Die Erfindung betrifft ein Nummerierwerk mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Nummerierwerke finden dann Anwendung, wenn fortlaufende oder zufällig bestimmte Seriennummern auf ein gedrucktes Objekt, insbesondere ein Dokument aufgebracht werden sollen, beispielsweise beim Druck von Scheckvordrucken, Geldscheinen oder Ausweispapieren. Ein typisches Beispiel für ein derartiges Nummerierwerk ist die Leibinger PC LEN Einrichtung , die beispielsweise in Druckmaschinen vom Typ Heidelberg GTOZ-NN-52 zum Drucken von Schecks Verwendung findet. Informationen zu diesen Vorrichtungen sind z.B. dem Prospekt "High Security Numbering" der Firma Leibinger zu entnehmen.
Das genannte Nummerierwerk hat ein Gehäuse mit einer zur Wartung, Reinigung oder zum Austausch mit einem anderen Zeichensatz herausnehmbar in dem Gehäuse angeordnete Räderachse, auf der mehrere Ziffernräder drehbar angeordnet sind. Es wird angemerkt, dass die Bezeichnung "Ziffernrad" stellt im Sinne dieser Patentschrift keine Beschränkung auf Ziffern dar, der Begriff wird vielmehr synonym zur Bezeichnung "Typenrad" verwendet.
Die einfache Herausnehmbarkeit der Räderachse ist wichtig, um die nach dem Druckprozess notwendige Reinigung und Wartungsarbeiten durchführen zu können.
Die Ziffernräder sind jeweils einzeln verstellbar und mindestens ein Ziffernrad ist über ein dem Ziffernrad zugeordnetes Zahnrad antreibbar. Das Nummerierwerk besitzt für jedes mit einer Antriebseinheit verbundene Ziffernrad eine Antriebswelle mit einem mit der Antriebswelle verbundenen Antriebsritzel, so dass eine schnelle Einstellung einer gewünschten Zeichenkombination gewährleistet ist.
Beim üblichen Einsatz derartiger Nummerierwerke sind oftmals eine Mehrzahl von Nummerierwerken auf einer Welle einer Druckmaschine angeordnet, damit ein schneller und kontinuierlicher Druckprozess möglich wird. Je voluminöser die einzelnen Nummerierwerke sind, desto größer ist der minimale Abstand zwischen Seriennummern, die mit zwei benachbart zueinander auf einer Welle angeordneten Nummerierwerken aufgedruckt werden können. Je mehr Ziffernräder auf der Räderachse angeordnet sind, desto mehr verschärft sich das Problem, da immer mehr Antriebsachsen - und im Fall von durch Motoren angetriebenen Nummerierwerken auch immer mehr Motoren - auf gegebenem Raum angeordnet werden müssen.
Daraus ergibt sich das Bestreben, Nummerierwerke mit einer möglichst kompakten Bauform bereitzustellen, um auch Ziffernfolgen auf gedrängten kleinen Formaten aufzubringen.
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein kompaktes Nummerierwerk, das eine einfache Reinigung und Wartung der Räderachse mit Ziffernradsatz erlaubt, bereitzustellen, das ferner eine schnelle Einstellung der zu druckenden Zeichenkombination ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch ein Nummerierwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Nummerierwerk besitzt ein Gehäuse mit einer herausnehmbar in dem Gehäuse angeordneten Räderachse, auf der mehrere Ziffernräder drehbar angeordnet sind. Durch die Herausnehmbarkeit der Räderachse mit Ziffernrädern ist die einfache Reinigung und Wartung dieser mechanischen Bauteile gewährleistet.
Die Ziffernräder sind jeweils einzeln über ein dem Ziffernrad zugeordnetes Zahnrad antreibbar, wobei das Nummerierwerk für jedes mit einer Antriebseinheit verbundene Ziffernrad eine Antriebswelle mit einem mit der Antriebswelle verbundenen Antriebsritzel aufweist, so dass eine schnelle Einstellung der zu druckenden Zeichenkombination ermöglicht wird. Eine Zuordnung des Ziffernrads zum Zahnrad liegt insbesondere dann vor, wenn Ziffernrad und Zahnrad nicht unabhängig voneinander gedreht werden können, so dass jede Drehung des Ziffernrads auch eine Drehung des Zahnrads um einen gleichen oder verschiedenen Winkel (Übersetzung) mit sich bringt.
Erfindungswesentlich ist, dass mindestens eine verlagerbare Antriebswelle vorgesehen ist, die aus einer Betriebsposition, in der das Ziffernrad durch die verlagerbare Antriebswelle in Drehung versetzbar ist, in eine Entnahmeposition, in der die verlagerbare Antriebswelle das Ziffernrad und die Räderachse freigibt, überführbar ist. Das Vorsehen einer derartigen verlagerbaren Antriebswelle, die insbesondere relativ zur Räderachse schwenkbar oder verschiebbar angeordnet sein kann, ermöglicht es, Antriebswellen in Bereichen des Nummerierwerks anzuordnen, die bislang nicht belegt werden konnten, um die einfache und problemlose Herausnehmbarkeit der Räderachse ohne die Notwendigkeit, einzelne Antriebskomponenten vom Nummerierwerk abmontieren zu müssen, zu gewährleisten. Insbesondere kann dies z.B. durch eine wegklappbare oder verschiebbare Antriebswelle erreicht werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rotationsachsen der Antriebswellen auf einem Segment eines Kreises liegen, wenn die verlagerbaren Antriebswellen sich in Betriebsposition befinden. Dies ist der Fall, weil das Kreissegment ein besonders vorteilhaftes Verhältnis zwischen bereitgestellter Fläche und gegebenem Umfang bietet. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Mittelpunkt des Kreises, auf dessen Segment die Rotationsachsen der Antriebswellen liegen, auf der Drehachse der Ziffernräder liegt. Bei Anordnung mehrerer Nummerierwerke auf einer Welle führt diese geometrische Bedingung dazu, dass der Abstand zwischen der gerade eingestellten Zeichenkombination und der Drehachse der Welle verringert werden kann, was das Bedrucken kleinflächiger Objekte erlaubt, ohne Einschränkungen in der Zahl der betreibbaren Antriebsachsen zu bewirken, da die Anordnung von Antriebsachsen unterhalb der Räderachse möglich bleibt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Kreissegment einen Winkelbereich > 180° überdeckt. Insbesondere ist ein möglichst vollständiges Umgeben der Räderachse, das allerdings noch den Druck der eingestellten Zeichenkombination zulassen muss, mit Antriebsachsen vorteilhaft, um bei minimalem Platzbedarf eine maximale Anzahl von Ziffernrädern antreiben zu können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Gehäuse einen Deckel auf, und ist die verlagerbare Antriebswelle durch Öffnen des Deckels in die Entnahmeposition überführbar. Insbesondere können verlagerbare Antriebswellen im Deckel gelagert sein, so dass sie durch ein Aufklappen eines mit dem Gehäuse drehbar verbundenen Deckels oder ein Abziehen eines vom Gehäuse separierbaren Deckels entfernt werden können. Vorteilhafterweise kann in den Deckel eine Werkabdeckung integriert sein.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Hintergreifer zur Arretierung eines Ziffernrads vorgesehen ist, der einen Abschnitt aufweist, der in Zwischenräume zwischen den Zähnen des dem Ziffernrad zugeordneten Zahnrads von außen, d.h. von den Spitzen der Zähne des Zahnrads her, zumindest teilweise eingreift. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kompakte Bauform der Räderachse und trägt somit ebenfalls dazu bei, Nummerierwerke möglichst kompakt zu gestalten.
Bei dieser Ausgestaltung übernimmt das Zahnrad eine Doppelfunktion: Einerseits die Übertragung der Antriebsbewegung, insbesondere über das Antriebsritzel und andererseits die exakte Positionierung und das Halten des Ziffernrads durch den Hintergreifer, insbesondere einen linear arbeitenden Hintergreifer. Diese Doppelfunktion ermöglicht es, den Raum zwischen den einzelnen auf dem Ziffernrad eingebrachten Gravuren zu minimieren.
Vorteilhaft ist weiter, eine elektromechanische Entlastungsvorrichtung für die Hintergreifer vorzusehen. Dies ermöglicht es, schwächere und damit kompaktere Motoren für den Antrieb einzusetzen. Insbesondere kann eine bevorzugte elektromechanische Entlastungsvorrichtung so ausgeführt sein, dass die Hintergreifer eine Druckfeder als Hintergreiferfeder aufweisen, die in einer Basisaufnahme gelagert ist und dass die Basisaufnahme über eine Exzenterwelle für die gesamte Reihe, Teile der Reihe oder einzeln absenkbar ist.
Es hat sich gezeigt, dass es von Vorteil ist, wenn der Abschnitt des Hintergreifers, der in Zwischenräume zwischen den Zähnen des dem Ziffernrad zugeordneten Zahnrads von außen zumindest teilweise eingreift, eine Krümmung mit einem Radius aufweist, der größer als der Radius einer Krümmung ist, die die Spitzen von Zähnen des dem Ziffernrad zugeordneten Zahnrads aufweisen, insbesondere größer als das Fünffache ist und der Modul der Verzahnung des Zahnrads im Wesentlichen etwa die Hälfte des Radius des Hintergreifers ist, da diese Ausgestaltung ein geeignetes Verhältnis der Antriebskraft und Positionierkraft darstellt und ein optimales Verschleißverhalten ermöglicht.
Zweckmäßigerweise ist bei einem vorteilhaften Nummerierwerk zum Antreiben jeder Antriebswelle jeweils ein Servo-Getriebemotor vorgesehen, insbesondere dann mit einer kompakten Bauform in Einklang zu bringen ist, wenn er so angeordnet ist, dass die Drehachse des Rotors des Servo-Getriebemotors mit der Drehachse der jeweiligen Antriebswelle zusammenfällt. Besonders platzsparend ist eine derartige Ausführungsform, wenn die Servo-Getriebemotoren teilweise in das Gehäuse eintauchen. Eine weitere platzsparende Maßnahme, die alternativ oder kumulativ dazu getroffen werden kann ist, dass auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses Servo-Getriebemotoren für unterschiedliche Antriebswellen angeordnet sind.
Ein besonders vorteilhaft ansteuerbares Nummerierwerk erhält man, wenn die Anzahl der Zähne am Zahnrad ein ganzzahliges Vielfaches der Ziffernanzahl der jeweiligen Ziffernräder ist.
Eine weitere, kumulativ oder alternativ zur vorstehend genannten Ausgestaltung vorsehbare Möglichkeit, ein einfach ansteuerbares Nummerierwerk zu erhalten liegt darin, vorzusehen, dass die Gesamtübersetzung des Antriebs ganzzahlig teilbar durch die Ziffernanzahl der jeweiligen Ziffernräder ist.
Vorteilhafterweise ist ferner, wenn im Gehäuse eine integrierte Elektronik zur Steuerung des Nummerierwerks angeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dabei eine Softwaresteuerung mit einem adaptiven Algorithmus, der Parameter des Nummerierwerks im Betrieb überwacht und adaptiv nachjustiert vorgesehen ist, ermöglicht wird.
Exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigt:
Gleiche Bauteile gleicher Ausführungsformen sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
In einer kreissegmentförmigen Aussparung 106 im Gehäuse 101 kann, wie in der Darstellung der
Außen am Gehäuse 101 sind fünf Servo-Getriebemotoren 109 angeordnet, am Gehäusedeckel 102 zwei weitere Servo-Getriebemotoren 110. Zahl und Aufteilung der Servo-Getriebemotoren 109,110 kann angepasst werden, um die gewünschte Zahl von Ziffernrädern 108 auf der Räderachse 107 anzutreiben. Grundsätzlich können erfindungsgemäße Nummerierwerke auch ohne Einsatz von Motoren von Hand eingestellt werden, was sowohl unter Verwendung von Antriebswellen 111,112 als auch durch direkte Manipulation des entsprechenden Ziffernrads 108 geschehen kann, so dass insbesondere die in
Wie in der Darstellung des Nummerierwerks 100 in
Wie aus der Querschnittsdarstellung der
Aus
Die einzelnen Ziffernräder 108 werden durch drehfest mit ihnen verbundene Zahnräder 114, in die die entsprechenden Antriebsritzel 113 eingreifen, angetrieben. Zum Einstellen einer gewünschten Zeichenkombination können die einzelnen Ziffernräder 108 somit durch die ihnen über die Zahnräder 114, Antriebsritzel 113 und Antriebswellen 111,112 zugeordneten Servo-Getriebemotoren in die gewünschte Position gefahren werden.
Um sicherzustellen, dass die Ziffernräder 108 in der gewünschten Position bleiben, ist in der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 bis 3 ein optionaler Hintergreifer 115 vorgesehen, der einen Abschnitt 116 aufweist, der in Zwischenräume 117 zwischen den Zähnen des dem Ziffernrad 108 zugeordneten Zahnrads 114 von außen teilweise eingreift. Der Abschnitt 116 ist in einer Hintergreiferführung 118 geführt, so dass auch bei Rotation des Zahnrads 114 lediglich eine lineare Bewegung möglich ist und ein seitliches Ausweichen des Hintergreifers 115 in Rotationsrichtung des Zahnrads 114 verhindert wird und durch eine Hintergreifersicherung 119 gesichtert. Der Hintergreifer 115 wird durch eine auf einer Abstützplatte 120 abgestützte Druckfeder 121 an das Zahnrad 114 gedrückt und wirkt so der Zahnradbewegung entgegen. Diese Druckfeder 121 stellt die Hintergreiferfeder dar. Wird das Zahnrad 114 jedoch angetrieben, wird der Hintergreifer 115 entgegen der Federkraft zurückgedrückt und erlaubt das Durchrutschen eines Zahns 122 des Zahrads 114, sofern diese Bewegung nicht durch Vorschieben eines Sperrschiebers 123 verhindert wird.
Der Abschnitt 116 des Hintergreifers 115, der in Zwischenräume 117 zwischen den Zähnen 122 des dem Ziffernrad 108 zugeordneten Zahnrads 114 von außen zumindest teilweise eingreift weist eine erste Krümmung R1 mit einem Radius auf, der größer als der Radius einer Krümmung R2 ist, die die Spitzen von Zähnen 117 des dem Ziffernrad 108 zugeordneten Zahnrads aufweisen, insbesondere größer als das Fünffache ist und der Modul der Verzahnung des Zahnrads 114 im Wesentlichen etwa die Hälfte des Radius R1 des Abschnitts 116 Hintergreifers 115 ist. Diese Ausgestaltung ermöglicht ein geeignetes Verhältnis der Antriebskraft und Positionierkraft darstellt und ein optimales Verschleißverhalten.
Durch die Anordnung der Antriebswellen 112 in dem klappbaren Deckel 102 und ihre dadurch gegebenen Verlagerbarkeit wird somit ermöglicht, Antriebswellen 112 im Betriebszustand so anzuordnen, dass sie ein Herausnehmen der Räderachse 107 verhindern, aber gleichzeitig bei Verlagerung in die Entnahmeposition, die bei aufgeklapptem Deckel 102 erreicht ist, die einfache Herausnehmbarkeit der Räderachse 107 gewährleistet ist.
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