УСТАНОВКА НУМЕРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ НА НУМЕРАЦИОННЫЕ БАРАБАНЫ
MOUNTING NUMBERING DEVICES ON NUMBERING CYLINDERS

Область изобретения
Настоящее изобретение в целом относится к установке нумерационных устройств на нумерационные барабаны, которые используются, в частности, для выполнения нумерации печатных документов, в особенности банкнот или подобных ценных бумаг.
Предпосылки изобретения
Нумерующие прессы для выполнения нумерации печатных документов известны в уровне техники. Такой нумерующий пресс, например, раскрыт в заявке на патент Германии №1486894 или в европейской заявке на патент №0061795. Фиг.1 представляет собой чертеж, взятый из европейской заявки на патент №0061795, который схематично иллюстрирует нумерующий пресс.
Как проиллюстрировано на Фиг.1, такой нумерующий пресс обычно содержит печатающий узел 1, оборудованный печатным цилиндром 2 и нумерующим узлом 3, взаимодействующим с печатным цилиндром 2. Для осуществления печати непрерывный рулон или отдельные листы подают к печатному цилиндру 2, используя известные средства передачи (не изображены на Фиг.1). После того как рулон или листы напечатаны, их подают к узлу доставки (не изображен на Фиг.1).
Нумерующий узел 3 обычно содержит по меньшей мере один нумерационный барабан 4, в который чернила подаются с помощью системы 5 подачи чернил. В области нумерации банкнот обычным делом является наличие по меньшей мере двух таких нумерующих узлов 3, взаимодействующих с одним и тем же печатным цилиндром 2, чтобы напечатать два серийных номера на каждой банкноте.
В области печати банкнот несколько отпечатков банкнот печатается на последовательных листах или частях рулона в виде последовательностей, имеющих определенное число колонок и рядов. Эти листы или части рулона в конце процесса печати, в конечном счете, разрезают на отдельные банкноты. При выполнении нумерации таких листов или частей рулона нумерующий пресс должен быть оборудован нумерационным барабаном, содержащим столько нумерационных устройств, сколько имеется положений для нумерации на каждом листе или части рулона.
Фиг.2 представляет собой вид в частичном разрезе типичного нумерационного барабана 4, используемого для простановки номера в нескольких местах на листе или части рулона, разрез которого взят вдоль оси вращения барабана 4. Барабан 4 обычно содержит вал 41, на котором расположено несколько поддерживающих дисков 42 (только один показан на Фиг.2). Каждый поддерживающий диск 42 содержит несколько нумерационных устройств 6 (или головок нумерации), которые распределены по периферии поддерживающего диска 42 (только одно нумерационное устройство 6 показано на Фиг.2). Каждое нумерационное устройство 6 обычно содержит кожух 60 с цифровыми дисками 61, выполненными с возможностью вращения и расположенными один рядом с другим вокруг общего вала. Должно быть понятно, что барабан 4 содержит столько поддерживающих дисков 42, сколько имеется колонок оттисков, которые должны быть пронумерованы на листах или частях рулона, и что каждый поддерживающий диск 42 содержит столько нумерационных устройств 6, сколько имеется рядов оттисков, которые должны быть пронумерованы на частях рулона или листах.
При использовании приводимых в действие механически нумерационных устройств, дополнительно предусмотрены механические средства приведения в действие, чтобы соответствующим образом привести в действие цифровые диски 61 каждого нумерационного устройства 6. С этой целью механически приводимые в действие нумерационное устройства 6 обычно содержат рычаг 66 переключателя для приведения в действие цифровых дисков 61, который взаимодействует с диском 71 кулачка переключателя через толкатель 67 кулачка переключателя (имеется столько дисков 71 кулачка переключателя, сколько имеется поддерживающих дисков 42). Каждый диск 71 кулачка переключателя закреплен относительно вращения барабана 4 и содержит кулачковую поверхность (не показана), предназначенную для начала приведения в действие нумерационных устройств 6 между каждым повторением нумерации. Более детальное объяснение работы таких средств приведения в действие может быть найдено, например, в патенте США №3377948 или в европейской заявке на патент №0718112.
В случаях, в которых используются механически автономные электронные нумерационные устройства, такие механические средства приведения в действие могут быть совсем не нужны. Это, например, имеет место в случае нумерационного устройства, раскрытого в европейской заявке на патент №06115994.3, поданной 23 июня 2006 от имени настоящего заявителя и озаглавленной "Нумерационное устройство для типографской нумерации".
Другие нумерационные устройства также раскрыты в патенте США №4677910, в международной заявке №2004/016433, в заявке на патент Германии №3047390, в патенте США №4843959, в международной заявке №2005/018945, а также в европейской заявке на патент №05405375.6, поданной 8 июня 2005 от имени настоящего заявителя и озаглавленной «Способ нумерации для ценных бумаг, способ обработки пронумерованных ценных бумаг и нумерационное устройство для выполнения способа нумерации».
Как показано на Фиг.2, каждое нумерационное устройство 6 установлено на периферическом установочном кольце 43, предусмотренным на периферии поддерживающего диска 42. Это периферическое установочное кольцо 43 обычно имеет поперечное сечение в форме ласточкина хвоста, как показано на Фиг.2. Каждое нумерационное устройство 6 содержит соответствующий установочный паз 63 в форме ласточкина хвоста, который по форме соответствует форме периферического установочного кольца 43, а также форме фиксирующего механизма 65 для закрепления нумерационного устройства 6 на месте на периферическом установочном кольце 43. Этот фиксирующий механизм 65 обычно содержит фиксирующую часть, которая выполнена с возможностью перемещения относительно кожуха нумерационного устройства 6 и которая может быть сдвинута вбок (обычно посредством винтов, не показанных на Фиг.2) к одной стороне периферического установочного кольца 43, чтобы уменьшить промежуток установочного паза 63 и, тем самым, закрепить нумерационное устройство 6 на периферическом установочном кольце 43.
Проблема с установкой, использующей форму ласточкина хвоста, описанной выше, заключается в том, что остается существенный риск того, что нумерационное устройство слабо закреплено на периферическом кольце 43 и может отделиться от поддерживающих дисков 42, нанося тем самым значительный ущерб не только непосредственно самим устройствам нумерации, но также и печатному прессу, на который они установлены.
Регулирование положения нумерационных устройств по периферии периферического установочного кольца является намного более трудным, поскольку оно подразумевает отвинчивание и завинчивание фиксирующей части фиксирующего механизма.
Кроме того, установка типа ласточкина хвоста требует, чтобы установочное кольцо 43 и установочный паз 63 сопрягались вместе, т.е. имели бы схожую кривизну, следуя кривизне поддерживающих дисков 42, на которых установлены нумерационные устройства 6. Это означает, что каждое нумерационное устройство должно быть выполнено соответствующим диаметру нумерационного барабана, на который они должны быть установлены, и что нумерационное устройство, выполненное для заданного диаметра нумерационного барабана, не сможет быть установлено на нумерационном барабане, имеющем отличный диаметр.
Следовательно, имеется потребность в усовершенствованном решении для установки нумерационных устройств на нумерационные барабаны печатных машин.
Сущность изобретения
Целью изобретения является усовершенствование известных устройств.
В частности, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить усовершенствованную систему установки, которая облегчает установку нумерационных устройств на нумерационные барабаны.
Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить такую усовершенствованную систему установки, которая уменьшает риск ослабления и отделения во время работы крепления нумерационных устройств от нумерационного барабана.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить такую усовершенствованную систему установки, которая остается простой в использовании.
Эти цели достигаются благодаря устройству, определенному в формуле изобретения.
Соответственно, предложена система нумерации для осуществления нумерации в печатной машине с нумерационным барабаном, содержащим вращающийся вал, задающий ось вращения, по меньшей мере один поддерживающий диск, установленный на указанном валу с возможностью вращения вместе с ним, при этом поддерживающий диск содержит периферическое установочное кольцо для установки по меньшей мере одного нумерационного устройства на периферии поддерживающего диска, причем указанное нумерационное устройство прикреплено к периферическому установочному кольцу посредством фиксирующего механизма. В соответствии с изобретением периферическое установочное кольцо имеет Т-образное поперечное сечение, задающее пару кольцевых установочных пазов на каждой стороне периферического установочного кольца. Нумерационное устройство, с другой стороны, содержит фиксирующие элементы на каждой своей стороне, причем фиксирующие элементы выполнены с возможностью сопряжения с кольцевыми установочными пазами для закрепления нумерационного устройства на периферическом установочном кольце. Предпочтительно, фиксирующие элементы представляют собой подпружиненные фиксирующие элементы.
В соответствии с преимущественным вариантом выполнения изобретения нумерационное устройство содержит пару установочных ножек, проходящих с каждой стороны периферического установочного кольца, причем фиксирующие элементы установлены на установочных ножках для сопряжения с кольцевыми установочными пазами.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения нумерационное устройство содержит V-образную установочную область с двумя плоскими установочными поверхностями, сопряженными с периферией периферического установочного кольца таким образом, что V-образная установочная область входит в контакт с периферией периферического установочного кольца вдоль двух линий контакта. Эта V-образная установочная область на нумерационном устройстве обеспечивает возможность установки на нумерационных барабанах устройств различных диаметров. Такую V-образную установочную область, кроме того, дешевле обрабатывать во время изготовления.
В соответствии с одним вариантом выполнения каждый фиксирующий элемент содержит фиксирующую ножку, имеющую опору, выполненную с возможностью введения в соответствующий один из кольцевых установочных пазов, при этом фиксирующие элементы выполнены таким образом, что нумерационное устройство может быть высвобождено из периферического установочного кольца путем нажатия на фиксирующие элементы в направлении поддерживающего диска и поворота их на 180 градусов с обеспечением отсоединения фиксирующих ножек от соответствующих кольцевых установочных пазов. Это существенно облегчает установку нумерационных устройств на нумерационный барабан и демонтаж с него.
В соответствии с еще одним вариантом выполнения изобретения, фиксирующие элементы выполнены таким образом, что нумерационное устройство может быть перемещено вдоль периферического установочного кольца путем нажатия на фиксирующие элементы в направлении поддерживающего диска, чтобы снять давление, приложенное фиксирующими элементами к кольцевым установочным пазам. Это существенно облегчает регулирование положения нумерационных устройств вдоль периферического установочного кольца.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения каждый фиксирующий элемент содержит фиксирующий рычаг, выполненный с возможностью поворота и имеющий загнутую часть, вставляемую в соответствующий один из кольцевых установочных пазов.
Фиксирующие элементы могут представлять собой подпружиненные фиксирующие элементы, а пружина может быть расположена между стороной нумерационного устройства и фиксирующим рычагом с обеспечением подталкивания загнутой части фиксирующего рычага в соответствующий кольцевой установочный паз.
Предпочтительно, каждый фиксирующий рычаг имеет такой размер, что он может быть освобожден вручную, путем приложения силы к верхней оконечности рычага.
f
В предпочтительном варианте выполнения внутренняя поверхность периферического установочного кольца является конической и имеет положительный угол θ относительно оси вращения указанного нумерационного барабана. Угол θ выбран таким, чтобы соответствовать по существу арктангенсу γ коэффициента трения c между загнутой частью фиксирующего рычага и внутренней поверхностью периферического установочного кольца.
В этом варианте выполнения линия а1, пересекающая ось вращения указанного фиксирующего рычага и точку С контакта между загнутой частью фиксирующего рычага и внутренней поверхностью периферического установочного кольца, образует угол α относительно вертикальной линии а2, перпендикулярной оси вращения нумерационного барабана.
Кроме того, в этом варианте выполнения каждый фиксирующий элемент установлен на подшипник, расположенный на части нумерационного устройства, посредством вала, который прочно закреплен на фиксирующем рычаге с помощью крепежного элемента.
Дополнительные преимущественные варианты выполнения изобретения являются объектами зависимых пунктов формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более ясны из последующего подробного описания вариантов выполнения изобретения, которые представлены исключительно посредством неограничивающих примеров и проиллюстрированы приложенными чертежами, на которых:
Фиг.1 представляет собой схематический вид сбоку известной печатной машины, содержащей нумерационный барабан;
Фиг.2 представляет собой схематический вид с частичным разрезом известного нумерационного барабана, обычно используемого в печатной машине, изображенной на Фиг.1;
Фиг.3 представляет собой частичный вид в аксонометрии, изображающий систему установки, предназначенную для установки нумерационного устройства на поддерживающий диск нумерационного барабана, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения;
Фиг.4 представляет собой вид с частичным разрезом установки, показанной на Фиг.3, выполненным перпендикулярно секции поддерживающего диска вдоль оси вращения нумерационного барабана;
Фиг.5 представляет собой вид с частичным разрезом установки, показанной на Фиг.3 и 4, выполненным перпендикулярно оси вращения нумерационного барабана;
Фиг.6 представляет собой вид в аксонометрии фиксирующего элемента, используемого в установке, показанной на Фиг.3-5;
Фиг.7 представляет собой вид в аксонометрии, изображающий нумерационное устройство, оборудованное системой установки, в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения;
Фиг.8 представляет собой вид сбоку в аксонометрии нумерационного устройства, изображенного на Фиг.7, установленного на соответствующем поддерживающем диске нумерационного барабана;
Фиг.9 представляет собой вид в разрезе в аксонометрии, изображающий нумерационное устройство, показанное на Фиг.7, установленное на своем поддерживающем диске; и
Фиг.10, 11а и 11b изображают схематические виды сбоку, иллюстрирующие принцип работы системы, изображенной на Фиг.7-9.
Подробное описание вариантов выполнения изобретения
Фиг.3 представляет собой частичный вид в аксонометрии, изображающий установку нумерационного устройства, обозначенного в целом номером позиции 1.06, на поддерживающий диск 1.42 нумерационного барабана, в соответствии с одним вариантом выполнения изобретения. Остальная часть нумерационного барабана не показана на Фиг.3. Однако должно быть понятно, что, за исключением системы установки для нумерационного устройства 1.06, конструкция нумерационного барабана остается подобной конструкции, проиллюстрированной на Фиг.2, т.е. содержит вращающийся вал, задающий ось вращения, на который установлен поддерживающий диск 1.42 с возможностью вращения вместе с ним; следует также понимать, что дополнительные поддерживающие диски распределены вдоль оси вращения нумерационного барабана в количестве, равном числу колонок оттисков на листах или частях рулона, на которых нужно произвести нумерацию.
Только часть нумерационного устройства 1.06 изображена на Фиг.3, а именно нижняя часть одной боковой рамной части 1.61 кожуха 1.60 нумерационного устройства 1.06. В этом примере кожух 1.60 нумерационного устройства 1.06 содержит две боковые рамные части 1.61, 1.62, расположенные напротив друг друга и прикрепленные друг к другу (например, винтами, не показаны). Боковая рамная часть 1.62 не показана на Фиг.3 с целью объяснения, но показана на виде в разрезе на Фиг.4.
Далее не будем описывать конструкцию нумерационного устройства 1.06 по существу, а также принцип его работы, поскольку это не имеет конкретного отношения к объему настоящего изобретения. Достаточно понимать, что нумерационное устройство 1.06 содержит расположенный в его верхней части ряд выполненных с возможностью вращения цифровых дисков, как схематично показано на Фиг.2. Это устройство 1.06 может быть устройством любого типа, таким как механическое нумерационное устройство, требующее механических средств приведения в действие (как описано в отношении Фиг.2) или механически автономное электронное нумерационное устройство, не требующее таких механических средств приведения в действие, как раскрыто в европейской заявке на патент №06115994.3, поданной 23 июня 2006 на имя настоящего заявителя и озаглавленной «Нумерационное устройство для типографской нумерации».
Снова со ссылкой на Фиг.3 должно быть понятно, что поддерживающий диск 1.42 содержит периферическое установочное кольцо 1.43 для установки нумерационных устройств. В отличие от известных решений, в которых используется периферическое установочное кольцо, имеющее поперечное сечение в форме ласточкина хвоста, кольцо 1.43 имеет Т-образное поперечное сечение, задающее пару кольцевых установочных пазов 1.43а, 1.43b на каждой стороне периферического установочного кольца. Эти пазы 1.43а, 1.43b формируют непрерывное крепежное средство для установки нумерационных устройств, как это будет объяснено дальше.
Нижняя сторона каждого нумерационного устройства 1.06 опирается на периферическое установочное кольцо 1.43 и прикреплена к нему посредством фиксирующих элементов 1.50, выполненных с возможностью сопряжения с кольцевыми установочными пазами 1.43а, 1.43b. Фиксирующие элементы 1.50 преимущественно представляют собой подпружиненные фиксирующие элементы, чтобы облегчить операции регулирования и установки. Предпочтительно, как показано, кожух 1.60 устройства 1.06 снабжен парой установочных ножек 1.61а, 1.62а (Фиг.3 изображает только ножка 1.61а; две ножки, однако, видны на Фиг.4), проходящих с каждой стороны кольца 1.43, обеспечивая, таким образом, устойчивую опору и направление устройства 1.06 на периферическом установочном кольце 1.43. Фиксирующие элементы 1.50 установлены на этих ножках 1.61а, 1.62а для сопряжения с кольцевыми установочными пазами 1.43а, 1.43b.
Более детальный вид фиксирующего элемента 1.50 показан на Фиг.6. В соответствии с этим предпочтительным вариантом выполнения, фиксирующий элемент 1.50 содержит фиксирующую ножку 1.51, имеющую опору 1.51а, вставленную в соответствующий один из кольцевых установочных пазов 1.43а, 1.43b (см. Фиг.3-5), и заднюю часть 1.54а, взаимодействующую со стенкой 1.63а, 1.63b, соответственно, ножек 1.61а, 1.62а (как представлено на Фиг.3 и 4). Также в соответствии с этим предпочтительным вариантом выполнения, каждый фиксирующий элемент 1.50 дополнительно содержит верхнюю часть 1.52, прикрепленную (например, с помощью резьбы) к фиксирующей ножке 1.51 в том ее конце, который расположен напротив опоры 1.51а, и пружину 1.53, расположенную вокруг фиксирующей ножки 1.51. Когда фиксирующий элемент 1.50 установлен на нумерационном устройстве 1.06, как проиллюстрировано на Фиг.3 и 4, пружина 1.53 сжата между верхней частью 1.52 и частью нумерационного устройства 1.06, на которой установлен фиксирующий элемент 1.50, т.е. верхней частью ножек 1.61а, 1.62а.
В проиллюстрированном примере верхняя часть 1.52 может прокручиваться по резьбе в направлении фиксирующей ножки 1.51 или от нее для регулирования силы контакта (или давления) каждого фиксирующего элемента. Более точно, верхняя часть 1.52 может быть полностью навинчена на ножку 1.51, как проиллюстрировано, чтобы сжать пружину 1.53 до чрезвычайно сжатого состояния, в котором эта сжатая пружина 1.53 создает достаточную силу для прочного закрепления нумерационного устройства 1.06 на кольце 1.43. В другом состоянии верхняя часть 1.52 может быть слегка отвинчена от фиксирующей ножки 1.51, чтобы привести пружину 1.53 в слегка сжатое состояние и, таким образом, снять давление, приложенное пружиной 1.53 с целью облегчить установку и регулирование нумерационного устройства 1.06 вдоль по периферии поддерживающего диска 1.42.
Как вариант, можно избежать использования пружины, а верхняя часть 1.52 может быть выполнена достаточно длинной, чтобы контактировать с поверхностью ножек 1.61 (и также 1.62а) и оказывать при завинчивании давление непосредственно на эту поверхность, следовательно, закрепляя нумерационное устройство 1.06 на периферическом установочном кольце 1.43.
В альтернативных вариантах выполнения фиксирующих элементов 1.50 можно предусмотреть другие средства для регулирования сжатого состояния пружины 1.53. В частности, для перехода состояния каждого фиксирующего элемента, как и прежде, между чрезвычайно сжатым состоянием, в котором пружина 1.53 сжата до степени, при которой нумерационное устройство 1.06 прочно прикреплено к периферическому установочному кольцу 1.43, и слегка сжатым состоянием, в котором пружина 1.53 сжата до степени, достаточной для удержания нумерационного устройства 1.06 на кольце 1.43, позволяя, однако, позиционное регулирование нумерационного устройства 1.06 вдоль периферии поддерживающего диска 1.42, может быть использован кулачковый механизм с эксцентриковым кулачком.
В варианте этого альтернативного варианта выполнения можно снова избежать использования пружин, а кулачковый механизм может быть выполнен, чтобы контактировать с поверхностью ножек 1.61 (соответственно, 1.62а) и оказывать давление непосредственно на эту поверхность, следовательно, закрепляя нумерационное устройство 1.06 на кольце 1.43.
В предпочтительном варианте выполнения каждое нумерационное устройство 1.06 содержит два фиксирующих элемента 1.50 для сопряжения с каждым кольцевым установочным пазом 1.43а, 1.43b, то есть в общей сложности четыре фиксирующих элемента 1.50, по два фиксирующих элемента 1.50 на каждую боковую рамную часть 1.61, 1.62, как проиллюстрировано на Фиг.5. Этот чертеж только показывает расположение двух фиксирующих элементов 1.50 на боковой рамной части 1.61 для сопряжения с кольцевым установочным пазом 1.43а; надо понимать, что расположение двух других фиксирующих элементов 1.50 на боковой рамной части 1.62 идентично.
В предпочтительном варианте выполнения, в котором используются подпружиненные фиксирующие элементы, нумерационное устройство 1.06 может быть освобождено от кольца 1.43 путем нажатия на фиксирующие элементы 1.50 в сторону поддерживающего диска 1.42 и поворота их на 180 градусов, как только задняя часть 1.54а больше не взаимодействует со стенками 1.63а и 1.63b, так что опоры 1.51 могут быть отцеплены от соответствующих кольцевых установочных пазов 1.43а, 1.43b. Более точно, путем нажатия на фиксирующий элемент 1.50 в сторону поддерживающего диска 1.42, пружина 1.53 сжимается, а фиксирующая ножка 1.51 понижается относительно соответствующей установочной ножки 1.61а или 1.62а, отцепляя, тем самым, заднюю часть 1.54а от стенок 1.63а и 1.63b. Затем, путем поворота фиксирующего элемента 1.50 на 180 градусов, как только произошло разъединение задней части 1.54а, опора 1.51а фиксирующей ножки 1.51 может пройти под соответствующей установочной ножкой 1.61а или 1.62а и отцепиться от кольцевого установочного паза 1.43а или 1.43b. Установку устройства 1.06 на кольцо 1.43 выполняют в обратном порядке.
В вышеприведенном примере должно быть понятно, что любой фиксирующий элемент 1.50 не может поворачиваться из его установочного положения (показано на Фиг.3-5), если только на такой фиксирующий элемент 1.50 не нажали в сторону периферии поддерживающего диска 1.42. Другими словами, в установочном положении каждая стенка 1.63а и 1.63b установочной ножки 1.61а, 1.62а предотвращает поворот фиксирующей ножки 1.51 фиксирующего элемента 1.50 путем взаимодействия с задней частью 1.54а, гарантируя, таким образом, что нумерационное устройство 1.06 прочно установлено на месте.
Кроме того, в предпочтительном варианте выполнения, в котором используются подпружиненные фиксирующие элементы, должно быть понятно, что устройство 1.06 может быть перемещено вдоль кольца 1.43 путем нажатия на фиксирующие элементы 1.50 в сторону поддерживающего диска 1.42, чтобы снять давление, оказываемое фиксирующими элементами 1.50 на кольцевые установочные пазы 1.43а, 1.43b.
Должно быть понятно, что подпружиненные фиксирующие элементы 1.50 должны быть выполнены таким образом, чтобы гарантировать устойчивую установку нумерационного устройства 1.06 и предотвратить отсоединение нумерационного устройства 1.06 от кольца 1.43 во время работы. В связи с этим, в дополнение к механизму, описанному выше, сила пружинных элементов 1.53 выбрана такой, что результирующая сила, приложенная фиксирующими элементами 1.50 во время работы, достаточна для противодействия центробежным и тангенциальным силам, которые действуют на нумерационное устройство 1.06. В предпочтительном варианте каждый фиксирующий элемент 1.50 выполнен так, чтобы создавать в своем чрезвычайно сжатом состоянии силу величиной порядка 120 N, таким образом, давая полную силу, равную 480 N, удерживающую каждое нумерационное устройство 1.06 прижатым к периферическому установочному кольцу 1.43. Как уже было указано, благодаря выполнению регулируемой верхней части 1.52 на каждом фиксирующем элементе 1.50, давление, оказываемое пружинным элементом 1.53, может быть уменьшено, чтобы облегчить операции регулирования и установки.
В соответствии с другим преимущественным аспектом предпочтительного варианта выполнения, из Фиг.3 и 5 можно видеть, что нумерационное устройство 1.06 содержит V-образную установочную секцию 1.61b, 1.62b с двумя плоскими установочными поверхностями, сопряженными с периферией кольца 1.43. Это означает, что V-образная установочная секция 1.61b, 1.62b контактирует с периферией кольца 1.43 вдоль двух контактных линий. Эта конкретная конструкция выгодна в том смысле, что нумерационное устройство 1.06 может быть установлено на поддерживающих дисках 1.42 переменных диаметров, при этом такое решение было невозможно в предшествующем уровне техники с использованием установочных элементов в форме ласточкина хвоста.
Фиг.7-10, 11а и 11b иллюстрируют другой вариант выполнения изобретения для закрепления нумерационного устройства, обозначенного в этом другом примере номером позиции 2.06, на периферическом установочном кольце 1.43 поддерживающего диска 1.42. Как и прежде, на Фиг.7-9 изображены только относящиеся к делу части нумерационного устройства 2.06, а именно его кожух 2.60, содержащий две боковые рамные части 2.61 и 2.62, прикрепленные друг к другу (например винтами, не показаны). Фактическая конструкция нумерационного устройства 2.06 сама по себе и принцип его работы не будут описаны, поскольку они не существенны в отношении объема настоящего изобретения. Достаточно понимать, что устройство 2.06 содержит расположенный в его верхней части ряд поворотных цифровых дисков (не показанных на Фиг.7-9), как схематично проиллюстрировано на Фиг.2. Это нумерационное устройство 2.06 снова может быть устройством любого типа, такого как механическое нумерационное устройство, требующее механических средств приведения в действие (как описано в отношении Фиг.2) или механически автономное электронное нумерационное устройство, не требующее никаких механических средств приведения в действие, как раскрыто в европейской заявке на патент №06115994.3, поданной 23 июня 2006 на имя настоящего заявителя и озаглавленной «Нумерационное устройство для типографской нумерации».
Конструкция поддерживающего диска 1.42 в соответствии с этим вторым вариантом выполнения подобна конструкции, изображенной на Фиг.3-5, и содержит периферическое установочное кольцо 1.43 для установки нумерационных устройств, при этом это кольцо 1.43 имеет Т-образное поперечное сечение, задающее пару кольцевых установочных пазов 1.43а, 1.43b на каждой стороне кольца 1.43.
Нижняя сторона нумерационного устройства 2.06 опирается на кольцо 1.43 и прикреплена к нему посредством фиксирующих элементов 2.50 (предпочтительно по два на каждой стороне нумерационного устройства 2.06, как показано, т.е. всего четыре), выполненных для сопряжения с кольцевыми установочными пазами 1.43а, 1.43b. Как проиллюстрировано на Фиг.9, нижняя сторона нумерационного устройства 2.06, которая образует установочную секцию, предпочтительно имеет V-образную форму с двумя плоскими установочными поверхностями (нет номера позиции), сопрягающимися с периферией кольца 1.43 таким образом, что устройство 2.06 контактирует с периферией кольца 1.43 вдоль двух контактных линий. Таким же образом, как было объяснено выше в отношении первого варианта выполнения, это позволяет установить устройство 2.06 на нумерационные барабаны различных диаметров и, кроме того, их в этом случае дешевле обрабатывать во время изготовления.
Фиксирующие элементы 2.50 преимущественно представляют собой подпружиненные фиксирующие элементы, чтобы облегчить операции регулирования и установки. Предпочтительно, как проиллюстрировано, кожух 2.60 нумерационного устройства 2.06 снабжен парой частей 2.61а, 2.62а установочной ножки, проходящих с каждой стороны кольца 1.43, обеспечивая, тем самым, устойчивую опору и направление устройства 2.06 на кольце 1.43.
Фиксирующие элементы 2.50 установлены на соответствующих подшипниках, выполненных на установочных ножках 2.61а, 2.62а для сопряжения с кольцевыми установочными пазами 1.43а, 1.43b. Более точно, каждый фиксирующий элемент 2.50 установлен с возможностью поворота вокруг оси вращения, задаваемой валом 2.52 (эти валы видны на Фиг.7 и 9). Предпочтительно, вал 2.52 вставлен с некоторым люфтом в соответствующий подшипник установочной ножки 2.61а или 2.62а, а крепежный элемент 2.54 предназначен для закрепления фиксирующих элементов 2.50 на валу 2.52. Как изображено на Фиг.9, крепежный элемент 2.54 может быть расположен в отверстии с резьбой, выполненном в фиксирующем элементе 2.50, перпендикулярно оси вала 2.52 и сообщающимся с ним. Это гарантирует, что вал 2.52 и фиксирующий элемент 2.50 прочно прикреплены друг к другу и что механический люфт в точке поворота ограничен люфтом, существующим между валом 2.52 и связанным с ним подшипником, предусмотренным в соответствующей части 2.61а или 2.62а установочной ножки. Это также облегчает операции сборки фиксирующих элементов 2.50 на нумерационном устройстве 2.06.
Из рассмотрения чертежей должно быть понятно, что каждый фиксирующий элемент 2.50 выполнен в этом варианте выполнения как поворотный фиксирующий рычаг 2.51, имеющий загнутую часть 2.51 на том его конце, который сопрягается с кольцевыми установочными пазами 1.43а и 1.43b. Расстояние между осью вращения, задаваемой валом 2.52, и загнутой частью 2.51а рычага 2.51 выбрано таким, что оно меньше, чем расстояние между валом 2.52 и самым верхним концом рычага 2.51. Эти расстояния выбраны такими, чтобы фиксирующие элементы 2.50 могли быть приведены в действие вручную, без любого конкретного инструмента, гарантируя надлежащую фиксацию и удерживающую силу, чтобы прочно удерживать нумерационное устройство 2.06 на поддерживающем диске 1.42. Каждый рычаг 2.51, таким образом, на его верхнем конце имеет эргономичную форму, чтобы существовала возможность напрямую и легко управлять им вручную.
2
1
1
2
1
2
Как уже было упомянуто, фиксирующие элементы 2.50 являются преимущественно подпружиненными фиксирующими элементами. В этом примере пружина 2.53 сжатия расположена между каждым фиксирующим элементом 2.50 и стороной кожуха 2.60 нумерационного устройства 2.06, в месте, расположенном выше точки поворота, задаваемой валом 2.52. Как в фиксирующих элементах 2.50, так и в кожухе 2.60 предпочтительно выполнены несквозные направляющие отверстия, как проиллюстрировано на Фиг.7 и 9, чтобы гарантировать, что каждый пружинный элемент 2.53 находится в нужном положении для воздействия на соответствующий рычаг 2.51. В соответствии с этим вариантом выполнения, каждая пружина 2.53 сжатия создает силу (схематично показано на Фиг.10 стрелкой, имеющей номер позиции F), который проталкивает верхнюю часть каждого рычага 2.51 наружу относительно нумерационного устройства 2.06, приводя, тем самым, к выдвиганию загнутой части 2.51 в соответствующий кольцевой установочный паз 1.43а, 1.43b с силой, показанной на Фиг.10 стрелкой, имеющей номер позиции F. Соотношение между силами F и F определяется соответствующим соотношением плеч рычага, когда силы F и F приложены относительно оси вращения рычага 2.51. В дополнительных вариантах выполнения вместо пружин 2.53 сжатия могут быть использованы другие типы пружинных элементов, такие как листовые пружины или пружины кручения.
2
3
Фиг.10 и 11а, 11b схематично иллюстрируют принцип работы фиксирующих элементов 2.50, изображенных на Фиг.7-9. Пунктирными линиями на Фиг.10 изображено положение рычага 2.51, когда он находится в фиксирующем положении, то есть когда на него нажимает связанная с ним пружина 2.53 сжатия (не показана на Фиг.10), которая прикладывает к рычагу 2.51 силу F, как проиллюстрировано стрелкой. Непрерывными линиями изображено положение рычага 2.51, когда он находится в освобожденном положении, то есть когда сила F оказывается рукой на конец рычага 2.51, как обозначено соответствующей стрелкой на Фиг.10.
Поскольку это очевидно из Фиг.10, когда рычаг 2.51 выдвинут к своему освобожденному положению, показанному непрерывными линиями, загнутая часть 2.51а выходит из соответствующего установочного паза 1.43а, 1.43b, создавая достаточный зазор между верхней частью периферического установочного кольца 1.43 и концом 2.51а рычага 2.51, чтобы обеспечить возможность демонтажа (или установки) нумерационного устройства 2.06. Когда к верхней части рычага 2.51 не приложена никакая сила, загнутая часть 2.51а задвигается обратно в соответствующий кольцевой установочный паз 1.43а, 1.43b, прочно фиксируя, тем самым, нумерационное устройство 2.06 на периферийном установочном кольце 1.43.
3
2
3
2
1
2
1
2
Конструкция рычага, показанная на чертежах, преимущественна в том, что фиксирующие элементы 2.50 могут быть легко приведены в действие вручную без какого-либо конкретного инструмента, что сильно облегчает операции регулировки и установки. Размеры верхней части каждого рычага 2.51 и силы пружины каждого пружинного элемента 2.53 могут быть выбраны таким образом, чтобы сила F порядка 14 N была бы достаточна для приведения в действие каждого рычага 2.51. Это, например, достигается с помощью пружинного элемента 2.53, создающего силу F пружины порядка 35 N и с соотношением плеч рычага (равным F/F), равным 0,4. Точно так же, размеры нижней части каждого рычага 2.51 могут быть выбраны таким образом, что результирующая сила F на конце рычага 2.51, который контактирует с периферическим установочным кольцом 1.43, имеет порядок 55 N. Принимая во внимание силу F пружины порядка 35 N, как было упомянуто выше, соответствующее отношение плеч рычага (равное F/F) должно быть порядка приблизительно 1,6. Эти числовые примеры никоим образом не являются ограничивающими.
Как показано на Фиг.8, 9 и 10, внутренняя поверхность 1.43 с верхней части периферического установочного кольца 1.43 поддерживающего диска 1.42, которая взаимодействует с соответствующей поверхностью 2.51 с загнутой части 2.51а (см. Фиг.7, 9 и 10), является предпочтительно конической с положительным углом θ (тета) открытия относительно оси вращения нумерационного барабана, на котором установлен поддерживающий диск 1.42 (как схематично проиллюстрировано на Фиг.10). Соответствующая поверхность 2.51с на загнутой части 2.51а рычага 2.51 является также конической, чтобы по существу соответствовать кривизне внутренней поверхности 1,43с.
Проектируя фиксирующую систему, изображенную на Фиг.7-10, выгодным является соблюдение правил расчета, которые будут теперь кратко описаны в отношении Фиг.11а и 11b. Фиг.11а и 11b представляет собой схематический вид сбоку фиксирующей системы, соответственно, в так называемом фиксирующем состоянии, или в исходном состоянии (т.е. когда к нумерационному устройству не приложена никакое тянущее усилие), и в удерживающем состоянии (т.е. когда тянущее усилие приложено к нумерационному устройству), на которых позиция «а1» задает ось, пересекающую ось вала 2.52 и точку С контакта между поверхностью 2.51с контакта загнутой части 2.51а и внутренней поверхностью 1.43с периферического установочного кольца 1,43 (причем эта ось а1 может также упоминаться как «ось рычага»), позиция а2 задает вертикальную линию, пересекающую точку С контакта (причем эта вертикальная линия перпендикулярна оси вращения нумерационного барабана, на который установлено нумерационное устройство), позиция а3 задает перпендикуляр к внутренней поверхности 1.43с периферического установочного кольца 1.43, пересекающий точку С контакта, угол α (альфа) является углом между осями а1 и а2, а угол β (бета) является углом между осями а1 и а3. Нужно понимать, что угол θ (тета) на Фиг.10 соответствует разности β-α углов α и β.
f
f
F
N
F
N
f
f
F
N
Дополнительным фактором, который нужно учитывать при рассмотрении фиксирующей системы, изображенной на Фиг.7-10, является коэффициент трения c между поверхностью 2.51 контакта и внутренней поверхностью 1.43с. В контексте статического трения, т.е. когда отсутствует относительное смещение между двумя контактирующими объектами, как в данном случае, коэффициент трения (c) равен отношению F/F силы F трения между указанными двумя объектами и силой F, прижимающей эти объекты друг к другу, т.е. силы, перпендикулярной к поверхности контакта между этими объектами. Коэффициент трения c, таким образом, может быть альтернативно выражен как «угол трения» γ (гамма), где c=F/F=tan(γ).
F1
N1
R1
1
A1
A1
f
f
В изображении на Фиг.11а, т.е. в фиксирующем состоянии или в исходном состоянии, конец рычага 2.51 выдвинут к внутренней поверхности 1.43с периферического установочного кольца 1.43. Результирующая сила F трения, которая пропорциональна силе F реакции вдоль оси а3, будет, таким образом, направлена в противоположную сторону относительно направления, в котором выдвинут рычаг 2.51, как проиллюстрировано на Фиг.11а. Сила F, создаваемая рычагом 2.51 (т.е. совместный результат действия сил F и F, причем последняя сила F соответствует силе, создаваемой вдоль оси а1 рычага), направлена вдоль таким образом заданной оси а4 (или «оси трения»), которая образует положительный угол γ (т.е. соответствует арктангенсу c, а именно arctan(c)) относительно оси а3.
F2
N2
R2
R2
1
A2
U2
R1
U1
В иллюстрации на Фиг.11b, то есть в удерживающем состоянии, в котором тянущее усилие приложено к нумерационному устройству, ситуация полностью меняется на обратную, по меньшей мере в отношении силы трения. В этом случае сила F трения (которая пропорциональна силе F реакции вдоль оси а3) направлена в противоположном направлении, при этом ось а4, вдоль которой направлена сила F, создаваемая рычагом 2.51, образует отрицательный угол γ относительно оси а3. В удерживающем состоянии сила F, создаваемая рычагом 2.51 (т.е. совместным результатом сил F и F), таким образом, имеет компонент большей величины вдоль вертикальной оси а2 (как показано стрелкой F на Фиг.11b), чем в фиксирующем состоянии (где соответствующий компонент силы F вдоль вертикальной оси а2 символизируется стрелкой F на Фиг.11а).
R1
U1
В фиксирующем состоянии, изображенном на Фиг.11а, сила F и ее вертикальная составляющая F могут быть выражены следующим образом:
R2
U2
В удерживающем состоянии, показанном на Фиг.11b, сила F и ее вертикальная составляющая F могут быть выражены следующим образом:
U1
U2
R2
В контексте вариантов выполнения, показанных на Фиг.7-10, 11а и 11b, на которых используется четыре фиксирующих элементов 2.50, полная сила в фиксирующем состоянии (которая может упоминаться как «фиксирующая сила») будет в четыре раза превосходить F, в то время как полная сила в удерживающем состоянии (которая может упоминаться как «удерживающая сила») будет в четыре раза больше F. Из рассмотрения Фиг.11b и выражения (4) выше должно быть понятно, что удерживающая сила будет оптимальна, когда сила F направлена вдоль вертикальной оси а2, т.е. когда выполнено следующее соотношение:
причем это выражение может также быть выражено как функция угла θ внутренней поверхности 1.43с периферического установочного кольца:
Другими словами, в контексте второго варианта выполнения, изображенного на Фиг.7-10, 11а и 11b, является выгодным и предпочтительным выбирать угол θ таким образом, чтобы он по существу соответствовал углу γ трения.
1
Со ссылкой на вышеупомянутый численный пример, в котором сила F, создаваемая каждым фиксирующим элементом 2.50, равна приблизительно 55 N, и принимая во внимание коэффициент трения равным 0,213 (γ=12 градусам) и углы α и β равными соответственно 6 градусам и 18 градусам (которые удовлетворяют оптимальным значениям, выраженным в (5) выше), это приводит к полной фиксирующей силе, приблизительно равной 400 N, и полной удерживающей силе, приблизительно равной 2100 N, причем эта удерживающая сила является адекватной для достижения необходимого сопротивления отрыву, которое препятствует во время работы отделению нумерационного устройства от поддерживающего диска. Эти численные примеры снова никоим образом не являются ограничивающими.
Предложенная система может быть использована в печатных машинах для документов, таких как банкноты, ценные бумаги и другие подобные печатные документы. Система может быть установлена в машине как этап всего процесса печати, выполняемого указанной машиной, или же система может быть использована в автономной машине, которая используется исключительно для нумерации документов. Соответственно, в настоящем описании понятие печатной машины предназначено для большой печатной машины, которая выполняет несколько этапов печати, или для автономной машины.
Должно быть понятно, что в описанных выше вариантах выполнения могут быть выполнены различные модификации и/или усовершенствования, очевидные для специалиста в этой области техники, не отступая от области изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.
Например, тогда как в предпочтительных вариантах выполнения изобретения используются подпружиненные фиксирующие элементы, могут быть использованы фиксирующие элементы без какой-либо пружины. В этой связи можно предусмотреть фиксирующие элементы, состоящие главным образом из кулачкового механизма с эксцентриковым кулачком и разъемными фиксирующими элементами, взаимодействующими непосредственно с частью основания кожуха нумерационного устройства и кольцевыми установочными пазами. Использование подпружиненных фиксирующих элементов, однако, является предпочтительным.
Кроме того, тогда как винтовые пружинные элементы проиллюстрированы на чертежах, могут быть использованы другие эквивалентные типы пружинных элементов, такие как листовые пружины, пружины-кручения или эластомерные пружины.