DE2060172A1 - Transportvorrichtung fuer teilchenfoermiges Material - Google Patents

Description

2Q60172

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XPR

8 MÜNCHEN 27, DEN

XEROX CORPORATION, möhlstrasse 22, rufnummer Xerox Square,
Rochester, H.Y.14605/USA

Transportvorrichtung für teilchenförmiges Material

Die Erfindung betrifft eine Transportvorrichtung für teilchenförmiges Material mit einer durch eine Transportröhre geführten endlosen Kugelkette als Transportelement.

Die Verwendung einer Kugelkette als Transportelement zur Förderung eines teilchenförmigen Materials durch eine Röhre hindurch ist "bereits bekannt. Die Kugelkette wird dabei zum Antrieb im allgemeinen um zumindest einen Teil eines Zahnrades oder eines Zahnkettenrades geführt, das gedreht wird und auf diese Weise die Kugelkette bewegt. Da solche Zahnräder eine genau vorgegebene Konstruktion mit fester Zahnung haben, können Antriebsfehler auftreten, wenn die Kugelkette nach längerem Gebrauch gestreckt wird.

Bei einer Streckung der Kugelkette werden die einzelnen Kugeln durch den erhöhten Abstand zueinander mit den sich drehenden Zahnrädern nicht mehr glatt und stoßfrei bewegt. Die gestreckte Kugelkette wird dabei gegenüber ihren eigentlichen Kontaktpunkten mit den Zähnen unter sich ändernden Winkeln vorwärts und rückwärts verschoben, so daß auf sie keine ausgeglichene Antriebskraft mehr einwirken kann. Außer-

10982S/1864

dem ist ein Zahnradantrieb für viele Antriebszwecke ungeeignet, da er eine gleichbleibend und konstant positive Antriebskraft liefert. Ist zusätzliche Antriebskraft für die Bewegung der Kugelkette erforderlich, beispielsweise bei einer Verstopfung der Transportröhre durch das teilchenförmige Material oder bei einer Förderung größerer Mengen des Materials, so muß ein zusätzliches Moment auf die Kugelkette durch den Antrieb ausgeübt werden, was oft dazu führt, daß die Antriebszähne abbrechen. Ferner können diese Kräfte auch eine Überhitzung des Antriebsmotors oder ein Durchbrennen der Sicherungen der Stromversorgung verursachen.

Auch bevor diese Zustände eintreten, können durch das übergroße Moment die Kugeln der Kette von den Zahnrädern abgehoben werden und von ihnen abspringen, wodurch die Antriebskopplung verloren geht und in einigen Fällen die Kette an dem Antriebsgehäuse zum Festsitzen kommt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zur Vermeidung der vorstehend aufgezeigten Nachteile eine Transportvorrichtung zu schaffen, die bei geringem Aufwand eine wirksame Antriebsmöglichkeit enthält. Der Antrieb soll dabei nicht dauernd positiv erfolgen, d.h. es kann ein gewisser Schlupf auftreten, dessen Größe durch die Auswahl der Materialien für die Einzelelemente eingestellt werden kann.

Eine Transportvorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die endlose Kugelkette über einen Bereich von mehr als 360° um eine Antriebswelle herumgeführt ist.

Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung kann ein während des Transportes auftretendes zusätzliches Moment vorteilhaft zur selbsttätigen Einstellung der mechanischen Spannung ausgenutzt werden. Vorzugsweise wird die Kugelkette

109825/185A

in mehreren Windungen um die Antriebswelle herumgeführt. Durch die Auswahl des Materials für die Antriebswelle und für die Kugelkette !kann der zwischen Kugelkette und Antriebswelle auftretende Schlupf bestimmt werden. Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer elektrofotografischen Reproduktionsmaschine" mit trommeiförmigem Aufzeichnungsträger, dem eine Reinigungsvorrichtung und ein damit verbundener Tonertransport zugeordnet ist, der mit einer Kugelkette arbeitet und gemäß der Erfindung ausgebildet ist,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Tonertransport mit teilweiser Innendarstellung und

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Antriebswelle und der um sie herumgeführten Kugelkette.

In Fig. 1 ist ein Teil einer kontinuierlich und automatisch arbeitenden elektrofotografischen Reproduktionsmaschine dargestellt. Sie enthält eine elektrofotografische Aufzeichnungstrommel 10 mit einer fotoleitfähigen und lichtempfindlichen Schicht auf leitfähiger Unterlage, die im Rahmen der Maschine auf einer Achse 12 drehbar gelagert ist.

Sie wird in der in Fig. 1 gezeigten Pfeilrichtung gedreht, so daß die Trommeloberfläche nacheinander an einer Anzahl elektrofotografieeher Verfahrensstationen vorbeibewegt wird.

Die verschiedenen VerfahrensStationen im Bewegungsfaereich der Trommeloberf lache werden im folgenden hinsichtlich ihrer Funktion kurz beschrieben!

109-825/1854

An einer Ladestation wird eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf die fotoleitfähige Schicht der elektrofotografischen Trommel aufgebracht.

An einer Belichtungsstation wird ein Licht- oder Strahlungsmuster eines zu reproduzierenden Originalbildes auf die Trommeloberfläche projiziert, um die dort vorhandene Ladung in den bestrahlten Bereichem abzuleiten und ein latentes elektrostatisches Bild zu erzeugen. An einer Entwicklungsstation wird ein elektrofotografischer Entwickler-Stoff mit Trägerteilchen, die elektrostatisch gebundene Tonerteilchen mit einer Ladung entgegengesetzt derjenigen der Trommeloberfläche tragen, auf das latente elektrostatische Bild aufgebracht, so daß es in der Konfiguration des Originalbildes sichtbar wird.

An einer Übertragungsstation wird das entwickelte elektrofotografische Tonerbild elektrostatisch von der Trommeloberfläche auf·ein Kopieblatt übertragen, auf dem es dauerhaft fixiert werden kann, und

an einer Trommelreinigungs- und Tonersammeistation wird die Trommeloberflache mit einem Abstreichblatt abgewischt, so daß nach der Bildübertragung noch vorhandene restliche Tonerteilchen entfernt werden und zur erneuten Verwendung bei der Bildentwicklung gesammelt werden können.

Die vorstehende Erläuterung der verschiedenen elektrofotografischen Verfahrensstatioiien reicht zum Verständnis der Erfindung aus. Weitere Einzelheiten elektrofotografischer Reproduktionsmaschinen sind an anderer Stelle beschrieben.

An der TrommelreiBigungsstation 14 ist ein Abstreichblatt 16 aus flexiblem Material so angeordnet, daß es restliche Tonerteilchen von der bewegten Trommeloberfläche entfernt, die an der Übertragungsstation nicht auf das Kopieblatt übertragen wurden. Durch Anordnung des Abstreichblattes etwas oberhalb der horizontalen Mittellinie der Aufzeichnungstrommel und durch einen leichten Neigungswinkel wird der

109825/1854

von der Irommeloberfläche abgelöste Toner, der Teilchenform hat, auf die Rückseite des Abstreichblattes fallen, die der fotoleitfähigen Fläche abgewandt ist.

Fach Entfernung von der Trommel fällt der Toner in die seitliche Öffnung eines Kanals IS, der parallel zur Trommellängsachse verläuft. Bin Schraubenförderer 20 1st auf einer Achse 22 in einer Abschlußplatte 24 und einer Abdeckplatte 26 der Maschine drehbar gelagert. Er ist in dem Kanal 18 parallel zum Abstreiehblatt angeordnet und befördert die von der Tr ommel oberfläche entfernten Tonerteilchen zu einem Antriebsgehäuse 32 eimer TonerrüclcEuhruiigs'worrichtung. Der seitlich offene Kanal 18 ist an einem Ende mit einer Abschliißplatte 30 verschlossen, während sein anderes Ende an dem Antriebsgehäuse 32 befestigt ist. Er steht mit einem Sammelbereich 34 des Gehäuses in Verbindung.

Ein Teil der Achse 22 ist durch die Abschlußplatte 30 Mndurchgeführt und mit einem Antriebs zahnrad (nicht dargestellt) verseken, das durch die Antriebsvorrichtung MOTXL der Maschine gedreht wird. Dadurch wird der Förderer in einer Richtung gedreht, in der seine Förderschraube den Toner aus dem Bereich hinter dem Abstreiehblatt in den Sammelbereich 34 befördert.

Eine Antriebswelle 40 für eine Kugelkette ist auf einer Achse 42 im Antriebsgenäuse 32 drehbar gelagert. Die Antriebswelle hat die Form eines auf horizontaler Achse gelagerten Zylinders und wird durch die Antriebsvorrichtung MOI-I üteer die Achse 22 des Schraubenförderers angetrieben. Ein Antriebszahnrad 44 auf der Achse 22 dreht ein Zwischenzahnrad 46, das wiederum ein Zahnrad 48 der Antriebswelle im Uhrzeigersinn (Fig. 1) dreht.

109825/1854

Um die Antriebswelle 40 herum ist die endlose Kugelkette 50 geführt. Die Antriebswelle wirkt auf die Kugelelemente der Kette ein, so daß die Kette in Richtung der Antriebswellendrehung bewegt wird.

Die Antriebswelle hat vorzugsweise einen Kern 52 aus einem festen Material und ist mit Seitenflanschen 54 -versehen. Steifes Nylon ist als Kernmaterial geeignet. Der Kern kann im Sinne einer billigen Herstellung aus zwei Hälften bestehen, die durch eine Hülse 56 aus einem Reibungsmaterial umgeben sind. Die Hülse besteht vorzugsweise aus einem Urethan, das leicht elastisch ist, um die Antriebswirkung der Antriebawelle zu begünstigen» Eine derartige Hülse hat sich als sehr günstig für die Übertragung der Reibungskraft auf die Kugelkette erwiesen. Die Kugelkette 50 ist vorzugsweise ungefähr zweieinhalbmal bzw. über einen Bereich von 900° um die Hülse 56 der Antriebswelle 40 herumgeführt, um eine gute Antriebswirkung zu erzielen.

Mit Abstand von der Hülse und auf der der Zuführung und Abführung der Kugelkette abgewandten Seite ist ein Führungselement 60 angeordnet, das die Windungen der Kugelkette während der Drehung der Antriebswelle voneinander getrennt hält. Dieses Führungselement ist mit Fingern 62 versehen, * die zwischen die Windungen der Kugelkette ragen, so daß die Flansche der Antriebswelle, die benachbarten Teile der WelLenhalterung und die Finger die Kugelkette so führen, daß ihre Windungen nicht aneinander festsitzen können. Ein Material für das Führungselement mit selbstschmierenden Eigenschaften ist ein mit Tefloneinlage versehenes Delrin, das unter der Bezeichnung Fulton 404 erhältlich ist. Die Finger haben von der Hülse einen Abstand, der geringer ist als der Durchmesser der Kugeln, so daß diese innerhalb der so gebildeten Zwischenräume geführt werden.

109825/1854

Der im Sammelbereich 34 des Antriebsgehäuses gesammelte restliche Toner wird einem Torratsbereich 64 der Entwicklungsvorrichtung 66 mit der Mckführungs verrichtung zugeführt. Diese ist aus der Kugelkette, der Antriebswelle, Antriebs- und Lagerelementen sowie den !Förderröhren 68 und 70 gebildet. Die verschiedenen Teile dieses Fördersysteme sind so aneinander angepaßt, daß eine kontinuierliche und verschlossene Förderleitung gebildet ist»

Die Leitung hat einen gleichbleibenden Innendurchmesser und verläuft von dem Sammelbereich durch die Maschine, über die Breite des Vorratsbereiches und zurück zum Sammelbereich· Die endlose Kugelkette ist über die Antriebswelle geführt und bewegt sich durch die gesamte Förderleitung· Der Innendurchmesser der Röhren ist etwas größer als der Durchmesser der Kugeln, so daß diese"leicht durch die Röhren geführt werden können, dabei jedoch den teilchenförmigen Toner mitnehmen. Öffnungen 72 in den Förderröhren über dem Vorratsbereich ermöglichen den Austritt des durch die Förderröhren zugeführten Toners·

Beim Betrieb der Vorrichtung bewegt sich die endlose Kugelkette durch den im'Sammelbereich gesammelten Toner. Die Kugeln bewegen den teilchenförmigen Toner dann abwärts in die Förderröhre 68. Diese ist mit dem Antriebsgehäuse verbunden, in dem sie in ein Anschlußstück 74 am unteren Teil des Antriebsgehäuses eingepreßt ist. Das andere Ende der Röhre ist in ähnlicher Weise mit Anschlußelementen J6 des Vorratsbereiches verbunden. Diese Förderröhre 68 sowie die Rückführungsröhre 70 sind vorzugsweise aus einem flexiblen Kunststoff gefertigt, der in geeigneter Weise *e?on der TonerrexBigungs- und Sammelvorrichtung zur Entwickltuigsvorrichtung geführt werden kann, so daß eine Störung aller stationären und beweglieken Maschinenelemente verhindert ist. Mit

109825/1854

einer solchen Anordnung ist eine sehr große Flexibilität der Anwendungsmöglichkeiten verwirklicht, so. daß die Eeinigungs- und Sammelvorrichtung an einer beliebigen Stelle innerhalb der Maschine angeordnet sein und dabei mit der Entwicklungsvorrichtung in Verbindung stehen kann,

Der dem Entwicklungsgehätise durch das vorstehend beschriebene Fördersystem zugeführte Toner wird mit dem im Vorratsbereich befindlichen Entwicklerstoff sowie mit durch eine Eingabevorrichtung 78 zugeführtem neuem Toner vermischt, der den durch die Bildentwicklung verursachten Tonerverbrauch kompensiert.

Durch Verwendung des vorstehend beschriebenen Kugelkettenantriebes sind weniger genaue Konstruktionserfordernisse für die Kugelkette vorgegeben, da geringe Zunahme der Kettenlänge durch Streckung nach längerem G-ebrauch eine nur sehr geringe Auswirkung auf die Antriebseigenschaften haben. Da die Bewegung durch den Reibungskontakt der Kugelkette mit der Oberfläche der Antriebswelle erfolgt, kann ein Schlupf zwischen beiden Elementen auftreten, so daß eine übermäßige Belastung des Fördersysteme, wie sie durch Fremdkörper auftreten kann, kein Abreißen von Zähnen, Durchbrennen des Antriebsmotors oder einer Sicherung verursachen kann. SoIX eine größere Tonermenge befördert werden, so kann entweder eine höhere Geschwindigkeit eingestellt oder eine größere lonermenge in die Förderröhren eingegeben werden, ohne die Förderwirkung zu beeinträchtigen. Eine größere Tönermenge in den Förderröhren verursacht eine verstärkte Haftung der Kugelkette an der Antriebsfläche der Hülse und damit eine größere Antriebswirkung· Als ein praktischer Wert hat sich ein Schlupf von 17 bis 23 cm kg als günstig erwiesen.

109825/1854

Das vorstehend "beschriebene Fördersystem ermöglicht eine einwandfreie Förderung eines teilchenförmigen Materials mittels einer Kugelkette über einen vorbestimmten Förderweg. Dieses System ist unempfindlich gegenüber Durchhängen oder Streckung der Kugelkette und arbeitet, deshalb besser als bekannte Anordnungen.

109825/1854

Claims (6)

1. Pat entanspriiohe

   Transportvorrichtung für teilchenförmiges Material mit er durch eine Transportröhre geführten endlosen Kugelkette als Transportelement, dadurch gekennzeichnet, daß die endlose Kugelkette (50) über einen Bereich von mehr als 360° um eine Antriebswelle (40) herumgeführt ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebswelle (40) Führungselemente (60, 62) zugeordnet sind, die die Windungen der Kugelkette (50) voneinander getrennt halten.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportröhre (68, 70) und die Kugelkette (50) zwischen einer Eingabestelle (34) und einer Ausgabestelle (72) verlaufen und daß an der Ausgabestelle (72) mindestens eine Öffnung (72) in der Transportröhre (68) vorgesehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (40) mit einer elastischen Oberfläche (56) versehen ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (40) aus einem Kern (52) und einer darauf' aufgebrachten, leicht elastischen Hülse (56) besteht.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (56) aus einem Urethan besteht.

   109825/1854

   Leerseite