DE1908270C3 - Abwickelvorrichtung für in Rollenform bereitgestellten Papiervorrat, insbesondere für Schnelldrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufwickelvorrichtung für in Rollenform bereitgestellten Papiervorrat, insbesondere für Schnelldrucker, bei der zur Erzeugung eines konstanten Papierzuges zwischen der Papierrolle und der Druckvorrichtung ein Schlaufenzieher zur Bildung einer Papierschlaufe vorgesehen ist, bei der die auf einer Spindel befestigte Papierrolle durch eine vom Schlaufenzieher in Abhängigkeit der Größe der Papierschlaufe gesteuerte Bremse abbrembsbar ist und bei der der Schlaufenzieher über eine Zugfeder so mit einem Gehäuseteil verbunden ist, daß die Federkraft der Zugfeder der Zugkraft der Papierbahn entgegenwirkt

Schnelldruckern, wie sie beispielsweise in Datenverarbeitungsanlagen eingesetzt werden, wird das Papier vorzugsweise von Faltstapeln oder Rollen zugeführt Während bei Faltstapeln nur das oberste Blatt des Stapels und die zwischen diesem und der Vorschubeinrichtung befindliche relativ kleine Papiermenge zu beschleunigen ist muß bei rollenförmigen Papiervorrat die gesamte Vorratsmenge beschleunigt werden. Für die üblichen schrittweise arbeitenden Vorschubeinrich tungen ist ein geringer und in relativ engen Grenzen konstanter Papierzug erforderlich, wenn der gewünschte gleichmäßige Zeilenabstand eingehalten werden soll. Darüber hinaus darf der Papierzug nicht zu groß wer den. da sonst die Gefahr besteht, daß die Mitnahmelochungen lies Papieres in der Vorschubeinrichtung des Schnelldruckers einreißen oder daß bei Friktionsantrieb das Papier in der Vorschubrichtung durchrutscht.

Aus dem DT-Gbm 1 942 745 ist eine Papierrollenabzugsvorrichtung für schnelldruckende Rechen- und Buchungsmaschinen bekanntgeworden, bei der zwischen dem Schreibwalzenantrieb und der Papierrolle eine Pendelbrücke angeordnet ist, die eine Papierstreifenschlaufe bildet. Die Länge dieser Papierschlaufe reicht für einen Papiertransport über mehrere Zeilen aus. Ein Nachteil dieser Abwickelvorrichtung besteht darin, daß die Papierrolle — wenn sie einmal beschleunigt worden ist — unkontrolliert weiter läuft und somit eventuell mehr Papier liefert als von der Druckeinrichtung benötigt wird.

Es ist weiterhin eine Abwickelvorrichtung für in Rollenform bereitgestellten Papiervorrat bekanntgeworden (USA.-Patentschrift 1 539 244), bei der zum Verhindern einer stoßweisen Belastung der Papierbahn zwischen der Papierrolle und der Druckvorrichtung eine Papierschlaufe gebildet wird. Die Papierrolle ist auf einer Spindel befestigt, die durch eine mechanische Reibungsbremse abgebremst werden karji. Die Papierbahn läuft über einen Schlaufenzieher, der in Abhängigkeit von der Größe der Papierschlaufe die mechanische Bremse steuert. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß die mechanische Reibungsbremse die Papierbahn nicht schnell genug abbremsen kann, was bei großer Papiergeschwindigkeit, wie sie z. B. bei Schnelldruckern auftritt, ungünstig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Abwickelvorrichtung anzugeben, bei der auch bei höheren Papiergeschwindigkeiten der Papierzug an der dem Druckwerk zugeführten Papierbahn möglichst konstant bleibt und bei der hierbei die Schalthäufigkeit der Bremse herabgesetzt wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bremse als Ruhestrommagnet ausgebildet ist, die über eine vom Schlaufenzieher betätigbare elektrische Schalteinrichtung zur Bremsung der Papierrolle aus und zu deren Freigabe einschaltbar ist, derart, daß die Ruhestrommagnetbremse bei einer größeren Papierschlaufe ein- als ausschaltbar ist, und daß die Zugfeder so am Schlaufenzieher angeordnet ist daß der durch den Schlaufenzieher auf die Papierbahn aus-

geübte Zug unabhängig von der Größe der Papierschlaufe konstant bleibt

Damit wird also eine bestimmte Papiervorratsmenge zwischengespeichert und gleichzeitig die Bremse entsprechend gesteuert.

Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird an Hand vcn Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Darstellung der Gesamtanordnung,

F i g. 2 ein Diagramm, in dem das Bremsmoment in Abhängigkeit des Speicherinhaltes für die Anordnung der F i g. 1 gezeigt ist,

F i g 3 eine Ausbildung des Schlaufenziehers,

F i g. 4 eine weitere Ausbildung des Schlaufenziehers,

F i g. 5 ein Diagramm, in dem der Papierzug in Abhängigkeit dos Speicherinhaltes gezeigt ist,

F i g. 6 ein Diagramm, in dem das Bremsmoment in Abhängigkeit des Speicherinhaltes bei Hysterese dargestellt ist.

F i g. 7 einen Schlaufenzieher in Verbindung mit einer Schalteinrichtung, mit der die Bremse ein- und ausgeschaltet wird,

F i g. 8 den Schlaufenzieher mit einer weiteren Schaltanordnung, mit der die Bremse ein- und ausgeschaltet wird,

F i g. 9 die elektrische Schaltung zu der F i g. 8.

Fig. 10 einen Schlaufenzieher mit einer weiteren Schaltanordnung, mit der die Bremse ein- und ausgeschaltet wird, 3c

F 1 g. 11 die elektrische Schaltung zu F i g. 10,

Fig. 12 eine andere elektrische Schaltung zum Ein- und Ausschalten der Bremse,

Fig. 13 den Schlaufenzieher in Verbindung mit einem Papierendeschalter. 3;

In den Figuren sind übereinstimmende Teile mit gleichen Bezugszeichen benannt.

Die erfindungsgemäße Abwickelvorrichtung (F i g. 1) besteht zur Aufnahme einer Papierrolle 10 aus einer leichtgängig gelagerten Spindel 12, die von einer schaltbaren Bremse 14 am Abrollen gehindert wird, aus einem Schlaufenzieher 16 sowie aus einer Umlenkrolle 18. Der Schlaufenzieher 16 ist durch eine Feder 20 angefedert, deren Federkraft der Zugkraft der Papierbahn 22 entgegenwirkt. Das Papier 22 läuft von der Papierrolle 10 über die Umlenkrolle 18 und den Schlaufenzieher 16 in die Druckvorrichtung. Es wird dabei ein Zwischenspeicher in der Form einer fupierschlaufe gebildet, aus dem der Drucker das Papiei bezieht.

Die Brenue 14 besitzt einen Bremsbacken 24. der an einer Bremstrommel 25 angreift. Sie wird vom Schlaufenzieher 16 so geschaltet, daß ober- und unterhalb des Sclidltpunktes noch ein ausreichendes Speichervolumen vorhanden ist. Wird vom Drucker Papier gefordert, so bewegt sich der Schlaufenzieher 16 gegen den Federzug der Feder 20 nach oben und löst in der Stellung B die bisher im Eingriff befindliche Bremse 14. Durch den Papierzug läuft nun von der Papierrolle 10 Papier ab. Die Schlaufengröße zwischen dem Schaltpunkt Sund der Schlaufenzieherendlage A muß so ausgelegt sein, daß hieraus die größtmögliche Differenz zwischen der vom Drucker benötigten und der von der Papierrolle 10 ablaufenden Papierlänge bestritten werden kann. Spätestens dann, wenn der Schlaufenzieher 16 die Endlage A erreicht hat, muß der Papierzug die Papierrolle 10 auf eine Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt haben, die mindestens genauso groß ist wie die Papiergeschwindigkeit im Druckereinlauf. Von diesem Zeitpunkt an bewegt sich der Schlaulenzieher 1» abwärts. Hierbei wird die Papierrolle 10 weiter be schleunigt bis der Schlaufenzieher 16 im Schaltpunkt I die Bremse zum Einsatz bringt. Bei weiterem Papierbe darf läuft der Schlaufenzieher 16 wieder aufwärts, se daß sich der beschriebene Ablauf wiederholen kann Nach dem Aussetztn des Papiervorschubs im Druckei läuft der Schlaufenzieher 16 über den Schaltpunkt / abwärts bis die Bremse 14 die Rotationsenergie dei Vorratsrolle 10 abgefangen hat. Der Speicherinhal vom Schaltpunkt B bis zur Schlaufenzieherendlage C muß so ausgelegt sein, daß er ciie während des Brems Vorganges von der Papierrolle 10 ablaufende Papier länge aufnehmen kann. Dadurch wird die Papierbahr vom Schlaufenzieher 16 ständig unter Spannung gehal ten.

Um den Speicherinhalt zwischen dem Schaltpunkt Z und der Schlaufenzieherendlage C klein zu halten, is eine steile Einschaltcharakteristik der Bremse 24 wün sehenswert Mit Rücksicht auf den Zeilenstand muC eine geringe Rückwirkung der Bremsbetätigung au den Papierzug gefordert werden.

Eine steiie Einschaltcharakteristik der Bremse laß; sich durch elektromagnetische Bremsen erreichen, de ren Schalter eine wesentlich geringere Betätigungsarbeit als z. B. mechanische Bremsen erfordern. Ein Bei spiel einer elektromagnetischen Bremse ist in dei F i g. 1 dargestellt. Es ist hier eine Ruhestrommagnet bremse gezeigt. Durch den Schlaufenzieher 16 wird eir Ruhekontakt 30 betätigt. Wenn der Ruhekontakt 30 ge schlossen ist. fließt ein Strom von einer Spannungsquel le UG über den Ruhekontakt 30, die Wicklung eine« Magneten 32 und dann zur Spannungsquelle UG zurück. Der Magnet 32 ist einerseits mit der Bremse 14 verbunden, andererseits an seiner entgegengesetzter Seite über eine Feder 34 z. B. an einem festen Gehäuseteil befestigt. Im Ruhezustand, wenn sich der Schlaufenzieher 16 in der Lage C befindet, ist der Ruhekontaki 30 geöffnet Durch die Feder 34 wird über den Magneten 32 auf die Bremse 14 eine solche Kraft ausgeübt daß der Bremsbacken 24 an der Spindel 12 anliegt Wird vom Drucker Papier angefordert, dann wanden der Schlaufenzieher 16 in seine Stellung B. In diesen" Augenblick wird der Ruhekontakt 30 geschlossen, e; kann ein Strom von der Spannungsquelle UG über die Wicklung des Magneten 32 fließen. Der Magnet 3i wird in die Wicklung hineingezogen und damit dei Bremsbacken 24 von der Spindel 12 abgehoben. Die Papierrolle 10 kann nun frei laufen. Aus F i g. 2 ergib sich die Einschaltcharakteristik der elektromagnet! sehen Bremse. Zwischen der Stellung A und der Stel lung B des Schlaufenziehers 16 ist der Ruhekontakt 3( geschlossen, d. h. der Bremsbacken 24 abgehobei;. Er reicht der Schlaufenzieher 16 die Stellung B, so wire der Ruhekontakt 30 geöffnet, die Bremse 14 übt danr sofort ihre ganze Bremswirkung auf die Spindel 12 aus.

Es könnte statt der Ruhestrombremse auch eine Ar beitsstrommagnetbremse verwendet werden. Danr wäre der Kontakt 30 im Bereich ß/Cdes Schlaufenzie hers 16 geschlossen, im Bereich BIA geöffnet. Die Ar beitsstrommagnetbremse hat gegenüber der Ruhestrommagnetbremse einen Nachteil, der darin liegt, daC bei Beendigung des Betriebes die Bremse wirkungslos wird und unter der Zugkraft des Schlaufenziehers 16 die Papierrolle 10 unkontrolliert ablaufen kann.

Der Schlaufenzieher 16 besteht aus einem Arm 40, einer Rolle 42 und einer Feder 20. Der Arm 40 ist an seinem einen Ende drehbar gelagert; an seinem ande-

ren Ende, senkrecht zu der Achse des Armes, befindet sich die Rolle 42. Durch sie wird die Papierbahn umge lenkt. Die Feder 20 ist an den Arm 40 und an einem festen Gehäuseteil befestigt. Ihre Federkraft wirkt der Zugkraft der Papierbahn entgegen.

Die Feder 20 hat einen sehr großen Einfluß darauf, daß der Papierzug, unabhängig von der Größe der Papierschlaufe, konstant bleibt. Dazu kann die Feder 20 als Zugfeder ausgebildet werden, die über eine Kurvenscheibe 44 am Schlaufenzieher 16 angreift. Die Kurvenscheibe muß so ausgelegt sein, daß in jeder Stellung des Schlaufenziehers das Produkt aus Federkraft Hebelarm M = dem Produkt 2 · Papierzug · Hebelarm N ist (F i g. 3). Die Abhängigkeit des Papierzuges vom Speicherinhalt ist für die Anordnung der F i g. 3 in dem Diagramm der F i g. 5 mit der gestrichelten Linie dar gestellt.

Eine billigere Lösung läßt sich gemäß F i g. 4 durch eine entsprechende Wahl des Federeinhängepunktes erreichen. Auch hier ist die Feder 20 eine Zugfeder. Sie ist am gelagerten Ende des Armes 40 so befestigt, daß die Verbindungslinie zwischen Federeinhängepunkt und Lagerpunkt des Armes einen spitzen Winkel mn dem Arm 40 bildet. Wie die strichpunktierte Linie in der F i g. 5 zeigt, ist bei dieser Lösung der Papierzug nicht immer konstant. Die strichpunktierte Linie schneidet die gestrichelte Linie in zwei Punkten. In den übrigen Stellungen ergeben sich zwar noch Unterschiede zu der gestrichelten Linie, doch lassen sich diese bei entsprechender Dirnensionierung genügend klein hai ten.

Wenn der Schlaufenzieher das Ein- und Ausschalten der Bremse in der gleichen Stellung bewirkt, kommt es bei kontinuierlichem Druckbetrieb zu einer hohen Schalthäufigkeit. Dies führt zu erhöhtem Verschleiß von Bremse und Schalter. Durch Überlappung von Ein- und Ausschaltpunkt (Hysterese) kann diese Schalthäufigkeit herabgesetzt werden. Dabei muß allerdings der Speicherinhalt um den Betrag der Überlappung ver größert werden, so daß zwischen Hysteresis und Speicherinhalt ein Kompromiß zu schließen ist. In F i g. 6 ist für diesen Fall das Bremsmoment in Abhängigkeit des Speicherinhaltes gezeigt. In der Stellung B des Schlaufenziehers 16 liegt die Bremse an der Spindel 12 an, in der Stellung B des Schlaufenziehers wird die Bremse gelöst.

Eine gewisse Überlappung ergibt sich bereits durch Verwendung eines Mikroschalters durch dessen natürliche Hysteresis. Diese Schalthysteresis ist jedoch meist sehr klein. Bessere Lösungen sind in den F i g. 7 bis 11 dargestellt. Eine große Hysteresis ist mit einem bistabilen Kippschalter 50 in Verbindung mit einer Schaltgabel 52 gemäß F i g. 7 zu erreichen. Der Kippschalter 50 ist so beschaffen, daß er in jeder seiner beiden Schaltlagen selbständig verharrt. Die Schaltgabel 52 ist so auss gebildet, daß der Schlaufenzieher zwischen Einschaltpunkt ßund Ausschaltepunkt B den gewünschten Weg zurücklegt. Das eine Ende des Schlaufenziehers 16 gleitet an der Gabel 52 entlang und schaltet dadurch den Kippschalter 50 von seiner einen Lage in die andere

ίο und umgekehrt.

Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von zwei Schaltern 54, 56 und einem speichernden Schaltelement, das beispielsweise ein Relais sein kann (F i g. 8, F i g. 9). Die F i g. 9 zeit die elektrische Schaltung. Sie besteht aus einem Relais 58, Relaiskontakt 60 und 62, Schalter 54 und 56 und der Bremse 14. Die Bremse 14 liegt an der Spannung U. Sie wird dann eingeschaltet, wenn die Schalter 54 und 56 in der Stellung »Ein«, aber erst dann ausgeschaltet, wenn beide Schalter in der Stellung »Aus« sind. Eine Anordnung für ein entsprechendes Schaltelement mit bistabilen Schaltverhalten, 7. B ein gepoltes Relais, zeigt Fig. 10 und 11. Hier sind wiederum zwei Schalter 70. 72 notwendig, die von dem einen Ende des Schlaufenziehers 16 betätigt

2fi werden. Die elektrische Schaltung in F i g. 11 besteht aus einem gepolten Relais 74, einem Relaiskontakt 76. Schaltern 70 und 72 und der Bremse 14. Betätigt der Schlaufenzieher 16 den Schalter 70. so schaltet das Relais 74 über den Schaltkontakt 76 die Bremse 14 ein.

Erst mit der Betätigung des Schalters 72 wird die Bremse 14 wieder ausgeschaltet.

Außer der bisher beschriebenen wegabhängigen Hysteresis läßt sich durch Zuschalten von RC-Gliedern gemäß F i g. 12 eine zeitabhängige Hysteresis erzielen.

Die Spannungsquelle Ll lädt über den Widerstand R den Kondensator C auf und betätigt gleichzeitig die Bremse. Wird der Schalter 80 geöffnet, entlädt sich der Kondensator Cüberdie Bremse.

Für Datendrucker ist außerdem die rechtzeitige Papierendemeldung von großer Bedeutung, damit ein begonnener Datenblock noch vollständig ausgedruckt werden kann. Diese Papierendemeldung kann direkt vom Schlaufcnzieher 16 abgenommen werden, wodurch ein eigener, den Durchmesser der Papierrolle ab tastender Fühlhebel nicht benötigt wird. Hierzu muC der Schlaufenzieherweg über die Stellung C hinwef nach unten erweitert werden (F i g. 13). Bei Papierendt oder gerissener Papierbahn fällt der angefedert* Schlaufenzieher 16 in die untere Lage und betätigt da bei einen Papierendeschalter 82. Gleichzeitig trifft de Schlaufenzieher 16 auf einen Endanschlag 84 auf.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims (6)

Patentansprüche:

1. Abwickelvorrichtung für in Roüenform bereitgestellten Papiervorrat, insbesondere füi Schnelldrucker, bei der zur Erzeugung eines konstanten Papierzuges zwischen der Papierrolle und Druckvorrichtung ein Schlaufenzieher zur Bildung einer Papierschlaufe vorgesehen ist, bei der die auf einer Spindel befestigte Papierrolle durch ein vom Schlaufenzieher in Abhängigkeit der Größe der Papierschlaufe gesteuerte Bremse abbremsbar ist und bei der der Schlaufenzieher über eine Zugfeder so mit einem Gehäuseteil verbunden ist daß die Federkraft der Zugfeder der Zugkraft der Papierbahn entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse als Ruhestrommagnetbremse ausgebildet ist, die über eine vom Schlaufenzieher (16) betätigbare elektrische Schalteinrichtung zur Bremsung der Papierrolle aus- und zu deren Freigabe einschaltbar ist, derart, daß die Ruhestrommagnetbremse bei einer größeren Papierschlaufe einals ausschaltbar ist und daß die Zugfeder (20) so am Schlaufenzieher (16) angeordnet ist, daß der durch den Schlaufenzieher (16) auf die Papierbahn ausgeübte Zug unabhängig von der Größe der Papier-Schlaufe konstant bleibt.

2. Abwickelvorrichtung nach Anspruch !,gekennzeichnet durch einen Schlaufenzieher (16) mit einem Arm (40), der an seinem einen Ende drehbar gelagert ist und der an seinem drehbar gelagerten Ende eine Kurvenscheibe (44) abnehmenden Radius hat. an dem die Zugfeder (20) angreift.

3. Abwickelvorrichtung nach Anspruch 1. gekennzeichnet durch einen Schlaufenzieher (16) mit einem Arm (40), der an seinem einen Ende drehbar gelagert ist und an dem die Zugfeder (20) so angreift, daß die Verbindungslinie zwischen dem Federeinhängepunkt und dem Lagerpunkt des Armes einen spitzen Winkel mit der Zugrichtung der Feder bildet.

4. Abwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Ruhestrommagnetbremse mit einer Gabel (52), an deren Innenfläche das eine Ende des Schlaufenziehers (16) entlanggleitet sowie mit einem Kippschalter (50), der durch die Gabel umschaltbar ist.

5. Abwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3. gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung zum Ein- und Ausschalten der Ruhestromtnagnetbremse mit zwei durch den Schlaufenzieher (16) nacheinander zu betätigenden mit einem gepolten Relais (74) zusammenarbeitenden Schaltern (70, 72), deren einer die Bremse einschaltet und deren anderer die Bremse ausschaltet.

6. Abwickelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen des Papierendes ein Schalter (82) vorgesehen ist, den der Schlaufenzieher (16) betätigt, wenn dieser in seine unterste Lage gelangt.