DE68915960T2

DE68915960T2 - Getriebeanlage.

Info

Publication number: DE68915960T2
Application number: DE68915960T
Authority: DE
Inventors: Kazushi Takimoto
Original assignee: Mita Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyocera Mita Industrial Co Ltd
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2009-11-23
Also published as: EP0371690A2; DE68915960D1; KR900008741A; EP0371690A3; EP0371690B1; JPH02146356A; JPH0792120B2; US5038629A; KR930000493B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsübertragungsmechanismus (Getriebeanlage) zum Übertragen der Rotationsantriebskraft einer mit einem Motor oder einer ähnlichen Antriebsquelle verbundenen Antriebswelle auf eine angetriebene Welle bei Geschwindigkeitsverringerung oder -Steigerung.
Zum Übertragen der Rotation einer Antriebswelle auf eine angetriebene Welle wird am häufigsten ein Getriebemechanismus, Übertragungsmechanismus oder ähnliches verwendet, der ein Paar Zahnriemenscheiben und einen Synchronriemen umfaßt. Wenn für die Übertragung ein großes Untersetzungsverhältnis oder Übersetzungsverhältnis erforderlich ist, werden im allgemeinen Mechanismen verwendet, die beispielsweise eine Vielzahl von nicht angetriebenen Zwischenzahnrädern umfassen, die jeweils zwei Stirnzahnkränze aufweisen, die sich voneinander im Übersetzungsverhältnis unterscheiden.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel für einen solchen Mechanismus. In der Zeichnung werden bei 101 und 101' aufrecht stehende Innenplatten gezeigt, die im Inneren einer Vorrichtung vorgesehen sind. Ein als Antriebsquelle dienender Motor 102 ist auf der Innenplatte 101 montiert. Eine festgelegte Anzahl von Zwischenwellen 103 ist jeweils an einem ihrer Enden an der Innenplatte 101' montiert, die über ein Lager 104 auch eine angetriebene Welle 105 drehbar hält.
Die Antriebswelle 102a des Motors 102 trägt fest montiert ein Antriebszahnrad 106, um das Zahnrad damit zu drehen. Auf ähnliche Weise ist ein angetriebenes Zahnrad 107 an der angetriebenen Welle 105 fixiert. Ein Zwischenzahnrad 108 ist an jeder der Zwischenwellen 103 montiert und relativ zur Welle 103 drehbar. Das Zwischenzahnrad 108 umfaßt einen großen Zahnkranz 108a und einen kleinen Zahnkranz 108b, der einstückig mit dem Zahnkranz 108a ausgebildet ist und sich im Durchmesser davon unterscheidet. Der große Zahnkranz 108a des der Antriebswelle 102a nächsten Zwischenzahnrades 108 steht im Eingriff mit dem Antriebszahnrad 106 ineinander, und der kleine Zahnkranz 108b dieses Zwischenzahnrades 108 steht im Eingriff mit dem großen Zahnkranz 108a des zweiten Zwischenzahnrades 108. Durch ähnlichen Eingriff zwischen den anderen Zahnrädern einschließlich des kleinen Zahnkranzes 108b des letzten Zwischenzahnrades 108, der mit dem angetriebenen Zahnrad 107 im Eingriff steht, ist die Antriebswelle 102a mit der angetriebene Welle 105 gekoppelt.
Beim obigen Mechanismus wird die Rotation der Antriebswelle 102a des Motors 102 über das Antriebszahnrad 106, die Anzahl von Zwischenzahnrädern 108 und das angetriebene Zahnrad 107 mit großer Untersetzung auf die angetriebene Welle 105 übertragen.
Jedoch besteht beim Mechanismus von Fig. 3 das Problem, daß die Zwischenzahnräder 108 von den jeweiligen Zwischenwellen 103 getragen werden müssen, so daß mit einer Zunahme der Anzahl an Zahnrädern mehr Platz erforderlich ist, was es schwierig macht, den Mechanismus kompakt in den Körper einer Vorrichtung aufzunehmen. Der Mechanismus hat den weiteren Nachteil, daß er eine komplexe Konstruktion aufweist, die viele Wellen erforderlich macht und daher kostspielig ist.
Die FR-A-1448923 offenbart einen weiteren Antriebsübertragungsmechanismus, bei dem miteinander in Eingriff stehende Zwischenzahnräder auf verlängerte Antriebs- und angetriebene Wellen aufgesetzt sind, um den Antrieb mit einer erforderlichen Geschwindigkeitsänderung zwischen den Wellen zu übertragen. Die dort beschriebene Anordnung weist ein Zwischenrad auf einer Welle auf, das sich in Sandwichanordnung zwischen vorhergehenden und nachfolgenden Rädern auf der anderen Welle befindet, so daß Reibungskontakt zwischen den Endflächen benachbarter Räder vorhanden ist, der große Reibungskräfte entstehen läßt. Weiters sind, obwohl der Mechanismus kompakter ist als der in Fig. 3 gezeigte, die Positionen der Antriebs- und angetriebenen Wellen durch die Erfordernisse für die Zahnräder stark eingeschränkt.
Gemäß vorliegender Erfindung umfaßt ein Antriebsübertragungsmechanismus ein an einer Antriebswelle befestigtes Antriebsrad, eine Anzahl von Zwischenrädern, die Räder umfassen, die von einer Welle getragen werden und jeweils einen ersten Übertragungskranz und einen zweiten Übertragungskranz aufweisen, die sich im Durchmesser unterscheiden und miteinander drehbar sind, sowie ein an einer angetriebenen Welle fixiertes angetriebenes Rad, wobei das Antriebsrad mit dem ersten Übertragungskranz des von der Antriebsseite gesehen ersten Zwischenrades gekoppelt ist, wobei der zweite Übertragungskranz des von der Antriebsseite gesehen (n-1)ten Zwischenrades mit dem ersten Übertragungskranz des ebenso gesehen n-ten Zwischenrades gekoppelt ist, wobei n eine wahlweise Ganzzahl nicht unter 2 ist, wobei der zweite Übertragungskranz des von der Antriebsseite gesehen letzten Zwischenrades mit dem angetriebenen Rad gekoppelt ist, wobei zumindest zwei Räder der Antriebs-, Zwischen- und angetriebenen Räder auf derselben Welle montiert und relativ zueinander drehbar sind, wobei zumindest zwei der genannten Zwischenräder auf einer Welle zwischen den genannten Antriebs- und angetriebenen Wellen montiert sind, wobei die genannten zumindest zwei Zwischenräder relativ zueinander drehbar sind, wobei zumindest eines der Zwischenräder einen abgestuften Abschnitt zwischen dem ersten Übertragungskranz und dem zweiten Übertragungskranz mit einem kleineren Durchmesser als der größere der beiden zugeordneten Übertragungskränze aufweist, wobei der genannte abgestufte Abschnitt eine Endfläche eines weiteren Zwischenrades berührt, das mit dem genannten einen Zwischenrad gekoppelt ist, das an die Peripherie des genannten weiteren Zwischenrades angrenzt, um die axiale Position des genannten weiteren Rades festzulegen, wobei der genannte abgestufte Abschnitt auch einen äußeren Randabschnitt des genannten größeren Übertragungskranzes in einem Abstand vom genannten weiteren Zwischenrad festlegt.
Die obigen und andere wahlweise Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aufgrund der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen klarer werden.
Fig. 1 ist eine Draufsicht im Schnitt eines Antriebsübertragungsmechanismus, der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht im Schnitt einer automatischen Duplexdokumentenzuführung, die den Übertragungsmechanismus enthält; und
Fig. 3 ist eine Draufsicht im Schnitt eines herkömmlichen Antriebsübertragungsmechanismus.
Zunächst auf Fig. 2 bezugnehmend zeigt diese die Innenkonstruktion einer automatischen Zuführung für Duplex-(doppelseitige) Dokumente, die einen Antriebsübertragungsmechanismus gemäß vorliegender Erfindung umfaßt. Die Zuführung hat die Funktion, das Dokument auf eine Kontaktglasplatte 1 eines Kopiergeräts zu befördern und das Dokument wieder wegzunehmen, sowie die Funktion, das zugeführte Dokument umzudrehen und das Dokument wieder auf die Glasplatte 1 zu befördern.
Die Zuführung weist eine Zufuhranordnung auf, die ein Dokumententablett 2, eine Zufuhrwalze 3, ein Paar Registerwalzen 4 usw. umfaßt. Ein Förderband 6 ist über der Glasplatte 1 vorgesehen. Stromabwärts vom Band ist ein Mechanismus 7 zum Umdrehen des Dokuments angeordnet.
Der Dokumentenumdrehmechanismus 7 umfaßt ein Führungselement 9 und eine Umkehrwalze 10 mit Transportwalzen 11, 12, die sich in Preßkontakt mit der Walze 10 befinden. Eine Umstellführungsplatte 13 ist stromabwärts von der Walze 12 angeordnet.
Die Umstellführungsplatte 13 ist zwischen einer ersten Position wie dargestellt und einer zweiten Position verstellbar, in welche die Platte 13 in Fig. 2 gegen den Uhrzeigersinn aus der ersten Position leicht gedreht wird. Wenn sie sich in der ersten Position befindet, bildet die Umstellführungsplatte 13 mit der Umkehrwalze 10 einen Rückführweg 14, über den das Dokument wieder auf die Glasplatte 1 zurückgebracht wird. Wenn sie sich in der zweiten Position befindet, stellt die Platte 13 einen Dokumentenabgabeweg dar, um das Dokument zu einem Abgabetablett 15 zu führen. Der Antriebsübertragungsmechanismus (Geschwindigkeitsverringerungsmechanismus) gemäß vorliegender Erfindung ist in die Zuführung eingebaut, um die Welle (angetriebene Welle) 10a der Umkehrwalze 10 anzutreiben.
Der Übertragungsmechanismus wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Die Zeichnung zeigt in der Zuführung vorgesehene aufrecht stehende Innenplatten 20, 20' und einen Motor 21, der an der Innenplatte 20 befestigt ist und eine zur Innenplatte 20' ragende Antriebswelle 21a aufweist. Eine Zwischenwelle 22 ist an ihrem einen Ende an der Innenplatte 20' befestigt. Die Welle 10a der Umkehrwalze 10 ist fluchtend mit der Antriebswelle 21a angeordnet und wird drehbar von einem Lager 23 auf der Innenplatte 20' getragen.
Ein Antriebszahnrad 24 mit einem Wälzkreis bzw. Zahnkranz mit kleinem Durchmesser ist mit einer Schraube 25 an der Antriebswelle 21a befestigt. Ein angetriebenes Zahnrad 26 mit einem Wälzkreis bzw. Zahnkranz mit großem Durchmesser ist an der Walzenwelle 10a montiert und wird an der Welle 10a drehfest gehalten. Im spezielleren erstreckt sich durch die Welle 10a hindurch ein Bolzen, wobei gegenüberliegende Enden des Bolzens 10b von der Walzenwellenperipherie nach außen ragen. Die Bolzenenden sind in eine im angetriebenen Zahnrad 26 ausgebildete Rille 26a eingesetzt.
Das Antriebszahnrad 24 ist über drei Zwischenzahnräder 27 bis 29, die alle eine identische Gestalt aufweisen, mit dem angetriebenen Zahnrad 26 gekoppelt. Jedes der Zwischenzahnräder 27 bis 29 umfaßt einen großen Zahnkranz (erstes Übertragungsrad) 27a (28a, 29a) mit dem gleichen Wälzkreis- bzw. Zahnkranzdurchmesser wie das angetriebene Zahnrad 26 und einen kleinen Zahnkranz (zweites Übertragungsrad) 27b (28b, 29b), der mit dem großen Zahnkranz einstückig ausgebildet ist und den gleichen Wälzkreis- bzw. Zahnkranzdurchmesser aufweist wie das Antriebszahnrad 24. Ein abgestufter Abschnitt 27c (28c, 29c) ist zwischen dem großen Zahnrad 27a (28a, 29a) und dem kleinen Zahnrad 27b (28b, 29b) ausgebildet. Die Zahnräder stehen wie folgt im Eingriff:
(1) Das Antriebszahnrad 24 und der große Zahnkranz 27a des Zwischenzahnrades 27.
(2) Der kleine Zahnkranz 27b des Zwischenzahnrades 27 und der große Zahnkranz 28a des Zwischenzahnrades 28.
(3) Der kleine Zahnkranz 28b des Zwischenzahnrades 28 und der große Zahnkranz 29a des Zwischenzahnrades 29.
(4) Der kleine Zahnkranz 29b des Zwischenzahnrades 29 und das angetriebene Zahnrad 26.
So haben die miteinander im Eingriff stehenden Zahnradpaare 24, 27 bis 29 und 26 beim vorliegenden Mechanismus alle das gleiche Geschwindigkeitsübertragungsverhältnis.
Der Mechanismus ist weiters dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenzahnräder 27, 29 von der Zwischenwelle 2 relativ zueinander drehbar getragen werden und daß das Zwischenzahnrad 28 relativ zur Welle 10a und auch zum angetriebenen Zahnrad 26 drehbar von der Walzenwelle 10a getragen wird. Im spezielleren sind die Zwischenzahnräder 27, 29, wie in übereinanderliegenden Schichten (in Serie) angeordnet, auf der Zwischenwelle 22 relativ zur Welle 22 drehbar montiert und werden durch einen Rückhaltering 30 axial zur Welle in Position gehalten. Das auf der Walzenwelle 10a montierte Zwischenzahnrad 28 ist näher beim Motor 21 angeordnet als das angetriebene Zahnrad 26 und wird durch die Berührung einer Seitenfläche seines großen Zahnrades 28a mit dem abgestuften Abschnitt 27c des Zwischenzahnrades 27 axial davon in Position gehalten.
Beim oben beschriebenen Mechanismus sei angenommen, daß das Geschwindigkeitsübertragungsverhältnis von Zahnrad zu Zahnrad i (i < 1) beträgt und die Winkelgeschwindigkeit der durch den Betrieb des Motors 21 gedrehten Antriebswelle 21a ω ist. Das Zwischenzahnrad 27, das mit dem an der Antriebswelle 21a befestigten Antriebszahnrad 24 in Eingriff steht, dreht sich dann mit einer Winkelgeschwindigkeit ω i. Weiters dreht sich das mit diesem Zwischenzahnrad 27 in Eingriff stehende Zahnrad 28 mit einer Winkelgeschwindigkeit ω i², das mit dem Zahnrad 28 in Eingriff stehende Zwischenzahnrad 29 dreht sich mit einer Winkelgeschwindigkeit - i³, und das mit dem Zahnrad 29 in Eingriff stehende angetriebene Zahnrad 26 dreht sich mit der Walzenwelle 10a mit einer Winkelgeschwindigkeit von ω i&sup4;. So überträgt der Mechanismus die Drehung der Antriebswelle 21a auf die Walzenwelle 10 mit einem Untersetzungsverhältnis von i&sup4;.
Der vorliegende Mechanismus erfordert wie der Mechanismus von Fig. 3 fünf Zahnräder, diese Zahnräder können jedoch von drei Wellen getragen werden, nämlich der Antriebswelle 21a, der Walzenwelle 10a und einer einzigen Zwischenwelle 22. Das dient dazu, den Platzbedarf stark zu reduzieren, so daß der Körper der Vorrichtung (d. h. die automatische Dokumentenzuführung) kompakter gemacht werden kann, und vereinfacht weiters die Konstruktion des Mechanismus und macht ihn billiger.
Wenn die Zwischenzahnräder 27 bis 29 wie in der vorliegenden Ausführungsform identisch gestaltet sind, kann eine weitere Kostenreduktion erzielt werden. Wenn das Zwischenzahnrad 28 durch den abgestuften Abschnitt 27c des Zwischenzahnrad 27 in Position gehalten wird, wie oben angeführt, kann auf ein Positionierungselement wie einen Rückhaltering verzichtet werden. Das führt zu einer weiteren Kostenreduktion und macht es auch möglich, die Antriebswelle 21a beispielsweise wie dargestellt sehr nahe an der Walzenwelle 10a mit den Enden zueinander anzuordnen, um den erforderlichen Platz weiter zu verringern.
Die Zwischenzahnräder 27 bis 29 müssen gemäß vorliegender Erfindung zwar nicht immer gleich ausgeführt werden, die in Fig. 1 gezeigte Getriebeanordnung erfordert es jedoch, daß die Paare miteinander in Eingriff stehender Zahnräder im Abstand von Achse zu Achse, im spezielleren in der Summe der Durchmesser der Wälzkreise bzw. Zahnkränze (im Fall gleicher Module die Summe der Anzahl an Zähnen), eindeutig festgelegt sind.
Die erfindungsgemäßen Vorteile können insofern erzielt werden, daß zumindest zwei Zahnräder oder ähnliches von derselben Welle getragen und relativ zueinander drehbar ausgebildet sind. Beim Mechanismus von Fig. 1 können die Zwischenzahnräder 27,29 beispielsweise durch einzelne Stützwellen getragen werden. Die einzige Walzenwelle 10a, die sowohl das Zwischenzahnrad 28 als auch das angetriebene Zahnrad 26 trägt, dient auch hier dazu, den Platz in einem entsprechenden Ausmaß zu verringern. Die Zwischenzahnräder 27, 29 müssen nur relativ zueinander drehbar sein. Beispielsweise kann das Zwischenzahnrad 27 an der Zwischenwelle 22 befestigt und mit der Welle 22 drehbar ausgebildet sein, wobei das Zwischenzahnrad 29 relativ dazu drehbar auf der Welle 22 montiert ist. Eine Vielzahl von Zahnrädern kann auf der Antriebswelle 21a montiert sein. Alternativ dazu können die Antriebswelle 21a und die Walzenwelle 10a nur mit dem Antriebszahnrad 24 bzw. dem angetriebenen Zahnrad 26 versehen sein, wobei zumindest zwei der Zwischenzahnräder auf einer Welle montiert sind.
Bei diesen Anordnungen können die Antriebsseite und die angetriebene Seite miteinander vertauscht werden, um die Anordnung als einen die Geschwindigkeit erhöhenden Mechanismus zu verwenden.
Die Begriffe "Antriebswelle" und "angetriebene Welle" wie hierin verwendet haben relative Bedeutungen: die "Antriebswelle" muß nicht immer direkt mit der Antriebsquelle verbunden sein, ebensowenig ist es immer erforderlich, daß die "angetriebene Welle" direkt mit dem anzutreibenden Element verbunden ist. Mit anderen Worten, diese Wellen können durch eine andere Antriebsübertragungseinrichtung mit der Antriebsquelle oder dem angetriebenen Element verbunden sein.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können Antriebsübertragungsräder verwendet werden, die nicht nur Zahnräder umfassen, sondern auch Reibräder.
Die obige Ausführungsform ist als ein Antriebsübertragungsmechanismus zur Verwendung bei automatischen Duplexdokumentzuführungen beschrieben worden, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt und auch auf verschiedene Vorrichtungen oder Geräte anwendbar, bei denen Geschwindigkeitsreduktion oder -erhöhung erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung ist zwar anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden, es versteht sich jedoch, daß Fachleuten verschiedene Änderungen und Modifikationen klar sein werden.

Claims

1. Antriebsübertragungsmechanismus, worin der Mechanismus umfaßt:

ein an einer Antriebswelle (21a) befestigtes Antriebsrad (24),

eine Anzahl von Zwischenrädern, die Räder (27, 29) umfassen, die von einer Welle (22; 10a) getragen werden und jeweils einen ersten Obertragungskranz (27a, 29a) und einen zweiten Übertragungskranz (27b, 29b) aufweisen, die sich im Durchmesser voneinander unterscheiden und miteinander drehbar sind, und

ein an einer angetriebenen Welle (10a) befestigtes angetriebenes Rad (26),

wobei das Antriebsrad an den ersten Übertragungskranz des von der Antriebsseite her gesehen ersten Zwischenrades gekoppelt ist,

wobei der zweite Übertragungskranz des von der Antriebsseite her gesehen (n-1)-ten Zwischenrades an den ersten Übertragungskranz des, ebenso gesehen, n-ten Zwischenrades gekoppelt ist, wobei n eine wahlweise Ganzzahl nicht unter 2 ist,

wobei der zweite Übertragungskranz des von der Antriebsseite her gesehen letzten Zwischenrades mit dem angetriebenen Rad gekoppelt ist,

wobei zumindest zwei Räder der Antriebs-, Zwischen- und angetriebenen Räder auf derselben Welle montiert und relativ zueinander drehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß

zumindest zwei der genannten Zwischenräder auf einer Welle zwischen den genannten Antriebs- und angetriebenen Wellen montiert sind, wobei die genannten zumindest zwei Zwischenräder bezogen aufeinander drehbar sind, wobei zumindest eines der Zwischenräder einen abgestuften Abschnitt (27c, 29c) zwischen dem ersten Übertragungskranz und dem zweiten Übertragungskranz mit einem kleineren Durchmesser als der größere der beiden zugeordneten Übertragungskränze aufweist,

wobei der genannte abgestufte Abschnitt eine Endfläche eines weiteren Zwischenrades berührt, das an das genannte eine Zwischenrad gekoppelt ist, das an die Peripherie des genannten weiteren Zwischenrades angrenzt, um die axiale Position des genannten weiteren Rades zu bestimmen,

wobei der genannte abgestufte Abschnitt auch einen äußeren Randabschnitt des genannten größeren Obertragungskranzes in einem Abstand vom genannten weiteren Zwischenrad festlegt.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, worin die Antriebswelle (21a) in Ausrichtung mit der angetriebenen Welle (10a) angeordnet ist.

3. Mechanismus nach Anspruch 1 oder 2, worin alle Zwischenräder eine identische Gestalt haben.

4. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin jedes der angetriebenen, der Antriebs- und Zwischenräder ein Zahnrad umfaßt.

5. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin jedes der angetriebenen, der Antriebs- und Zwischenräder ein Reibrad umfaßt.

6. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zumindest ein Zwischenrad (28) auf der angetriebenen Welle (10a) drehbar ist.

7. Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit Zwischenrädern, bei denen der erste Übertragungskranz einen größeren Durchmesser aufweist als der zweite Übertragungskranz.

8. Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit Zwischenrädern, bei denen der erste Übertragungskranz einen kleineren Durchmesser aufweist als der zweite Übertragungskranz.