DE102012202477B4

DE102012202477B4 - Medienrotations- und Verschiebevorrichtung

Info

Publication number: DE102012202477B4
Application number: DE102012202477.8A
Authority: DE
Inventors: Matthew M. Storey; Adam D. Ledgerwood; Aaron M. Moore; Derek A. Bryl
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2032-02-18
Also published as: US8348267B2; US20120211939A1; JP5793091B2; JP2012171797A; DE102012202477A1

Abstract

Vorrichtung zum Manipulieren von in einer Ebene geführten Medien, umfassend:ein Paar von zylinderförmigen Antriebsrollen (51, 53), über welche die Medien geführt werden;eine erste Stange (60 und eine zweite Stange (61) jeweils zum Haltern einer jeden Antriebsrolle (51, 53);kugelförmige Walzenrollen (52, 54), die mit jeder zylinderförmigen Antriebsrolle (51, 53) Spalte ausbilden; undeine mit den Stangen (60, 61) verbundene Anordnung zum Drehen der zylinderförmigen Antriebsrollen (51, 52) in horizontalen und vertikalen Ebenen,wobei jede Antriebsrolle (51, 53) mit Zwischenrollen (80, 81) verbunden ist und durch diese angetrieben werden kann,jede Zwischenrolle (80, 81) in Verbindung mit einer ersten kegelförmigen Verzahnung (65, 67) steht,jede erste kegelförmige Verzahnung (65, 67) mit einer zweiten kegelförmigen Verzahnung (64, 66) verbunden ist, so dass sie antreibbar ist, wobei die zweite kegelförmige Verzahnung (64, 66) auf jeder Stange (60, 61) koaxial angeordnet ist, unddie Vorrichtung ferner umfasst: eine mit der zweiten kegelförmigen Verzahnung (64, 66) verbundene erste Stirnradverzahnung (68), welche auf jeder Stange (60, 61) koaxial angeordnet ist, und wobeidie erste und die zweite Stange (60, 61) jeweils drehbar ist und durch einen ersten Motor (M1) angetrieben wird, die erste Stirnradverzahnung (68) auf der zweiten Stange (61) durch einen zweiten Motor (M2) angetrieben wird, und die erste Stirnradverzahnung auf der ersten Stange (60) durch einen dritten Motor (M3) angetrieben wird, so dass Medien in einer horizontalen Ebene führbar sind.

Description

Verweis auf zugehörige Anmeldungen
Es wird hiermit Bezug genommen auf die zu dieser Anmeldung korrespondierende anhängige US-Anmeldung US 13/030,514 , eingereicht am 18. Februar 2011 mit dem Titel „Media rotation and translation apparatus“ von Derek Albert Bryl et al. Die Offenbarung der vorangehend genannten Anmeldung wird hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich in die vorliegende Offenbarung aufgenommen.
Hintergrund
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Finisher-Transportmodulsystem und insbesondere eine verbesserte Rotations- bzw. Dreh- und Translations- bzw. Verschiebevorrichtung, welche zur Steuerung der Orientierung und Ausrichtung von Medien verwendet wird, welche durch ein Finisher-Transportmodul geführt werden.
Beschreibung des Stands der Technik
Finisher-Transportmodulsysteme zum Drehen und Verschieben von durch das System geführten Blättern sind beispielsweise aus der US-Patentschrift US 6,811,152 bekannt, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme vollumfänglich zusammen mit den darin genannten Verweisen aufgenommen wird. Ein anderes Beispiel ist durch den in 1 dargestellten Stand der Technik gezeigt, in welchem ein Dreh- und Verschiebemechanismus eines Finisher-Transportmoduls 10 für Blätter zwei Rotatorscheibenmotoren 30 und 32 aufweist, die jeweils unabhängig Rotatorscheiben 12 und 14 antreiben. Wenn diese sich in dieselbe Richtung und mit derselben Geschwindigkeit drehen, dann wird ein Blatt durch die Rotatorvorrichtung geführt, ähnlich wie in einer beliebigen normalen Walzgruppe (nip set; ohne Drehung oder gerichteten Offset). Bei in die gleiche Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit sich drehenden Motoren, können noch Mitlaufwalzen 16 und 18 um den Umfang der Scheiben herum gedreht werden, um die innenliegende/außenliegende (inboard/outboard) Position eines Blattes ohne Drehung zu ändern. Dies ist wichtig, um einen Versatz von Blättern in einer Stapeleinrichtung zu erreichen oder um den Mittelpunkt oder die Kante bezüglich nachfolgend angeordneter Finisher-Vorrichtungen auszurichten. Um zu wissen, wann das Blatt einen gewünschten Versatz aufweist, ist ein mittels einer Spindelmutter positionierbarer Kantensensor 40 vorgesehen. Ein mit der Spindelmutter verbundener Motor 33 positioniert den Sensor an einem festgelegten innenliegenden/aussenliegenden Abstand von einer Menge an Blättern und repositioniert den Sensor, um die innenliegende/aussenliegende Position der nächsten Menge an Blättern zu erfassen. Die die Rotatorscheiben steuernden Motoren rotieren mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, um Blätter zu drehen. Je größer der Geschwindigkeitsunterschied ist, desto schneller wird das Medium gedreht.
Es ist ein Problem dieses Designs, dass sich die Scheiben in horizontaler Richtung drehen, während sich die Walzen in vertikaler Richtung drehen. Um eine übermäßige Relativbewegung (in der Querrichtung zum Prozess) zu verhindern, weist eine jede Scheibe einen scharfen Rand als Kontaktpunkt mit der Walze auf. Der Hochdruckspalt ist in 1 gezeigt und weist einen sehr kleinen Kontaktpunkt 13 zwischen der Scheibe 12 und der Walze 18 auf, sowie einen scharfen Kontaktpunkt 15 zwischen der Scheibe 14 und der Walze 16. Dadurch wird die Relativbewegung aufgrund des nur einen Radius effektiv verringert, wobei jedoch der Druck sehr hoch ist. Dieser hohe Druck ist notwendig, um Schlupf zu verhindern, jedoch werden dadurch bestimmte Medien, insbesondere beschichtete Blätter, markiert.
Folglich besteht immer noch eine Notwendigkeit für eine Lösung des Problems der übermäßigen Relativbewegung in gegenwärtigen Finisher-Transportmodulsystemen, um ein Markieren von einigen Arten von Medien zu vermeiden.
US 2,181,241 A beschreibt einen Papierblattzuführmechanismus Der Papierblattzuführmechanismus umfasst in Verbindung mit einem stationären horizontalen Blattzuführungstisch eine Führungsschiene zum Führen der Blätter, die darauf einstellbar ist, und eine Reihe von Drehelementen, die parallel zur Führungsschiene angeordnet sind und den Blättern einen Zug bieten können aufeinanderfolgende, im wesentlichen horizontale Drehflächen, die mit der Führungsschiene und der betätigten Schiene ausgerichtet sind, eine entsprechende Reihe von Wälzkörpern, die in einzelnem zusammenwirkendem Kontakt mit entsprechenden Drehelementen vor der Führungsschiene stehen, Mittel zum Einstellen der Wälzkörper relativ zu den Achsen der Drehelemente und auch unabhängig in Längsrichtung der Führungsschiene, wodurch die Berührungspunkte zwischen den Drehelementen und ihren zusammenwirkenden Wälzkörpern und dementsprechend beide Kontaktkräfte der Bleche ermöglicht werden mit der Schiene und der Vorschubgeschwindigkeit der Blätter nach Belieben gesteuert werden.
DE 10013815 A1 beschreibt einen Papier-Transportmechanismus. Der Mechanismus hat mindestens eine rechte und eine linke Transportrolle 5, 6, die sich mit identischen Geschwindigkeiten wie das Transportpapier drehen. Eine Antriebsvorrichtung neigt gleichzeitig die Rollen entlang einer Oberfläche des Papiers in die gleiche Richtung, so dass ihre Achsen parallel zueinander sind. Die Walzen können jeweils eine kurze 6 und eine lange 5 Walze sein, die konzentrisch angeordnet sind. Der Mechanismus hat mindestens eine rechte und eine linke Transportrolle 5, 6, die sich mit identischen Geschwindigkeiten wie das Transportpapier drehen. Eine Antriebsvorrichtung neigt gleichzeitig die Rollen entlang einer Oberfläche des Papiers in die gleiche Richtung, so dass ihre Achsen parallel zueinander sind. Die Walzen können jeweils eine kurze 6 und eine lange 5 Walze sein, die konzentrisch angeordnet sind.
JP H05-294500A beschreibt einen Papierförderer
DE 1729625 U beschreibt eine Zuführvorrichtung für Bogen aus Papier od. dgl. an Bogen be- bzw. verarbeitende Maschinen, insbesondere an Druckmaschinen aller Art.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Manipulieren von in einer Ebene geführten Medien zu verbessern. Diese Ziele werden durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 2 erreicht. Weitere vorteilhaftere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Figurenliste
Verschiedene der vorangehend genannten Merkmale und weitere Merkmale und Vorteile sind dem Fachmann aus den in den folgenden nachstehenden Beispielen beschriebenen und in den Ansprüchen definierten Vorrichtungen und deren Betrieb oder den beschriebenen oder in den Ansprüchen definierten Verfahren ersichtlich. Aus dieser Beschreibung zusammen mit den gezeichneten (nicht maßstabsgetreuen) Figuren sind Ausführungsformen besser verständlich, wobei:

1 eine teilweise Vorderansicht eines herkömmlichen Rotator-/Verschiebemechanismus für Blätter bzw. Bögen zur Verwendung in einem Finisher-Transportmodul darstellt;
2 eine teilweise perspektivische Ansicht eines verbesserten Rotator-/Verschiebemechanismus für Blätter bzw. Bögen entsprechend der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
3 eine teilweise Vorderansicht einer Anordnung von kegelförmigen Radverzahnungen des verbesserten Rotator-/Verschiebemechanismus für Blätter bzw. Bögen zeigt, der in 2 dargestellt ist.

Detaillierte Beschreibung
Die Figuren dienen lediglich der Anschauung und sind nicht beschränkend auszulegen, wobei 2 eine teilweise perspektivische Ansicht eines verbesserten Rotator-/Verschiebemechanismus für Blätter bzw. Bögen entsprechend der vorliegenden Offenbarung darstellt, der ein Drehen und Verschieben von Blättern bzw. Bögen in einem Finisher-Transportmodulsystem ermöglicht, ohne ein Medium zu markieren.
Eine Mehrzahl herkömmlicher Finisher-Transportmodulsysteme verwendet einen Dreh- und Verschiebemechanismus für Medien, der zwei Scheiben/Walzen-Paare zum erneuten Ausrichten transportierter Blätter aus einer Zentrums- in eine Seitenausrichtung gebraucht. Jedoch ist die Spaltbreite zwischen der Scheibe und der Walze bezogen auf den Scheibendurchmesser klein/dünn, um Schlupf zu vermeiden. Der sich ergebende hohe Spaltdruck erzeugt jedoch eine Markierung beschichteter Medien. Entsprechend der vorliegenden Offenbarung wurde die bis dato zur Manipulation von Blättern in Zuführtransportmodulen verwendete Kombination aus einer Scheibe mit einem flachen Walzenspalt durch ein Paar von zylinderförmigen Antriebsrollen mit gegenläufigen kugelförmigen Walzen ersetzt.
Wie in den 2 und 3 dargestellt ist, verhindert ein Dreh-/Verschiebemechanismus 50 für Blätter und Bögen eine Relativbewegung und auch einen hohen Druck an einem Kontaktspalt dadurch, dass wenigstens zwei zylinderförmige Antriebsrollen 51 und 53 vorgesehen sind, die mit gegenläufigen kugelförmigen Walzen 52 und 54 Spalte ausbilden, wobei die gegenläufigen kugelförmigen Walzen 52 und 54 in Gehäusen 55 und 56 aufgenommen sind und die Blätter zwischen Trageelementen 57 und 58 vorbeigeführt werden. Die Kugelwalzen sind über den entsprechenden Antriebsrollen 51 und 53 angeordnet, um eine Normalkraft bereitzustellen, die zum Antrieb von Blättern in eine beliebige Richtung notwendig ist. Die zylinderförmigen Antriebsrollen 51 und 53 sind auf drehbaren Stangen 60 und 61 gehaltert, so dass sie durch einen Motor M1 um eine vertikale Achse gedreht werden können, wobei die Stangen 60 und 61 mittels Lager 70 und 71 schwenkbar sind. Die zylinderförmigen Antriebsrollen 51 und 53 werden durch Antriebsrollen 80 und 81 mittels Stirnradverzahnungen 62 und 63 in einer horizontalen Ebene angetrieben, wobei die Stirnradverzahnungen 62 und 63 durch Motoren M1 und M2 betrieben werden.
Wie insbesondere aus der 3 ersichtlich ist, ist an der Stange 61 eine Kombination aus einer kegelförmigen Radverzahnung 66, beispielsweise eine Kegelradverzahnung, und einer Stirnradverzahnung 63 angebracht, die jedoch unabhängig voneinander drehbar sind. Die Stirnradverzahnung 68 und die kegelförmigen Radverzahnung 66 werden durch die Stirnradverzahnung 62 in Verbindung mit dem Motor M2 angetrieben und die Richtung dieser Leistungsübertragung wird dann durch Kontakt des konischen Bereichs der kegelförmigen Radverzahnung 66 mit der kegelförmigen Radverzahnung 67 um 90° versetzt. Dies treibt die Antriebsrolle 51 durch einen Kontaktdruck mit einer Zwischenrolle 80 an. Da die kegelförmige Rad-/Stirnradverzahnung 66, 68 bezüglich der Antriebsrollenstange 61 koaxial ausgerichtet ist, können die Antriebsrolle 51 und die Stange 61 um eine vertikale Achse gedreht werden, während die Antriebsrolle noch durch ihre eigene Achse mittels der Stirnradverzahnung 62 angetrieben wird. Mit der sich drehenden Stange 61 wird die Antriebsrolle 51 entsprechend beschleunigt oder abgebremst. Folglich kann die Geschwindigkeit des Motors M2, der mit der Stirnradverzahnung 62 in Verbindung steht, dementsprechend durch einen Firmwarecode (firmware) angepasst werden.
Es wird angemerkt, dass ein verbesserter Dreh-/Verschiebemechanismus zur Verwendung in einem Finisher-Transportmodulsystem offenbart wird, der eine Relativbewegung und einen hohen Druck auf einen Kontaktspalt durch Verwenden eines Zylinders und eines Kugelspalts vermeidet. Der Mechanismus verwendet eine Reihe von kegelförmigen Verzahnungen, beispielsweise Kegelverzahnung, wovon eines sich koaxial und unabhängig von den Antriebsrollenstangen dreht. Dadurch können die Antriebsrollen bezüglich ihrer eigenen Achse angetrieben werden, während gleichzeitig ein Drehen um die Drehachse der Stangen möglich ist. Über jeder Antriebsrolle ist eine Kugelwalze angeordnet, die die zur Führung eines Papiers in eine beliebige Richtung notwendige Normalkraft bereitstellt. Die Antriebsrollen werden vorteilhafterweise bezüglich ihres Zentrums angetrieben, während sie gleichzeitig und unabhängig um ihre vertikalen Achsen rotieren können. Unabhängige Antriebsgeschwindigkeiten ermöglichen ein Drehen von Papier, während ein Drehen um eine vertikale Achse ein Verschieben bzw. einen Versatz des Papiers ermöglicht. Folglich wird ein Verschieben, Vorrücken und Drehen von Blättern ohne Relativbewegung und ohne eine große Spaltoberfläche erreicht, wodurch ein Markieren von Medien verhindert wird.
Die Offenbarung umfasst eine verbesserte Dreh-/Versatzvorrichtung für Medien, die einen Zylinder auf einem Kugelspalt umfasst. Die Vorrichtung umfasst weiter eine Reihe von kegelförmigen Verzahnungen und/oder Stirnradverzahnungen, wobei eine davon bezüglich Antriebsrollenstangen koaxial ist und unabhängig rotiert. Dies ermöglicht ein Antreiben der Antriebsrollen um ihre eigene Achse, während gleichzeitig ein Drehen um die Achse der Rollenstangen möglich ist. Über einer jeden Antriebsrolle ist eine Kugelwalze vorgesehen. Diese stellt eine Normalkraft auf das Medium bereit. Folglich wird ein Verschieben, Vorrücken und Drehen von Blättern ohne Relativbewegung und ohne eine große Spaltoberfläche erreicht, wodurch ein Markieren von Medien verhindert wird.

Claims

Vorrichtung zum Manipulieren von in einer Ebene geführten Medien, umfassend: ein Paar von zylinderförmigen Antriebsrollen (51, 53), über welche die Medien geführt werden; eine erste Stange (60 und eine zweite Stange (61) jeweils zum Haltern einer jeden Antriebsrolle (51, 53); kugelförmige Walzenrollen (52, 54), die mit jeder zylinderförmigen Antriebsrolle (51, 53) Spalte ausbilden; und eine mit den Stangen (60, 61) verbundene Anordnung zum Drehen der zylinderförmigen Antriebsrollen (51, 52) in horizontalen und vertikalen Ebenen, wobei jede Antriebsrolle (51, 53) mit Zwischenrollen (80, 81) verbunden ist und durch diese angetrieben werden kann, jede Zwischenrolle (80, 81) in Verbindung mit einer ersten kegelförmigen Verzahnung (65, 67) steht, jede erste kegelförmige Verzahnung (65, 67) mit einer zweiten kegelförmigen Verzahnung (64, 66) verbunden ist, so dass sie antreibbar ist, wobei die zweite kegelförmige Verzahnung (64, 66) auf jeder Stange (60, 61) koaxial angeordnet ist, und die Vorrichtung ferner umfasst: eine mit der zweiten kegelförmigen Verzahnung (64, 66) verbundene erste Stirnradverzahnung (68), welche auf jeder Stange (60, 61) koaxial angeordnet ist, und wobei die erste und die zweite Stange (60, 61) jeweils drehbar ist und durch einen ersten Motor (M1) angetrieben wird, die erste Stirnradverzahnung (68) auf der zweiten Stange (61) durch einen zweiten Motor (M2) angetrieben wird, und die erste Stirnradverzahnung auf der ersten Stange (60) durch einen dritten Motor (M3) angetrieben wird, so dass Medien in einer horizontalen Ebene führbar sind.
Verfahren zum Steuern einer Orientierung und einer Ausrichtung von durch eine Vorrichtung zum Manipulieren von in einer Ebene geführten Medien, umfassend: Bereitstellen eines Paares von zylinderförmigen Antriebsrollen (51, 53), über welche die Medien geführt werden; Bereitstellen einer ersten Stange (60 und einer zweiten Stange (61) jeweils zum Haltern einer jeden Antriebsrolle (51, 53); Bereitstellen kugelförmiger Walzenrollen (52, 54), die mit jeder zylinderförmigen Antriebsrolle (51, 53) eine Spalte ausbilden; und Bereitstellen einer mit den Stangen (60, 61) verbundenen Anordnung zum Drehen der zylinderförmigen Antriebsrollen (51, 52) in horizontalen und vertikalen Ebenen, wobei jede Antriebsrolle (51, 53) mit Zwischenrollen (80, 81) verbunden ist und durch diese angetrieben werden kann, jede Zwischenrolle (80, 81) in Verbindung mit einer ersten kegelförmigen Verzahnung (65, 67) steht, jede erste kegelförmige Verzahnung (65, 67) mit einer zweiten kegelförmigen Verzahnung (64, 66) verbunden ist, so dass sie antreibbar ist, wobei die zweite kegelförmige Verzahnung (64, 66) auf jeder Stange (60, 61) koaxial angeordnet ist, und das Verfahren ferner umfasst: Bereitstellen einer mit der zweiten kegelförmigen Verzahnung (64, 66) verbundene erste Stirnradverzahnung (68), welche auf jeder Stange (60, 61) koaxial angeordnet ist, und wobei die erste und die zweite Stange (60, 61) jeweils drehbar ist und durch einen ersten Motor (M1) angetrieben wird, die erste Stirnradverzahnung (68) auf der zweiten Stange (61) durch einen zweiten Motor (M2) angetrieben wird, und die erste Stirnradverzahnung auf der ersten Stange (60) durch einen dritten Motor (M3) angetrieben wird, so dass Medien in einer horizontalen Ebene führbar sind.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Drehen der Antriebsrollen (51, 53) bezüglich ihrer eigenen Achse und bezüglich einer vertikalen Achse während gleichzeitig durch die kugelförmigen Walzenrollen (52, 54) Spaltkräfte bereitgestellt werden.