WO1990016047A1 - Rotoreinheit für eine frankiermaschine - Google Patents

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WO1990016047A1
WO1990016047A1 PCT/CH1990/000149 CH9000149W WO9016047A1 WO 1990016047 A1 WO1990016047 A1 WO 1990016047A1 CH 9000149 W CH9000149 W CH 9000149W WO 9016047 A1 WO9016047 A1 WO 9016047A1
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WO
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rotor
rotation
shaft
motor
rotor unit
Prior art date
Application number
PCT/CH1990/000149
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johann LINDENMÜLLER
Alois Wagner
Original Assignee
Ascom Hasler Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to DE59007690T priority patent/DE59007690D1/de
Priority to US07/634,218 priority patent/US5363760A/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41K—STAMPS; STAMPING OR NUMBERING APPARATUS OR DEVICES
    • B41K3/00—Apparatus for stamping articles having integral means for supporting the articles to be stamped
    • B41K3/02—Apparatus for stamping articles having integral means for supporting the articles to be stamped with stamping surface located above article-supporting surface
    • B41K3/12—Apparatus for stamping articles having integral means for supporting the articles to be stamped with stamping surface located above article-supporting surface with curved stamping surface for stamping by rolling contact
    • B41K3/121—Apparatus for stamping articles having integral means for supporting the articles to be stamped with stamping surface located above article-supporting surface with curved stamping surface for stamping by rolling contact using stamping rollers having changeable characters
    • B41K3/125—Apparatus for stamping articles having integral means for supporting the articles to be stamped with stamping surface located above article-supporting surface with curved stamping surface for stamping by rolling contact using stamping rollers having changeable characters having automatic means for changing type-characters
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B17/00—Franking apparatus
    • G07B17/00185—Details internally of apparatus in a franking system, e.g. franking machine at customer or apparatus at post office
    • G07B17/00193—Constructional details of apparatus in a franking system
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B17/00—Franking apparatus
    • G07B17/00459—Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508—Printing or attaching on mailpieces
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07B—TICKET-ISSUING APPARATUS; FARE-REGISTERING APPARATUS; FRANKING APPARATUS
    • G07B17/00—Franking apparatus
    • G07B17/00459—Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508—Printing or attaching on mailpieces
    • G07B2017/00516—Details of printing apparatus
    • G07B2017/00524—Printheads
    • G07B2017/00548—Mechanical printhead

Definitions

  • the invention relates to a rotor unit for a franking machine according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for operating this rotor unit.
  • Franking machines are on the market in various variations. As a standard, these machines have a pressure rotor with a postage stamp on its cylindrical surface. The digits of this stamp are adjustable and are set by the user according to the required postage amount. Coupled with the postage value stamp is a counter or a franking amount memory in which all franking or postage amounts are added up in such a way that they can be settled with the authorizing postal authority. On the cylinder surface of the printing rotor, a location and date stamp, an advertising stamp and possibly further stamps are arranged and can be used optionally.
  • the printing rotor rolls on the mail item to be franked with one complete revolution, e.g. a letter and prints the various stamps one after the other.
  • a franking machine is described, for example, in Hasler Mitteilungen 37 (April 1978), number 1, pages 1-7 (R. Grünig: the Hasler Mailmaster franking machine).
  • the setting of the postage value stamp has hitherto generally been carried out by means of toothed racks which are displaceably mounted in the shaft of the pressure rotor in the longitudinal direction of this shaft and which form part of an operative connection between the value stamp and the franking amount memory.
  • the patent specification CH 160 586 is mentioned for this purpose.
  • a newer franking machine is known from the document DS 4,702,164, in which the postage amounts are set without the aid of toothed racks of the type mentioned.
  • This franking machine has a pressure rotor which is rotatably mounted on its shaft. By means of a fixing rod which can be displaced in the longitudinal direction and other means, the pressure rotor and the adjusting means present in it can be connected in three different ways.
  • the shafts of all the franking machines mentioned form relatively complicated and therefore expensive parts which can usually only be produced by machining. It is therefore the object of the invention to provide a franking machine in which the shaft of the pressure rotor is constructed more simply. Furthermore, the entire other structure should be able to be produced with less effort and therefore cheaper.
  • FIG. 2 block diagram of a franking machine
  • FIG. 3 block diagram of a rotor unit
  • Fig. 9 longitudinal section through a third rotor unit.
  • FIG. 1 shows an example of a stamp impression of a franking machine.
  • a four-digit amount is given in the value stamp 11, in the example the number 0475 with the meaning "postage amount 4 guilders 75 cents”.
  • To the left is a second round stamp 13, which contains a location on the edge and a date 14 on the inside.
  • the third is a text 15, which is contained on an exchangeable cliché and has no postal meaning.
  • FIG. 1 shows a rough block diagram of a freezer machine 19.
  • This includes a keyboard and display unit 20, a controller 22, a franking amount memory 24, a rotor unit 25 and a transport unit 28.
  • a franking process is carried out beforehand the postage amount, e.g. 4 guilders entered 75 cents.
  • the controller 22 ensures that this postage amount is set correctly in the rotor.
  • the controller also controls the transport of the mail to be franked, e.g. a letter to the rotor, which rolls on the passing mail and thereby prints the postage amount on it. in the
  • the franking amount memory 24 stores the franking process and the franking value or postage amount used and displays it on the display. Instead of manually Postage amount can also be entered automatically, for example through a connected postal scale with postage calculator.
  • the franking amount storage unit 24 and rotor unit 25 form a particularly secure combination which ensures that each franking value can also be billed to the licensing authority, in particular the national postal authority. This is indicated by a border 23.
  • FIG. 3 shows a block diagram of the rotor unit 25, which is composed of electrical and mechanical parts.
  • the electrical active connections are represented by single arrows and the mechanical active connections by double arrows.
  • the rotor unit 25 comprises the actual rotor 26 and units arranged outside this rotor 26.
  • the rotor 26 comprises a shaft 31 which is rotatably mounted on one side and to which a rotor cylinder 33 is flanged centrally.
  • the latter has a considerably larger diameter than the shaft 31 and bears various punches 35 to 38 in its interior. These punches are arranged in such a way that their curved pressure areas 35 'to 38' form part of the cylindrical surface of the rotor cylinder 33.
  • the stamp 35 is a postage value stamp with, for example, four-digit decimal indication of the postage amount. This stamp is mandatory for every franking machine.
  • the next stamp is a location and date stamp 36 with an adjustable date value.
  • the third stamp is a collapsible and exchangeable advertising stamp 37 with no postal meaning and the fourth stamp is a postal identification stamp 38 for specifying the shipping method, for example "registered mail".
  • the stamps 37 and 38 are purely optional and their use is at the discretion of the franking machine user. Additional stamps are, provided there is sufficient space in the rotor cylinder 33, without further ado conceivable.
  • An adjustment element 45 to 48 is assigned to each punch 35 to 38.
  • These setting elements are either gear wheels which are in engagement with the pressure elements of the stamps 35 to 38 (e.g. the number wheels of the value stamp 35) or toothed levers, with the aid of which e.g. the advertising stamp 37 can be lowered or raised.
  • Each of the setting elements 45 to 48 has an engagement area 55 to 58. These areas lie on a common circle, the center 54 of which does not necessarily lie on the geometric axis 34 of the rotor cylinder 33.
  • a small drive motor 62 is arranged in the rotor cylinder 33, a clutch arrangement 64, a gear element 66 and a bearing element 68 for this gear element 66.
  • the motor 62 drives the gear element 66 or its bearing element 68 via the clutch arrangement 64.
  • the latter is designed, for example, as a disk which is rotatably mounted in the center 54 of the circle 53.
  • the motor 62 is supplied with current via contacts 61.
  • the following elements of the rotor unit 25 are arranged outside the rotor 26: a further drive motor 72 with an associated control 73 for driving the rotor 26, a further control 75, a current source 77, a control switch 79, a setting sensor 81 and a rotation sensor 83. These latter units are used to control the drive motor 62 and to control and monitor the setting processes in the rotor 26.
  • FIG. 4 shows, as an example of a first specific embodiment, an exploded view of a part of the components of the rotor 26 shown schematically in FIG. 3.
  • the cylindrical drive motor 62 carries a pinion 163 in the form of a spur gear on its output shaft 63. This is in engagement with a first double gear 165, which comprises a spur gear 166 and a bevel gear 167.
  • This double gear 165 is rigidly attached to a shaft 170.
  • the first double gear 165 is in mesh with its bevel gear 167 with a second double gear 175, which is preferably the same as the first (165).
  • This second double gear 175 is in engagement with an intermediate gear 179 via its spur gear and in turn with a number gear 180.
  • the second double gear 175 is mounted in a slot or sack-shaped section of a disk 185 transversely to the axis 170 such that its spur gear extends straight to the edge 186 of the disk.
  • the edge 186 of this disc 185 is chamfered in a wedge shape in accordance with the shape of the teeth of the spur gear of the second double gear 175. In this way, one tooth of the gear 175 is aligned with the disc edge 186 without any significant space, i.e. the edge 186 forms a practically closed circle together with the tooth.
  • the disc 185 is rigidly held at one end of a hollow shaft 188.
  • a bearing plate 193 is arranged, also rigid.
  • a free-wheel bearing 171, in which the shaft 170 is mounted, is arranged in the bearing plate 193. This type of storage and assembly ensures that the first double gear 165 can only be rotated in a single direction of rotation.
  • the hollow shaft 188 is finally rotatably supported on a rigid axis 190.
  • FIG. 5 shows a complete assembly drawing of the rotor 26 in the central longitudinal section.
  • the rotor cylinder 33 is flanged to the bearing shaft 31 arranged on one side via a bearing area 32.
  • This storage area has an average diameter and is rotatably supported in an external bearing 132. It holds in its interior the drive motor 62, to which a reduction gear 62 'and the drive shaft 63 are flanged.
  • the motor 62 drives in its one direction of rotation a via the pinion 163 the two double gears 165 and 175, the intermediate gear 179 and the number gear 180. In its other, opposite direction of rotation b, the first double gear 165 is blocked by the freewheel bearing 171.
  • the pinion 163 takes the disk 185, the bearing plate 193 and the parts mounted thereon with it when it rotates.
  • the units described with reference to FIGS. 4 and 5 can be assembled from the front side 133 of the rotor cylinder 33 and are held by an end bearing element 134.
  • Ball detent elements 136 between the bearing element 134 and the bearing plate 193 ensure that the disk 185 can be stopped at the correct angle in predetermined angular positions.
  • the disc 185 is arranged so that it engages with its beveled edge between two teeth of the intermediate gear 179. Further and at the same time, it must engage the wheels and the toothed levers, which represent the engagement areas 55 to 58 of the adjusting elements 45 to 48 (FIG. 3).
  • FIG. 6 shows a second assembly drawing in cross-section through the rotor cylinder 33 approximately in the plane of the disk 185.
  • the disk 185 is mounted centrally and engages with its bevelled edge 186 in the engagement areas of the adjusting elements 45 to 48 arranged in a circle around the disk 185 on.
  • Five digit wheels 180 of the postage stamp 35 may be mentioned as the first setting elements. The middle of these wheels 180 is currently in engagement with the second double gear 175 via its associated idler gear.
  • the date stamp 36 with five are further setting elements adjustable date dials 181, the lowerable advertising stamp 37 and the postmark 38 are shown.
  • the numbered wheels 180 of the postage stamp 35 lie with their black pressure areas on the outer circumference of the rotor cylinder 33. Since their own size is uniform, storage on a common, linear axis (as shown in FIG. 6) is not possible. Rather, this axis must either be curved or have a step that corresponds to the required curvature. It must also be ensured that the engagement areas of the number wheels 180 interact with the outer circle or edge 186 of the disk 185. This can be achieved by helical teeth. The same naturally also applies to the number wheels 181 of the date stamp 36.
  • the disc 185 rotates clockwise and engages the second double gear 175 with the idler gear 179 of the first number gear 180 of the postage stamp 35, which is responsible for the lowest value.
  • the drive motor 62 reverses its direction of travel.
  • the freewheel bearing 171 is released and the disc 185 is positioned exactly by the spring force of the ball locking element 136.
  • the drive motor 62 now rotates in its first direction of rotation a, takes the two double gears 165, 175 with it and sets the number wheel 180 into its position 5 corresponding to the value 5 cents via the intermediate gear 179.
  • the second double gear 175 is brought into engagement with the idler gear 179 of the second number wheel 180 of the postage and value stamp 35 and this number wheel is brought into its position 7 in the first motor direction of rotation a in accordance with the Worth 70 cents.
  • the second double gear 175 is brought into engagement with the intermediate gear 179 of the third number wheel 180 of the postage value stamp 35 and this number wheel is brought into its position 4 in the reverse direction of rotation a, corresponding to the value 4 guilders .
  • the postage setting in the value stamp 35 is thus ended and the disk 185 returns to its basic position in the direction of motor rotation b.
  • the rotation sensor 83 monitors the rotation of the motor 62 in both its directions of rotation a and b.
  • the setting sensor 81 monitors the setting and the finally reached setting position of the number wheels 180 in parallel. The monitoring results are constantly reported back to the controller 75, so that the latter is constantly informed about the execution of its control commands.
  • the set postage amount appears on the display of the keyboard and display unit 20 of the franking machine. This enables the user to carry out a visual inspection. This also signals that franking can now take place, for example by inserting the letter to be franked into the franking machine 19 becomes.
  • the rotor control 73 receives its start command, the rotor drive motor 72 begins to rotate and effects a single, full revolution of the rotor cylinder 33.
  • the printing areas 35 'to 38' of the stamps 35 to 38 are inked and transfer the color as a stamp print on the letter.
  • the set amount of 4 guilders 75 cents is registered in the franking amount memory 24 as used up.
  • next letter can be franked immediately with the same postage amount by a further start command to the rotor control 73. If, on the other hand, a different postage amount is to be used, then the number wheels 180 of the postage value stamp 35 must be reset in accordance with this amount, analogously to the setting described.
  • the corresponding input is also made in this case via the keyboard of the unit 20 and the control 75 controls the disk 185 and the number wheels 181 in the assigned angular positions analogously to the described process when entering the postage.
  • the drive motor 62 rotates alternately in its two directions of rotation b and a and thus brings the disc 185 into the desired angular position and thus the double gearwheel 175 in engagement with the associated setting element 48 or 47.
  • the second double gear 175 can also be referred to as a coupling wheel.
  • the controller 75 is preferably designed such that it permanently stores the information contained therein. In particular, the information is not lost when the franking machine 19 is switched off. As constantly changing information, the control 75 has data in a suitable form about the respective angular position of the disk 185 and all the number wheels 180, 181 and the position of the advertising stamp 38 and the other stamp 37. As one-time stored data it has e.g. Information on the number of revolutions of the drive shaft 63 required from each position to every other position.
  • the rotation sensor 83 is e.g. formed as a clock disc 110, which is mechanically coupled to the drive motor 62 via an intermediate wheel 111 (FIG. 5).
  • a U-shaped light barrier 112 scans the timing disk 110 so that not only the number of revolutions of the drive shaft 63 is determined, but also the respective direction of rotation a, b.
  • the setting sensor 81 also works without contact, in particular magnetically.
  • the number wheels 180 of the stamp 35 are magnetically coded; at least the zero position is magnetically marked.
  • the control switch 79 is a semiconductor switch which allows the forward and return of the drive motor 62 to be switched. If the motor 62 is a direct current motor, this means the polarity reversal of the current direction. If the motor 62 is a stepper motor, the control switch 79 forms a more complicated, but known motor control circuit. 12
  • the exemplary embodiment for a rotor unit 25 described with reference to FIGS. 4 to 6 is based on a general construction principle with the following features:
  • the drive shaft 63 is driven by a motor 62 directly or via a reduction gear 62 ', a control arrangement 75, 79 controlling the motor 62.
  • first means which mechanically couple the drive shaft 63 with a single number wheel (e.g. 180) or a single engagement area 55-58.
  • second means which mechanically couple the drive shaft 63 to the respectively selected number wheel (e.g. 180) or the selected engagement area 55-58 in such a way that an adjustment, e.g. a digit in the printing position.
  • the first and second means comprise a clutch arrangement 64 which, depending on the direction of rotation a, b of the drive shaft 63, couples the first or the second means to the shaft 63.
  • the third means are formed centrally symmetrically, preferably as a disc 185, and are in contact with the first and second means.
  • the following variants for real construction can be derived from this general construction principle:
  • the clutch arrangement 64 has been described with reference to FIGS. 4 and 5 as a device with a (single) freewheel bearing 171. This is a first embodiment. However, the clutch arrangement can also be designed as a self-switching change gear or the like.
  • FIG. 7 shows a variant of FIG. 5 with two freewheel bearings 172, 173, which is suitable for production using plastic injection molding technology.
  • a rotationally symmetrical carrier part 192 which comprises the disk 185 in the form of a collar.
  • the carrier part 192 On the side facing the storage area 32, the carrier part 192 has a (second) carrier plate 194.
  • the two double gears 165 and 175 are arranged on the carrier part 192, the former being supported on an axle bolt 168 which is pressed into the carrier plate 194.
  • the carrier part 192 is mounted on the two freewheel bearings 172 and 173, one of which is blocked in the clockwise direction and the other in the counterclockwise direction.
  • the bearing 172 is attached to the drive shaft 63, which comes from the reduction gear 63 'and carries the pinion 163.
  • the other freewheel bearing 173 is arranged between a journal shaft 191 of the carrier part 192 and a bearing area of the rotor cylinder 33.
  • the carrier part 192 is thus mounted on both sides and, depending on the direction of rotation b, a of the drive shaft 63, is connected at an angle to either this (63) or the rotor cylinder 33.
  • the angular position of the disc 185 itself does not matter.
  • the disc 185 thus forms a very elegant solution for the third means mentioned.
  • a cup-shaped element with a cylindrical or conical wall or another, circularly symmetrical variant can be used instead of a flat disk.
  • the drive shaft 63 is part of the reduction gear 62 ′ which is arranged in the interior of the rotor cylinder 33 and is flanged directly to the drive motor 62. It 63 lies further in the geometric axis 34 of the rotor cylinder 33.
  • the shaft 63 is guided axially and rotatably out of the rotor cylinder 33 and with the drive motor 62, or its drive motor, which is arranged in a stationary manner outside the rotor 33
  • Reduction gear 62 via an electrically actuable clutch 91, e.g. a magnetic coupling, detachably connected.
  • the clutch 91 thus connects the drive shaft 63 to the motor 62 only when an adjustment is to be made.
  • the clutch is released, in particular when the rotor cylinder 33 rotates.
  • a major disadvantage of this variant is that a control logic 92 must be provided to control the clutch 91, which means an effort that should not be neglected. It is advantageous that the motor 62 is not operated via sliding contacts 61 (FIGS. 3 and 5).
  • the aforementioned disadvantage can be overcome very simply by separating the motor 62 and the associated reduction gear 62 '.
  • the Reduction gear 62 ' is arranged in the interior of the rotor cylinder 33 so that it is rigidly connected to the latter.
  • the drive motor 62 on the other hand, is placed stationary outside the rotor cylinder 33.
  • Motor 62 and gear 62 ' are connected via a connecting shaft 60, which can have any length.
  • the connecting shaft 60 is mounted in a bearing 70 centrally in the rotor cylinder 33.
  • the motor rotor 69 rotates to adjust the punches 35 to 38 as described with the rotor cylinder 33 stationary, alternately in both directions of rotation a, b and in this case drives the gearwheels of the reduction gear 62 ′ via its shaft 60 and finally the shaft 63 and the other adjusting means. If, on the other hand, the rotor cylinder 33 rotates for the purpose of stamp impressions, these setting means are blocked as described, e.g. through the ball locking elements 136. This blocking also acts on the gears of the reduction gear 62 'and. Motor rotor 69. This therefore rotates together with the rotor cylinder 33 with respect to the fixed motor stator 65, and exactly once around itself. This is a very slow rotation for the motor 62, which is completely unproblematic. The electrical voltage induced in the motor stator 65 during this rotation can easily be electrically destroyed, e.g. via a resistor short-circuited with the motor winding.
  • FIGS. 8 and 9 further show that the rotor cylinder 33 is supported on two sides by means of two axes 93, 94 in two U-shaped support legs 95, 96. 16
  • the area under the rotor cylinder 33 remains free as before for the passage of the letters to be franked.
  • the double-sided mounting can have considerable structural advantages over the previously customary single-sided mounting.
  • the rotor unit 25 allows a considerable number of further variants. The following are mentioned:
  • the drive shaft 63 can be arranged centrally to the rotor axis -34, parallel to this or in any other direction.
  • the connecting means between the drive shaft 63 and the adjusting elements 45 to 48 can have any gear wheels, gears, axes, etc.
  • Reduction gear 62 ' may be significant.
  • a correspondingly long shaft must be used as the motor shaft 60. e.g. a cardan shaft or a flexible shaft to compensate for parallax errors.
  • any type of rotary encoder which the Arrangement of the clock disc 110, the intermediate wheel 111 and the light barrier 112 (Fig. 5) replaced.
  • point contacts 61 or ring contacts can be used to feed a drive motor 62 arranged in the interior of the rotor cylinder 33 (FIGS. 3 and 5). These can be arranged orthogonally to the rotor axis 34 or parallel to it. In the latter case, there are contacts arranged at the end, which e.g. can be designed as wear-free mercury contacts.
  • the rotor unit 25 can be formed both in metal and using plastics.
  • the stamps 35 to 38 are set serially in several steps, which are continuously monitored. Either each setting process can generally start from a predefined zero position. This requires a return to this zero position after each setting process. Or each setting process begins with the final state of the previous setting, which requires permanent knowledge of this particular position.
  • the overall rotor unit 25 has the following advantages:
  • each setting can be made programmatically from outside or automatically.
  • the rotor unit 25 thus forms a very progressive and advantageous solution for a well-known design group of franking machines. It is inexpensive to manufacture and enables easier operation of the franking machine.

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Abstract

Die Rotoreinheit umfasst einen Rotorzylinder (33), der an einer Welle (31) befestigt und über ein Aussenlager (132) drehbar gelagert ist. Im Inneren ist ein Getriebemotor (62, 62') angeordnet, der über seine Abtriebswelle (63) und ein Ritzel (163) ein erstes Doppelzahnrad (165) in beiden Drehrichtungen (a, b) antreibt. Das Doppelzahnrad (165) ist auf einer Scheibe (185) und einer Lagerplatte (193) in einem Freilauflager (171) gelagert und steht im Eingriff mit einem zweiten Doppelzahnrad (175). In der einen Drehrichtung (b) blockiert das Freilauflager (171) das Zahnrad (165), so dass dieses starr samt der Scheibe (185) vom Ritzel (163) mitgenommen wird. Hierdurch kommt das zweite Doppelzahnrad (175) seriell in Eingriff mit jeweils einem Zwischenrad (179), wobei jeder solche Eingriff durch eine Kugelrastung (136) genau positioniert wird. In der anderen Drehrichtung (a) dreht der Motor (62) über die genannten Räder jeweils ein Ziffernrad (180) und stellt damit z.B. eine Ziffer des Wertstempels der Frankiermaschine ein. Durch wechselweises Drehen in beiden Drehrichtungen (a, b) lassen sich alle Ziffern des Wertstempels, des Datumstempels und andere Stempel automatisch einstellen. Der Motor (62) erhält seine Befehle über Schleifkontakte (61) von einer ausserhalb des Rotorzylinders (33) angeordneten Steuerung.

Description

Rotoreinheit für eine Frankiermaschine
Die Erfindung betrifft eine Rotoreinheit für eine Frankiermaschine entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betrieb dieser Rotoreinheit.
Frankiermaschinen sind in diversen Variationen auf dem Markt. Als Standard besitzen diese Maschinen einen Druckrotor, der auf seiner zylindrischen Oberfläche einen Porto-Wertstempel aufweist. Die Ziffern dieses Wertstempels sind einstellbar und werden jeweils entsprechend dem erforderlichen Portobetrag vom Benutzer eingestellt. Mit dem Porto-WertStempel gekoppelt ist ein Zählwerk oder ein Frankaturbetragspeicher, in dem alle Frankatur- bzw. Portobeträge so au summiert werden, dass sie mit der zulassenden Postbehörde abgerechnet werden können. Auf der Zylinderfläche des Druckrotors sind weiter und wahlweise einsetzbar ein Orts- und Datumstempel , ein Werbestempel und eventuell weitere Stempel angeordnet.
Beim Frankieren rollt der Druckrotor jeweils mit einer vollständigen Umdrehung auf dem zu frankierenden Postgut, z.B. einem Brief ab und druckt hierbei nacheinander die verschiedenen Stempel ab. Eine derartige Frankiermaschine ist beispielsweise beschrieben in Hasler Mitteilungen 37 (April 1978), Heft 1, Seiten 1-7 (R. Grünig: Die Frankiermaschine Hasler Mailmaster).
Das Einstellen des Porto-Wertstempels erfolgte bisher im allgemeinen über Zahnstangen, die in der Welle des Druckrotors in Längsrichtung dieser Welle verschieblich gelagert sind und die einen Teil einer Wirkverbindung zwischen dem Wertstempel und dem Frankaturbetragspeicher darstellen. Hierzu wird beispielsweise die Patentschrift CH 160 586 genannt. Aus der Schrift DS 4,702,164 ist eine neuere Frankiermaschine bekannt, bei der das Einstellen der Portobeträge ohne die Hilfe von Zahnstangen der genannten Art erfolgt. Diese Frankiermaschine weist einen Druckrotor auf, der drehbar auf seiner Welle gelagert ist. Durch eine in Längsrichtung verschiebbare Fixierstange sowie sonstige Mittel können der Druckrotor und die in ihm vorhandenen Einstellmittel auf drei verschiedene Weisen verbunden werden. Hierdurch lassen sich drei verschiedene Wirkungsweisen einstellen. In der Wirkungsweise "Ziffern einstellen" (value select, digit select) wird bei feststehendem Rotor jeweils ein Druckrad in eine gewünschte Einstellposition gedreht und hiermit eine abzudruckende Ziffer eingestellt. In der Wirkungsweise " Druckrad-Wahl" (bank select) wird, ebenfalls bei feststehendem Rotor, das jeweils nachfolgend einzustellende Druckrad mechanisch mit der Welle gekoppelt. In der dritten Wirkungsweise "Drucken" (print) ist schliesslich der Rotor mit der Welle im konventionellen Sinne starr gekoppelt und erfolgt das gewünschte Frankieren durch Abrollen des Rotors auf dem durchlaufenden Postgut.
Die Wellen aller genannten Frankiermaschinen bilden relativ komplizierte und damit teure Teile, die meist nur in spanabhebender Bearbeitung hergestellbar sind. Es ist daher die Aufgabe der Erfindung eine Frankiermaschine anzugeben, bei der die Welle des Druckrotors einfacher aufgebaut ist. Weiter soll der gesamte sonstige Aufbau mit geringerem Aufwand und daher billiger herstellbar sein.
Die Lösung dieser Aufgabe ist gegeben durch den kennzeichnenden Teil der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche geben Ausgestaltungen der Erfindung an.
In folgenden wird die Erfindung anhand von neun Figuren beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 - Beispiel für einen Stempelabdruck
Fig. 2 - Blockschaltbild einer Frankierma_schine
Fig. 3 - Blockschaltbild einer Rotoreinheit
Fig. 4 - Explosions-Darstellung von Teilen innerhalb eines
Druckrotors
Fig. 5 - Zusammenstellungszeichnung des Druckrotors im
Längsschnitt
Fig. 6 - Zusammenstellungszeichnung des Druckrotors im
Querschnitt
Fig. 7 - Alternative zum Druckrotor entsprechend Fig.5
Fig. 8 - Längsschnitt durch eine zweite Rotoreinheit
Fig. 9 - Längsschnitt durch eine dritte Rotoreinheit.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für einen Stempelabdruck einer Frankiermaschine. Im Wertstempel 11 ist ein vierstelliger Betrag angegeben, im Beispiel die Ziffer 0475 mit der Bedeutung "Portobetrag 4 Gulden 75 Cent". Links daneben ist ein zweiter runder Stempel 13 abgedruckt, der am Rand eine Ortsangabe enthält und im Inneren eine Datumangabe 14. Als drittes ist ein Hinweistext 15 abgedruckt, der auf einem auswechselbaren Klischee enthalten ist und keine postalische Bedeutung besitzt.
Fig. zeigt ein grobes Blockschaltbild einer Frar ermaschine 19. Diese umfasst eine Tastatur- und Anze: ^eeinheit 20, eine Steuerung 22, einen Frankaturbetragspeicher 24, eine Rotoreinheit 25 und eine Transporteinheit 28. üeber die Tastatur- und Anzeigeeinheit 20 wird vorgängig eines Frankiervorgangs der Portobetrag, z.B. 4 Gulden 75 Cent eingegeben. Die Steuerung 22 sorgt dafür, dass dieser Portobetrag im Rotor richtig eingestellt wird. Weiter steuert die Steuerung den Transport des zu frankierenden Postgutes, z.B. eines Briefes zum Rotor, der auf dem vorbeilaufenden Postgut abrollt und hierbei den Portobetrag auf dieses aufdruckt. Im
Frankaturbetragspeicher 24 wird der Frankiervorgang und der dabei benüzte Frankaturwert bzw. Portobetrag gespeichert und auf der Anzeige angezeigt. Statt manuell kann der Portobetrag auch automatisch eingegeben werden, z.B. durch eine angeschlossene Postwaage mit Portorechner.
Die Einheiten Frankaturbetragspeicher 24 und Rotoreinheit 25 bilden eine besonders gesicherte Kombination, die sicherstellt, dass jeder Frankaturwert auch gegenüber der Zulassungsbehörde, insbesondere der nationalen Postbehörde abgerechnet werden kann. Dies ist durch eine Umrandung 23 angedeutet.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Rotoreinheit 25, die sich aus elektrischen und mechanischen Teilen zusammensetzt. Die elektrischen Wirkverbindungen sind durch einfache Pfeile und die mechanischen Wirkverbindungen durch Doppelpfeile dargestellt. Die Rotoreinheit 25 umfasst den eigentlichen Rotor 26 und ausserhalb dieses Rotors 26 angeordnete Einheiten.
Der Rotor 26 umfasst eine einseitig und drehbar gelagerte Welle 31, an die ein Rotorzylinder 33 zentrisch angeflanscht ist. Letzterer weist einen erheblich grösseren Durchmesser als die Welle 31 auf und trägt in seinem Inneren verschiedene Stempel 35 bis 38. Diese Stempel sind so angeordnet, dass sie mit ihren gebogenen Druckbereichen 35' bis 38' einen Teil der zylindrischen überfläche des Rotorzylinders 33 bilden. Der Stempel 35 ist ein Porto- Wertstempel mit z.B. vierstelliger Dezimalangabe des Portobetrages. Dieser Stempel ist bei jeder Frankiermaschine obligatorisch. Beim nächsten Stempel handelt es sich um einen Orts- und Datumstempel 36 mit einstellbarem Datums-Wert. Der dritte Stempel ist ein wegklappbarer und auswechselbarer Werbestempel 37 ohne postalische Bedeutung und der vierte Stempel ist ein Postkennzeichnungsstempel 38 zum angeben der Versandart, z.B. "Einschreiben". Die Stempel 37 und 38 sind rein fakultativ und ihre Benützung liegt im Ermessen des Frankiermaschinen-Benutzers. Weitere Stempel sind, sofern der Platz im Rotorzylinder 33 ausreicht, ohne weiteres denkbar .
Jedem Stempel 35 bis 38 ist ein Einstellelement 45 bis 48 zugeordnet. Bei diesen Einstellelementen handelt es sich entweder um Zahnräder, die im Eingriff mit den Druckelementen der Stempel 35 bis 38 stehen (z.B. den Ziffernrädern des Wertstempels 35) oder um gezahnte Hebel, mit deren Hilfe z.B. der Werbestempel 37 abgesenkt bzw. angehoben werden kann. Jedes der Einstellelemente 45 bis 48 weist einen Eingriffbereich 55 bis 58 auf. Diese Bereiche liegen auf einem gemeinsamen Kreis, dessen Zentrum 54 nicht unbedingt auf der geometrischen Achse 34 des Rotorzylinders 33 liegt.
Im Rotorzylinder 33 ist weiter ein kleiner Antriebsmotor 62 angeordnet, eine Kupplungsanordnung 64, ein Getriebeelement 66 und ein Lagerungselement 68 für dieses Getriebeelement 66. Der Motor 62 treibt über die Kupplungsanordnung 64 wahlweise das Getriebeelement 66 oder dessen Lagerungselement 68 an. Letzteres ist beispielsweise als Scheibe ausgebildet, die im Zentrum 54 des Kreises 53 drehbar gelagert ist. Der Motor 62 wird über Kontakte 61 mit Strom versorgt.
Ausserhalb des Rotors 26 sind folgende Elemente der Rotoreinheit 25 angeordnet: Ein weiterer Antriebsmotor 72 mit zugeordneter Steuerung 73 zum Antreiben des Rotors 26, eine weitere Steuerung 75, eine Stromquelle 77, ein Steuerschalter 79, ein Einstellsensor 81 und ein Drehsensor 83. Diese letzteren Einheiten dienen zum Steuern des Antriebsmotors 62 sowie zur Steuerung und Ueberwachung der EinstellVorgänge im Rotor 26.
Fig. 4 zeigt als Beispiel einer ersten konkreten Ausführungsart eine Explosions-Darstellung eines Teils der in Fig. 3 schematisch gezeigten Bauteile des Rotors 26. Der zylindrische Antriebsmotor 62 trägt auf seiner Abtriebs¬ welle 63 ein Ritzel 163 in Form eines Stirnzahnrades. Dieses steht im Eingriff mit einem ersten Doppelzahnrad 165, das ein Stirnrad 166 und ein Kegelrad 167 umfasst. Dieses Doppelzahnrad 165 ist auf einer Welle 170 starr befestigt.
Das erste Doppelzahnrad 165 steht über sein Kegelrad 167 im Eingriff mit einem zweiten Doppelzahnrad 175, das bevorzugt gleich ist dem ersten (165). Dieses zweite Doppelzahnrad 175 steht über sein Stirnrad im Eingriff mit einem Zwischenrad 179 und dieses wiederum im Eingriff mit einem Ziffernrad 180.
Das zweite Doppelzahnrad 175 ist in einem schlitz- bzw. sackförmigen Ausschnitt einer Scheibe 185 quer zur Achse 170 derart gelagert, dass es mit seinem Stirnrad gerade bis zum Rand 186 der Scheibe reicht. Der Rand 186 dieser Scheibe 185 ist keilförmig abgeschrägt entsprechend der Form der Zähne des Stirnrades des zweiten DoppelZahnrades 175. Auf diese Weise fluchtet jeweils ein Zahn des Zahnrades 175 mit dem Scheibenrand 186 ohne wesentlichen Zwischenraum, d.h. der Rand 186 bildet zusammen mit dem Zahn einen praktisch geschlossenen Krei's.
Die Scheibe 185 ist am einen Ende einer hohlen Welle 188 starr gehalten. Am zweiten Ende der Welle 188 ist eine Lagerplatte 193 angeordnet, ebenfalls starr. In der Lagerplatte 193 ist ein Freilauflager 171 angeordnet, in dem die Welle 170 gelagert ist. Durch diese Art der Lagerung und Montage wird erreicht, dass das erste Doppelzahnrad 165 nur in einer einzigen Drehrichtung drehbar ist. Die hohle Welle 188 ist schliesslich drehbar auf einer starren Achse 190 gelagert.
Fig. 5 zeigt eine vervollständigte Zusammenstellungs¬ zeichnung des Rotors 26 im zentralen Längsschnitt. An die einseitig angeordnete Lagerwelle 31 ist der Rotorzylinder 33 über einen Lagerbereich 32 angeflanscht. Dieser Lagerbereich besitzt einen mittleren Durchmesser und ist in einem Aussenlager 132 drehbar gelagert. Er hält in seinem Inneren den Antriebsmotor 62, an den ein Untersetzungsgetriebe 62' und die genannte Antriebswelle 63 angeflanscht sind. Der Motor 62 treibt in seiner einen Drehrichtung a über das Ritzel 163 die beiden DoppelZahnräder 165 und 175, das Zwischenrad 179 und das Ziffernrad 180 an. In seiner anderen, entgegengesetzten Drehrichtung b blockiert das erste Doppelzahnrad 165 durch das Freilauflager 171. Hierdurch nimmt das Ritzel 163 bei seiner Drehung die Scheibe 185, die Lagerplatte 193 und die an diesen montierten Teile mit. Dies bedeutet, dass bei der zweiten Drehrichtung b insbesondere die Scheibe 185 in Drehung um die Achse 190 versetzt wird.
Die anhand der Figuren 4 und 5 beschriebenen Einheiten sind von der Stirnseite 133 des Rotorzylinders 33 her montierbar und werden durch ein stirnseitiges Lagerelement 134 gehalten. Kugelrastelemente 136 zwischen dem Lagerelement 134 und der Lagerplatte 193 sorgen dafür, dass die Scheibe 185 in vorgegebenen Winkelpositionen winkelgerecht anhaltbar ist. Die Scheibe 185 ist so angeordnet, dass sie mit ihrem abgeschrägten Rand zwischen jeweils zwei Zähne des Zwischenrades 179 eingreift. Weiter und gleichzeitig muss sie entsprechend in die Räder und in die gezahnten Hebel eingreifen, die die Eingriffsbereiche 55 bis 58 der Einstellelemente 45 bis 48 (Fig. 3) darstellen.
Fig. 6 zeigt hierzu eine zweite Zusammenstellungszeichnung im Querschnitt durch den Rotorzylinder 33 etwa in der Ebene der Scheibe 185. Die Scheibe 185 ist zentral gelagert und greift mit ihrem abgeschrägten Rand 186 in die Eingriffbereiche der kreisförmig um die Scheibe 185- angeordneten Einstellelemente 45 bis 48 ein. Als erste Einstellelemente seien z.B. fünf Ziffernrädern 180 des Porto-Wertstempels 35 erwähnt. Das mittlere dieser Räder 180 steht momentan über sein zugeordnetes Zwischenrad mit dem zweiten Doppelzahnrad 175 in Eingriff. Als weitere Einstellelemente sind der Datumstempel 36 mit fünf einstellbaren Datum-Ziffernrädern 181, der absenkbare Werbestempel 37 und der Postkennzeichnunσsstempel 38 gezeigt.
Die Ziffernräder 180 des Porto-Wertstempels 35 liegen mit ihren schwarz angedeuteten Druckbereichen auf dem Aussenumfang des Rotorzylinders 33. Da ihre eigene Grosse einheitlich ist, ist eine Lagerung auf einer gemeinsamen, linearen Achse (wie in Fig. 6 gezeigt) nicht möglich. Diese Achse muss vielmehr entweder gebogen sein oder eine Stufung aufweisen, die der benötigten Krümmung entspricht. Weiter muss dafür gesorgt sein, dass die Eingriffbereiche der Ziffernräder 180 mit dem Aussenkreis bzw. Rand 186 der Scheibe 185 zusammenwirken. Dies kann durch eine Schrägverzahnung bewirkt werden. Entsprechendes gilt natürlich auch für die Ziffernräder 181 des Datumstempels 36.
Die bis hierher beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt: Vor Gebrauch stehen der Rotor 26 und die Scheibe 185 in ihrer Grundstellung und die Ziffernräder 180 des Porto- Wertstempels 35 stehen auf Null. Sobald ein Brief frankiert werden soll, gibt der Benutzer der Frankiermaschine 19 den notwendigen Portobetrag über die Tastatur 20 in die Maschine ein. Dieser Betrag, z.B. 4 Gulden 75 Cent erscheint in der Steuerung 75, die über den Steuerschalter 79 den Antriebsmotor in seiner zweiten Drehrichtung b in Betrieb setzt. Bei dieser Drehrichtung b sind die DoppelZahnräder 165, 175 über das Freilauflager 171 wie beschrieben blockiert. Aus diesem Grund dreht die Scheibe 185 im Uhrzeigersinn und bringt das zweite Doppelzahnrad 175 in Eingriff mit dem Zwischenrad 179 des ersten Ziffernrades 180 des Porto-Wertstempels 35, der für die geringste Werthöhe zuständig ist. Bei dieser Position der Scheibe 185 kehrt der Antriebsmotor 62 seine Laufrichtung um. Hierdurch löst sich das Freilauflager 171 und die Scheibe 185 positioniert sich exakt durch die Federkraft des Kugelrastelementes 136. Der Antriebsmotor 62 dreht nun in seiner ersten Drehrichtung a, nimmt hierbei die beiden DoppelZahnräder 165, 175 mit und stellt über das Zwischenrad 179 das Ziffernrad 180 in seine Stellung 5 entsprechend dem Wert 5 Cent.
Durch kurzzeitige Umkehr des Motors 62 in die zweite Drehrichtung b wird das zweite Doppelzahnrad 175 mit dem Zwischenrad 179 des zweiten Ziffernrades 180 des Porto- und Wertstempels 35 in Eingriff gebracht und dieses Ziffernrad bei der ersten Motor-Drehrichtung a in seine Stellung 7 gebracht entsprechend dem Wert 70 Cent.
Durch Umkehr des Motors 62 in die zweite Drehrichtung b wird das zweite Doppelzahnrad 175 mit dem Zwischenrad 179 des dritten Ziffernrades 180 des Porto-Wertstempeis 35 in Eingriff gebracht und dieses Ziffernrad bei der wiederum umgekehrten Drehrichtung a in seine Stellung 4 gebracht entsprechend dem Wert 4 Gulden. Damit ist die Porto- Einstellung im Wertstempel 35 beendet und die Scheibe 185 kehrt bei der Motor-Drehrichtung b in ihre Grundstellung zurück.
Während des Einstellvorgangs überwacht der Drehsensor 83 jeweils die Drehung des Motors 62 in seinen beiden Drehrichtungen a und b. Der Einstellsensor 81 überwacht parallel dazu das Einstellen und die endlich erreichte Einstellposition der Ziffernräder 180. Die Ueberwachungs- ergebnisse werden ständig zurück zur Steuerung 75 gemeldet, so dass diese ständig über die Ausführung ihrer Steuerbefehle informiert ist.
Sobald der Einstellvorgang ordnungsgemäss ausgeführt ist, erscheint der eingestellte Portobetrag auf der Anzeige der Tastatur- und Anzeigeeinheit 20 der Frankiermaschine. Hierdurch kann eine Sichtkontrolle durch den Benutzer erfolgen. Weiter wird hierdurch signalisiert, dass nunmehr das Frankieren erfolgen kann, z.B. indem der zu frankierende Brief in die Frankiermaschine 19 eingeführt wird. Hierdurch erhält die Rotorsteuerung 73 ihren Startbefehl, der Rotor-Antriebsmotor 72 beginnt zu drehen und bewirkt einen einzigen, vollen Umlauf des Rotorzylinders 33. Die Druckbereiche 35' bis 38' der Stempel 35 bis 38 werden dabei eingefärbt und übertragen die Farbe als Stempelaufdruck abrollend auf den Brief. Gleichzeitig wird der eingestellte Betrag von 4 Gulden 75 Cent im Frankaturbetragspeicher 24 als verbraucht registriert.
Durch einen nochmaligen Startbefehl an die Rotorsteuerung 73 kann sofort der nächste Brief mit dem gleichen Portobetrag frankiert werden. Soll dagegen ein anderer Portobetrag verwendet werden, dann müssen die Ziffernräder 180 des Porto-Wertstempeis 35 entsprechend diesem Betrag neu eingestellt werden, analog zur beschriebenen Einstellung.
Ein EinstellVorgang ist jeweils nur in der Ruhestellung des Rotors 26 möglich. Diese Forderung kann z.B. dadurch erfüllt werden, dass die Kontakte 61 für die Stromzufuhr zum Antriebsmotor 62 nicht ringförmig über den ganzen Umfang seines Lagerbereiches 32 ausgedehnt, sondern punktförmig ausgebildet werden. In diesem Fall erfolgt eine Kontaktgabe nur in der der Ruhestellung entsprechenden Winkelposition des Rotors 26.
Soll die Einstellung des Datumstempels 36 verändert werden, so erfolgt auch in diesem Fall die entsprechende Eingabe über die Tastatur der Einheit 20 und die Steuerung 75 steuert analog zum beschriebenen Vorgang bei der Portoeingabe die Scheibe 185 und die Ziffernräder 181 in die zugeordneten Winkel-positionen. Gleiches gilt für das Absenken oder in-Position-bringen des Werbestempels 38 und des sonstigen Stempels 37. Auch hier dreht der Antriebsmotor 62 abwechselnd in seinen beiden Drehrichtungen b und a und bringt damit die Scheibe 185 in die gewünschte Winkelposition und damit das Doppelzahnrad 175 in Eingriff mit dem zugeordneten Einstellelement 48 bzw. 47. Aufgrund seiner Funktion kann das zweite Doppelzahnrad 175 auch als Koppelrad bezeichnet werden.
Die Steuerung 75 ist bevorzugt so ausgebildet, dass sie die in ihr enthaltene Information unverlierbar speichert. Insbesondere geht die Information nicht beim Ausschalten der Frankiermaschine 19 verloren. Als ständig wechselnde Information weist die Steuerung 75 in geeigneter Form Daten über die jeweilige Winkelposition der Scheibe 185 und aller Ziffernräder 180, 181 sowie die Stellung des Werbestempels 38 und des sonstigen Stempels 37 auf. Als einmalig eingespeicherte Daten besitzt sie z.B. Angaben über die von jeder Position zu jeder anderen Position erforderliche Anzahl von Umdrehungen der Antriebswelle 63.
Der Drehsensor 83 ist z.B. ausgebildet als Taktscheibe 110, die mit dem Antriebsmotor 62 über ein Zwischenrad 111 mechanisch gekoppelt ist (Fig. 5). Eine beispielsweise U- förmig ausgebildete Lichtschranke 112 tastet dabei die Taktscheibe 110 so ab, dass hierbei nicht nur die Anzahl Umdrehungen der Antriebswelle 63 ermittelt wird, sondern auch die jeweilige Drehrichtung a, b.
Der Einstellsensor 81 arbeitet ebenfalls berührungslos, insbesondere magnetisch. Hierzu sind die Ziffernräder 180 des Wertstempels 35 magnetisch codiert; im Minimum ist die Nullstellung magnetisch gekennzeichnet.
Der Steuerschalter 79 ist ein Halbleiterschalter, der Vor- und Rücklauf des Antriebsmotors 62 zu schalten gestattet. Ist der Motor 62 ein Gleichstrommotor, so bedeutet dies die Umpolung der Stromrichtung. Ist der Motor 62 ein Schrittmotor, so bildet der Steuerschalter 79 eine kompliziertere, an sich jedoch bekannte Motorsteuer¬ schaltung. 12
Dem anhand der Figuren 4 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel für eine Rotoreinheit 25 liegt ein allgemeines Aufbauprinzip zu Grunde mit folgenden Merkmalen:
• Im Inneren des Rotors 26 liegt eine Antriebswelle 63 vor, die in beiden Drehrichtungen rotieren kann.
• Die Antriebswelle 63 wird durch einen Motor 62 direkt oder über ein Untersetzungsgetriebe 62' angetrieben, wobei eine Steueranordnung 75, 79 den Motor 62 steuert.
• Im Inneren des Rotors 26 gibt es erste Mittel , die die Antriebswelle 63 mit jeweils einem einzigen Ziffernrad (z.B. 180) bzw. einem einzigen Eingriffbereich 55-58 mechanisch koppeln.
• Es gibt zweite Mittel, die die Antriebswelle 63 mit dem jeweils angewählten Ziffernrad (z.B. 180) bzw. dem angewählten Eingriffbereich 55-58 mechanisch so koppeln, dass hierbei ein Einstellen, z.B. einer Ziffer in die Druckposition erfolgen kann.
• Es gibt dritte Mittel, die alle diejenigen Ziffernräder bzw. Eingriffbereich 55-58, Einstellelemente 45-48 und Druckelemente 35'-38' blockieren, die nicht gerade £ eingestellt werden.
• Die ersten und zweiten Mittel umfassen eine Kupplungsanordnung 64, welche in Abhängigkeit von der Drehrichtung a, b der Antriebswelle 63 die ersten oder die zweiten Mittel mit der Welle 63 koppelt.
• Die dritten Mittel sind zentralsymmetrisch ausgebildet, bevorzugt als Scheibe 185, und stehen mit den ersten und zweiten Mitteln in Kontakt. Aus diesem allgemeinen Aufbauprinzip lassen sich folgende Varianten für den realen Aufbau ableiten:
Die Kupplungsanordnung 64 wurde anhand von Fig. 4 und 5 als eine Vorrichtung mit einem (einzigen) Freilauflager 171 beschrieben. Dies ist eine erste Ausführungsform. Die Kupplungs-anordnung kann aber auch als selbstumschaltendes Wechselgetriebe oder ähnliches ausgebildet sein.
Fig. 7 zeigt eine Variante zu Fig. 5 mit zwei Freilauflagern 172, 173, die für die Herstellung in Kunststoff-Spritzgusstechnik geeignet ist. Im Inneren des Rotorzylinders 33 befindet sich ein rotationssymmetrisches Trägerteil 192, das die Scheibe 185 in Form eines Kragens umfasst. An der dem Lagerbereich 32 zugewandten Seite weist das Trägerteil 192 eine (zweite) Trägerplatte 194 auf. Am Trägerteil 192 sind die beiden DoppelZahnräder 165 und 175 angeordnet, das erstere gelagert auf einem Achsbolzen 168, der in die Trägerplatte 194 eingepresst ist.
Das Trägerteil 192 ist auf den zwei Freilauflagern 172 und 173 gelagert, von denen das eine bei Rechtslauf und das andere bei Linkslauf blockiert. Das Lager 172 ist auf die Antriebswelle 63 aufgesteckt, die vom Untersetzungsgetriebe 63' herkommt und das Ritzel 163 trägt. Das andere Freilauflager 173 ist zwischen einer Zapfenwelle 191 des Trägerteils 192 und einem Lagerbereich des RotorZylinders 33 angeordnet. Damit ist das Trägerteil 192 beidseitig gelagert und je nach der Drehrichtung b, a der Antriebswelle 63 winkelstarr entweder mit dieser (63) oder mit dem Rotorzylinder 33 verbunden.
Zur genauen Winkelpositionierung des Trägerteils 192 dienen Nuten auf der Stirnseite der Trägerplatte 194, in die eine federnd aufgehängte Rolle 137 eingreift.
Die Scheibe 185 mit ihrem verjüngten Rand 186 und der jeweilige Zahn des Antriebsrades 175 greifen jeweils zusammen in die Eingriffbereiche 55 bis 58 aller Einstellelemente 45 bis 48 ein und blockieren diese in ihrer jeweiligen Position. Hierbei spielt die WinkelStellung der Scheibe 185 selbst keine Rolle. Die Scheibe 185 bildet hiermit eine sehr elegante Lösung für die genannten dritten Mittel. Alternativ kann statt einer ebenen Scheibe auch ein topfförmiges Element mit zylindrischer oder kegelförmiger Wandung oder eine sonstige, kreissymmetrische Spielart Verwendung finden. Weiter gibt es auch sonstige Lösungen, z.B. indem die Einstellelemente 45 bis 48 generell für jede stabile Position mit einer Rastpositionierung versehen werden.
Die Antriebswelle 63 ist nach den Figuren 4 und 5 Bestandteil des im Inneren des RotorZylinders 33 angeordneten Untersetzungsgetriebes 62', das an den Antriebsmotors 62 direkt angeflanscht ist. Sie 63 liegt weiter in der geometrischen Achse 34 des Rotorzylinders 33.
Fig. 8 zeigt hierzu eine Variante. Bei dieser ist die Welle 63 axial und drehbar aus dem Rotorzylinder 33 herausgeführt und mit dem ausserhalb des Rotors 33 ortsfest angeordneten Antriebsmotor 62 bzw. dessen
Untersetzungsgetriebe 62' über eine elektrisch betätigbare Kupplung 91, z.B. eine Magnetkupplung, lösbar verbunden. Die Kupplung 91 verbindet somit die Antriebwelle 63 mit deia Motor 62 nur dann, wenn eine Einstellung erfolgen soll. Insbesondere bei Drehung des Rotorzylinders 33 ist die Kupplung gelöst. Ein wesentlicher Nachteil dieser Variante besteht darin, dass zum Steuern der Kupplung 91 eine Steuerlogik 92 vorgesehen werden muss, was einen nicht zu vernachlässigenden Aufwand bedeutet. Vorteilhaft ist, dass der Motor 62 nicht über Gleitkontakte 61 (Fig. 3 und 5) betrieben wird.
Der genannte Nachteil kann entsprechend Fig. 9 sehr einfach dadurch überwunden werden, dass der Motor 62 und das zugeordnete Untersetzungsgetriebe 62' getrennt werden. Das Untersetzungsgetriebe 62' wird im Inneren des Rotorzylinders 33 so angeordnet, dass es mit diesem starr verbunden ist. Der Antriebsmotor 62 wird dagegen ortsfest ausserhalb des Rotorzylinders 33 plaziert. Motor 62 und Getriebe 62' sind hierbei über eine Verbindungswelle 60 verbunden, die eine beliebige Länge besitzen kann. Die Verbindungswelle 60 ist in einem Lager 70 zentral im Rotorzylinder 33 gelagert.
Der Motorrotor 69 dreht zum Einstellen der Stempel 35 bis 38 wie beschrieben bei stillstehendem Rotorzylinder 33 abwechselnd in beiden Drehrichtungen a, b und treibt hierbei über seine Welle 60 die Zahnräder des Untersetzungsgetriebes 62' und schliesslich die Welle 63 und die sonstigen Einstellmittel an. Dreht dagegen der Rotorzylinder 33 zum Zwecke der Stempelabdrucke, so sind wie beschrieben diese Einstellmittel blockiert, z.B. durch die Kugelrastelemente 136. Dieses Blockieren wirkt auch auf die Zahnräder des Untersetzungsgetriebes 62' und den. Motorrotor 69. Dieser dreht sich daher zusammen mit dem Rotorzylinder 33 gegenüber dem feststehenden Motorstator 65, und zwar genau einmal um sich selbst. Dies ist für den Motor 62 eine sehr langsame Drehung, die völlig unproblematisch ist. Die bei dieser Drehung im Motorstator 65 induzierte elektrische Spannung lässt sich dabei leicht elektrisch vernichten, z.B. über einen mit der Motorwicklung kurzgeschlossenen Widerstand.
Die Trennungslinie zwischen den mit dem Rotorzylinder _. mitdrehenden Teilen des Rotoreinheit 25 und deren ortsfesten Teilen verläuft bei der letzten Variante zwischen dem Motorrotor 69 und dem Motorstator 65 des Antriebsmotors 62. Dies ist eine sehr vorteilhafte, da natürlich gegebene Trennungslinie.
Die Figuren 8 und 9 zeigen weiter, dass der Rotorzylinder 33 über zwei Achsen 93, 94 beidseitig in zwei U-förmig von oben angeordneten Tragschenkeln 95, 96 gelagert ist. 16
Hierbei bleibt die Fläche unter dem Rotorzylinder 33 wie bisher frei für den Durchlauf der zu frankierenden Briefe. Die beidseitige Lagerung kann jedoch gegenüber der bisher üblichen einseitigen Lagerung erhebliche konstruktive Vorteile haben.
Die Rotoreinheit 25 erlaubt neben den beschriebenen Varianten eine erhebliche Zahl weiterer Varianten. Von diesen seien die folgenden genannt:
Die Antriebswelle 63 kann zentrisch zur Rotorachse -34 angeordnet sein, paralell zu dieser oder in jeder anderen Richtung.
Die Verbindungsmittel zwischen der Antriebswelle 63 und den Einstellelementen 45 bis 48 können beliebige Zahnräder, Getriebe, Achsen usw. aufweisen.
• In Anpassung an die bisherige, einseitige Lagerung über die relativ lange Welle 31 (Fig. 5) kann die räumliche Trennung zwischen dem Motor 62 und dem
Untersetzungsgetriebe 62' erheblich sein. In diesem Fall muss als Motorwelle 60 eine entsprechend lange Welle verwendet werden. z.B. eine Kardanwelle oder eine flexible Welle zum Ausgleich von Parallaxefehlern.
• Es ist weiter möglich, einen geringen Teil des Untersetzungsgetriebes 62' dem Motor 62 direkt zuzuordnen, z.B. eine Voruntersetzung von 1:2. In diesem Fall erhöht sich die Zahl der Drehungen des Motorrotors 69 bei Drehung des Rotorzylinders 33 entsprechend. Auf jeden Fall sollte aber der überwiegende Teil des Untersetzungsgetriebes 62' im Rotorzylinder 33 angeordnet sein.
• Besitzt der Motor 62 eine Motorwelle 60, die beidseitig aus dem Gehäuse und Stator 65 herausragt, dann lässt sich auf der der Welle 67 entgegengesetzten Seite des Motors 62 problemlos jede Art von Drehgeber anordnen, der die Anordnung der Taktscheibe 110, des Zwischenrades 111 und der Lichtschranke 112 (Fig. 5) ersetzt.
Varianten bezüglich des Antriebsmotors 62, der Kupplungsanordnung 64 und der Lagerung des Rotorzylinders 33 wurden weiter vorne bereits erwähnt. Insbesondene ist die Verwendung eines Schrittmotors möglich.
Zur Speisung eines im Inneren des Rotorzylinders 33 angeordneten Antriebsmotors 62 (Fig. 3 und 5) können wie erwähnt punktförmige Kontakte 61 oder ringförmige Kontakte dienen. Diese lassen sich orthogonal zur Rotorachse 34 anordnen oder parallel zu dieser. Im letzteren Fall ergeben sich stirnseitig angeordnete Kontakte, die z.B. als Quecksilberkontakte verschleisslos ausführbar sind.
Vom Material her sind keine Einschränkungen gegeben. Daher kann die Rotoreinheit 25 sowohl in Metall als auch unter Verwendung von Kunststoffen ausgebildet sein.
Bei allen beschriebenen Varianten erfolgt die Einstellung der Stempel 35 bis 38 jeweils seriell in mehreren Schritten, die laufend überwacht werden. Es kann dabei entweder jeder EinstellVorgang generell von einer vorgegebenen Nullstellung ausgehen. Das bedingt nach jedem EinstellVorgang jeweils eine Rückkehr in diese Nullstellung. Oder es beginnt jeder EinstellVorgang beim Endzustand der jeweils vorhergehenden Einstellung, was die dauerhafte Kenntnis dieser jeweiligen Stellung voraussetzt.
Die Rotoreinheit 25 besitzt insgesamt folgende Vorteile:
- Sie weist weniger Teile auf als die bisher üblichen Rotoreinheiten und ist hierdurch preislich günstiger herstellbar.
- Sie kann aus dem gleichen Grund kleiner ausgebildet sein, was ihr Trägheitsmoment vermindert, so dass auch der Rotor- Antriebsmotor 72 und die Lager 132 schwächer ausgebildet sein können, was den Preis zusätzlich reduziert. Weiter ergibt sich insgesamt ein Platzgewinn, der anderweitig ausnützbar ist.
- Sie benötigt keine lange, einseitige Achse wie die bisher übliche Rotoreinheiten, sondern kann beliebig gelagert werden, insbesondere beidseitig.
- Sie ist in erheblichem Masse elektronisch aufgebaut und entspricht daher mehr als die bisher üblichen Rotoreinheiten den heutigen Produktionstrends.
- Sie erlaubt durch Betätigen der Tastatur 20 die Einstellung aller Stempel 35 bis 38 und ist damit einfach und zeitgemäss bedienbar. Weiter kann jede Einstellung programmgesteuert von aussen bzw. automatisiert erfolgen.
Insgesamt bildet die Rotoreinheit 25 damit eine sehr fortschrittliche und vorteilhafte Lösung für eine altbekannte Konstruktionsgruppe von Frankiermaschinen. Sie ist preiswert herstellbar und ermöglicht eine einfachere Bedienung der Frankiermaschine.

Claims

Patentansprüche
1. Rotoreinheit (25) für eine Frankiermaschine (19)
• mit einem drehbar gelagerten Rotorzylinder (33),
• mit wenigstens einem am Rotorzylinder (33) angeordneten Stempel (35 - 38), dem eine Mehrzahl von einstellbaren Ziffernrädern (180, 181) zugeordnet ist,
• mit Einstellelementen, die mit den Ziffernrädern (180, 181) mechanisch koppelbar sind und über die die Einstellung dieser Räder (180, 181) entsprechend den jeweiligen Bedürfnissen erfolgt,
• mit einer Antriebswelle (63), die in beide Drehrichtungen (a, b) drehbar ist und die mit den Einstellelementen zusammenwirkt,
• mit einem Antriebsmotor (62), der die Antriebswelle direkt oder über ein Untersetzungsgetriebe (62') antreibt, und
• mit Blockiermitteln, die alle diejenigen Ziffernräder (180, 181) in ihrer jeweiligen Stellung blockieren, deren Stellung nicht gerade verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass Verbindungsmittel vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der Drehrichtung (a, b) der Antriebswelle (63) so wirken, dass bei der einen Drehrichtung (b) diese Antriebswelle mit einem beliebigen Ziffernrad (180, 181) koppelbar und bei der anderen Drehrichtung (a) ein gekopppeltes Ziffernrad (180, 181) in eine beliebige Einstellposition bringbar ist.
2. Rotoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsmittel wenigstens ein Freilauflager
(171-173) und eine in diesem gelagerte Welle (170, 63, 191) umfassen, derart, dass jedes Freilauflager (171-173) sich starr mit der in ihm gelagerten Welle (170, 63, 191) verklemmt, wenn diese Welle sich in jeweils einer vorgegebenen Drehrichtung dreht.
3. Rotoreinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass ein einziges Freilauflager (171) vorgesehen ist, und
- dass Rastelemente vorgesehen sind, deren Rastpositionen denjenigen Stellungen zugeordnet sind, bei denen die Antriebswelle (63) mit einem Ziffernrad (180, 181) gekoppelt ist.
4. Rotoreinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Freilauflager (172, 173) vorgesehen sind, von denen das eine (172) bei der einen Drehrichtung (b) und das andere (173) bei der anderen Drehrichtung (a) der Antriebswelle (63) mit der jeweils zugeordneten Welle (63, 191) verklemmt.
5. Rotoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass als Blockiermittel eine drehbar gelagerte Scheibe (185) vorgesehen ist,
- dass die Verbindungsmittel ein Zahnrad (175) umfassen, welches an der Scheibe (185) so angeordnet ist, dass jeweils einer seiner Stirnzähne einen Teil des Scheibenrandes (186) ergänzt,
- dass Zwischenräder (179) vorgesehen sind, die mit den Ziffernrädern (180, 181) im Eingriff stehen und die kreisförmig so angeordnet sind, dass der Rand (186) der Scheibe (185) und der jeweilige Stirnzahn zusammen bei jedem der Ziffernräder (180, 181) zwischen jeweils zwei Zähne eingreift.
6. Rotoreinheit nach Anspruch 3 und 5, dadurch gekennzeichnet,
- dass eine Lagerplatte (193) vorgesehen ist, die parallel zur Scheibe (185) angeordnet und starr mit dieser (185) verbunden ist. - und dass das Freilauflager (171) auf dieser Lagerplatte (193) angeordnet ist (Fig. 5).
7. Rotoreinheit nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet,
- dass ein drehbares Trägerteil (192) vorgesehen ist, welches die Scheibe (185) integriert umfasst, und
- dass das Trägerteil (192) in den beiden Freilauflagern (172, 173) gelagert ist (Fig. 7).
8. Rotoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmotor (62) ein Motor vorgesehen ist, der gesteuert durch eine zugeordnete Steuerung (75, 79) wahlweise in zwei Drehrichtungen betreibbar ist.
9. Rotoreinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Antriebsmotor (62) und ein zugeordnetes Untersetzungsgetriebe (62') im Inneren des Rotorzylinders (33) angeordnet und mit diesem (33) verbunden sind, und
- dass die Antriebswelle. (63) die abgehende Welle des Untersetzungsgetriebes (62* ) ist (Fig. 5).
10. Rotoreinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Antriebsmotor (62) und ein zugeordnetes Untersetzungsgetriebe (62') ausserhalb des Rotorzylinders (33) ortsfest angeordnet sind,
- dass die Antriebswelle (63) zentrisch zur Achse des Rotorzylinders (33) durch dessen Wandung führt, und
- dass eine steuerbare Kupplung (91) vorgesehen ist, die zwischen dem Getriebe (62') und der Antriebswelle (63) angeordnet ist (Fig. 8).
11. Rotoreinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- dass der Antriebsmotor (62) ausserhalb des Rotorzylinders 22
(33) ortsfest angeordnet ist,
- dass ein zugeordnetes Untersetzungsgetriebe (62') im Inneren des Rotorzylinders (33) angeordnet und mit diesem (33) verbunden ist, und
- dass eine Verbindungswelle (60) vorgesehen ist, die zentrisch zur Achse des Rotorzylinders (33) durch dessen Wandung führt und die den Motorrotor (69) des Antriebsmotors (62) und das Untersetzungsgetriebe (62') miteinander verbindet (Fig. 9) .
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