Устройство для печатного нумерования
Устройство (1) для осуществления нумерования в листовых или рулонных печатных прессах содержит нумерующий модуль (6) с вращающимися нумерующими дисками (7), на которых предусмотрены алфавитно-цифровые символы, причем нумерующие диски (7) расположены рядом один с другими и вращаются вокруг общей оси вращения, а устройство (1) для нумерования дополнительно содержит электромеханические приводные средства для установки положения указанных нумерующих дисков (7). Электромеханические приводные средства полностью заключены внутри устройства (1) для нумерования и механически автономны, причем электромеханические приводные средства содержат независимые приводные средства (15, 18-23) для приведения в движение соответствующих нумерующих дисков (7). Технический результат заключается в обеспечении возможности осуществления различных способов нумерования, а также в упрощении изготовления, снижении габаритов и повышении надежности устройства. 27 з.п. ф-лы, 27 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к общей области нумерующих устройств (также называемых «нумераторами») для осуществления печатного нумерования в листовых или рулонных нумерующих печатных машинах, в частности для нумерования листов ценных бумаг, например банкнот, паспортов, удостоверений личности, чеков и тому подобных объектов.
Уровень техники
Печать порядковых (серийных) номеров на ценных бумагах, таких как банкноты, чеки и т.п., является важной функцией печатных машин для производства таких ценных бумаг. Так, каждой банкноте обычно присваивают уникальную комбинацию цифр и букв, которая образует серийный номер данной банкноты.
В данной области известно несколько способов нумерования. Например, в патенте США US 4677910, все содержание которого включено в настоящую заявку посредством ссылки, описаны способ и устройство для обработки печатных ценных бумаг, расположенных рядами и столбцами на носителе, имеющем форму бумажных рулонов или листов. В данном примере печатный носитель последовательно проходит через считывающий элемент, который определяет положение дефектных оттисков, помеченных соответствующей меткой, и передает данные об их положении в компьютер, аннулирующий принтер, управляемый компьютером, который ставит на дефектные оттиски аннулирующий штамп, и нумератор. Компьютер приводит в действие нумерующие механизмы нумератора таким образом, что на качественные оттиски, расположенные последовательно в любом из продольных рядов, наносят серийные номера, а дефектные оттиски пропускают. Затем печатный носитель проходит через еще один считывающий элемент, после чего его разрезают на отдельные ценные бумаги, каждая из которых содержит один оттиск, причем дефектные ценные бумаги отделяют при помощи отделяющего элемента, а оставшиеся ценные бумаги, снабженные серийными номерами, собирают в пачки, каждая из которых содержит законченную последовательность номеров. Таким образом, несмотря на отделение дефектных ценных бумаг, обеспечивают правильность и законченность последовательностей серийных номеров в пачках.
Однако вышеописанный подход не обеспечивает достаточной производительности, т.к. нумерование и сбор ценных бумаг в пачки, а также отделение дефектных экземпляров занимают чрезвычайно много времени. Другой, более удобный, метод заключается в нумерации лишь тех листов, которые содержат только качественные оттиски, причем листы, содержащие дефектные оттиски, направляют по другому маршруту. Полностью дефектные листы, т.е. листы, содержащие только дефектные оттиски, уничтожают. Частично качественные листы также могут уничтожать или, в более предпочтительном варианте, разрезать на отдельные ценные бумаги и обрабатывать отдельно в нумераторе для отдельных документов, в котором последовательные номера присваивают только качественным оттискам. Такой подход является более предпочтительным с точки зрения оптимизации производства, в то же время по-прежнему обеспечивая возможность последовательного нумерования серий ценных бумаг без образования пропусков в нумерации.
При печати ценных бумаг их обычно располагают на подложке в виде матрицы, в связи с чем при необходимости формирования из отдельных последовательно пронумерованных ценных бумаг пачек и пакетов возникают некоторые затруднения. Первая из таких проблем связана с тем, что каждый лист или сегмент рулона необходимо разрезать на отдельные ценные бумаги. Для обеспечения требуемой скорости производства и производительности партию листов (обычно содержащую сто листов) складывают в стопку и разрезают при помощи соответствующих режущих средств так, чтобы разделить такую стопку листов на отдельные пачки ценных бумаг. Соответственно, нумерование полных листов должно быть произведено таким образом, чтобы обеспечить непрерывность последовательности нумерации в пределах каждой из пачек. Для этого нумерование в каждой партии из ста следующих подряд листов осуществляют так, чтобы серийные номера в каждой снабжаемой номером позиции на листах увеличивался или уменьшался на одну единицу с каждым листом от первого до сотого и последнего листа каждой партии.
Другое затруднение возникает при необходимости сбора пачек в пакеты с сохранением последовательности нумерации внутри каждого пакета. В зависимости от типа приспособлений для нумерования, используемых для осуществления нумерования, и применяемого метода нумерования может потребоваться внедрение более или менее сложных сортирующих систем, обеспечивающих возможность подбора и складывания пачек ценных бумаг в требуемой последовательности.
В частности, при использовании для осуществления нумерования механических нумераторов, которые могут действовать только в последовательном режиме, переходя от одной итерации нумерования к другой, как описано выше, для сортировки и складывания пачек с образованием пакетов пачек с непрерывной последовательностью нумерации необходимо использование довольно сложных систем сортировки пачек. Такие системы сортировки пачек описаны, например, в патентах США US 3939621, US 4045944, US 4453707 и US 4558557, в европейских патентных заявках ЕР 0656309 и ЕР 1607355, в патентной заявке Великобритании GB 2262729 и в международной патентной заявке WO 01/49464.
В зависимости от числа ценных бумаг на каждом листе и от конфигурации листов процесс сортировки пачек может быть до некоторой степени упрощен. Это возможно, например, в случае, когда число ценных бумаг на листе кратно десяти, как описано в европейской патентной заявке ЕР 0598679. В соответствии с описанным в ней решением несколько пачек со следующими подряд последовательностями номеров находятся в одной и той же стопке листов, например, в каждом из ее столбцов, что позволяет сортировать пачки по столбцам. Однако при использовании такого подхода к нумерованию по-прежнему получают из каждой обработанной стопки листов несколько групп пачек с разными последовательностями номеров (т.е. на каждый столбец приходится по одной последовательности), что приводит к необходимости использования сортирующей системы. Во всяком случае, такой метод нумерования неприменим в случаях, когда листы содержат не кратное десяти число ценных бумаг.
Также известны методы нумерования без сортировки, не требующие использования сортирующих систем. В соответствии с такими методами без сортировки нумерование листов должно быть осуществлено особым образом, зависящим от конфигурации листов и, в частности, от числа оттисков ценных бумаг на каждом из листов. Соответствующий принцип нумерования описан в международной патентной заявке WO 2004/016433. В соответствии с данным принципом все пачки, получаемые из каждой стопки листов, соответствуют одной законченной последовательности номеров, т.е. из стопки листов, содержащих М×N оттисков ценных бумаг, получают М×N последовательно пронумерованных пачек, т.е. М×N×100 последовательно пронумерованных ценных бумаг. Указанная схема нумерования, обеспечивающая возможность обработки стопок листов без сортировки, требует использования особых нумераторов, которые обычно бывают более дорогостоящими, чем обычные механические нумераторы.
Таким образом, конструкция нумераторов, используемых для печати соответствующих серийных номеров во всех снабжаемых номерами позициях на листах, и достижимая с их помощью гибкость процедуры нумерования составляют один из важных аспектов процессов нумерования с использованием полноформатных листов. Приспособления для нумерования обычно содержат несколько нумерующих печатных колес или дисков, по окружности которых выгравированы алфавитно-числовые символы; такие нумерующие диски приводят в движение при помощи механических приводных средств, выполненных с возможностью поворота дисков в соответствующие положения для нумерования.
Помимо традиционных механических нумераторов, в которых нумерующие диски приводят в движение последовательно, известна еще одна категория нумераторов, обеспечивающих большую гибкость методов приведения нумерующих дисков в движение в разных итерациях процедуры нумерования.
Нумератор с независимо устанавливаемыми нумерующими дисками описан, например, в патенте США US 5660106, все содержание которого включено в настоящую заявку посредством ссылки. В патенте описано устройство для нумерования, в котором все нумерующие диски могут вращаться на общем приводном валу, причем их приводят в движение при помощи скользящей муфты, соединяющей их с приводным валом, а для выборочной фиксации любого из нумерующих дисков в требуемом положении предусмотрены стопоры с электромагнитным приводом. Преимущество такого приспособления для нумерования заключается в возможности выборочного и произвольного формирования даже не последовательных номеров в любой момент, что, в частности, обеспечивает возможность пропуска более одного номера при переходе от одной итерации процедуры нумерования к другой. Такое устройство для нумерования, в частности, может быть использовано для осуществления процедуры нумерования, описанной в патентной публикации WO 2004/016433. Подробное описание принципа работы данного нумератора приведено в полном тексте патента US 5660106. Однако данное решение обладает недостатками, связанными с использованием сравнительно сложного приводного механизма и сопряженными с этим затратами, а также с чрезмерным выделением тепла, вызванным трением между нумерующими дисками и общим приводным валом.
Устройство для нумерования, сходное с описанным в патенте US 5660106, но более сложное, описано в патентной заявке Германии DE 3047390. Один из его недостатков заключается в его медленности и в том, что вращение нумерующих дисков возможно только в одном направлении.
Гибридная система для нумерования описана в патентной публикации US 4677910, главным образом, со ссылками на фиг.6 и 6а; соответствующее описание включено в настоящую заявку путем ссылки в целях объяснения. Данное устройство для нумерования позволяет частично преодолеть ограничения, характерные для систем чисто последовательного нумерования, путем замены механического нумерующего диска для нанесения цифр первого разряда (единиц) нумерующим диском, кинематически независимым от других нумерующих дисков и приводимым в движение электродвигателем. Однако гибкость такого нумератора значительно ограничена, поскольку лишь один из нумерующих дисков (а именно, только диск единиц) может быть установлен в любое требуемое положение, в то время как остальные нумерующие диски по-прежнему приводят в движение последовательно.
Другое гибридное устройство для нумерования описано в вышеупомянутой международной заявке WO 2004/016433, все содержание которой включено в настоящую заявку посредством ссылки. В данном устройстве для нумерования нумерующие диски для нанесения цифре первого и второго разрядов (единиц и десятков) приводят в движение последовательно (т.е. при помощи чисто механических приводных средств), а, по меньшей мере, диски для нанесения сотен и тысяч приводят в движение независимо, что позволяет в процессе нумерования вносить в нумерацию пропуски. Данная конструкция обеспечивает возможность осуществления вышеупомянутой процедуры нумерования, которая позволяет обрабатывать пачки ценных бумаг без сортировки.
В патенте США US 4843959 (который соответствует европейской патентной заявке ЕР 0286317 А1) описано со ссылками на фиг.3-6 еще одно гибридное устройство для нумерования, в котором шесть из десяти нумерующих дисков (т.е. нумерующие диски для нанесения знаков единиц, десятков, сотен, тысяч, десятков тысяч и сотен тысяч) приводят в движение соответствующими шаговыми двигателями, воздействующими на них посредством зубчатых передач и валов. Каждый из двигателей содержит датчик положения, например датчик кругового положения вала, для обеспечения требуемого управления работой двигателей, причем информация, поступающая от датчиков положения в компьютер, позволяет компьютеру контролировать регулировку нумерующих дисков. Остальные четыре нумерующих диска содержат индивидуальные печатные знаки для префиксов или суффиксов; описание средств, используемых для приведения в движение данных дисков не приведено.
Один из существенных недостатков данного решения заключается в том, что описанная конфигурация шаговых двигателей, зубчатых передач и валов способна обеспечить возможность приведения во вращение не более шести нумерующих дисков.
Другой недостаток заключается в том, что двигатели расположены (и могут быть расположены только) вне стенок устройства для нумерования, что исключает возможность использования нескольких устройств для нумерования рядом друг с другом или, по меньшей мере, значительно ограничивает возможности компактного расположения нескольких устройств для нумерования рядом друг с другом, что особенно существенно в случае нумерования ценных бумаг на полноформатных листах. Действительно, шесть двигателей расположены парами так, что валы двух двигателей каждой из пар находятся один напротив другого.
Еще один недостаток решения, описанного в патенте US 4843959, заключается в том, что все зубчатые колеса, используемые для приведения во вращение нумерующих дисков, имеют одинаковый диаметр, в результате чего преобразование между выводом двигателя и нумерующим диском отсутствует (коэффициент преобразования равен единице). Другими словами, точность устройства для нумерования, а также скорость вращения и вращающий момент нумерующих дисков, напрямую зависят от характеристик двигателя.
В зависимости от числа оттисков ценных бумаг на каждом листе и от конфигурации листа могут быть предусмотрены различные механические системы для нумерования с последовательным приводом, обеспечивающие возможность осуществления нумерования в соответствии с процедурой нумерования, описанной в патентной публикации WO 2004/016433. Это возможно только в случаях, когда число оттисков ценных бумаг на листе кратно десяти (или двадцати пяти), и при условии использования систем для нумерования особой конструкции. Одно из таких решений описано в международной патентной заявке WO 2005/018945. Другое, альтернативное решение описано в европейской патентной заявке, зарегистрированной 8 июня 2005 г. на имя подателя настоящей заявки и озаглавленной «NUMBERING PROCESS FOR SECURITIES, METHOD FOR PROCESSING THE NUMBERED SECURITIES AND NUMBERING DEVICE TO CARRY OUT THE NUMBERING PROCESS» («Процесс нумерования ценных бумаг, способ обработки пронумерованных ценных бумаг и нумерующее устройство для осуществления процесса нумерования»). Как и в вышеописанных случаях, такие решения неприменимы в случаях, когда число оттисков ценных бумаг на листе не кратно десяти или двадцати пяти.
Недостаток устройств для нумерования, описанных в патентных документах US 5660106, DE 3047390, US 4677910, WO 2004/016433, WO 2005/018945 и ЕР 1731324, заключается в том, что, подобно известным механическим нумераторам, такие нумерующие элементы механически взаимодействуют с приводными средствами, которые не являются частью устройств для нумерования как таковых и обычно бывают установлены на нумерующей машине, в которой расположены устройства для нумерования. В частности, для каждого из нумерующих элементов необходим кулачковый элемент, обеспечивающий приведение в движение или, по меньшей мере, освобождение нумерующих дисков, причем такой кулачковый элемент взаимодействует с соответствующей скошенной поверхностью, расположенной в печатном прессе с функцией нумерования. В некоторых из предложенных решений приведение нумерующих дисков во вращение требует использования дополнительного механического соединения, как, например, в решении, описанном в патентной публикации US 5660106, в котором необходимо использование приводной шестерни и соответствующего ей зубчатого сегмента.
Раскрытие изобретения
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в усовершенствовании известных устройств и способов.
Другая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении устройства для нумерования, обеспечивающего возможность осуществления любого способа нумерования.
Дальнейшая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении устройства для нумерования, простого в изготовлении и имеющего компактные размеры.
Дальнейшая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении устройства для нумерования, обладающего высокой надежностью.
Для решения поставленной задачи предлагается устройство определенное пунктами формулы изобретения.
В соответствии с изобретением предусмотрено устройство для осуществления нумерования в листовых или рулонных печатных прессах с функцией нумерования, причем устройство для нумерования содержит нумерующий модуль с вращающимися нумерующими дисками, на которых предусмотрены алфавитно-цифровые символы, причем нумерующие диски расположены рядом один с другими и вращаются вокруг общей оси вращения, а устройство для нумерования дополнительно содержит электромеханические приводные средства для установки положения указанных нумерующих дисков. В соответствии с изобретением электромеханические приводные средства полностью заключены внутри устройства для нумерования и механически автономны (т.е. не требуют для приведения в движение нумерующих дисков использования каких-либо внешних механических соединений), причем электромеханические приводные средства содержат независимые приводные средства для приведения в движение соответствующих нумерующих дисков.
В соответствии с оптимальным вариантом осуществления изобретения устройство для нумерования содержит более шести вращающихся нумерующих дисков, приводимых в движение соответствующим числом независимых приводных средств.
В оптимальном варианте устройство для нумерования содержит двенадцать вращающихся нумерующих дисков с независимыми приводными средствами.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения каждые приводные средства содержат, по меньшей мере, электрический двигатель, приводящий в движение соответствующий нумерующий диск при помощи передачи, причем электрический двигатель предпочтительно соединен с передачей через редуктор. Данный электрический двигатель предпочтительно представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока с электронным управлением. Коэффициент преобразования между выводом электрического двигателя и соответствующим нумерующим диском выбирают так, чтобы разрешение определения положения нумерующего диска, измеренное на его периферии, составляло от 0,1 до 0,15 мм или менее. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения для этого используют выбранное сочетание редуктора с шестернями и зубчатыми колесами с тщательно подобранными размерами и числами зубьев.
В соответствии с другим аспектом изобретения приводные средства распределены вокруг оси вращения нумерующих дисков, предпочтительно так, чтобы смежные средства были ориентированы в противоположных направлениях. В данной конфигурации первая часть приводных средств может быть установлена на одной стороне устройства для нумерования, а остальная часть приводных средств - на другой стороне устройства для нумерования, причем приводные средства расположены так, что указанная первая часть и указанная остальная часть входят одна в другую аналогично сцепленным гребневидным конструкциям. Приводные средства предпочтительно установлены на двух симметричных полукруглых гребневидных несущих элементах.
Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что приведение устройства для нумерования в действие не требует механического взаимодействия с внешними приводными средствами. В соответствии с изобретением электромеханические приводные средства механически автономны, и для приведения устройства для нумерования в действие необходимо только электрическое соединение с ним. Кроме того, электромеханические приводные средства полностью заключены во внутреннем объеме устройства для нумерования, в результате чего устройство представляет собой весьма компактную конструкцию.
Помимо этого, устройство для нумерования по настоящему изобретению представляет собой подлинно гибкое устройство для нумерования, которое может быть использовано для осуществления любого процесса нумерования.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения обеспечивает возможность независимого приведения в движение двенадцати нумерующих дисков, что больше, чем когда-либо, было достигнуто в устройствах для нумерования по известным решениям.
Данное устройство для нумерования не только обладает подлинной гибкостью, но и не требует для достижения такой гибкости увеличения размеров устройства для нумерования. Устройство по предпочтительному варианту осуществления изобретения, содержащее до двенадцати нумерующих дисков с независимыми приводами, обладает даже меньшими размерами, чем известные устройства для нумерования с электромеханическими приводами.
Оптимальные варианты осуществления изобретения определены зависимыми пунктами формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего подробного описания, содержащего ссылки на прилагаемые чертежи, которые иллюстрируют варианты осуществления изобретения, приведенные исключительно для примера и не накладывающие каких-либо ограничений.
На фиг.1 представлен первый общий вид в перспективе на один из вариантов осуществления устройства для нумерования по изобретению.
На фиг.2 представлен второй вид в перспективе на вариант осуществления по фиг.1, причем некоторые закрывающие элементы опущены.
На фиг.3 представлен вид в перспективе на вариант осуществления по фиг.1 в частичном разрезе.
На фиг.4 представлен еще один вид в перспективе на вариант осуществления по фиг.1, на котором показана часть передачи, приводящей во вращение нумерующие диски.
На фиг.5 представлен вид в перспективе на вариант осуществления по фиг.1 в частично разобранном виде, причем показана одна боковая часть рамы устройства для нумерования с соответствующим несущим элементом для крепления приводных средств, используемых для приведения во вращение нумерующих дисков.
На фиг.6 представлен другой вид в перспективе на вариант осуществления по фиг.1 в частично разобранном виде, причем показана противоположная боковая часть рамы устройства для нумерования с соответствующим несущим элементом для крепления приводных средств.
На фиг.7 представлена условная схема цепочки кинематического привода между нумерующим диском и соответствующими приводными средствами.
Фиг.8а, 8b и 8с иллюстрируют первый вариант осуществления отключаемого установочного механизма для механического выравнивания положения нумерующего диска и его сохранения во время проведения операции нумерования.
Фиг.9а, 9b и 9с иллюстрируют второй вариант осуществления отключаемого установочного механизма для механического выравнивания положения нумерующего диска и его сохранения во время проведения операции нумерования.
На фиг.10а и 10b представлены виды в перспективе из двух разных точек на часть рамы устройства для нумерования по второму варианту осуществления изобретения.
На фиг.11 представлен частичный вид в перспективе на устройство для нумерования по второму варианту осуществления изобретения.
На фиг.12 представлен вид в перспективе на один из вариантов осуществления одной из шестерен приводной цепочки по фиг.7, оборудованной съемным зажимным кольцом для регулировки аксиального положения шестерни на соответствующем валу;
На фиг.13 представлен частичный вид сверху, показывающий шесть шестерен типа, проиллюстрированного на фиг.12, и соответствующие им валы, установленные в устройстве для нумерования.
На фиг.14а-14е представлены частичные виды в перспективе, иллюстрирующие вариант осуществления отключаемого установочного механизма в соответствии с вариантом по фиг.8а-8с.
На фиг.15а и 15b представлены виды в перспективе из двух разных точек на конфигурацию гибкой печатной платы, выполненную с возможностью установки управляющего электронного оборудования, используемого для управления работой устройства для нумерования.
На фиг.16а и 16b представлен другой вариант осуществления гибкой печатной платы, выполненной с возможностью установки управляющего электронного оборудования, используемого для управления работой устройства для нумерования.
Осуществление изобретения
На фиг.1 представлен общий вид в перспективе на один из вариантов осуществления устройства 1 для нумерования по изобретению. Устройство для нумерования содержит корпус, содержащий нижнюю часть 2 рамы и двухкомпонентную боковую часть 3, 3' рамы. Двухкомпонентная боковая часть рамы содержит две боковые части 3 и 3' рамы (боковая часть 3' рамы на фиг.1 не видна), нижние концы которых прикреплены к нижней части 2 рамы при помощи винтов 25 (представлены на фиг.2 и 4). В варианте осуществления по фиг.1 верхняя часть устройства 1 для нумерования покрыта верхней крышкой 4, прикрепленной к боковым частям 3, 3' рамы верхними винтами 5. В верхней крышке 4 предусмотрено отверстие 4а, через которое выступает часть нумерующего модуля 6, содержащего несколько нумерующих колес или дисков 7, расположенных рядом один с другими и способных вращаться вокруг общей оси вращения, как будет более подробно описано ниже.
Устройство 1 для нумерования также закрыто с боковых сторон защитными боковыми крышками 8, прикрепленными к боковым частям 3, 3' рамы боковыми винтами 9. Хотя на фиг.1 видны только два боковых винта 9, следует понимать, что с противоположной стороны устройства 1 для нумерования предусмотрены два других боковых винта, аналогичным образом обеспечивающих закрепление положения боковых крышек 8.
На фиг.2 две боковые крышки 8 и верхняя крышка 4 не представлены, чтобы более наглядно проиллюстрировать расположение компонентов, размещенных во внутреннем объеме устройства 1 для нумерования. На фиг.2 видны винты 25, используемые для прикрепления боковой части 3' рамы к нижней части 2 рамы, причем аналогичные винты предусмотрены с противоположной стороны устройства для крепления боковой части 3 рамы, представленной на фиг.1. В нижней части устройства 1 для нумерования предусмотрены две панели 100 (по одной с каждой стороны устройства 1 для нумерования), каждая из которых прикреплена к боковым частям 3 и 3' рамы устройства 1 для нумерования винтами 11. Панели 100 представляют собой печатные платы, на которых расположена часть управляющего электронного оборудования, используемого для управления работой устройства 1 для нумерования.
Как видно в верхней части устройства 1 для нумерования, нумерующий модуль 6 содержит несколько вращающихся нумерующих дисков 7, расположенных один рядом с другими на общей оси вращения. В проиллюстрированном варианте осуществления изобретения нумерующий модуль 6 содержит двенадцать нумерующих дисков 7 и один дополнительный пустой диск 7'. Назначение пустого диска 7' заключается в обеспечении требуемой длины и симметричности нумерующего модуля 6 для его правильного расположения между двумя боковыми частями 3 и 3' рамы. На каждом из нумерующих дисков 7 предусмотрены алфавитно-цифровые символы, например набор цифр (обычно от 0 до 9) и/или набор букв (например, А, В, С и т.д.). Такие символы используют для нумерования оттисков ценных бумаг (как было подробно описано выше). Помимо вышеупомянутых символов, на нумерующих дисках 7 в зависимости от данного приложения также может быть предусмотрен аннулирующий символ, предназначенный для нанесения метки аннулирования, и/или пустой символ, предназначенный для оставления пустой позиции в процессе печати. Кроме того, на каждом из нумерующих дисков 7 предусмотрен, по меньшей мере, один магнит 12, используемый для калибровки, причем каждый магнит 12 выполнен с возможностью взаимодействия с соответствующим датчиком 13 (который может представлять собой, например, датчик Холла), установленным на несущем элементе 14, 14'. В примере по фиг.2 шесть датчиков установлены на несущем элементе 14', а еще шесть датчиков (которые на фиг.2 не видны) - на несущем элементе 14. Магниты 12 и датчики 13 предназначены для калибровки положения каждого из нумерующих дисков 7 относительно вращения вокруг оси вращения и для обеспечения возможности приведения каждого из нумерующих дисков 7 в любое требуемое положение для нумерования. Несущие элементы 14, 14' установлены между боковыми частями 3, 3' рамы и могут быть повернуты из положения, представленного на чертеже, назад, от нумерующего модуля 6 после снятия верхней крышки 4, что обеспечивает возможность демонтажа и установки нумерующего модуля 6. Разумеется, все необходимые датчики 13 могут быть установлены на одном и том же несущем элементе 14 (или 14'). Для калибровки положения нумерующих дисков могут быть предусмотрены и другие, эквивалентные, средства, например датчики кругового положения (или подобные им приборы), встроенные в нумерующие диски 7.
Как будет подробно разъяснено ниже, каждый нумерующий диск 7 приводится в действие независимо с помощью соответствующих приводных средств. На фиг.2 представлена часть таких независимых приводных средств, в том числе электродвигатели 15.
На фиг.3 представлен вид в перспективе на устройство 1 для нумерования в частичном разрезе, проведенном в горизонтальной плоскости, содержащей ось вращения нумерующих дисков 7, который более подробно иллюстрирует электромеханические приводные средства, используемые для установки положения нумерующих дисков 7. Как уже было указано, следует понимать, что электромеханические приводные средства устройства для нумерования полностью заключены внутри устройства для нумерования, т.е. расположены во внутреннем объеме корпуса устройства для нумерования. Как показано на фиг.3, нумерующие диски 7 установлены с возможность вращения вокруг общей оси 17, оба конца которой вставлены в подшипники, предусмотренные в боковых частях 3 и 3' рамы. Нумерующие диски 7 вместе с пустым диском 7' закреплены на общей оси 17 двумя крепежными кольцами 71, 72 (не представлены на фиг.3, но видны на фиг.2, 4, 8с и 9с), которые прикреплены к снабженным резьбой концевым участкам 17а, 17b общей оси 17. Нумерующие диски 7 установлены так, чтобы обеспечить возможность их свободного вращения вокруг общей оси 17 между крепежными кольцами 71, 72. Следует понимать, что общая ось 17 не вращается.
Каждый из указанных нумерующих дисков 7 предпочтительно приводится в движение электромотором 15, соединенным с системой зубчатых колес (зубчатой передачей) 19, 20, 21, 22, 23 (также схематически представлена на фиг.7). Для этого каждый из нумерующих дисков 7 снабжен зубчатым колесом 16, выполненным с возможностью вращения вместе с нумерующим диском 7. Нумерующий диск 7 и зубчатое колесо 16 могут быть выполнены в виде двух отдельных деталей, прикрепленных одна к другой, или в виде единой детали. На фиг.2 и 3 видны двенадцать зубчатых колес 16, расположенных между нумерующими дисками 7. Таким образом, в представленном варианте осуществления изобретения электромеханические приводные средства для приведения в движение нумерующих дисков 7 содержат двенадцать двигателей 15, двенадцать зубчатых передач 19-23 и двенадцать зубчатых колес 16 (т.е. по одному на каждый нумерующий диск 7). Каждый из двигателей 15 предпочтительно соединен с редуктором 18, назначение которого будет описано ниже. Редуктор 18 содержит выходной вал 19, на котором установлена первая шестерня 20, зацепляющаяся с зубчатым колесом 21, установленном на промежуточном валу 22, причем зубчатое колесо 21 приводит указанный промежуточный вал 22 во вращение. На промежуточном валу 22 также установлена вторая шестерня 23, зацепляющаяся с зубчатым колесом 16 соответствующего нумерующего диска 7.
Таким образом, как описано выше, каждый из нумерующих дисков 7 приводится во вращение независимым индивидуальным приводным механизмом и может быть установлен в любое требуемое положение независимо от остальных нумерующих дисков 7.
В нижеследующем описании (а также в пунктах формулы изобретения) конструкция, содержащая двигатель 15, возможный редуктор 18 и зубчатую передачу 19-23, обозначена как «приводные средства», используемые для приведения соответствующего зубчатого колеса 16 и нумерующего диска 7 во вращение. В иллюстрируемом варианте осуществления изобретения предусмотрено, таким образом, двенадцать независимых приводных средств.
Следует понимать, что каждая зубчатая передача 19-23 и соответствующее ей зубчатое колесо 16 образуют двухступенчатую передачу, схематически проиллюстрированную на фиг.7. Такая двухступенчатая передача имеет определенный коэффициент преобразования, зависящий от отношений числа зубьев шестерней 20, 23, зубчатого колеса 21 и зубчатого колеса 16. Точнее, коэффициент RZ преобразования двухступенчатой передачи 16, 19-23 дается следующим выражением, в котором Z1, Z2, Z3, Z4 - соответственно числа зубьев первой шестерни 20, зубчатого колеса 21, второй шестерни 23 и зубчатого колеса 16:
Как было указано выше, каждый из двигателей 15 предпочтительно соединен с двухступенчатой передачей 16, 19-23 через редуктор 18. Такой редуктор 18 обеспечивает дополнительное уменьшение выходной скорости и дополнительное увеличение вращающего момента двигателя 15. Редуктор 18 также имеет некоторый коэффициент преобразования, обозначенный как RG. Тогда суммарный коэффициент R преобразования между двигателем 15 и соответствующим нумерующим диском 7 дается следующим выражением:
Следует понимать, что в случае отсутствия редуктора коэффициент RG преобразования в вышеприведенном выражении (2) может быть заменен на единицу. Проиллюстрированный на чертежах вариант осуществления устройства 1 для нумерования был разработан с целью получения, по меньшей мере, следующих трех характеристик:
1) максимальное разрешение или точность определения положения нумерующих дисков 7;
2) минимальное время перемещения нумерующих дисков 7 в заданное положение;
3) минимальные размеры или максимальная компактность устройства для нумерования.
Проиллюстрированный вариант осуществления позволяет достичь трех указанных основных целей за счет адекватного выбора двигателей 15 и редукторов 18, а также правильного подбора размеров шестерней 20, 23, зубчатого колеса 21 и зубчатого колеса 16. Двигатели 15 и редукторы 18 предпочтительно представляют собой компоненты, производимые и поставляемые швейцарской компанией Махоn Motors AG (www.maxonmotor.com). Точнее, двигатели 15 предпочтительно представляют собой бесщеточные электродвигатели постоянного тока с электронным управлением, выпускаемые компанией Махоn Motors AG под ссылочным номером ЕС 6 (со скоростью вращения в несколько тысяч об/мин), особенно хорошо соответствующие требованиям данного приложения, а редукторы 18 предпочтительно представляют собой миниатюрные планетарные редукторы, выпускаемые компанией Махоn Motors AG под ссылочным номером GP 6, причем диаметр обоих элементов составляет порядка 6 мм. Применение бесщеточных двигателей постоянного тока с электронным управлением обладает несколькими преимуществами по сравнению с использованием двигателей других типов, например шаговых двигателей. Во-первых, бесщеточная конструкция таких двигателей в значительной степени ограничивает проблемы, связанные с трением и износом, что увеличивает срок их службы. Кроме того, такие двигатели могут быть существенно миниатюризованы, в то же время обеспечивая достаточно высокую скорость вращения и достаточно высокий вращающий момент, соответствующие требованиям приложений, связанных с нумерованием.
Суммарный коэффициент преобразования между выходом электродвигателя 15 и соответствующим нумерующим диском 7 выбирают так, чтобы разрешение определения положения нумерующего диска 7, измеренное на его периферии, составляло порядка 0,10-0,15 мм или менее, чтобы обеспечить возможность достаточно точной регулировки положения нумерующих дисков 7. При характерном диаметре нумерующих дисков 7, составляющем от 10 до 30 мм, это соответствует разрешению в несколько сот делений на один оборот (т.е. угловому разрешению менее 1°). При использовании двигателя, выполненного с возможностью принимать, например, шесть разных положений на оборот (что соответствует двигателю EC 6 производства Maxon) суммарный коэффициент преобразования должен составлять около ста, что легко может быть достигнуто при помощи сочетания вышеупомянутых редуктора 18 и зубчатой передачи 16, 19-23.
Следует понимать, что в предпочтительном варианте осуществления изобретения по фиг.3 каждый из промежуточных валов 22 не проходит всего расстояния между двумя боковыми частями 3, 3' рамы. Как показано на фиг.3, каждый из промежуточных валов 22 закреплен между одной из боковых частей 3, 3' рамы и промежуточной несущей стенкой 30. Как будет описано ниже, промежуточная несущая стенка 30 образована концевыми участками 31а, 31а' двух отдельных несущих элементов 31, 31' (см. также фиг.5 и 6). Каждый из промежуточных валов 22 установлен при помощи пары подшипников, предусмотренных в боковой части 3 рамы и несущем элементе 31 или соответственно 3' и 31'.
На фиг.4 представлен другой вид на устройство 1 для нумерования. Как ясно видно из данного чертежа, на нем не представлена боковая часть 3' рамы, чтобы показать некоторые из шестерней 20 и зубчатых колес 21 зубчатых передач. Как было упомянуто выше, боковые части 3 и 3' рамы прикреплены к нижней части 2 рамы при помощи пары винтов 25, которые видны на фиг.4. На фиг.4 также представлены в целях иллюстрации алфавитно-цифровые символы, предусмотренные на окружности нумерующих дисков 7 (на чертеже видны символы «5» и «6»).
На фиг.4 видна дополнительная печатная плата 110, расположенная в пространстве, имеющемся под нумерующим модулем 6, и связанная с ним приводными средствами 15, 18-23. Печатная плата 110 выполнена с возможностью соединения с вышеупомянутыми печатными платами 100, расположенными по сторонам от нее, при помощи соответствующих электрических соединений, например гибких кабелей (не представлены). Все управляющее электронное оборудование, необходимое для управления работой устройства 1 для нумерования, предпочтительно установлено на данных печатных платах 100, 110. В оптимальном варианте в одном из отверстий 3а или 3а', предусмотренных в каждой из боковых частей 3, 3' рамы (отверстия 3а, 3а' видны на фиг.1, 2, 5 и 6) может быть предусмотрен многоканальный разъем, соединенный с управляющим электронным оборудованием. При помощи такого разъема, установленного в одной из боковых частей 3, 3' рамы, управляющее электронное оборудование устройства 1 для нумерования может быть соединено с внешним контроллером, в частности с контроллером печатного пресса с функцией нумерования.
На фиг.4 видны шесть шестерней 20 и шесть зубчатых колес 21. Следует понимать, что остальные шесть шестерней 20 и шесть зубчатых колес 21 расположены с противоположной стороны устройства 1 для нумерования. Действительно, в проиллюстрированном варианте осуществления приводные средства 15, 18-23 распределены вокруг оси вращения нумерующих дисков 7 (под их нижней частью) оптимальным образом благодаря ориентации смежных приводных средств 15, 18-23 вокруг оси вращения нумерующих дисков 7 в противоположных положениях. Для этого в проиллюстрированном варианте осуществления первая половина приводных средств 15, 18-23 установлена на одной стороне устройства 1 для нумерования (а именно, на боковой части 3 рамы), а вторая половина приводных средств 15, 18-23 установлена на другой стороне устройства 1 для нумерования (а именно, на боковой части 3' рамы). Точнее, приводные средства 15, 18-23 расположены так, что первая и вторая их половины входят одна в другую подобно двум сцепленным гребнеобразным структурам (см. также фиг.5 и 6). Шестерни 20 и зубчатые колеса 21, представленные на фиг.4, относятся к половине, установленной на боковой части 3' рамы.
Кроме того, как показано на фиг.4, шесть зубчатых колес 21 в оптимальном варианте расположены в двух разных плоскостях, что позволяет разместить все шесть зубчатых колес 21 в имеющемся объеме. Остальные шесть зубчатых колес 21 расположены с противоположной стороны устройства 1 для нумерования аналогичным и симметричным образом.
Вышеописанная конфигурация обеспечивает крайне компактное размещение приводных средств, обеспечивающее в проиллюстрированном варианте осуществления возможность независимого приведения в движение до двенадцати разных нумерующих дисков 7, что никогда ранее не было достигнуто в известных решениях в области устройств для нумерования. Следует понимать, что в устройстве для нумерования по изобретению может быть предусмотрено менее 7 нумерующих дисков с независимыми приводами, что позволит получить больше места для размещения необходимых приводных средств. В зависимости от числа нумерующих дисков с независимыми приводами все приводные средства могут быть размещены с одной и той же стороны устройства для нумерации, или же с одной стороны может быть размещено большее количество приводных средств, чем с другой.
Фиг.5 и 6 более наглядно иллюстрируют расположение приводных средств с каждой стороны устройства 1 для нумерования. На данных чертежах для большей ясности иллюстрации не представлен нумерующий модуль 6. На фиг.5 представлена боковая часть 3 рамы и соответствующий ей несущий элемент 31, на котором установлена первая половина приводных средств 15, 18-23. Двигатели 15, соответствующие им редукторы 18, выходные валы 19 и первые шестерни 20 не представлены на фиг.5 для лучшей иллюстрации формы и конфигурации несущего элемента 31. На фиг.6 представлена боковая часть 3' рамы, прикрепленная к нижней части 2 рамы и оборудованная одной из печатных плат 100, а также второй несущий элемент 31', прикрепленный к боковой части 3' рамы, и установленные на нем приводные средства 15, 18-23.
Несущие элементы 31, 31' идентичны и представляют собой два симметричных полукруглых гребнеобразных элемента, которые могут быть вставлены один в другой. Каждый из несущих элементов 31, 31' содержит шесть концевых участков 31а, 31а', в каждом из которых установлен подшипник, предназначенный для крепления одного конца промежуточного вала 22, причем другой конец промежуточного вала 22, как было указано выше, закреплен в подшипнике, предусмотренном на боковой части 3, 3' рамы; подшипники представлены на фиг.5. Как было указано выше со ссылками на фиг.3, в собранном положении концевые участки 31а, 31а' несущих элементов 31, 31' образуют промежуточную несущую стенку 30.
Между боковой частью 3 рамы и несущим элементом 31 (или, соответственно, 3' и 31') предусмотрена пластина 32, 32' в форме полумесяца с отверстием, через которое проходит вал нумерующего модуля 6, и прорезями, через которые проходят шестерни 20 с соответствующими валами 19 и промежуточные валы 22 (см. также фиг.4). Кроме того, в несущих элементах 31, 31' предусмотрены выемки 31b, размеры которых позволяют разместить в них двигатели 15 с соответствующими редукторами 18. Выемки 31 b видны на фиг.5, но закрыты на фиг.6 двигателями 15 и редукторами 18.
Как показано на фиг.5 и 6, гребнеобразные несущие элементы 31, 31' прикреплены к боковым частям 3, 3' рамы при помощи пары винтов 33. В каждой из боковых частей 3, 3' рамы предусмотрена выемка 3b (видна только на фиг.5), предназначенная для размещения первых шестерней 20 и зубчатых колес 21, причем в такой выемке 3b установлены шесть подшипников, предназначенных для крепления других концов промежуточных валов 22.
Как показано на фиг.5 и 6, шестерни 23 расположены вдоль промежуточных валов 22 в шахматном порядке так, чтобы обеспечить зацепление вторых шестерней 23 с соответствующими зубчатыми колесами 16 нумерующих дисков 7. Положение шестерней 23 на промежуточных валах 22 может быть отрегулировано в соответствии с шириной соответствующих нумерующих дисков 7 и/или их аксиальным положением на общей оси 17. Это значительно облегчает замену нумерующего модуля 6 на другой нумерующий модуль 6, в котором нумерующие диски имеют другую ширину и/или другое аксиальное положение, т.к. для этого необходимо лишь отрегулировать положение шестерней 23 на промежуточных валах 22.
В верхней части каждой из боковых частей 3, 3' рамы дополнительно предусмотрена U-образная выемка 3с или соответственно 3с', предназначенная для размещения одного из концов оси 17 нумерующего модуля 6, представленного на фиг.2 и 3.
В альтернативном варианте и при условии внесения соответствующих модификаций несущий элемент 31 и боковая часть 3 рамы (или соответственно 31' и 3') могут быть выполнены в виде единой детали. Аналогичным образом, нижняя часть 2 рамы может не быть изготовлена в виде отдельного элемента, а объединена с боковыми частями 3, 3' рамы или, в предпочтительном варианте, разделена на две половины, объединенные с боковыми частями 3, 3' рамы, что позволяет сократить количество деталей устройства 1 для нумерования и упрощает его сборку.
Такой альтернативный вариант проиллюстрирован на фиг.10а, 10b и 11. На фиг.10а и 10b представлена в двух разных видах часть рамы, обозначенная ссылочным номером 303. Две такие части рамы могут быть прикреплены одна к другой для формирования корпуса устройства для нумерования и установки вышеупомянутых нумерующего модуля и приводных средств. Как показано на фиг.10а и 10b, часть 303 рамы содержит несущую часть 331, которая образует неотъемлемый компонент части 303 рамы и обеспечивает поддержку половины приводных средств. Такая несущая часть 331 выполняет ту же функцию, что и вышеописанный несущий элемент 31, 31', и имеет полукруглую гребнеобразную конфигурацию, причем на каждом из ее концевых участков 331а предусмотрен подшипник для крепления одного конца промежуточного вала 22 приводных средств, а также выемки 331b, размеры которых позволяют разместить в них двигатели 15 с соответствующими редукторами 18. При соединении двух идентичных частей 303 рамы концевые участки 331а образуют промежуточную несущую стенку, аналогичную описанной выше со ссылками на фиг.3.
В части 303 рамы дополнительно предусмотрены два выступа 304, 305, которые при соединении двух частей рамы выполняют ту же функцию, что и нижняя часть 2 рамы по предыдущему варианту осуществления. Для этого на выступе 304 предусмотрен снабженный резьбой участок 304а (виден только на фиг.10b), а в выступе 305 предусмотрено сквозное отверстие 305а, в которое может быть введен винт (не представлен). При соединении двух частей 303 рамы выступы 304 и 305 одной части рамы смыкаются соответственно с выступами 305 и 304 второй части рамы так, что в отверстие 305а выступа 305 каждой из частей рамы может быть введен винт, который ввинчивают в снабженный резьбой участок 304а выступа 304 второй части рамы. Таким образом, для скрепления двух частей 303 рамы необходимы два винта.
В части 303 рамы предусмотрены шесть сквозных отверстий 319 и шесть сквозных отверстий 322, предназначенных для введения в них соответствующих выходных валов 19 и промежуточных валов 22 приводных средств (точнее, половины из них) аналогично предыдущему варианту осуществления по фиг.1-6.
В отличие от предыдущего варианта осуществления на наружной (относительно места установки нумерующего модуля) поверхности части 303 рамы предусмотрена выемка 303b для размещения необходимых передаточных элементов приводных средств, а именно первых шестерней 20, установленных на соответствующих выходных валах 19, и зубчатых колес 21, установленных на соответствующих промежуточных валах 22 (как показано более ясно на фиг.11), причем в выемке 303b предусмотрены шесть сквозных отверстий 322, выполняющих функцию подшипников для крепления вторых концов соответствующих промежуточных валов 22. Как показано на фиг.11, к внешней поверхности части 303 рамы тремя винтами 355 прикреплена крышка 350 (изображенная на данном чертеже прозрачной в целях иллюстрации), которая закрывает и предохраняет первые шестерни 20 и зубчатые колеса 21.
Как показано на фиг.10а, 10b и 11, в верху части 303 рамы предусмотрена выемка 303с, в которой размещен конец общей оси 17 нумерующего модуля 6. Кроме того, в боковой поверхности части 303 рамы предусмотрено отверстие 303а, предназначенное для размещения многоканального разъема, частично представленного на фиг.11 и обозначенного ссылочным номером 150, соединенного с управляющим электронным оборудованием устройства для нумерования (см. также фиг.15а и 15b) и обеспечивающего возможность соединения указанного управляющего электронного оборудования с внешним контроллером, в частности с контроллером печатного пресса с функцией нумерования.
Далее следует описание со ссылками на фиг.12 и 13. На фиг.12 представлен вид в перспективе на один из вариантов осуществления второй шестерни приводной цепи по фиг.7. В соответствии с данным вариантом вторая шестерня, обозначенная в целом ссылочным номером 23*, оборудована съемным зажимным кольцом 235, предназначенным для регулировки аксиального положения шестерни 23* на соответствующем валу 22. Для этого шестерня 23* содержит трубчатую часть 232, образующую единое целое с зубчатым колесом 231, причем на конце трубчатой части 232 предусмотрены четыре продольных разреза 232а. Продольные разрезы 232а обеспечивают возможность небольшой деформации конца трубчатой части 232 под действием съемного зажимного кольца 235. Точнее, трубчатая часть 232 имеет слегка коническую внешнюю поверхность, причем диаметр трубчатой части 232 уменьшается по мере продвижения к ее концу, т.е. к месту расположения продольных разрезов 232а. При помещении зажимного кольца 235 на конец трубчатой части 232 зажимное кольцо 235 вызывает уменьшение диаметра сквозного внутреннего отверстия трубчатой части 232, т.е. закрепляет шестерню 23* в требуемом аксиальном положении на соответствующем вале 22. При удалении зажимного кольца 235 от конца трубчатой части 232 (вправо в конфигурации, изображенной на фиг.12) сжимающее действие трубчатой части 232 на соответствующий вал 22, на котором установлена шестерня 23*, уменьшается, и шестерня 23* может быть передвинута по соответствующему валу 22, что позволяет регулировать ее аксиальное положение.
На фиг.13 представлен частичный вид сверху, на котором представлены шесть шестерней, подобных проиллюстрированной на фиг.12, и соответствующие валы 22, установленные в устройстве для нумерования. В данном случае корпус устройства для нумерования может быть изготовлен в соответствии с первым или вторым из вышеописанных вариантов осуществления, т.е. из боковой части 3,3' рамы и несущего элемента 31, 31' или из части 303 рамы с несущей частью 331. Следует понимать, что вариант по фиг.12 обладает преимуществом, связанным с легкостью регулировки положения шестерней 23* на промежуточных валах 22 в соответствии с шириной и/или аксиальным положением соответствующих нумерующих дисков 7 на общей оси 17. Вследствие этого замена нумерующего модуля 6 на другой нумерующий модуль 6, оборудованный нумерующими дисками другой ширины и/или с другим аксиальным положением, может быть произведена крайне легко. Это, например, позволяет использовать нумерующие модули, оборудованные нумерующими дисками непостоянной ширины, и открывает новые возможности использования разнообразных форматов и шрифтов алфавитно-цифровых символов, печатаемых при помощи устройства для нумерования.
Фиг.8а-8с и 9а-9с иллюстрируют два варианта осуществления отключаемого установочного механизма (или запорного механизма) для механического выравнивания и сохранения положения нумерующих дисков в процессе нумерования. Такой установочный механизм не является необходимым, но позволяет в случае необходимости гарантировать нахождение нумерующих дисков точно в соответствующих заданных положениях. Следует понимать, что данный установочный механизм приходит в рабочее состояние и взаимодействует с нумерующими дисками после того, как все нумерующие диски будут повернуты в заданное положение.
Два варианта установочного механизма действуют, по существу, одинаково, а именно путем ввода подвижного установочного элемента 50, 50', расположенного параллельно оси вращения нумерующих дисков 7, в установочные желобки 7а, 7а', предусмотренные на нумерующих дисках 7. Единственное различие между двумя вариантами заключается в том, что в первом варианте по фиг.8а-8с установочный элемент 50 взаимодействует с внешней окружностью нумерующих дисков 7, причем внешние установочные желобки 7а предусмотрены между символами для нумерования, а во втором варианте по фиг.8а-8с установочный элемент 50' взаимодействует с внутренней окружностью нумерующих дисков 7, на которой предусмотрены внутренние установочные желобки 7а'.
В варианте по фиг.8а-8с установочный механизм может быть предусмотрен на месте одного из несущих элементов 14, 14', на которых установлены калибровочные датчики 13 (при этом предполагается, что все указанные калибровочные датчики расположены на одном несущем элементе, а не на двух). Как показано на фиг.8а и 8с, после поворота нумерующих дисков 7 в заданное положение установочный элемент 50 вводят во внешние установочные желобки 7а. По завершении печати номера установочный элемент 50 снова выводят из внешних установочных желобков 7а, после чего нумерующие диски 7 могут быть повернуты в следующее заданное положение.
По существу, тот же принцип работы действует и во втором варианте, проиллюстрированном на фиг.9а-9с. В данном случае установочный элемент 50' может быть расположен в пазу 17с, вытянутом в аксиальном направлении по внешней поверхности общей оси 17, причем такой паз 17с выполняет функцию направляющей для установочного элемента 50'. Следует понимать, что перемещение установочного элемента 50', необходимое для его ввода во внутренние желобки 7а' и вывода из них, меньше, чем в первом варианте, т.к. установочный элемент 50 по первому варианту необходимо отвести на такое расстояние, на котором он не препятствовал бы перемещению символов для нумерования, предусмотренных на внешней окружности нумерующих дисков.
Для перемещения установочных элементов 50, 50' могут быть использованы приводные механизмы (не представлены). Такие приводные механизмы известны сами по себе, и их описание не требуется. Кроме того, в оптимальном варианте предусмотрены средства управления, обеспечивающие корректный ввод установочного элемента 50, 50' в установочные желобки 7а, 7а'. Для этого на обоих концах установочного элемента 50, 50' могут быть предусмотрены датчики, контролирующие положение обоих концов установочного элемента 50, 50'.
Фиг.14а-14е иллюстрируют один из возможных вариантов осуществления отключаемого установочного механизма, действующего по принципу, описанному выше со ссылками на фиг.9а-9с. Как показано на фиг.14b, установочный механизм в данном примере содержит установочный элемент 510, расположенный вместе с катушкой 520 в отверстии, предусмотренном в общей оси нумерующих дисков 7 (ось и отверстие обозначены в данном примере ссылочными номерами 17* и 17 с* соответственно). Как показано на фиг.14b, установочный элемент 510 имеет поперечное сечение, по существу, перевернутой Т-образной формы с головкой 510а и продольным выступом 510b, предназначенным для ввода во внутренние установочные желобки 7а' нумерующих дисков 7, причем вертикальная часть (не обозначена) установочного элемента 510 расположена в отверстии 520а катушки 520. Установочный элемент 510 может перемещаться в вертикальном направлении внутри общей оси 17* и избирательно взаимодействовать с внутренними установочными желобками 7а' нумерующих дисков 7, как описано выше. Вертикальное перемещение установочного элемента 510 регулируют при помощи электромагнитной катушки 520 возбуждения, также расположенной внутри общей оси 17*. Электромагнитная катушка 520 возбуждения, представленная отдельно на фиг.14с, состоит, по существу, из рамки 525, ограничивающей отверстие 520а, сквозь которое проходит соответствующая часть установочного элемента 510, причем рамка 525 окружена электропроводящей обмоткой 526. Как показано на фиг.14е, на обоих концах оси 17* расположены электрические контакты 531, 532, соединенные с соответствующими выходами (не представлены) обмотки 526. Данные электрические контакты 531, 532 предназначены для электрического соединения обмотки 526 с соответствующим управляющим электронным оборудованием устройства для нумерования. Фиг.16а и 16b, описанные ниже, иллюстрируют возможный вариант соединения с электрическими контактами 531 или 532. В сборе электрические контакты 531 или 532 обращены вниз к электропроводящим каналам, предусмотренным на гибкой печатной плате 126*, предусмотренной на одной из боковых поверхностей устройства для нумерования.
Как показано на фиг.14е, внутри отверстия 17с* оси 17* предпочтительно предусмотрена тонкая прокладка 560, изготовленная из немагнитного материала. Такая прокладка 560 действует в качестве экрана, предотвращающего магнитное и электрическое короткое замыкание обмотки 526 катушки. Прокладка 560 также обеспечивает наличие зазора между подвижным установочным элементом 510 и осью 17*, что предотвращает застревание установочного элемента 510 в оси 17*.
Как показано на фиг.14а-14е, установочный элемент 510 и электромагнитная катушка 520 возбуждения выполнены так, что катушка 520 окружает установочный элемент 510. Установочный элемент 510 может быть изготовлен из любого материала, пригодного для взаимодействия с приводным электромагнитным полем. Принцип электромагнитного привода известен сам по себе и не требует дополнительного описания. Достаточно понимать, что под действием соответствующего электромагнитного поля, вырабатываемого электромагнитной катушкой 520 возбуждения, установочный элемент 510 может быть опущен и введен в установочные желобки 7а' нумерующих дисков 7 или поднят для освобождения нумерующих дисков 7 и обеспечения возможности их вращения.
В возбуждающую обмотку 526 катушки 520 предпочтительно подают ток, создающий переменную силу магнитного сопротивления, которая перемещает установочный элемент 510 вверх и, следовательно, освобождает нумерующие диски 7. Установочный элемент 510 предпочтительно переходит в исходное положение (т.е. в положение, в котором установочный элемент 510 введен в установочные желобки 7а', как показано на фиг.14b) под действием пружин 550, представляющих собой, например, пластинчатые пружины (представленные на фиг.14е), расположенные между головкой 510а установочного элемента 510 и осью 17*.
Нумерующие диски 7 предпочтительно изготовлены из немагнитного материала или покрыты немагнитным материалом.
Фиг.15а и 15b иллюстрируют вариант расположения управляющего электронного оборудования устройства для нумерования в корпусе такого устройства. В соответствии с данным, предпочтительным, вариантом осуществления управляющее электронное оборудование выполнено в виде гибкой печатной платы 120 с различными несущими поверхностями для размещения необходимых электрических и электронных компонентов (на фиг.15а и 15b представлена лишь часть такого оборудования).
Гибкость печатной платы 120 позволяет сложить ее с формированием коробчатой конструкции, изображенной на чертежах. На двух противоположных сторонах коробчатой конструкции предусмотрены два многоканальных разъема 150, размещаемых при установке в корпусе устройства для нумерования в соответствующих его отверстиях (т.е. в отверстиях 3а, 3а' в варианте осуществления по фиг.1-6 или в отверстии 303а в варианте осуществления по фиг.10а, 10b, 11). Как уже было указано, данные два многоканальных разъема 150 обеспечивают возможность соединения электронного оборудования, встроенного в устройство для нумерования, с внешним контроллером, в частности с контроллером печатного пресса с функцией нумерования.
На обеих сторонах коробчатой конструкции, образованной из гибкой печатной платы 120, предусмотрено по шесть микроконтроллеров 130, т.е. всего двенадцать микроконтроллеров (только половина из которых представлена на фиг.15а and 15b), выполненных с возможностью электрического соединения с соответствующими двигателями 15 приводных средств при помощи разъемов (не представлены). Удлинительный шлейф, обозначенный на фиг.15а и 15b ссылочным номером 125, предназначен для соединения с калибровочными датчиками 13, установленными на соответствующем несущем элементе 14, как описано выше (в данном варианте осуществления изобретения предусмотрен только один несущий элемент). Такой удлинительный шлейф, в частности, содержит проводящие каналы (не представлены), предназначенные для соединения с соответствующими калибровочными датчиками 13. В случае установки калибровочных датчиков на двух отдельных несущих элементах 14, 14', описанном выше, на гибкой печатной плате 120 может быть предусмотрен второй удлинительный шлейф для соединения со второй группой калибровочных датчиков.
Фиг.16а и 16b иллюстрируют другой вариант расположения управляющего электронного оборудования устройства для нумерования в корпусе такого устройства. На фиг.16а и 16b представлена часть 303* рамы корпуса устройства для нумерования, которая, по существу, соответствует части 303 рамы, описанной выше со ссылками на фиг.10а, 10b и 11, с одним несущим элементом 14, на котором установлены калибровочные датчики 13. В части 303* рамы расположена гибкая печатная плата 120*, аналогичная гибкой печатной плате 120 по фиг.15а и 15b.
В отличие от варианта осуществления, проиллюстрированного на фиг.15а и 15b, гибкая печатная плата 120* содержит один удлинительный шлейф 125с* для соединения с электрическим разъемом (не представлен), установленным в боковом отверстии части 303* рамы так, как это было описано выше. Кроме того, с одной из сторон гибкой печатной платы 120* предусмотрены два удлинительных шлейфа 125а*, 125b* для соединения с соответствующими детекторами 13, расположенными на несущем элементе 14.
Кроме того, для соединения электронного оборудования, установленного на гибкой печатной плате 120*, с установочным механизмом 510, 520 с электромагнитным приводом, описанным выше со ссылками на фиг.14а-14е, предусмотрен дополнительный гибкий печатный шлейф, обозначенный на фиг.16b ссылочным номером 126*. Точнее, гибкий печатный шлейф 126* оборудован электропроводящими каналами для соединения электрических разъемов (531 или 532 по фиг.14е) обмотки 526 катушки с управляющим электронным оборудованием, предусмотренным на гибкой печатной плате 120*. Таким образом, один конец 126а* (также представленный на фиг.16а) гибкого печатного шлейфа 126* проведен вверх до отверстия в верху части 303* рамы, где должен быть расположен соответствующий конец оси 17* нумерующего модуля 6 с электрическими разъемами 351 (или 352). Второй конец 126b* гибкого печатного шлейфа 126* соединен с основной гибкой печатной платой 120*. В альтернативном варианте гибкий печатный шлейф 126* может быть частью основной гибкой печатной платы 120*.
Следует понимать, что в вышеописанные варианты осуществления изобретения могут быть внесены различные модификации и/или усовершенствования, очевидные для специалиста в данной области, без выхода за рамки изобретения, определенные его формулой. Например, в проиллюстрированном варианте осуществления все нумерующие диски приводятся в движение независимыми приводными средствами. Однако настоящее изобретение применимо также и к случаям, в которых лишь некоторые из нумерующих дисков приводятся в движение независимыми приводными средствами, а остальные представляют собой нумерующие диски с ручным приводом. Это возможно, например, при использовании префиксных дисков, слишком частое перемещение которых не требуется. В таком случае оператор может приводить префиксные диски в движение вручную при каждом изменении префикса.
Кроме того, предпочтительные приводные средства для приведения нумерующих дисков во вращение содержат электродвигатель, перемещающий соответствующий нумерующий диск при помощи передаточных средств. Поскольку любая передача обладает некоторым механическим люфтом, следует максимально ограничить такой люфт. Могут быть предусмотрены средства компенсации такого люфта, в частности, путем установки средств для компенсации люфта между, по меньшей мере, двумя взаимодействующими зубчатыми колесами передачи. С этой целью, по меньшей мере, некоторые из зубчатых колес передачи могут быть разработаны, например, таким образом, чтобы они обладали некоторой упругостью, компенсирующей радиальный и/или аксиальный люфт.
Как было отмечено выше, в рамках настоящего изобретения может быть предусмотрено устройство для нумерования, содержащее менее двенадцати нумерующих дисков с независимыми приводами. Следует понимать, что при использовании менее двенадцати нумерующих дисков с независимыми приводами может быть получено больше пространства для распределения приводных средств вокруг оси вращения нумерующих дисков. Как ясно из чертежей, объем, доступный для размещения приводных средств, охватывает угловой сектор величиной около 180° вокруг оси вращения нумерующих дисков. В проиллюстрированном варианте осуществления в имеющемся объеме размещено до двенадцати независимых приводных средств благодаря оптимальному взаимопроникновению двух половин приводных средств. В устройстве для нумерования с меньшим числом нумерующих дисков такое взаимопроникновение может не потребоваться.
1. Устройство (1) для осуществления нумерования в листовых или рулонных, печатных прессах с функцией нумерования, причем указанное устройство (1) для нумерования содержит нумерующий модуль (6) с вращающимися нумерующими дисками (7), на которых предусмотрены алфавитно-цифровые символы, причем нумерующие диски (7) расположены рядом один с другими и вращаются вокруг общей оси вращения, а указанное устройство для нумерования дополнительно содержит электромеханические приводные средства для установки положения указанных нумерующих дисков (7), причем указанные электромеханические приводные средства полностью заключены внутри указанного устройства (1) для нумерования и механически автономны, и указанные электромеханические приводные средства содержат независимые приводные средства (15, 18-23; 23*) для приведения в движение соответствующих нумерующих дисков (7).
2. Устройство (1) для нумерования по п.1, отличающееся тем, что содержит более шести вращающихся нумерующих дисков (7), приводимых в движение соответствующим числом независимых приводных средств (15, 18-23; 23*).
3. Устройство для нумерования по п.2, отличающееся тем, что содержит двенадцать вращающихся нумерующих дисков (7), приводимых в движение соответствующим числом независимых приводных средств (15, 18-23; 23*).
4. Устройство для нумерования по п.1, отличающееся тем, что каждые приводные средства (15, 18-23; 23*) содержат, по меньшей мере, электрический двигатель (15), приводящий в движение соответствующий нумерующий диск при помощи передачи (16, 19-23; 23*).
5. Устройство для нумерования по п.4, отличающееся тем, что каждый электрический двигатель (15) соединен с передачей (16, 19-23; 23*) через редуктор (18).
6. Устройство для нумерования по п.4, отличающееся тем, что указанная передача (16, 19-23; 23*) для каждого из нумерующих дисков (7) представляет собой двухступенчатую передачу, содержащую: первую шестерню (20), соединенную с электрическим двигателем (15); зубчатое колесо (21), установленное на промежуточном вале (22), причем указанное зубчатое колесо (21) входит в зацепление с указанной первой шестерней (20) и приводит указанный промежуточный вал (22) во вращение; и вторую шестерню (23; 23*), установленную на указанном промежуточном вале (22) и приводимую во вращение указанным промежуточным валом (22); причем указанная вторая шестерня (23; 23*) входит в зацепление с зубчатым колесом (16), расположенным на одной из сторон соответствующего нумерующего диска (7), для приведения указанного нумерующего диска (7) во вращение.
7. Устройство для нумерования по п.6, отличающееся тем, что продольное положение указанной второй шестерни (23; 23*) на указанном промежуточном валу (22) может быть изменено в зависимости от ширины и/или аксиального положения соответствующего нумерующего диска (7).
8. Устройство для нумерования по п.7, отличающееся тем, что указанная вторая шестерня (23*) содержит зажимный механизм (232, 232а, 235) для произвольной фиксации или освобождения продольного положения второй шестерни (23*) на промежуточной оси (22).
9. Устройство для нумерования по любому из пп.4-8, отличающееся тем, что указанная передача (16, 19-23; 23*) содержит средства для компенсации люфта между, по меньшей мере, двумя из зубчатых колес (16, 20, 21, 23; 23*) передачи (16, 19-23; 23*).
10. Устройство для нумерования по любому из пп.4-8, отличающееся тем, что указанный электрический двигатель (15) представляет собой бесщеточный двигатель постоянного тока с электронным управлением.
11. Устройство для нумерования по любому из пп.4-8, отличающееся тем, что коэффициент (R) преобразования между выводом электрического двигателя (15) и соответствующим нумерующим диском (7) выбирают так, чтобы разрешение определения положения нумерующего диска, измеренное на его периферии, составляло от 0,1 до 0,15 мм или менее.
12. Устройство для нумерования по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что указанные приводные средства (15, 18-23; 23*) распределены вокруг оси вращения указанных нумерующих дисков (7).
13. Устройство для нумерования по п.12, отличающееся тем, что смежные приводные средства (15, 18-23; 23*) расположены вокруг оси вращения нумерующих дисков с ориентацией в противоположных положениях.
14. Устройство для нумерования по п.13, отличающееся тем, что первая часть указанных приводных средств (15, 18-23; 23*) установлена на одной стороне устройства (1) для нумерования, а остальная часть указанных приводных средств (15, 18-23; 23*) установлена на другой стороне устройства (1) для нумерования, причем указанные приводные средства (15, 18-23; 23*) расположены так, что указанная первая часть и указанная остальная часть входят одна в другую аналогично сцепленным гребневидным конструкциям.
15. Устройство для нумерования по п.14, отличающееся тем, что указанные приводные средства (15, 18-23; 23*) установлены на двух симметричных полукруглых гребневидных несущих элементах (31, 31'; 331).
16. Устройство для нумерования по любому из пп.1-8, 13-15, отличающееся тем, что управляющее электронное оборудование для управления работой указанных приводных средств (15, 18-23; 23*) расположено внутри указанного устройства (1) для нумерования.
17. Устройство для нумерования по п.16, отличающееся тем, что содержит электрический разъем (150), расположенный в боковой части (3; 3'; 303; 303*) рамы указанного устройства (1) для нумерования и предназначенный для соединения указанного управляющего электронного оборудования с внешним контроллером.
18. Устройство для нумерования по п.16, отличающееся тем, что указанное управляющее электронное оборудование установлено на гибкой печатной плате (120, 120*).
19. Устройство для нумерования по любому из пп.1-8, 13-15, 17-18, отличающееся тем, что указанное устройство (1) для нумерования содержит корпус (2, 3, 3', 4, 8; 303; 303*) с, по меньшей мере, двумя боковыми частями (3, 3'; 303; 303*) рамы, расположенными по оба конца указанного нумерующего модуля (6) перпендикулярно оси вращения указанных нумерующих дисков (7), причем указанные приводные средства (15, 18-23; 23*) закреплены между двумя указанными боковыми частями (3, 3'; 303; 303*) рамы.
20. Устройство для нумерования по любому из пп.1-8, 13-15, 17-18, отличающееся тем, что дополнительно содержит калибровочные средства (12, 13) для калибровки углового положения нумерующих дисков (7) при вращении вокруг оси вращения.
21. Устройство для нумерования по п.20, отличающееся тем, что указанные калибровочные средства (12, 13) для каждого из нумерующих дисков (7) содержат датчик (13) Холла, взаимодействующий с, по меньшей мере, одним соответствующим магнитом (12), установленным на калибруемом нумерующем диске (7).
22. Устройство для нумерования по любому из пп.1-8, 13-15, 17-18, отличающееся тем, что дополнительно содержит отключаемый установочный механизм (7а, 50; 7а' 50'; 7а', 510, 520) для механического выравнивания указанных нумерующих дисков и сохранения их положения в процессе нумерования.
23. Устройство для нумерования по п.22, отличающееся тем, что указанный установочный механизм содержит подвижный установочный элемент (50; 50'; 510), вытянутый вдоль указанной оси вращения, причем указанный подвижный установочный элемент (50; 50'; 510) выполнен с возможностью его ввода в установочные желобки (7а, 7а'), предусмотренные на указанных нумерующих дисках, после поворота нумерующих дисков (7) в заданное положение.
24. Устройство для нумерования по п.23, отличающееся тем, что установочные желобки (7а) предусмотрены на внешней окружности нумерующих дисков (7).
25. Устройство для нумерования по п.23, отличающееся тем, что установочные желобки (7а) предусмотрены на внутренней окружности нумерующих дисков (7).
26. Устройство для нумерования по п.22, отличающееся тем, что указанный отключаемый установочный механизм представляет собой механизм с электромагнитным приводом.
27. Устройство для нумерования по любому из пп.1-8, 13-15, 17-18, отличающееся тем, что все указанные нумерующие диски (7) приводят в движение независимыми приводными средствами (15, 18-23).
28. Устройство для нумерования по любому из пп.1-8, 13-15, 17-18, отличающееся тем, что часть указанных нумерующих дисков (7) приводят в движение независимыми приводными средствами (15, 18-23; 23*), а остальные из указанных нумерующих дисков (7) представляют собой нумерующие диски с ручным приводом.
