DE69900300T2 - Verfahren und Vorrichtung zum konischen Zentrieren für eine Filmpatrone in ihrer Verpackungsdose - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Fertigung und insbesondere auf die Fertigung und Montage von Teilen.
• Auf dem Gebiet der Fotografie besteht ein Bedarf an einer Filmpatrone, zum Beispiel einer 135 mm-Filmpatrone, die anzeigt, ob der Film belichtet ist.
• In jüngerer Zeit besteht bei Schnappschuss-Fotografen, Amateuren und professionellen Fotografen der Wunsch feststellen zu können, ob eine Filmrolle bereits durch eine Kamera transportiert wurde oder noch völlig unbenutzt ist. Dies kann bei einer 35 mm-Patrone durch Anbringen einer FILM BELICHTET-Anzeige am langen Ende der Spule erreicht werden. Benötigt wird dies hauptsächlich beim gleichzeitigen Fotografieren mit mehreren Filmrollen oder - bei einigen Amateur- und Profikameras - wenn eine Filmrolle zunächst nur zum Teil belichtet wird, um später weiterbenutzt zu werden.
• Ein Problem bei der Anbringung der FILM BELICHTET-Anzeige an der Patrone besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zum zuverlässigen Befestigen zweier dünner Scheiben am langen Nabenende der Spule. Die innere Scheibe (BELICHTET) wird mittels dreier Widerhaken an der Spulennabe befestigt und dreht sich daher mit der Spule. Zur Unterscheidung zwischen innerer und äußerer Scheibe kann die innere Scheibe farblich anders gestaltet oder das Wort BELICHTET aufgedruckt werden. Die äußere Scheibe (UNBELICHTET) wird am Bördeldurchmesser des stirnseitigen Deckels befestigt. Sie ist bezüglich der Patrone feststehend. Auch hier kann zur Unterscheidung gegenüber der inneren Scheibe eine unterschiedliche Farbe gewählt oder das Wort UNBELICHTET aufgedruckt werden. Beim Kauf einer neuen Filmrolle durch einen Kunden ist die äußere Scheibe sichtbar. Während des Zurückspulens des Films in die Patrone nach den erfolgten Aufnahmen greift eine von der inneren Scheibe nach oben ragende Zunge an einer von der äußeren Scheibe nach unten ragenden Zunge an. Die innere Scheibe gelangt dann durch einen Schlitz in der äußeren Scheibe nach außen und ist für den Kunden sichtbar.
• US-A-5,708,879 zeigt eine Filmpatrone mit einem optischen Belichtungsstatus- Anzeiger.
• US-A-5,715,494 beschreibt ein weiteres Beispiel einer Filmpatrone mit einem optischen Belichtungsstatus-Anzeiger.
• DE 32 03 669 A1 beschreibt einen Werkzeugkopf mit Referenzanzeige für eine NC- gesteuerte Vorrichtung mit einer federbelasteten konischen Zentrierspitze. US-A- 4,075, 915 A beschreibt ein Zentrierwerkzeug für eine Drehbank mit einem konischen Element.
• Um bei einer 35 mm-Filmpatrone eine Belichtungsanzeige in kurzer Zeit und kostenwirksam vorzusehen, ist es erforderlich, die Auswirkungen auf die vorhandene Fertigungs-Infrastruktur zu minimieren. Angesichts der Komplexität dieser Infrastruktur und der im Bereich der Maschinen und Geräte bestehenden räumlichen Enge wäre es höchst erwünscht, die gewünschte Funktion erst nach vollständiger Montage der Filmpatrone anbringen zu können. Da die fertige Filmpatrone nach Abschluss des Film-Aufwickelvorgangs in die Patronendose eingeführt wird, muss die Funktion entweder an der in der Dose befindlichen Patrone angebracht werden, oder die Patrone muss hierfür aus der Dose entnommen werden. Das Anbringen der Funktion an der in der Dose befindlichen Filmpatrone bietet Vorteile, weil
• 1) die Dose ein zweckmäßiges Verfahren für den Transport und das Vereinzeln der Filmpatronen für den Montagevorgang bietet,
• 2) es schwierig ist, die Filmpatrone wieder in die Dose einzubringen, ohne durch eine besondere Bewegung das Vorlaufende des Films um die Patrone zu wickeln,
• 3) dadurch die Handhabung der Patronen und damit die Gefahr äußerer Beschädigungen entweder der Patrone oder des Vorlaufendes des Films verringert wird,
• 4) die beengten Verhältnisse im Bereich der maschinellen Einrichtungen ein Entnehmen der Patrone nicht gestatten.
• Das vorstehend beschriebene Problem des Anbringens einer FILM BELICHTET- Anzeige an der Patrone nach der Montage der Patrone wird durch das Verfahren der Ansprüche 1-3 bzw. die Vorrichtung der Ansprüche 4-9 gelöst.
• Bei dem Montagevorgang werden die in Dosen eingebrachten Patronen mit dem offenen Ende nach oben in einen Muldenförderer oder mittels eines Zentrifugal- Zuführgeräts zugeführt. Auf dem Zuführ-Förderband werden die einzelnen Dosen durch eine Vereinzelungsschnecke vereinzelt. Anschließend werden sie entweder in einen kontinuierlich rotierenden Revolver-Montagetisch, einen Rundschalttisch oder irgendeine Art Montagegestell geladen. Mit Hilfe der von dem Montagegestell und den Werkzeugen erzeugten Drehung kann dann der Mittelpunkt der Spule gefunden werden, um die FILM BELICHTET-Anzeige anzubringen.
• Die Montagevorrichtung weist einen federbelasteten konischen Zentrierstift auf. Der konische Zentrierstift ist derart federbelastet, dass die konische Spitze sich in jeder Ausrichtung des Magazins in der Dose innerhalb des Innendurchmessers der Spule befindet. Zur Unterstützung des Zentriervorgangs des Produkts kann wahlweise zusätzlich ein federbelastetes Element, zum Beispiel eine Rolle, vorgesehen werden, die gegen die Seite der Dose drückt, um deren Bewegung zur Mitte hin zur unterstützen. Wenn das Produkt entgegengesetzt ausgerichtet ist und nicht in diese Richtung gedrückt zu werden braucht, wird die Feder zusammengedrückt, so dass der konische Zentrierstift das Produkt in der beabsichtigten Weise zentrieren kann. Der optische Zentrierstift wird langsam abgesenkt, so dass er in den Innendurchmesser der Spule eintritt. Während des weiteren Absenkens passen sich die Spule und damit die Patrone durch entsprechende Bewegung dem konischen Zentrierstift der Montagevorrichtung und des Werkzeugkopfes an.
• Sobald der Mittelpunkt der Spule gefunden ist, wird die innere FILM BELICHTET- Anzeigescheibe mittels einer geraden vertikalen Bewegung angebracht. Die Vorrichtung bewegt sich weiter abwärts, bis sie unten aus dem stirnseitigen Deckel austritt, wodurch garantiert wird, dass der FILM BELICHTET-Anzeiger stets in derselben, feststehenden Position relativ zum stirnseitigen Deckel angebracht wird. Dadurch, dass der FILM BELICHTET-Anzeiger stets an einer feststehenden Position angebracht wird, kann die Spule nicht gegen den stirnseitigen Deckel des Magazins gedrückt werden, wodurch sich die Spule festsetzen würde und ein übermäßiges Drehmoment zum Drehen der Spule erforderlich wäre. Durch das beschriebene Anbringen des FILM BELICHTET-Anzeigers werden die Zungen, mittels derer er an der Spule befestigt ist, so verformt, dass er sich nicht auf der Spule drehen oder nicht leicht entfernt werden kann.
• Bei Bedarf kann die Funktionsweise des FILM BELICHTET-Anzeigers natürlich auch dadurch umgekehrt werden, dass dis innere Scheibe mit UNBELICHTET und die äußere Scheibe mit BELICHTET gekennzeichnet und die Patrone in umgekehrter Reihenfolge montiert wird.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
• Fig. 1 eine auseinandergezogene Ansicht des Produkts, normalerweise einer 35 mm-Filmpatrone mit Dose;
• Fig. 2 verschiedene beliebige Positionen der Dose und der Patrone bezüglich der Vertiefung;
• Fig. 3 verschiedene beliebige Positionen der Dose und der Patrone bezüglich der Vertiefung, wobei zusätzlich eine federbelastete Andruckrolle als Unterstützung beim Zentrieren der Dose vorgesehen ist;
• Fig. 4a - d der Reihe nach die Arbeitsgänge des konischen Zentrierens;
• Fig. 5 die konische Zentriervorrichtung in der Ausgangsposition;
• Fig. 6 die konische Zentriervorrichtung zu Beginn der Absenkbewegung und des Eintretens in die Stirnseite der Spule;
• Fig. 7 die bezüglich der konischen Zentriervorrichtung zentrierte 35 mm-Filmpatrone; und
• Fig. 8 den Werkzeugkopf während der weiteren Absenkbewegung zum Anbringen des FILM BELICHTET-Anzeigers an der Spule.
• In Fig. 1 ist eine vergrößerte Ansicht des Produktes dargestellt, bestehend aus einer Kunststoffdose 2 und einer Patrone 3, z. B. einer 35 mm-Filmpatrone. Die Patrone 3 besteht aus einer Spule 6, vorzugsweise aus Kunststoff, einer Stahlhülse oder einem Magazin 8 und zwei auf den Enden des Magazins durch Kerben befestigten stirnseitigen Stahldeckeln 7. Das Magazin 8 weist einen flachen Abschnitt 13 in dem Bereich auf, in dem der Film aus der Patrone 3 austritt. Aus der Patrone 3 ragt durch den Austrittsschlitz 14 im flachen Abschnitt das Vorlaufende 15 des Films heraus (vorzugsweise etwa 58 mm). Das Vorlaufende des Films 15 wirkt tendenziell wie eine Blattfeder und drückt die Patrone 3 mit der dem Austritt des Films aus der Patrone 3 gegenüberliegenden Seite gegen die Innenwandung der Dose 2. Dies trägt dazu bei, die Patrone 3 stets in derselben Position relativ zur Innenseite der Dose 2 zu halten. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Patrone 3 sich in beliebiger Weise innerhalb der Grenzen der Dose 2 bewegen kann.
• In Fig. 2 ist die Patrone 3 innerhalb der Dose 2 in beliebiger Lage in der Vertiefung 4 und auch in beliebiger Lage in der Dose 2 dargestellt. Die eingezeichnete Mittellinie ist die Mittellinie der Vertiefung 4 und des Werkzeugkopfes. In allen vier Ausrichtungen ist zu erkennen, dass unabhängig von der Position der Dose 2 und der Patrone 3 die Mittellinie des Werkzeugkopfes 1 immer innerhalb des Innenraumes der Spule 6 liegt. Der Abstand zwischen der Dose 2 und der Vertiefung 4 ist kleiner als der halbe Durchmesser der Spule 4 (112 Durchmesser der Spule = Innenradius der Spule). Daher liegt der Werkzeugkopf immer innerhalb der durch den Innendurchmesser der Spule definierten Hüllkurve. Dies ist entscheidend für die Funktion der Konstruktion. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die Abmessung C < Abmessung D/2. Wenn der Werkzeugkopf 1 sich absenkt und in die Spule 6 eingreift, wird er daher immer die Spule 6 und die Patrone 3 zum Mittelpunkt zurückführen.
• Fig. 3a bis b stellen verschiedene beliebige Positionen der Dose und der Patrone dar, wobei ein wahlweise vorzusehendes federbelastetes Element, zum Beispiel eine Rolle, dazu beiträgt, das Produkt zur Mitte hin zu führen. Die Federkraft greift normalerweise, wie dargestellt, an den Punkten 20 und 21 an. Die Mittellinie 22 repräsentiert die Mitte des Werkzeugkopfes, die Mittellinie 23 die Mitte der Vertiefung 4. Das federbelastete Element dient dazu, die Dose 2 in Richtung der Mitte des Werkzeugkopfes zu drücken. Durch die Verwendung eines federbelasteten Elements zum Bewegen der Dose 2 wird effektiv der Durchmesser der Vertiefung, in der die Dose 2 positioniert werden kann, und damit der mögliche Versatz der Patrone gegenüber dem Werkzeugkopf verringert. Aufgrund der Federbelastung kann die Feder jedoch auch zusammengedrückt werden, um der Dose bei Bedarf mehr Raum zu geben.
• Fig. 4 zeigt eine schrittweise Folge der Arbeitsgänge der Zentriervorrichtung. In allen vier Schritten ist ein Werkzeugkopf 1 dargestellt, der Mittel, mit denen die FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5 während des Montagevorgangs in ihrer Position gehalten wird, und ferner Mittel enthält, mit denen die FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5 bis zur erfolgten Montage an der Patrone 3 zentriert wird. Fig. 5 bis 8 zeigen vergrößerte Darstellungen der einzelnen Schritte der Montagefolge mit detaillierter Beschreibung.
• In Fig. 5 ist der Werkzeugkopf 1 in Ausgangsposition dargestellt. Der Werkzeugkopf besteht aus einem Gehäuse 12, einem konischen Zentrierstift 9, einer hinter dem konischen Zentrierstift vorgesehenen Feder 10, die den Zentrierstift nachgiebig macht, sowie einer Sperre 11, die den konischen Zentrierstift 9 und damit die Feder 10 daran hindert, aus dem Gehäuse herauszufallen. Das Gehäuse 12 enthält einen Kanal, der es ermöglicht, dass ein Unterdruck zum Boden des Gehäuses geführt werden und die FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5 in Position halten kann. Der Unterdruck kann an einem über dem Gehäuse befindlichen kreisförmigen Ring angelegt werden. Der klareren Darstellung halber ist dies in der Zeichnung nicht dargestellt. Der aus Stahl hergestellte konische Zentrierstift ist einer feststehenden Körnerspitze einer Drehbank vergleichbar, da er dazu dient, die Patrone zu zentrieren und zentriert zu halten.
• Unter dem Werkzeugkopf befindet sich das aus einer Dose 2 und einer Patrone 3 bestehende Produkt. Die Dose 2 kann sich innerhalb der Grenzen der Vertiefung 4 bezüglich des Werkzeugkopfes 1 bewegen, und die Patrone 3 kann sich bezüglich der Dose 2 bewegen. Wie bereits erwähnt wurde, ist das Spiel innerhalb der Vertiefung so berechnet, dass es geringer ist als der Radius der Spule. Dadurch wird gewährleistet, dass die Mittellinie des Werkzeugkopfes 1 (d. h. der konischen Zentrierspitze 9) stets innerhalb des Hohlraums in der Stirnseite der Spule 24 liegt. Dadurch kann die konische Zentrierspitze 9 in die Spule 6 eintreten und deren Bewegung einengen. Dann wird der Werkzeugkopf abgesenkt, wobei die FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5 durch Unterdruck an dem Werkzeugkopf 1 festgehalten wird.
• In Fig. 6 ist der Werkzeugkopf 1 in dem Augenblick dargestellt, in dem er seine Absenkbewegung beginnt und die konische Zentrierspitze 9 in die durch den Hohlraum in der Stirnseite der Spule 23 definierte Hüllkurve eintritt. Sobald die Spitze des konischen Zentrierstifts in die Spule 6 eintritt, wird die Patrone 3 in ihrer Bewegung behindert und kann nicht mehr frei gleiten. Während des weiteren Absenkens des Werkzeugkopfs 1 drückt die geneigte Oberfläche am Ende des konischen Zentrierstifts gegen den Innendurchmesser des Hohlraums in der Stirnseite der Spule 24. Dies wirkt wie ein Keil, der den Spulenhohlraum 24 und damit die Spule 6 und die Patrone 3 zur Mittellinie des Werkzeugkopfes 1 hin drückt.
• In Fig. 7 ist die Patrone 3 bezüglich des Werkzeugkopfes 1 zentriert dargestellt. Zu beachten ist jedoch, dass die Dose 2 nicht unbedingt bezüglich der Vertiefung 4 zentriert ist. Der konische Zentrierstift 9 befindet sich in diesem Augenblick in vollem Eingriff im Hohlraum 24 der Spule. Dies gewährleistet nun, dass die Patrone bezüglich des Werkzeugkopfes 1 zentriert ist, so dass die FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5 ordnungsgemäß und konzentrisch an der Stirnseite der Patrone angebracht werden kann. Während der seitlichen Bewegung des Produkts von der in Fig. 6 dargestellten in die in Fig. 7 dargestellte Position hat sich auch die Dose 2 mit der Patrone 3 bewegt, weil das vorlaufende Ende 15 des Films wie ein Element wirkt, das die Patrone 3 mit der Dose 2 verbindet. Das vorlaufende Ende des Films 15 ist jedoch nachgiebig, so dass bei Auftreten einer übermäßigen Reibungskraft zwischen der Vertiefung 4 und der Dose 2 die Dose sich eventuell nicht bewegen würde. Daher muss die Vertiefung 4 glatt sein, um die Reibung zu verringern und die Bewegung zu erleichtern. Wenn kein ausreichendes Spiel in der Vertiefung besteht, kann das hierin beschriebene Zentrierverfahren unter Umständen nicht ordnungsgemäß funktionieren.
• Fig. 8 zeigt den Werkzeugkopf 1 während seiner Abwärtsbewegung zum Anbringen der FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5. Sobald der konische Zentrierstift 9 vollständig in die Spulenstirnseite 6 eingetreten ist, wie dies im vorausgehenden Schritt beschrieben wurde, kann die Spule sich nicht mehr wegbewegen. Daher beginnt die Feder 10 in der Mitte des Kopfes bei weiterer Abwärtsbewegung der Werkzeuge wegen der durch die Spule 6 auf den konischen Zentrierstift 9 ausgeübten Kraft zusammengedrückt zu werden. Der Kopf senkt sich nunmehr weiter ab, bis der Werkzeugkopf 1 unten aus dem stirnseitigen Deckel 7 austritt und damit gewährleistet, dass die FILM BELICHTET-Anzeigescheibe stets an derselben feststehenden Position relativ zum stirnseitigen Deckel angebracht wird. Dadurch, dass die FILM BELICHTET- Anzeigescheibe an einer feststehenden Position angebracht wird, kann die Spule nicht gegen den stirnseitigen Deckel des Magazins gedrückt werden, wodurch sie sich festsetzen und ein übermäßiges Drehmoment zum Drehen der Spule erforderlich werden könnte. Außerdem muss im Werkzeugkopf 1 ein freier Raum bestehen, in den sich der konische Zentrierstift 9 zurückziehen kann. Dieser freie Raum muss größer sein als die Länge, um die sich der konische Zentrierstift verkürzt. Sobald der Werkzeugkopf 1 den Boden erreicht hat und die FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5 angebracht ist, wird der Unterdruck abgeschaltet, und der Werkzeugkopf 1 kehrt nach oben in die in Fig. 5 dargestellte Stellung zurück.
• Für die ordnungsgemäße Funktion dieser Konstruktion ist eine genau ausbalancierte Federkraft erforderlich. Die Feder 10 muss so stark sein, dass sie während der Bewegung der Patrone 3 und damit der Dose 2 zu ihrer Mittellinie durch den konischen Zentrierstift 9 des Werkzeugkopfes nicht zusammengedrückt wird. Die zwischen der Dose 2 und der Vertiefung 4 während dieser Relativbewegung erzeugte Reibungskraft erzeugt eine Normalkraft, die durch die Spule 6 auf den konischen Zentrierstift 9 des Werkzeugkopfes drückt. Wenn diese Normalkraft größer ist als die Federkraft, wird die Feder 10 zusammengedrückt, der konische Zentrierstift 9 zurückgezogen und die Patrone 3 wird nicht ordnungsgemäß zentriert. Wenn umgekehrt die Federkraft zu groß ist, führt dies zu Beschädigungen der Stirnseite der Spule 6 beim Anbringen der FILM BELICHTET-Anzeigescheibe 5.

Claims (9)

1. Verfahren zum Anbringen eines FILM BELICHTET - Anzeigers (5) an einer Filmpatrone (3), nachdem der Film in eine eine Spule (6) enthaltende Patrone (3) verbracht worden ist, wobei sich die Patrone in einer Dose (2) in einer Vertiefung (4) befindet, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:

a) Verwenden eines Werkzeugkopfes (1), der einen konischen Zentrierstift (9) und eine Feder (10) hinter dem Stift in einem Gehäuse (12) aufweist, das einen Kanal enthält, welcher ermöglicht, dass eine FILM BELICHTET - Anzeigescheibe mittels Unterdruck festgehalten wird, um die FILM BELICHTET - Anzeigescheibe (5) zentriert an die Filmdose (2) so heranzuführen, dass der Anzeiger am Ende (24) der Patrone (3) angebracht werden kann;

b) Zuführen von Unterdruck, um die Scheibe (5) am Werkzeugkopf (1) festzuhalten;

c) Schaffen eines Spielraums in der Vertiefung, der kleiner als der Radius der Spule ist,

d) Absenken des Werkzeugkopfes (1), um die Spulenhöhlung (24) in Richtung des Mittelpunkts des Werkzeugkopfes zu führen;

e) Einfahren des konischen Zentrierstifts (9) in die Spulenhöhlung (24) und Anbringen der Scheibe (5) am Ende der Patrone (3); und

f) Abschalten des Unterdrucks.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Sperre (11), welche die Feder (10) daran hindert, aus dem Werkzeugkopf herauszufallen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Filmpatrone (3) eine 35 mm Filmpatrone ist.

4. Vorrichtung zum mittigen Anbringen einer Scheibe an einer Filmpatrone, nachdem der Film in die Patrone verbracht worden ist, wobei die Vorrichtung folgende Komponenten umfasst:

a) ein Produkt, das eine Patrone (3) mit einer Spule (6) aufweist, wobei sich die Patrone (3), an welcher die Scheibe (5) angebracht werden soll, in einer Dose (2) in einer Vertiefung (4) befindet;

b) einen Werkzeugkopf (1) mit einem Gehäuse (12), einem konischen Zentrierstift (9) und einer hinter dem Zentrierstift (9) befindlichen Feder (10), wobei das Gehäuse (12) einen Kanal aufweist, der es ermöglicht, dem unteren Teil des Gehäuses (12) Unterdruck zuzuführen; und

c) eine Scheibe (5), welche am Werkzeugkopf (1) angebracht ist, so dass die Scheibe auf die Patrone abgesenkt werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verwendung einer Sperre (11) die Feder (10) daran gehindert wird, aus dem Werkzeugkopf (1) herauszufallen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Filmpatrone eine 35 mm Filmpatrone ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugkopf (1) eine eingebaute Schulter aufweist, die als Anschlag dient, um die Stelle, an der die FILM BELICHTET - Anzeigescheibe (5) relativ zur Patrone (3) anzubringen ist, anzusteuern, wodurch gleichzeitig das Spiel der Spule gesteuert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, des weiteren gekennzeichnet durch eine Rolle, welche das Produkt zum Mittelpunkt führt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle gefedert ist.