon den Thermodruckkopf in seine Betriebsstellung zu bringen. Dies erfolgt dann durch das Eigengewicht des Thermodruckkopfes, durch Federkraft oder durch definiertes Andrücken z.B. mit einem Elektromagneten. Eine Federkraft kann durch geeignete Wahl der Federkenngrößen allein für den Druckvorgang optimal bemessen werden. Da unabhängig davon das Postgut durch die beiden Andruckwalzen seine definierte Lage erhält, wird seine Oberfläche insbesondere quer zur Transportrichtung vergleichmäßigt und dadurch die Druckqualität begünstigt.
Eine Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, daß die Andruckelemente mit variablem Abstand zu dem Gegendruckelement gelagert sind. Durch diese Weiterbildung wird erreicht, daß die Andruckelemente ihre Lage relativ zu dem Gegendruckelement unterschiedlich dickem Postgut anpassen können, indem sie durch dieses bei Eintreten in den Transportspalt verschoben werden und dann mit ihrem Eigengewicht oder durch Federdruck auf das Postgut einwirken und damit den vorbestimmten Druck ausüben. Diese Weiterbildung kann auch vorteilhaft mit einem beweglichen Gegendruckelement kombiniert werden.
Vorteilhafterweise ist das Gegendruckelement eine Gegendruckwalze. Diese kann auch mit dem Drehantrieb der Frankiermaschine gekoppelt sein, so daß sie im Bereich der Transportspalte, d.h. im Druckbereich, die vorbestimmte Geschwindigkeit des Postgutes bestimmt.
Das Gegendruckelement kann aber auch ein Gleistück mit einer Auflagefläche für das Postgut sein. Ein flächiges Aufliegen des Postgutes kann dessen Gestalt insbesondere einem in Transportrichtung großen Druckbereich besser anpassen, wenn z.B. mehrere Thermodruckköpfe vorgesehen sind.
Die Andruckelemente können Andruckwalzen oder jeweils auf einem Rollenpaar laufende Endlosbänder sein. Sie sind dann zweckmäßig mit einem Drehantrieb der Frankiermaschine gekoppelt. Dies gilt insbesondere für die Ausführung des Gegendruckelements als ein Gleitstück.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Figur 1: eine schematische Seitenansicht der wichtigsten Teile einer mit Transportmechanik für ein Trägerband arbeitenden Frankiermaschine als Ausführungsbeispiel,
Figur 2: den Längsschnitt einer Schwingenanordnung zum Halten zweier Andruckwalzen und eines Thermodruckkopfes im Druckbereich,
Figur 3: die Vorrichtung nach Figur 2 in perspektivischer Darstellung,
Figur 4 bis 7: eine weitere Ausführungsform einer Frankiermaschine in schematischer Darstellung bei unterschiedlichen Betriebsstellung,
Figur 8: eine weitere Ausführungsform einer Frankiermaschine in schematischer Darstellung,
Figur 9: eine Ausführungsform mit verstellbarem Träger, der durch eine Klemmvorrichtung in seiner Höhe arretierbar ist,
Figur 10: ein Ausführungsbeispiel mit einer beweglich gelagerten Gegendruckwalze,
Figur 11: eine Stellvorrichtung zum Verstellen der Gegendruckwalze,
Figur 12: eine mit einem Zahnrad angetriebene Stellvorrichtung, und
Figur 13: eine Anordnung mit der die Gegendruckwalze auf unterschiedliche Dicken des Postgutes voreingestellt werden kann.

In Figur 1 ist schematisch in einer Seitenansicht das Arbeitsprinzip einer Frankiermaschine dargestellt, die nach dem sogenannten ETR-Druckverfahren arbeitet, bei dem ein Trägerband für die Farbpartikel verwendet wird, das einen definierten elektrischen Widerstand hat und dadurch selektiv aufgeheizt wird. Durch das Trägerband wird ein Stromfluß geleitet, der von einem mit Druckelektroden versehenen Thermodruckkopf über das Trägerband zu einer Sammelektrode geführt wird. Figur 1 zeigt einen ETR-Druckkopf 10, der hinter einer Andruckwalze 11 angeordnet ist. Eine weitere Andruckwalze, die in Figur 1 nicht zu erkennen ist, befindet sich hinter dem Thermodruckkopf 10, so daß also zwei Andruckwalzen beiderseits des Thermodruckkopfes 10 angeordnet sind. Die Andruckwalzen 11 bilden mit einer Gegendruckwalze 12, die unter ihnen liegt, jeweils einen Transportspalt für einen Brief.
Die Transportspalte liegen im Bereich eines Förderweges 13, an dessen Beginn Einzugswalzen 14 und 15 und an dessen Ende Auswurfwalzen 16 und 17 angeordnet sind.
Ein Brief wird in die Frankiermaschine an dem mit den Einzugswalzen 14 und 15 gebildeten Einzugsspalt eingeführt. Die Einzugswalzen 14 und 15 sind in der dargestellten Pfeilrichtung angetrieben und befördern den Brief dann in die Tranportspalte, die mit dem Andruckwalzenpaar 11 und der Gegendruckwalze 12 gebildet sind. Da die Gegendruckwalze 12 mit dem Drehantrieb der Frankiermaschine gekoppelt ist, wird der Brief durch den Druckbereich des Thermodruckkopfes 10 hindurchgeführt und gelangt dann nach dem Druckvorgang in den Spalt zwischen den Auswurfwalzen 16 und 17, von denen mindestens eine, im dargestellten Beispiel die Auswurfwalze 17, mit dem Drehantrieb der Frankiermaschine gekoppelt ist. Der Brief wird dann an dem in Figur 1 rechten Ende des Transportweges 13 ausgegeben.
Durch den Druckbereich des Thermordruckkopfes 10 wird ein Trägerband 18 hindurchgeführt, das, wie an sich bekannt, aus einem Material mit einem definierten elektrischen Widerstand besteht oder mit einem solchen Material beschichtet sein kann und in einem durch Wärmeeinwirkung schmelzbaren Bindemittel Farbpartikel trägt. Diese werden bei selektiver Erwärmung des Trägerbandes 18 durch die Druckelektroden des Thermodruckkopfes 10 in entsprechend bildmäßiger Verteilung von dem Trägerband 18 auf den Brief übertragen, der sich dann durch den Druckbereich zwischen den Andruckwalzen 11 und der Gegendruckwalze 12 bewegt. Das Trägerband 18 wird von einer Bandabwickelspule 19 abgegeben und um eine Bandantriebsrolle 20 und eine Gegendruckrolle 21 herumgeführt. Die Bandantriebsrolle 20 ist mit dem Antrieb der Frankiermaschine gekoppelt und zieht das Trägerband 18 von der Bandabwickelspule 19 ab. Ist der Bandvorrat der Bandabwickelspule 19 erschöpft, so hat das Trägerband 18 den bei 22 strichpunktiert dargestellten Verlauf.
Nach der Gegendruckrolle 21 wird das Trägerband 18 um einen Führungsstift 23 herumgeführt, der die Funktion einer Sammelektrode hat, und gelangt dann in nahezu horizontalem Verlauf in den Druckbereich des Thermodruckkopfes 10. Der Führungsstift 23 verbindet das Trägerband 18 mit Massepotential und bewirkt damit eine Stromableitung von dem Trägerband 18 nach Masse. Der Strom wird dem Trägerband 18 über die Druckelektroden des Thermodruckkopfs 10 zugeführt, wozu dieser mit einer in Figur 1 nicht dargestellten Steuerschaltung verbunden ist, die an sich bekannt ist und den Druckablauf bzw. die selektive Ansteuerung der Druckelektroden des Thermodruckkopfes 10 steuert.
Das Trägerband 18 hat eine der Breite des Thermodruckkopfes 10 entsprechende Breite (siehe Figur 3), so daß es zwischen den Andruckwalzen 11 hindurchläuft. Es wird aus dem Druckbereich herausgeführt und gelangt dann zu Umlenkelementen 24, die als Führungsstifte oder auch als leerlaufende Rollen ausgeführt sein können. Von dort aus wird es einer Bandaufwickelspule 25 zugeführt, die in der in Figur 1 gezeigten Pfeilrichtung im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird und das Trägerband 18 aufwickelt, bis sie gefüllt ist. Dann hat das Trägerband 18 den bei 25 dargestellten Verlauf.
In Figur 1 ist zu erkennen, daß der Thermodruckkopf 20 auf das Trägerband 18 an dessen Oberseite einwirkt, und daß der zu bedruckende Brief unter dem Trägerband 18 durch den Druckbereich laufen muß, wobei dann die Farbpartikel in bildmäßiger Verteilung von dem Trägerband 18 auf ihn übertragen werden.
In Figur 2 ist in einem Längsschnitt dargestellt, wie das Prinzip einer von Andruckelementen unabhängigen beweglichen Lagerung eines Thermodruckkopfes bei einer Frankiermaschine realisiert werden kann. Hierzu dient ein für die Andruckwalzen 31 und den Thermodruckkopf 30 gemeinsamer Träger, an dem der Thermodruckkopf 30 beweglich gelagert ist und der seinerseits durch einen zu bedruckenden Brief bewegt werden kann. Dieser Träger hat die Form einer Schwinge 36, die nach Art eines Winkelhebels ausgebildet und an einer Schwenkachse 37 im nicht dargestellten Geräterahmen ortsfest schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkbewegung erfolgt so, daß sich der in Figur 2 waagerechte Teil der Schwinge 36 relativ zu dem Transportweg 33 aufwärts oder abwärts bewegt. Diese Bewegung wird dadurch erzeugt, daß ein Brief, der auf der linken Seite der Anordnung in der dargestellten Pfeilrichtung zwischen zwei Einzugstraktoranordnungen 34 entsprechend seiner Dicke anhebt, wodurch die mit ihrem Ende 36a auf der unteren Achse 34a der Einzugstraktoranordnung 34 aufliegende Schwinge 36 um die Briefdicke angehoben wird. Damit werden auch die Andruckwalzen 31, von denen in Figur 2 nur eine zu erkennen ist, relativ zu der Gegendruckwalze 32 angehoben, denn sie sind an der Schwinge 36 gelagert, wie noch durch Figur 3 besser erkennbar wird.
Auf der Schwinge 36 sind ferner Umlenkelemente 43 und 44 für ein Trägerband vorgesehen, das in Pfeilrichtung von einer nicht dargestellten Vorratsrolle zugeführt und zu einer gleichfalls nicht dargestellten Aufwickelrolle abgeführt wird. An dem waagerechten Teil der Schwinge 36 ist bei 40 schwenkbar eine Haltevorrichtung 39 für den Thermodruckkopf 30 gelagert. Diese Haltevorrichtung 39 besteht aus zwei Winkelhebeln, von denen in Figur 2 nur einer erkennbar ist. Dieser ist an seinem dem Thermodruckkopf 30 abgewandten Ende mit dem Anker 46 eines Elektromagneten 45 bei 47 gekoppelt. Der Elektromagnet 45 ist an dem abwärts stehenden Teil 36b der Schwinge 36 befestigt.
Die Schwinge 36 wird also durch ihr Gewicht mit ihrem horizontalen Teil bzw. den Andruckwalzen 31 in Richtung zu der Gegendruckwalze 32 hin geschwenkt, wobei das in Figur 2 linke Ende 36a des waagerechten Teils der Schwinge 36 auf der unteren Achse 34a der Einzugstraktoranordnung 34 aufliegt. Wenn diese durch einen von links her eingeführten Brief angehoben wird, so wird auch der waagerechte Teil der Schwinge 36 angehoben, wodurch eine Höhenvoreinstellung des Thermodruckkopfes 30 über dem Brief erreicht wird und die Andruckwalzen 31 eine vorbestimmte Andruckkraft auf den eingeführten Brief ausüben, wenn dieser sich über die Gegendruckwalze 32 bewegt.
Vorzugsweise im Moment des Eintreffens der Vorderkante des Briefes auf der Gegendruckwalze 32 betätigt die Steuerung der Frankiermaschine den Elektromagneten 45, so daß die den Thermodruckkopf 30 tragenden Winkelhebel 39 im Gegenuhrzeigersinn (Figur 2) geschwenkt werden und der Thermodruckkopf 30 gegen das Trägerband 38 in seine Betriebsstellung abgesenkte wird. In dieser Stellung ist der Thermodruckkopf 30 bzw. der Elektromagnet 45 in Figur 2 dargestellt. Ist dann nach dem Durchlauf des Briefes durch den Druckbereich der Druckvorgang beendet, so kann der Thermodruckkopf 30 durch Abschalten des Elektromagneten 45 und Ausfahren seines Ankers 46 wieder in seine Ruhestellung von dem Trägerband 38 abgehoben werden.
Figur 2 läßt erkennen, daß abhängig von den Abmessungen der verwendeten Einzelteile sowie den bei Bewegung durch die Hebelverhältnisse bedingten Verstellwegen einerseits die Kraft der Andruckwalzen 31 auf einen im Transportspalt befindlichen Brief, andererseits die Andruckkraft des Thermodruckkopfes 30 an dem Trägerband 38 individuell bemessen werden können.
In Figur 3 ist eine Schwingenanordnung insgesamt dargestellt, die die in Figur 2 gezeigte Vorrichtung umfaßt. Die perspektivische Darstellung gilt für eine Blickrichtung von der Rückseite der in Figur 2 dargestellten Anordnung her. Die Schwinge 36 ist mit einem Tragrahmen 36c für die Andruckwalzen 31 und den Thermodruckkopf 30 versehen. An der Schwinge 36 ist eine Lagerstelle 48 für die rechte Andruckwalze 31 zu erkennen. Ebenso ist die linke Andruckwalze 31 in dem gegenüberliegenden Teil des Tragrahmens 36c gelagert. Außerdem ist die Lagerachse 40 für die beiden Winkelhebel 39 zu erkennen, an denen der Thermodruckkopf 30 befestigt ist. Die Schwinge 36 liegt mit ihrem in Figur 3 rechten und verjüngten Ende 36a auf der unteren Achse 34a der oberen Einzugstraktoranordnung 34, welche aus zwei auf Rollen geführten Traktorbändern besteht. Diesen Traktorbändern liegen die Traktorbänder der unteren Einzugstraktoranordnung 35 gegenüber.
In den Figuren 4 bis 7 ist schematisch eine Frankiermaschine in vier unterschiedlichen Betriebsstellungen dargestellt. Die Arbeitsweise ist ähnlich wie bei der in Figur 2 und 3 gezeigten Anordnung, wobei aber ein gemeinsamer Träger für den Thermodruckkopf und die Andruckwalzen nicht mit Federkraft beaufschlagt ist, sondern durch sein Eigengewicht den Andruck der Andruckwalzen an einem zu bedruckenden Brief bestimmt. Ein Trägerband für Farbpartikel ist in Figuren 4 bis 7 nicht dargestellt.
Figur 4 zeigt am linken Teil der Frankiermaschine zwei Einzugstraktoranordnungen 54 und 55, zwischen die ein zu bedruckender Brief 53 in der dargestellten Pfeilrichtung eingeschoben werden kann. Der Thermodruckkopf 50 ist an einer Trägerplatine 59 befestigt, die ihrerseits an einer Schwinge 56 vertikal in Langlochführungen 58 verschiebbar befestigt ist. Die Schwinge 56 ist bei 57 am Geräterahmen schwenkbar gelagert und liegt mit ihrem in Figur 4 linken Ende 56a auf der unteren Achse 54a der Einzugstraktoranordnung 54, so daß sie durch diese angehoben wird, wenn der Brief 53 zwischen die beiden Einzugstraktoranordnungen 54 und 55 eingezogen wird.
Es sind ferner am rechten Ende des Brieftransportweges Auswurftraktoranordnungen 61 und 62 dargestellt. Die obere Auswurftraktoranordnung 61 ist mit ihrer oberen Achse 61a an der Schwinge 56 gelagert und liegt mit ihrem unteren Teil 61b auf einem Brief 53 auf, sobald dieser nach dem Druckvorgang aus der Frankiermaschine rechts ausgegeben wird.
Der Druckkopf 50 liegt mit seiner Druckleiste im Druckbereich zwischen Andruckwalzen 51 und einer Gegendruckwalze 52. Die Anordnung dieser Teile entspricht der in den Figuren 2 und 3 gezeigten. An einem oberen Platinenteil 60 der Schwinge 56 ist ein Elektromagnet 65 befestigt, der mit seinem Anker 66 an den Gelenkpunkt eines Kniegelenks 67 angeschlossen ist. Dieses ist an seinem oberen Ende 68 an dem Platinenteil 60 gelagert und an seinem unteren Ende mit einem Langloch an einem Stift 69 geführt, der an der Trägerplatine 59 befestigt ist. Der untere Teil des Kniegelenks 67 ist mit einer Druckfeder 70 versehen, die zwischen dem Gelenkpunkt und dem Stift 69 wirkt.
Die Andruckwalzen 51 sind an einem in den Figuren 4 bis 7 nicht erkennbaren unteren Vorsprung der Schwinge 56 gelagert.
Figur 5 zeigt das in Figur 4 dargestellte Gerät in einem Betriebszustand, in dem der zu bedruckende Brief 53 zwischen die Einzugstraktoranordnungen 54 und 55 befördert ist. Die Schwinge 56 ist durch Anheben ihres linken Endes 56a um die Schwenkachse 57 aufwärts geschwenkt, so daß die Andruckwalzen 51 zur Gegendruckwalze 52 einen Abstand haben, der geringer ist als die Briefdicke, wodurch beim späteren Eintreffen des Briefes 53 an dieser Stelle die Schwinge 56 weiter angehoben wird und dann durch ihr Eigengewicht eine vorbestimmte Andruckkraft über die Andruckwalzen 51 und den Brief 53 auf die Gegendruckwalze 52 ausübt. Gleichzeitig ist dann der Thermodruckkopf 50 voreingestellt.
Figur 6 zeigt den Betriebszustand, in dem der Brief 53 mit seiner Vorderkante zwischen den Andruckwalzen 51 und der Gegendruckwalze 52 angekommen ist. Dadurch ist die Schwinge 56 weiter angehoben und der Thermodruckkopf 50 voreingestellt. In diesem Moment soll der Elektromagnet 65 betätigt werden, um den Thermodruckkopf 50 in den Druckbereich zu bewegen.
Diesen Betriebszustand zeigt Figur 7. Der Elektromagnet 65 hat seinen Anker 66 angezogen und dadurch das Kniegelenk 67 gestreckt. Dadurch wurde die Trägerplatine 59 mit der Druckfeder 70 abwärts geschoben, so daß der Thermodruckkopf 50 nun an dem nicht gezeigten Trägerband im Druckbereich anliegt und auf den Brief 53 ein vorgegebenes Druckbild aufbringt. Dabei übt er auf das Trägerband bzw. den Brief 53 einen Druck aus, der durch die Kraft der Druckfeder 70 bestimmt ist. Der Brief 53 wird zwischen den Andruckwalzen 51 und der Gegendruckwalze 52 weitertransportiert, bis er auf der rechten Seite des Geräts ausgegeben wird.
Figur 8 zeigt eine Frankiermaschine, bei der der Thermodruckkopf 80 an einem Träger 86 für eine Andruckwalze 81 gehalten ist, welcher realtiv zu einer Gegendruckwalze 82 linear verschoben werden kann und hierzu in zwei stationären Führungen 83 geführt ist. Die Bewegung des Trägers wird durch eine Einzugstraktoranordnung 84 hervorgerufen, die durch einen nicht dargestellten Brief angehoben wird, wenn dieser zwischen sie und eine untere Einzugstraktoranordnung 85 gelangt. Die Einzugstraktoranordnung 84 ist an einem Winkelhebel 87 gelagert, der ortsfest schwenkbar gelagert ist. Der in Figur 8 obere Schenkel des Winkelhebels 87 ist über eine Schiene 90 mit dem oberen Schenkel eines weiteren ortsfest schwenkbar gelagerten Winkelhebels 91 gekoppelt, dessen Form und Größe derjenigen des Winkelhebels 87 entspricht. Wird der Winkelhebel 87 im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt, so führt der Winkelhebel 91 eine gleichartige Schwenkbewegung aus und hebt dadurch den Träger 86 mit einem Stift 92 so weit an, wie es der Dicke des zwischen den Einzugstraktoranordnungen befindlichen Briefes entspricht. Dadurch wird der Thermordruckkopf 80 auf eine entsprechende Höhe voreingestellt.
Der Thermodruckkopf 80 ist an dem Träger 86 mit einer Trägerplatine 89 gehalten, die aufwärts und abwärts verschoben werden kann und hierzu mit Langlochführungen 88 an Stiften des Trägers 86 geführt ist. Die Trägerplatine 89 hat eine schräge Oberkante 93, an der der horizontal verschiebbare Anker 96 eines Elektromagneten 95 mit einer Rolle 94 geführt ist. Die Unterkante 97 der Trägerplatine 89 ruht auf einer Feder 98, durch die sie nach oben gedrückt wird und die sich mit ihrem unteren Ende an dem Träger 86 abstützt.
Wenn der Elektromagnet 95 eingeschaltet wid, so bewegt sich sein Anker 96 nach links und drückt die Trägerplatine 89 an ihrer schrägen Oberkante 93 abwärts, so daß der Thermodruckkopf 80 dadurch aus seiner voreingestellten Position in die endgültige Betriebsstellung kommt, wie es auch bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fall ist. Die in Figur 8 dargestellte Antriebsart für die Trägerplatine 89 kann auch für die Trägerplatine 59 des in Figuren 4 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiels vorgesehen sein.
In Figur 9 ist ein Ausführungsbeispiel skizziert, bei dem der Träger 86 wie beim Beispiel nach der Figur 8 in seiner Höhe relativ zu einer nicht dargestellten Gegendruckwalze linear verschiebbar ist. Der Träger 86 mit dem Thermodruckkopf 80 ist auf einer Säule 100 angeordnet, die verschiebbar in ortsfesten Lagern 102 gelagert ist. Um die Säule 100 ist ein Klemmband 104 geschlungen, das durch einen Elektromagneten 106 in einen Ruhezustand, in welchem es die Säule 100 lose umschlingt, und einen Klemmzustand gesteuert werden kann, in welchem es die Säule 100 in der gerade befindlichen Lage festklemmt. Wenn ein Postgut 53 den Einzugstraktoranordnungen 84, 85 zugeführt wird, so wird die obere Einzugstraktoranordnung 84 entsprechend der Dicke des Postguts 53 angehoben. Die Höhenbewegung wird über einen Verbindungsarm 108 auf den Träger 86 übertragen, der bei gelöstem Klemmband 104 die Säule 100 in den Lagern 102 bewegt, so daß der Thermodruckkopf 80 eine voreingestellte Höhe relativ zum Gegendruckelement (nicht dargestellt) einnimmt.
In dieser Lage wird der Elektromagnet 106 betätigt, so daß das Klemmband 104 die Säule 100 arretiert. Während des Vorbeilaufs des Postguts am Thermodruckkopf 80 verbleibt der Träger 86 in der arretierten Lage. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann auf das Postgut 53 zum Drucken eine erhöhte Druckkraft aufgebracht werden, ohne daß zwischen dem Gegendruckelement und dem Träger 86 eine Relativbewegung entsteht. Dieses Ausführungsbeispiel wird insbesondere in Verbindung mit dem ETR-Verfahren verwendet, bei dem relativ hohe Druckkräfte erforderlich sind.
In den folgenden Beispielen wird ein ortsbewegliches Gegendruckelement beschrieben, das mit einem ortsfest angeordneten Thermodruckkopf zusammenwirkt. In Figur 10 hat der ortsfest angeordnete ETR-Thermodruckkopf 110 eine Druckleiste 112, die mit Druckelektroden ausgestattet ist, welche gegen ein mit einer Widerstandsschicht versehenes ETR-Trägerband 114 drücken. Die Druckleiste 112 drückt mittelbar gegen eine Gegendruckwalze 116, die auf Rollen 118 drehbar gelagert ist. Die Rollen 118 werden in einem Winkelabstand voneinander durch eine Gabel 120 gehalten, die über ein elastisches Halteelement 122 mit einer Stellvorrichtung 124 verbunden ist. Das Halteelement 122 hat zwei ineinander verschiebbare Zylinderflächen 126a, 126b, die eine Spiralfeder 128 aufnehmen. Das Halteelement 122 bewirkt, daß die obere Mantelfläche der Gegendruckwalze 116 in Richtung senkrecht zur Druckfläche bzw. der Druckleiste 112 des Thermodruckkopfes 110 federnd verschiebbar ist und einen vorbestimmten Druck auf die Druckfläche bei 112 ausübt. Die Stellvorrichtung 124 hat zwei Stellungen: In einer vorgeschobenen Betriebsstellung drückt die Gegendruckwalze 116 gegen das in Richtung des Pfeils 117 transportierte Postgut (nicht dargestellt); in einer rückgezogenen Ruhestellung ist die Gegendruckwalze 116 von der Druckleiste 112 des Thermodruckkopfs 110 entfernt.
Im rechten Bildteil der Figur 10 sind weitere Einzelheiten der Vorrichtung in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht erkennbar. Die Gegendruckwalze 116 ist auf einer Welle 130 gelagert, deren Drehachse 131 ortsfest angeordnet ist. Die Welle 130 ist auf einer Seite durch einen nicht dargestellten Transportmotor angetrieben. Die Gegendruckwalze 116 hat einen äußeren Mantel 116a aus Gummi, der mit einem Hohlzylinder 116b aus Aluminium verbunden ist. Sie ist an beiden Enden mit der Welle 130 durch einen Faltenbalg 132 drehfest verbunden, von dem in Figur 10 nur der linke Teil sichtbar ist. Der Faltenbalg 132 ist durch einen elastischen Ring 134 befestigt, der ein Ende des Faltenbalgs in eine ringförmige Ausnehmung 136 des Hohlzylinders 116b drückt. An der Welle 130 ist der Faltenbalg 132 durch Klebe- oder andere Verbindungsmittel verbunden. Eine weitere Möglichkeit der Verbindung besteht darin, die Welle 130 im Bereich des Faltenbalgs 132 mit Mehrkantflächen auszubilden, an denen das Ende des Faltenbalgs 132 formschlüssig anliegt.
Auf der Welle sind ferner zwei Laufräder 138 drehfest angeordnet, die denselben Außendurchmesser wie die Gegendruckwalze 116 haben. Die Laufräder 138 haben einen äußeren Ring 138a aus Gummi und einen Kernring 138b aus Aluminium, der auf der Welle 130 befestigt ist. In jede Lauffläche der Laufräder 138 ist eine Rille 140 eingelassen. Jedem Laufrad 138 ist als Andruckelement eine Friktionsfeder 142 gegenüberliegend angeordnet, die aus Übersichtsgründen im linken Bildteil der Figur 10 weggelassen worden sind. Die Friktionsfedern 142 haben Erhebungen 144, die mit den Rillen 140 zusammenwirken.
Die die Rollen 118 tragende Gabel 120 ist mit dem Halteelement 122 durch ein Drehgelenk 146 verbunden, dessen Drehachse 148 annähernd senkrecht zur Längsachse 131 der Welle 130 und annähernd parallel zur Transportrichtung des Postgutes verläuft. Die Gegendruckwalze 116 kann somit Schwenkbewegungen um die Drehachse 148 ausführen.
Beim Betrieb der Frankiermaschine wird die Welle 130 zum Transport des Postgutes durch den Transportmotor (nicht dargestellt) angetrieben. Die Laufräder 138 und die Gegendruckwalze 116 erfassen das Postgut und befördern es unter Reibungsschluß durch den zwischen den Transporträdern 138, Gegendruckwalze 116, Friktionsfedern 142 sowie Thermodruckkopf 110 gebildeten Transportspalt hindurch. Wenn das Postgut ein seine Oberfläche ausbeulendes Teil, z.B. eine Heftklammer oder ein Geldstück enthält, so nimmt die am Postgut anliegende Berührungsfläche der Gegendruckwalze 116 in einer die Druckleiste 112 und die Welle 130 enthaltenden Ebene unter Verschwenken um die Drehachse 148 eine Schräglage ein, die es gestattet, daß ein gleichmäßiger Druck auf das Postgut in zur Transportrichtung senkrechter Richtung längs der Druckleiste 112 ausgeübt wird. Die Druckelektroden des Thermodruckkopfes 110 bleiben somit immer in Kontakt mit dem ETR-Trägerband 114, das wiederum in Kontakt mit der Oberfläche des Postgutes steht. Dadurch können Farbpartikel vom Trägerband 114 auch bei unebener Oberfläche des Postgutes gleichmäßig übertragen werden. Der von der Gegendruckwalze 116 erzeugte Flächendruck wird durch die Spiralfeder 122 eingestellt, die von der Stellvorrichtung 124 in eine in Figur 10 nach oben gerichtete Richtung gedrückt wird. Nach erfolgtem Druckvorgang und Durchlauf des Postgutes wird die Stellvorrichtung 124 in ihre Ruhestellung bewegt, in der die Gegendruckwalze 116 einen Abstand vom Thermodruckkopf 110 hat.
Durch die Verwendung des Federbalgs 132 und der Lagerung des Mantes 116a auf den Rollen 118 kann eine von der Feder 128 des Halteelements 122 hervorgerufene Hubbewegung auf die am Postgut anliegende Mantelfläche der Gegendruckwalze 116 übertragen werden, ohne daß sich die Wellenachse 131 verlagert. Auch Schwenkbewegungen dieser Mantelfläche um die Drehachse 148 sind ohne Verlagerung der Wellenachse 131 möglich. Die dem Postgut zugewandte Mantelfläche schmiegt sich also an dessen Oberfläche elastisch an, so daß auch bei unebener Oberfläche ein gleichmäßiger Andruck erzeugt wird. In der Praxis beträgt die Hubbewegung der Mantelfläche bis ca. 3 mm.
In der Figur 11 ist ein Ausführungsbeispiel der Stellvorrichtung 124 näher ausgeführt. Ein Elektromagnet 150 betätigt einen Hebel 152, dessen Ende um ein ortsfestes Drehlager 154 drehbar ist. Das schematisch dargestellte Halteelement 122 wird über den Hebel 152 auf und ab bewegt. Der Darstellung nach Figur 11 ist zu entnehmen, daß die Welle 130 ortsfest angeordnet ist. Die vom Postgut abgewandte Mantelfläche der Gegendruckwalze 116 wird durch die Rollen 118 gelagert. Aufgrund der gewählten Anordnung kann bei einer Bewegung der Gabel 120 in Richtung des Postgutes die Mantelfläche der Gegendruckwalze 116 und damit die Berührungsfläche auf- und abbewegt werden, ohne daß dabei die Welle 130 mitbewegt werden muß. Die Welle 130 kann also eine zur Gegendruckwalze 116 exzentrische Lage einnehmen. Dadurch ergibt sich insgesamt eine stabile Anordnung, die dennoch in einem hohen Grade beweglich ist und ausreichende Steifigkeit besitzt, um Druckkräfte übertragen zu können.
In Figur 12 hat der Hebel 152 an einem Ende einen Zahnbereich 156, der im Eingriff mit einem Zahnrad 158 steht. Bei einer Drehung des Zahnrads 158, das beispielsweise durch einen Motor angetrieben wird, führt der Hebel 152 Auf- und Abbewegungen aus und erlaubt somit neben einer Bewegung in die oben genannten Betriebsstellungen auch ein Einstellen des Drucks der Gegendruckwalze 116 auf das Postgut.
Figur 13 zeigt eine Anordnung mit der der Abstand der Gegendruckwalze 116 von der Druckleiste 112 des Thermodruckkopfes 110 abhängig von der Dicke eines Postgutes voreingestellt werden kann. Die die Gegendruckwalze 116 tragende Stellvorrichtung 124 ist auf einer Platte 160 befestigt, die gegenüber einer am Gehäuse der Frankiermaschine befestigten Grundplatte 162 durch einen Spindelantrieb 164 verschiebbar gelagert ist. Der durch einen Motor (nicht dargestellt) angetriebene Spindelantrieb 164 hat eine Spindel 168, die an einem Arm 170 der Platte 160 befestigt ist. Durch Betätigen des Motors wird der Arm 170 und damit die Gegendruckwalze 116 zusammen mit dem Stellantrieb 124 in durch Pfeile 166 angegebene Richtungen relativ zur Grundplatte 162 verstellt. Auf dem Arm 170 ist eine um eine Drehachse 172 drehbar gelagerte Traktoranordnung 174 befestigt, die in Richtung der Pfeile 175 Schwenkbewegungen ausführen kann. Die Schwenkbewegungen werden über einen Verbindungsarm 178 auf einen Schalter 180 übertragen, der bei Auslenkung der Traktoranordnung 174 um einen vorbestimmten Weg, beispielsweise 3 mm, ein Schaltsignal erzeugt. Dieses Schaltsignal wird dem Motor des Spindelantriebs 164 zugeführt, der die Spindel 168 so lange verstellt, bis das Schaltsignal nicht mehr vorhanden ist.
Der unteren Traktoranordnung 174 ist eine obere, ortsfeste Traktoranordnung 176 gegenüberliegend angeordnet, welche mit ihrer Transportbahn und der Druckleiste 112 des Thermodruckkopfes 110 eine Transportebene 182 bildet.
Bei Betrieb der Frankiermaschine wird den Traktoranordnungen 176, 174 ein Postgut zugeführt. Je nach Dicke des Postguts wird die untere Traktoranordnung 174 nach unten verschwenkt, wobei der Verbindungsarm 178 ein Schließen des Schalters 180 bewirkt. Das Schaltsignal des Schalters 180 veranlaßt eine Verstellung der Spindel 168 und damit der Platte 160 in eine Richtung, die den Abstand zwischen der Berührungsfläche der Gegendruckwalze 116 und der Druckleiste 112 vergrößert. In einer durch die Ruhelage der Traktoranordnung 174 definierten Stellung öffnet der Schalter 180 wieder und das Schaltsignal fällt ab. Der Motor der Spindeleinheit 168 wird angehalten und die Platte 160 hat eine Lage, in der die Gegendruckwalze 116 annähernd auf die Dicke des Postgutes voreingestellt ist. Beim Transport des Postgutes längs der Transportebene 182 wird es durch die Gegendruckwalze 116 unmittelbar gegen die Druckleiste 112 gedrückt, wobei die Gegendruckwalze 116 entsprechend den Unebenheiten des Postgutes Auslenkbewegungen ausführen kann. Aufgrund der Voreinstellung der Gegendruckwalze 116 auf die Dicke des Postgutes bleiben ihre Auslenkbewegungen innerhalb eines engen Bereichs, so daß sie mit annähernd konstanter Kraft gegen das Postgut gedrückt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind zahlreiche Modifikationen und Kombinationen möglich. So kann die in der Figur 10 gezeigte Anordnung mit beweglicher Gegendruckwalze 116 auch mit einer Anordnung kombiniert werden, welche in Figur 8 dargestellt ist und einen beweglichen Thermodruckkopf 80 auf die Dicke des Postgutes voreinstellt. Der in Figur 8 dargestellte Thermodruckkopf 80 kann in einer Variante auf dem Träger 86 auch ortsfest angeordnet sein.
Weiterhin ist es möglich, die in Figur 13 dargestellte Voreinstellvorrichtung anstelle eines Spindelantriebs mit einer Klemmvorrichtung nach Figur 9 auszustatten. Umgekehrt kann die durch die Traktoranordnung 174 und Schalter 180 gebildete Sensoranordnung zum Abtasten der Dicke des Postgutes und Einstellen eines Abstandes zwischen Thermodruckkopf und Gegendruckelement durch einen Spindelantrieb auch bei einer Vorrichtung nach der Figur 9 angewendet werden.

Claims

Frankiermaschine mit einer elektrothermischen Druckvorrichtung, mit der Wertzeichen- und/oder Bilddrucke auf an ihr mit vorbestimmter Geschwindigkeit vorbeigeführtes Postgut durch bildmäßig verteilte Übertragung von Farbpartikeln von einem Trägerband (114) aufgedruckt werden, das entsprechend der bildmäßigen Verteilung mittels eines Thermodruckkopfes (110) erhitzt und dabei an der Druckvorrichtung vorbeigeführt wird, wobei dem Thermodruckkopf (110) ein Gegendruckelement (116) gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegendruckelement eine in senkrechter Richtung zur Druckfläche bewegliche Gegendruckwalze (116) vorgesehen ist, die auf einer parallel zur Druckleiste (112) des Thermodruckkopfes (110) angeordneten Welle (130) nachgiebig so gelagert ist, daß ihre Berührungsfläche mit dem Postgut in einer die Druckleiste (112) und die Welle (130) enthaltenden Ebene unterschiedliche Winkel zur Druckleiste (112) einnehmen kann.
Frankiermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermodruckkopf (110) ortsfest angeordnet ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennnzeichnet, daß die Gegendruckwalze (116) an ihren Enden mit der Welle (130) durch eine federnde Vorrichtung (132) drehfest verbunden ist.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als federnde Vorrichtung ein Faltenbalg (132) vorgesehen ist, der vorzugsweise aus elastischem Material besteht, beispielsweise aus Gummi oder Kunststoff.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (116) auf einer Gabel (120) gelagert ist, die mit einem Halteelement (122) vorzugsweise durch ein Drehgelenk (146) verbunden ist, dessen Drehachse (148) mindestens annähernd senkrecht zur Längsachse der Welle (130) der Gegendruckwalze (116) und mindestens annähernd parallel zur Transportrichtung des Postgutes verläuft.
Frankiermaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabel (120) mindestens zwei Rollen (118) hat, die die Gegendruckwalze (116) auf der dem Thermodruckkopf (110) abgewandten Seite umfangsseitig in einem Winkelabstand voneinander drehbar lagern.
Frankiermaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteelement (122) ein elastisches Teil, vorzugsweise eine Spiralfeder (128) enthält, das in Richtung senkrecht zur Druckleiste (112) des Thermodruckkopfes (110) deformierbar ist, wobei vorzugsweise die Wellenachse (131) der Welle (130) ortsfest angeordnet ist.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (116) längs einer senkrecht zur Transportrichtung des Postgutes verlaufenden Achse durch eine Stellvorrichtung (124) verstellbar ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (124) die Gegendruckwalze (116) in eine Betriebsstellung, in der die Gegendruckwalze (116) gegen das Postgut unter Federdruck drückt, und in eine Ruhestellung verstellen kann, in der die Gegendruckwalze (116) vom Thermodruckkopf (110) entfernt ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellvorrichtung (124) ein Hubmagnet vorgesehen ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellvorrichtung (124) eine durch einen Elektromagneten (150) betätigbare Hebelvorrichtung (152, 154) vorgesehen ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (124) einen Zahnbereich (156) umfaßt, der durch ein angetriebenes Zahnrad (158) verschiebbar ist.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Welle (130) der Gegendruckwalze (116) im Abstand voneinander zwei Laufräder (138) drehfest verbunden sind, zwischen denen die Gegendruckwalze (116) angeordnet ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Laufrad (138) als Andruckelement eine Friktionsfeder (142) gegenüberliegend angeordnet ist, die einen vorbestimmten Druck auf das Laufrad (138) ausübt.
Frankiermaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß Laufräder (138) und Gegendruckwalze (116) gleiche Durchmesser haben.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Voreinstellvorrichtung (174, 164, 160) vorgesehen ist, die die Gegendruckwalze (116) auf einen Abstand zur Druckleiste (112) des Thermodruckkopfes (110) abhängig von der Dicke des Postgutes ist einstellt.
Frankiermaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Postgut auf dem Transportweg zum Thermodruckkopf (110) durch einen Sensor (174, 178, 180) auf Dicke abgetastet wird, der ein Signal zum Steuern eines die Voreinstellvorrichtung (160, 164, 174) verstellenden Stellmotors abgibt, wenn eine vorgegebene Dicke überschritten wird.
Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (116) auf einem Träger (160) angeordnet ist, der eine Transportvorrichtung (174) zum Postguteinzug hält, und daß der Träger (160) durch die Voreinstellvorrichtung (160, 164, 174) verstellt wird.
Frankiermaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (174) ein gegen Federdruck bewegbares Führungsrad hat, das bei einer Auslenkung um einen vorgegebenen Weg einen Schalter (180) betätigt, der das Signal erzeugt.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreinstellvorrichtung einen Spindelantrieb (164) enthält.
Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits des Thermodruckkopfes (10, 30, 50, 80) Andruckelemente (11, 31, 51, 81) angeordnet sind, deren mit dem Gegendruckelement (12, 32, 52, 82) gebildete Transportspalte jeweils in der die Druckleiste des Thermodruckkopfes (10, 30, 50, 80) enthaltenden, zu dem Transportweg des Postgutes (53) lotrechten Ebene liegen und die einen vorbestimmten Druck auf das Postgut (53) bzw. das Gegendruckelement (12, 32, 52, 82) ausüben, und daß der Thermodruckkopf (10, 30, 50, 80) an dem Trägerband (18, 38) beweglich anliegt.
Frankiermaschine mit einer elektrothermischen Druckvorrichtung, mit der Wertzeichen- und/oder Bilddrucke auf an ihr mit vorbestimmter Geschwindigkeit vorbeigeführtes Postgut (53) durch bildmäßig verteilte Übertragung von Farbpartikeln von einem Trägerband (18, 38) aufgedruckt werden, das entsprechend der bildmäßigen Verteilung mittels eines Thermodruckkopfes (10, 30, 50, 80) erhitzt und dabei an der Druckvorrichtung vorbeigeführt wird, wobei dem Thermodruckkopf (10, 30, 50, 80) ein Gegendruckelement (12, 32, 52, 72) gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (12, 32, 52, 72) ortsfest angeordnet ist, daß beiderseits des Thermodruckkopfes (10, 30, 50, 80) Andruckelemente (1, 31, 51, 81) angeordnet sind, deren mit dem Gegendruckelement (12, 32, 52, 82) gebildete Transportspalte jeweils in der die Druckleiste des Thermodruckkopfes (10, 30, 50, 80) enthaltenden, zu dem Transportweg des Postgutes (53) lotrechten Ebene liegen und die einen vorbestimmten Druck auf das Postgut (53) bzw. das Gegendruckelement (12, 32, 52, 82) ausüben, und daß der Thermodruckkopf (10, 30, 50, 80) an dem Trägerband (18, 38) beweglich anliegt.
Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (31, 51, 81) mit variablem Abstand zu dem Gegendruckelement (32, 52, 82) gelagert sind.
Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermodruckkopf (30, 50, 80) an einem Träger (36, 56, 86) für die Andruckelemente (31, 51, 81) beweglich gelagert und mit einer am Träger (36, 56, 86) vorgesehenen Andruckvorrichtung (45, 65, 95) verbunden ist, die ihn mit vorbestimmter Kraft in Richtung zu dem Gegendruckelement (32, 52, 82) drückt.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckvorrichtung (45, 65, 95) ein Elektromagnet ist, und daß der Thermodruckkopf (30, 50, 80) an einer am Träger (36, 56, 86) bewegbaren Haltevorrichtung (39, 59, 89) befestigt ist, die mit dem Anker (46, 66, 96) des Elektromagneten (45, 65, 95) gekoppelt ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (39) an dem Träger (36) schwenkbar gelagert ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (59, 89) an dem Träger (56, 86) in Richtung zum Gegendruckelement (52, 82) verschiebbar gelagert ist.
Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (86) für die Andruckelemente (81) linear so verschiebbar gelagert ist, daß er durch das auf dem Transportweg befindliche Postgut relativ zu dem Gegendruckelement (82) angehoben wird.
Frankiermaschine nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (89) an dem Träger (86) über eine in Schieberichtung wirksame Feder abgestützt ist.
Frankiermaschine nach einemd er Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (59) mit dem Anker (66) des Elektromagneten (65) über ein Federelement (70) gekoppelt ist.
Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 23 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (36, 56) für die Andruckelemente (31, 51) eine ortsfest schwenkbar gelagerte Schwingenanordnung (36, 56) ist, die durch das jeweils auf dem Transportweg (33) befindliche Postgut (53) relativ zu dem Gegendruckelement (32, 52) geschwenkt wird.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement (12, 32, 52, 82) eine Gegendruckwalze ist.
Frankiermaschine nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegendruckwalze (12, 32, 52, 82) mit einem Drehantrieb gekoppelt ist.
Frankiermaschine nach einemd er Ansprüche 22 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegendruckelement ein Gleitstück mit einer Auflagefläche für das Postgut ist.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (11, 31, 51, 81) Andruckwalzen sind.
Frankiermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente jeweils auf einem Rollenpaar laufende Endlosbänder sind.
Frankiermaschine nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckelemente (11, 31, 51, 81) mit einem Drehantrieb gekoppelt sind.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemmvorrichtung (100 bis 106) vorgesehen ist, die den Träger (86) in einem von der Dicke des Postgutes abhängigen Abstand des Thermodruckkopfes (80) vom Gegendruckelement festklemmt.
Frankiermaschine nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung eine linear verschiebbare Säule (100) enthält, um die ein Klemmband (104) geschlungen ist, und daß das Klemmband (104) durch einen ortsfest angeordneten Elektromagneten (106) betätigbar ist.
Frankiermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Thermodruckkopf ein ETR-Thermodruckkopf vorgesehen ist.