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WO2000036567A1 - Wickelspeicher mit reversierbarem spulenantrieb - Google Patents

Wickelspeicher mit reversierbarem spulenantrieb Download PDF

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WO2000036567A1
WO2000036567A1 PCT/DE1999/003649 DE9903649W WO0036567A1 WO 2000036567 A1 WO2000036567 A1 WO 2000036567A1 DE 9903649 W DE9903649 W DE 9903649W WO 0036567 A1 WO0036567 A1 WO 0036567A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
clutch
winding
storage
spool
shaft
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1999/003649
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilfried Schnelle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wincor Nixdorf International GmbH
Original Assignee
Wincor Nixdorf GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wincor Nixdorf GmbH and Co KG filed Critical Wincor Nixdorf GmbH and Co KG
Priority to DE29923960U priority Critical patent/DE29923960U1/de
Publication of WO2000036567A1 publication Critical patent/WO2000036567A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/02—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type
    • F16D7/024—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces
    • F16D7/025—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the friction type with axially applied torque limiting friction surfaces with flat clutching surfaces, e.g. discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H29/00—Delivering or advancing articles from machines; Advancing articles to or into piles
    • B65H29/006—Winding articles into rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/419—Winding, unwinding from or to storage, i.e. the storage integrating winding or unwinding means
    • B65H2301/4191—Winding, unwinding from or to storage, i.e. the storage integrating winding or unwinding means for handling articles of limited length, e.g. AO format, arranged at intervals from each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2403/00—Power transmission; Driving means
    • B65H2403/70—Clutches; Couplings
    • B65H2403/73—Couplings
    • B65H2403/731—Slip couplings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/10—Handled articles or webs
    • B65H2701/19—Specific article or web
    • B65H2701/1912—Banknotes, bills and cheques or the like

Definitions

  • the invention relates to a winding memory for storing single sheets such as e.g. Banknotes between the turns of a tape wrap according to the preamble of claim 1.
  • a winding store If such a winding store is installed, for example, in an automated teller machine, it is connected to a transport device, which rather transports banknotes to the winding machine at a predetermined constant speed or removes them from the winding store. It is therefore essential that the banknotes are stored in the winding memory or output from it at a constant speed. Since the banknotes are each bound in the outermost layer of the winding which is being formed or are released from this layer, this means that the peripheral speed of the tape winding of the storage reel must be constant.
  • the storage spool and the supply spool are each floating and rest on stationary drive rollers, at least one of which can always be driven at a constant speed.
  • the drive rollers engage on the circumference of the storage reel or the supply reel, so that there is a constant belt speed.
  • a working on the winding storage principle is known storage device in which the shafts of the storage coil and the supply coil are fixed to the housing and are driven by a motor.
  • the motor is always operated in the winding direction of the storage spool, while the shaft of the storage spool can be driven in the winding and unwinding direction via an electromagnetically reversible reversing gear.
  • the storage coil and the supply coil can each be coupled to their shaft via an electromagnetic clutch, and the storage coil is also equipped with an electromagnetic brake.
  • the clutch of the storage coil is energized, while for its output the supply coil is operated in the winding direction via the reversing gear, the coupling of the storage coil is energized and the brake of the storage coil has to be actuated.
  • This arrangement is very complex mechanically and in terms of control technology.
  • the object of the invention is to provide a winding storage device, the supply and storage spool of which are each mounted on a shaft which is fixed to the housing and which are driven by purely mechanical coupling means.
  • a clutch disc of a slip clutch The disc is pressed with a normal force Fn against an annular clutch lining with a friction coefficient ⁇ and an average radius r.
  • the coefficient of friction ⁇ is subject to fluctuations (temperature, humidity, long-term changes). At constant normal force, the effective torque is subject to the changes in the coefficient of friction ⁇ .
  • the invention is based on the consideration that when the coefficient of friction ⁇ changes, a constant torque can be obtained when the normal force is changed proportionally.
  • the winding storage device is equipped with such a slip clutch, the supply spool being firmly connected to the clutch lining carrier and the shaft being coupled to the reversible coil drive via a freewheel in such a way that it is rotated in the winding direction of the supply spool and in the opposite direction of rotation of the reversible coil drive is held.
  • the reversible spool drive then comprises a single motor, in particular a stepper motor, which drives the shaft of the supply spool and the storage spool via a belt, preferably a toothed belt.
  • the transport speed of the imaging plate is kept at a constant value by means of a tachometer scanning its speed. This makes it possible to transfer the single sheets between the winding storage device and a transport system operating at a predetermined transport speed without any bumps or drafts.
  • the normal force is preferably reduced as the torque increases by increasing the distance between the clutch lining and the clutch disc until a balance is established between the transmitted torque and a counter torque.
  • the normal force changes from the maximum (idle state) to 0 when the clutch disc is completely lifted off the clutch material.
  • FIG. 3 the basic structure of a slip clutch is shown in a schematic side view. In it is a clutch lining carrier 1 with a Stigt clutch lining 2 shown. This is opposed to a clutch disc 3 in a coaxial orientation with a distance S.
  • FIG. 4 shows a torque characteristic of the slip clutch shown in FIG. 3. If, due to a change in the coefficient of friction ⁇ , the distance S of the clutch disc 3 from the clutch lining 2 is changed by a value ⁇ s against a defined counter torque, the working point of the slip clutch is adjusted to this counter torque. If the coefficient of friction ⁇ ( ⁇ l ... ⁇ 3) changes, a counter torque GM with a flat pitch captures the working point of the slip clutch with a narrow tolerance of ⁇ M.
  • Moving the clutch disc and clutch lining apart can e.g. can be realized by a lever linkage, a thread arrangement or by elastic material deformation.
  • the counter torque can be generated in a structurally simple manner by at least one pretensioned mechanical spring.
  • the counter moment is generated by a spring which counteracts an increase in the distance between the clutch lining and the clutch disc.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of the roller store according to the invention in the direction of the storage spool with a small diameter of the storage roll
  • FIG. 2 shows a view corresponding to FIG. 1 with the maximum diameter of the storage roll
  • FIG. 3 shows the basic structure of a slip clutch in a schematic side view
  • FIG. 4 shows a torque characteristic of the slip clutch shown in FIG. 3,
  • Figure 5 shows the concrete structure of a slip clutch in a partially sectioned side view.
  • 1 and 2 comprises a housing 10 in which a supply spool 12 and a storage spool 14 are rotatably mounted about shafts 16 and 18 fixed to the housing.
  • a storage film 20 is connected to both the supply spool 12 and the storage spool 14 and can be spooled back and forth between these two spools to form a supply spool 22 or a storage spool 24.
  • the coils 12 and 14 are connected to a drive device 59, 60, 62, 64, 66, which will be described further below.
  • the imaging plate is guided between the supply reel 12 and the storage reel 14 via stationary deflection rollers 26, 28, 30 and a movable deflection roller 32 which is mounted on a conveyor table, generally designated 34, which will now be explained in more detail below.
  • the conveying table 34 has a frame 36 which, when the conveying table 34 is adjusted, between the in the figures
  • the frame 36 has laterally projecting front and rear extensions 40, 42, which engage in curved slot slots 44, 46 fixed to the housing, as is shown in FIGS. 1 and
  • the conveyor table 34 comprises a transfer conveyor 48 for transferring banknotes to the storage roll 24 or for removing banknotes from the storage reel 24.
  • the transfer conveyor comprises a belt conveyor 50 with an endless belt 52. This is guided over two first rollers 54 and second rollers 56 which are rotatably mounted on the pivot shaft 38 at an axial distance from one another and which together with the movable deflection roller 32 are rotatably mounted on a shaft 58 which is held in the frame 36 of the conveyor table 34.
  • roller pairs interact, each consisting of a support roller 68 supporting the endless belt and a counterpressure roller 70 assigned to each of them, the rollers 68 and 70 being rotatably mounted on the frame 36 about axes 72 and 74, respectively.
  • the storage film 20 is completely wound onto the supply reel 12.
  • the storage coil 24 thus has its smallest diameter.
  • the conveyor table 34 assumes its uppermost position under the action of a tension spring 76, which acts on the one hand at a point 78 fixed to the housing and on the other hand on an extension 80 of the frame 36, in which the conveyor table 34 rests on the surface of the storage roll 24.
  • the shafts 38 and 58 of the belt conveyor 50 have their greatest distance from one another.
  • Figure 2 shows the roll storage in a state in which the storage roll 24 has its largest diameter. Due to the growing storage roll 24, the conveyor table 34 resting on its surface is pressed down against the force of the tension spring 76. During this swiveling downward movement, the frame 36 is displaced in the direction of the swivel shaft 38 by the sliding of the extensions 40 and 42 in the scenes 44, 46.
  • the supply spool 12 and the storage spool 14 are driven by a motor 59, preferably a stepper motor, via an endless toothed belt 62.
  • a constant feed rate of the imaging plate 20 is achieved by a tachometer 61 in contact with the imaging plate 20 and regulating the speed of the motor 59.
  • FIG. 5 shows the structure of the slip clutch 82 in a partially sectioned side view.
  • the supply spool 12 is provided with a clutch lining carrier 84. On the latter, a clutch lining 86 is attached. This is opposed by a clutch disc 88 in a coaxial orientation.
  • the clutch disk 88 has on its side facing away from the clutch lining carrier 84 a threaded shoulder 90 with an internal thread.
  • the supply spool 12 is freely rotatably mounted on the shaft 16 via ball bearings 92 so that it can absorb axial forces from the clutch lining 86.
  • the shaft 16 has a thread 94 onto which the coupling disk 88 is screwed with its threaded shoulder 90 up to the clutch lining 86.
  • a leg spring 96 is arranged coaxially, one leg 98 of which is inserted into a bore 100 running in the threaded shoulder 90 and running parallel to the shaft 16.
  • the other leg 102 of the leg spring 96 engages in a second bore 104, which also in one the thread 94 of the shaft 16 screwed on the spring nut 106 and is aligned parallel to the shaft 16.
  • the spring receiving nut 106 can be fixed in any position on the shaft 16 by a lock nut 108.
  • the leg spring 96 is pretensioned by screwing the spring receiving nut 106 onto the thread 94 in the direction of the clutch disk 88 with a desired torque and is mounted between the clutch disk 88 and a fixed point given by the position of the countered spring receiving nut 106.
  • the bias is directed so that the clutch plate 88 is rotated against the clutch facing 86.
  • the imaging plate 20 is to be wound onto the supply reel 12 with a constant torque or unwound from the latter.
  • the shaft 16 blocks and the supply spool 12 is rotated by pulling on the image plate 20;
  • winding the shaft 16 rotates faster than the supply reel 12, since the imaging plate 20 only runs slowly from the storage reel 14.
  • the shaft 16 of the supply spool 12 is fixed by the freewheel 67 and pulled on the storage film 20 wound on the supply spool 12.
  • the supply spool 12 rotates in the direction of the arrow C.
  • the clutch disk 88 is carried along on the thread 94 until the "turning" moment of the leg pressure the 96 strikes a balance with the braking torque.
  • Clutch disc 88 and clutch lining 86 reached.
  • the slip clutch 82 then operates as a brake for the supply spool 12 at this moment. BJ winding up the memory film
  • the shaft 16 is rotated in the direction of arrow D in order to withdraw banknotes from the winding store.
  • the clutch disk 88 is held by the frictional engagement mii of the clutch lining carrier 84 until it is secure. by the supply spool 12 rotating slower than the shaft 16 from the clutch lining 86.
  • DOMINION ⁇ a balance of the torques between the pretensioned leg spring 96 (other starting) and the Rutschkup - Lung 82 (releasing).
  • the imaging plate 20 is released slowly, it is now wound onto the supply reel 12 with constant torque.
  • the pitch of the thread 96 and the stiffness of Clutch disk 88 and clutch lining carrier 84 are determining for the angle of rotation when the above-mentioned influences are corrected.
  • the wear of the clutch lining 86 is linear in the change in torque. That is why a low-wear covering is used.
  • the torque is reduced by 5% with a thread pitch of 2 mm and a pretension of the leg spring of two revolutions when the clutch lining 86 wears out by 0.2 mm.
  • the torque of the slip clutch 82 can be adjusted in a simple manner by scanning the winding diameter and adjusting the prestressing of the leg spring 96 derived therefrom by the lock nut 108 through a winding circumference following actuator is replaced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Discharge By Other Means (AREA)

Abstract

Ein Wickelspeicher zum Speichern von Einzelblättern wie z.B. Banknoten zwischen den Windungen eines Speicherwickels (24) ist gekennzeichnet durch eine Rutschkupplung (82) mit einer auf einer Seite mit einem Kupplungsbelag (86) belegten Kupplungsbelag-Träger (84) und einer gegen den Kupplungsbelag (86) mit einer Normalkraft (Fn) andrückbaren Kupplungsscheibe (88), wobei die Normalkraft (Fn) abhängig von einer Änderung ( DELTA M) eines übertragenen Drehmoments (M) umgekehrt proportional zu diesem verändert wird, die Vorratsspule (12) fest mit dem Kupplungsbelag-Träger (84) verbunden ist und die Welle (16) der Vorratsspule (12) über einen Freilauf (67) derart mit einem reversierbaren Spulenantrieb (59, 60, 62, 64, 66) gekoppelt ist, dass sie bei dessen Drehung in Aufwickelrichtung (D) der Vorratsspule (12) gedreht wird und in der entgegengesetzten Drehrichtung des reversierbaren Spulenantriebes (59, 60, 62, 64, 66) festgehalten wird.

Description

Wickelspeicher mit reversierbarem Spulenantrieb
Die Erfindung betrifft einen Wickelspeicher zum Speichern von Einzelblättern wie z.B. Banknoten zwischen den Windungen eines Bandwickels nach dem Oberbegriff des An- spruchs 1.
Wenn ein derartiger Wickelspeicher beispielsweise in einem Geldautomaten eingebaut ist, ist er an eine Transporteinrichtung angeschlossen, welche Banknoten mit einer vorgegebenen konstanten Geschwindigkeit zum Wickelspei - eher transportiert bzw. aus dem Wickelspeicher abführt. Daher ist es wesentlich, daß die Banknoten mit konstanter Geschwindigkeit in den Wickelspeicher eingespeichert bzw. aus ihm ausgegeben werden. Da die Banknoten jeweils in die äußerste Lage des sich bildenden Wickels eingebunden bzw. aus dieser Lage abgegeben werden, bedeutet dies, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Bandwickels der Speicherspule konstant sein muß.
Bei einer aus der EP 0 290 731 Bl bekannten Speichereinrichtung der eingangs genannten Art sind die Speicherspu- le und die Vorratsspule jeweils schwimmend gelagert und liegen auf stationären Antriebsrollen auf, von denen zumindest eine immer mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben werden kann. Die Antriebsrollen greifen am Umfang der Speicherspule bzw. der Vorratsspule an, so daß sich eine konstante Bandgeschwindigkeit ergibt. Diese Anordnung ist relativ aufwendig, da bei der Lagerung der Speicherspule und der Vorratsspule sorgfältig darauf geachtet werden muß, daß die schwimmend gelagerten Spulen sich bei der Änderung des Durchmessers der Bandwickel nicht verkanten.
Aus der US 3 222 057 A ist eine nach dem Wickelspeicherprinzip arbeitende Speichereinrichtung bekannt, bei der die Wellen der Speicherspule und der Vorratsspule gehäusefest sind und über einen Motor angetrieben werden. Der Motor wird stets in Aufwickelrichtung der Speicherspule betrieben, während die Welle der Vorratsspule über ein elektromagnetisch umsteuerbares Wendegetriebe in Auf- und Abwickelrichtung antreibbar ist. Die Speicherspule und die Vorratsspule sind jeweils über eine elektromagnetische Kupplung mit ihrer Welle kuppelbar, die Speicherspule ist außerdem mit einer elektromagnetischen Bremse aus- gestattet. Zum Einspeichern einer Banknote in die Speichereinrichtung wird die Kupplung der Speicherspule be- stromt, während zu deren Ausgabe die Vorratsspule über das Wendegetriebe in Aufwickelrichtung betrieben, die Kupplung der Vorratsspule bestromt und die Bremse der Speicherspule betätigt werden muß. Diese Anordnung ist mechanisch und steuerungstechnisch sehr aufwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wickelspeicher anzugeben, dessen Vorrats- und Speicherspule je auf einer gehäusefesten Welle gelagert sind und die über rein mecha- nisch arbeitenden Kupplungsmittel angetrieben werden.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst .
Allgemein ergibt sich für eine Kupplungsscheibe einer Rutschkupplung folgendes Problem: Die Scheibe wird mit einer Normalkraft Fn gegen einen ringförmigen Kupplungs- belag mit einem Reibungskoeffizienten μ und mittlerem Radius r gedrückt . Das übertragbare Drehmoment beträgt M = Fn*μ*r. Der Reibungskoeffizient μ unterliegt Schwankungen (Temperatur, Luftfeuchte, Langzeitveränderungen) . Bei konstanter Normalkraft ist das wirksame Drehmoment proportional den Änderungen des Reibungskoeffizienten μ unterworfen.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei Veränderung des Reibungskoeffizienten μ ein konstantes Drehmo- ment zu erhalten ist, wenn die Normalkraft umgekehrt pro- portional verändert wird.
Der Wickelspeicher ist erfindungsgemäß mit einer solchen Rutschkupplung ausgestattet, wobei die Vorratsspule fest mit dem Kupplungsbelag-Träger verbunden ist und die Welle über einen Freilauf derart mit dem reversierbaren Spulenantrieb gekoppelt ist, daß sie bei dessen Drehung in Auf- wickelrichtung der Vorratsspule gedreht wird und in der entgegengesetzten Drehrichtung des reversierbaren Spulenantriebes festgehalten wird. Dadurch ergibt sich ein be- sonders einfacher Aufbau des Wickelspeicherantriebes.
Der reversierbare Spulenantrieb umfaßt dann einen einzigen Motor, insbesondere einen Schrittmotor, der über einen Riemen, vorzugsweise einen Zahnriemen die Welle der Vorratsspule und die Speicherspule antreibt .
Gemäß einer bevorzugten Ausprägung des erfindungsgemäßen Wickelspeichers wird die Transportgeschwindigkeit der Speicherfolie über einen deren Geschwindigkeit abtastenden Tachogeber auf einem konstanten Wert gehalten. Dadurch ist eine stoß- und zugfreie Übergabe der Einzel- blätter zwischen dem Wickelspeicher und einem mit einer vorgegebenen Transportgeschwindigkeit arbeitenden Transportsystem problemlos möglich.
Vorzugsweise wird bei der Rutschkupplung die Normalkraft bei zunehmendem Drehmoment durch Vergrößern des Abstandes zwischen dem Kupplungsbelag und der Kupplungsscheibe so weit reduziert, bis sich ein Gleichgewicht zwischen dem übertragenen Drehmoment und einem Gegenmoment einstellt. Die Normalkraft ändert sich vom Maximum (Ruhezustand) bis auf 0, wenn die Kupplungsscheibe völlig vom Kupplungsma- terial abgehoben ist.
In Figur 3 ist der prinzipielle Aufbau einer Rutschkupplung in schematischer Seitenansicht dargestellt. Darin ist ein Kupplungsbelag-Träger 1 mit einem darauf befe- stigten Kupplungsbelag 2 dargestellt. Dieser steht eine Kupplungsscheibe 3 in koaxialer Ausrichtung mit einem Abstand S gegenüber.
Figur 4 zeigt eine Momentenkennlinie der in Figur 3 dar- gestellten Rutschkupplung. Wird aufgrund einer Änderung des Reibungskoeffizienten μ die Entfernung S der Kupplungsscheibe 3 vom Kupplungsbelag 2 um einen Wert Δs gegen ein definiertes Gegenmoment verändert, so stellt sich der Arbeitspunkt der Rutschkupplung auf eben dieses Ge- genmoment ein. Bei Veränderung des Reibungskoeffizienten μ (μl ... μ3 ) fängt ein mit flacher Steigung ausgestattetes Gegendrehmoment GM den Arbeitspunkt der Rutschkupplung mit einer engen Toleranz von ΔM ein.
Das Auseinanderbewegen von Kupplungsscheibe und Kupp- lungsbelag kann z.B. durch ein Hebelgestänge, eine Gewindeanordnung oder durch elastische Materialverformung realisiert werden. Das Gegenmoment kann konstruktiv einfach durch wenigstens eine vorgespannte mechanische Feder erzeugt werden.
Bei einer bevorzugten Ausprägung der Erfindung wird das Gegenmoment von einer Feder erzeugt, welche einer Vergrößerung des Abstandes zwischen dem Kupplungsbelag und der Kupplungsscheibe entgegenwirkt .
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Rollenspeichers in Richtung der Speicherspule bei einem geringen Durchmesser des Speicherwickels ,
Figur 2 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht mit maximalem Durchmesser des Speicherwickels, Figur 3 den prinzipiellen Aufbau einer Rutschkupplung in schematischer Seitenansicht,
Figur 4 eine Momentenkennlinie der in Figur 3 dargestellten Rutschkupplung,
Figur 5 den konkreten Aufbau einer Rutschkupplung in teilweise geschnittener Seitenansicht.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Rollenspeicher umfaßt ein Gehäuse 10, in dem eine Vorratsspule 12 und eine Speicherspule 14 um gehäusefeste Wellen 16 bzw. 18 drehbar gelagert sind. Eine Speicherfolie 20 ist sowohl mit der Vorratsspule 12 als auch der Speicherspule 14 verbunden und kann zwischen diesen beiden Spulen unter Bildung eines Vorratswickels 22 bzw. eines Speicherwik- kels 24 hin und her gespult werden. Die Spulen 12 und 14 sind hierzu mit einer Antriebsvorrichtung 59, 60, 62, 64, 66 verbunden, die weiter unten noch beschrieben wird. Die Speicherfolie ist zwischen der Vorratsspule 12 und der Speicherspule 14 über ortsfeste Umlenkrollen 26, 28, 30 sowie eine bewegliche Umlenkrolle 32 geführt, die an ei- nem allgemein mit 34 bezeichneten Fördertisch gelagert ist, der im folgenden nun näher erläutert werden soll.
Der Fördertisch 34 hat einen Rahmen 36, der bei der Verstellung des Fördertisches 34 zwischen den in den Figuren
1 und 2 dargestellten Positionen gleichzeitig eine Schwenkbewegung um eine gehäusefeste Welle 38 und eine translatorische Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles B, d.h. parallel zur Förderrichtung ausführt. Hierzu hat der Rahmen 36 seitlich abstehende vordere und hintere Fortsätze 40, 42, die in gehäusefeste gekrümmte Kulissen- schlitze 44, 46 eingreifen, wie dies in den Figuren 1 und
2 dargestellt ist.
Ferner umfaßt der Fördertisch 34 einen Übergabeförderer 48 zur Übergabe von Banknoten an den Speicherwickel 24 bzw. zum Entnehmen von Banknoten aus dem Speicherwickel 24. Der Übergabeförderer umfaßt einen Bandförderer 50 mit einem Endlosband 52. Dieses ist über zwei auf der Schwenkwelle 38 in einem axialen Abstand voneinander drehbar gelagerte erste Rollen 54 und zweite Rollen 56 geführt, die zusammen mit der beweglichen Umlenkrolle 32 auf einer Welle 58 drehbar gelagert sind, die in dem Rahmen 36 des Fördertisches 34 gehalten ist.
Mit dem Obertrum des Endlosbandes 52 wirken Rollenpaare zusammen, die jeweils aus einer das Endlosband unterstützenden Stützrolle 68 und einer dieser jeweils zugeordneten Gegendruckrolle 70 bestehen, wobei die Rollen 68 und 70 um Achsen 72 bzw. 74 drehbar an dem Rahmen 36 gelagert sind.
In dem in der Figur 1 dargestellten Zustand des Rollenspeichers ist die Speicherfolie 20 vollständig auf die Vorratsspule 12 aufgewickelt. Der Speicherwickel 24 hat somit seinen geringsten Durchmesser. In dieser Stellung nimmt der Fördertisch 34 unter der Wirkung einer Zugfeder 76, die einerseits an einem gehäusefesten Punkt 78 und andererseits an einem Fortsatz 80 des Rahmens 36 angreift, seine oberste Stellung ein, in der der Fördertisch 34 an der Oberfläche des Speicherwickels 24 anliegt. In dieser Stellung haben die Wellen 38 und 58 des Bandförderers 50 ihren größten Abstand voneinander.
Figur 2 zeigt den Rollenspeicher in einem Zustand, in dem der Speicherwickel 24 seinen größten Durchmesser hat . Durch den wachsenden Speicherwickel 24 wird der an dessen Oberfläche anliegende Fördertisch 34 gegen die Kraft der Zugfeder 76 nach unten gedrückt. Während dieser Schwenkbewegung nach unten wird der Rahmen 36 durch das Gleiten der Fortsätze 40 und 42 in den Kulissen 44, 46 in Richtung auf die Schwenkwelle 38 verschoben. Die Vorratsspule 12 und die Speicherspule 14 werden von einem Motor 59, vorzugsweise einem Schrittmotor, über einen endlosen Zahnriemen 62 angetrieben. Dieser ist um ein Motor-Zahnriemenrad 60, eine Umlenkrolle 64, ein mit der Welle 16 der Vorratsspule 12 über einen Freilauf 67 verbundenes Zahnriemenrad 66 und die Speicherspule 14 geführt. Der Freilauf 67 kuppelt die Welle 16 mit dem Zahnriemenrad 66, wenn der Motor 59 sich in Aufwickelrichtung der Vorratsspule 12 dreht, während er die Welle 16 blok- kiert, wenn sich der Motor 59 in Aufwickelrichtung der Speicherspule 14 dreht . Die Welle 16 ist mit der Vorratsspule 12 über eine Ru schkupplung 82 gekoppelt. Eine gleichbleibende Vorschubgeschwindigkeit der Speicherfolie 20 wird durch einen mit der Speicherfolie 20 in Kontakt stehenden, die Drehzahl des Motors 59 regelnden Tachogeber 61 erreicht.
Figur 5 zeigt den Aufbau der Rutschkupplung 82 in teilweise geschnittener Seitenansicht. Die Vorratsspule 12 ist mit einem Kupplungsbelag-Träger 84 versehen. Auf letzterem ist ein Kupplungsbelag 86 befestigt. Diesem steht eine Kupplungsscheibe 88 in koaxialer Ausrichtung gegenüber. Die Kupplungsscheibe 88 hat auf ihrer dem Kupplungsbelag-Träger 84 abgewandten Seite einen Gewindeansatz 90 mit einem Innengewinde. Die Vorratsspule 12 ist auf der Welle 16 über Kugellager 92 frei drehbar gelagert, so daß sie axiale Kräfte von Seiten des Kupplungs- belages 86 aufnehmen kann. Im in Figur 5 rechten Bereich hat die Welle 16 ein Gewinde 94, auf das die Kupplungsscheibe 88 mit ihrem Gewindeansatz 90 bis gegen den Kupp- lungsbelag 86 geschraubt wird. Auf der Welle 16 ist eine Schenkelfeder 96 koaxial angeordnet, deren einer Schenkel 98 in eine in den Gewindeansatz 90 eingebrachte parallel zu der Welle 16 verlaufende Bohrung 100 eingesetzt ist. Der andere Schenkel 102 der Schenkelfeder 96 greift in eine zweite Bohrung 104 ein, die in eine ebenfalls auf das Gewinde 94 der Welle 16 aufgeschraubte Federaufnähme- Mutter 106 eingebracht und parallel zu der Welle 16 ausgerichtet ist. Die Federaufnahme-Mutter 106 kann in jeder Position auf der Welle 16 durch eine Kontermutter 108 fi- xiert werden. Die Schenkelfeder 96 wird durch Aufschrauben der Federaufnahme-Mutter 106 auf das Gewinde 94 in Richtung der Kupplungsscheibe 88 mit einem gewünschten Drehmoment vorgespannt und zwischen der Kupplungsscheibe 88 und einem durch die Position der -gekonterten- Feder- aufnähme-Mutter 106 gegebenen Fixpunkt montiert. Die Vorspannung ist so gerichtet, daß die Kupplungsscheibe 88 gegen den Kupplungsbelag 86 gedreht wird.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Rutschkupplung 82 im Zusammenhang mit dem Wickelspeicher beschrieben, wobei ausdrücklich darauf hingewiesen wird, daß ihr Einsatz nicht auf einen solchen Wickelspeicher beschränkt ist. Anwendungsbereiche, in denen Kupplungen mit eng toleriertem Drehmoment in einer Drehrichtung gefordert werden, sind z. B. Wickelspulen in Webereien, Papierrollenverar- beitung, Transformatoren- und Drahtwickeleien.
Hier soll die Speicherfolie 20 auf die Vorratsspule 12 mit konstantem Drehmoment aufgewickelt bzw. von dieser abgewickelt werden. Beim Abwickeln blockiert die Welle 16, und durch Zug an der Speicherfolie 20 wird die Vor- ratsspule 12 gedreht; beim Aufwickeln dreht sich die Welle 16 schneller als die Vorratsspule 12, da die Speicherfolie 20 nur langsam von der Speicherspule 14 abläuft.
A) Abwickeln der Spei cher oli
Zum Einspeichern von Banknoten in den Wickelspeicher wird die Welle 16 der Vorratsspule 12 durch den Freilauf 67 festgesetzt und an der auf die Vorratsspule 12 aufgewik- kelten Speicherfolie 20 gezogen. Bei zunehmender Zugkraft dreht sich die Vorratsspule 12 in Pfeilrichtung C. Dabei wird die Kupplungsscheibe 88 auf dem Gewinde 94 so weit mitgenommen, bis das "andrehende" Moment der Schenkelfe- der 96 ein Gleichgewicht mit dem Bremsmoment zwischer. Kupplungsscheibe 88 und Kupplungsbelag 86 erreicht. Die Rutschkupplung 82 arbeitet dann als Bremse für die Vorratsspule 12 mit diesem Moment. BJ Aufwickeln der Spei πherfoli
Zum Ausspeichern von Banknoten aus dem Wickelspeicher wird die Welle 16 in Pfeilrichtung D gedreht. Bei von der Speicherspule 14 zurückgehaltener Speicherfolie 20 wird die Kupplungsscheibe 88 so lange über den Reibschluß mii dem Kupplungsbelag-Träger 84 festgehalten, bis sie sicr. durch die gegenüber der Welle 16 langsamer drehende Vorratsspule 12 vom Kupplungsbelag 86 löst. Dann herrsch¬ ein Gleichgewicht der Drehmomente zwischen der vorgespannten Schenkelfeder 96 (andrehend) und der Rutschkup - lung 82 (lösend) . Bei langsamer Freigabe der Speicherfolie 20 wird diese jetzt mit konstantem Drehmoment auf die Vorratsspule 12 aufgewickelt.
Aus der Ruhestellung, in der die Kupplungsscheibe 84 ohne Schlupf mit dem Kupplungsbelag 86 gekoppelt ist, bis zum Rutschkupplungsbetrieb beträgt die Verdrehung der Kupplungsscheibe 88 auf dem Gewinde 94 der Welle 16 nur wenige Grad, so daß die Vorspannung der Schenkelfeder 96 das resultierende Drehmoment bestimmt. Dabei ist die Leicht - gängigkeit des Gewindes 94 bestimmend für die Konstanz des sich einstellenden Momentes.
Umwelteinflüsse wie Temperatur oder Luftfeuchte, Änderung des Reibungskoeffizienten über die Lebensdauer sowie Reibungsunterschiede über 360 Grad Drehung der Rutschkupp- lung 82 werden über die lineare Federkennlinie der Schen- kelfeder 96 ausgeregelt. Je höher der Verdrehwinkel der Schenkelfeder bis zum Erreichen des gewünschten Drehmomentes, um so geringer ist die Regelabweichung vom gewünschten Drehmoment .
Die Steigung des Gewindes 96 und die Steifigkeit von Kupplungsscheibe 88 und Kupplungsbelag-Träger 84 sind bestimmend für den Verdrehwinkel beim Ausregeln der o.g. Einflüsse .
Der Verschleiß des Kupplungsbelages 86 geht linear in die Änderung des Drehmomentes ein. Deshalb wird ein verschleißarmer Belag verwendet. In dem beschriebenen Aus- führungsbeispiel verringert sich das Drehmoment bei einer Gewindesteigung von 2 mm und einer Vorspannung der Schenkelfeder von zwei Umdrehungen um 5%, wenn sich der Kupp- lungsbelag 86 um 0,2 mm abnutzt.
Wird eine über den Wickelumfang konstante Zugkraft des auf- oder abzuwickenden Materials benötigt, kann das Drehmoment der Rutschkupplung 82 durch Abtastung des Wik- keldurchmessers und davon abgeleiteter Verstellung der Vorspannung der Schenkelfeder 96 auf einfache Weise angepaßt werden, indem die Kontermutter 108 durch ein dem Wickelumfang folgendes Stellglied ersetzt wird.
Der Gefahr des "Festbackens" einer Rutschkupplung nach Erhitzung durch Dauerbetrieb oder nach langem Stillstand wird durch das aktive Trennen der Reibpartner entgegengewirkt. Deshalb ist dieser Kupplungsaufbau auch besonders für den Einsatz in Sicherheits- und Überlastschutz- Anwendungen geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. Wickelspeicher zum Speichern von Einzelblättern wie z.B. Banknoten zwischen den Windungen eines Speicher- wickeis (24) , umfassend ein Gehäuse (10) mit einem Übergabeförderer (48) für die Einzelblätter und eine Speicherspule (14) , eine Vorratsspule (12) und einen reversierbaren Spulenantrieb (59, 60, 62, 64, 66), um mindestens eine Speicherfolie (20) von der Vor- ratsspule (12) auf die Speicherspule (14) und vice versa zu wickeln, wobei beide Spulen (12; 14) in dem Gehäuse (10) jeweils um eine gehäusefeste Welle (16; 18) drehbar gelagert sind, g e k e nn z e i c hn e t du r c h eine Rutschkupplung (82) mit einer auf einer Seite mit einem Kupplungsbelag (86) belegten Kupplungsbelag-Träger (84) und einer gegen den Kupplungsbelag (86) mit einer Normalkraft (Fn) andrückbaren Kupplungsscheibe (88), welche koaxial zueinander ausge- richtet sind, wobei die Normalkraft (Fn) abhängig von einer Änderung (ΔM) eines übertragenen Drehmoments (M) umgekehrt proportional zu diesem verändert wird, die Vorratsspule (12) fest mit dem Kupplungsbelag- Träger (84) verbunden ist und die Welle (16) der Vor- ratsspule (12) über einen Freilauf (67) derart mit dem reversierbaren Spulenantrieb (59, 60, 62, 64, 66) gekoppelt ist, daß sie bei dessen Drehung in Aufwik- kelrichtung (D) der Vorratsspule (12) gedreht wird und in der entgegengesetzten Drehrichtung des rever- sierbaren Spulenantriebes (59, 60, 62, 64, 66) festgehalten wird.
2. Wickelspeicher nach Anspruch 1, bei dem der rever- sierbare Spulenantrieb (59, 60, 62, 64, 66) einen einzigen Motor (59) , insbesondere einen Schrittmotor umfaßt, der über einen Zahnriemen (62) die Welle (16) der Vorratsspule (12) und die Speicherspule (14) antreibt .
3. Wickelspeicher nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der reversierbare Spulenantrieb (59, 60, 62, 64, 66) über einen die Geschwindigkeit der Speicherfolie (20) abtastenden Tachogeber (61) im Sinne einer konstanten Geschwindigkeit der Speicherfolie (20) gesteuert wird.
4. Wickelspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Normalkraft (Fn) der Rutschkupplung (82) bei zunehmendem Drehmoment (M) durch Vergrößern des Ab- standes (S) zwischen dem Kupplungsbelag (86) und der
Kupplungsscheibe (88) so weit reduziert wird, bis sich ein Gleichgewicht zwischen dem übertragenen Drehmoment (M) und einem Gegenmoment einstellt.
5. Wickelspeicher nach Anspruch 4, bei dem das Gegenmoment von einer Feder (96) erzeugt wird, welche einer Vergrößerung des Abstandes (S) entgegenwirkt.
6. Wickelspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dessen Rutschkupplung (82)
- der Kupplungsbelag-Träger (84) auf einer Welle (16) frei drehbar gelagert ist,
- ein über den Kupplungsbelag-Träger (84) auf der Kupplungsbelag-Seite hinausragendes Ende der Welle
(16) mit einem Gewinde (94) versehen ist,
- die Kupplungsscheibe (88) mit einem Innengewinde versehen ist, mit der sie so weit auf das Gewinde
(94) aufgeschraubt ist, daß sie an dem Kupplungsbe- lag (86) anliegt,
- eine Schenkelfeder (96) koaxial zu der Welle (16) angeordnet ist, deren einer Schenkel (98) an der Kupplungsscheibe (88) angreift, und deren anderer Schenkel (102) an einem Fixpunkt (104) gehalten ist ,
- Die Schenkelfeder (96) mit einer die Kupplungsscheibe (88) gegen den Kupplungsbelag (86) drehen- den Vorspannung beaufschlagt ist .
7. Wickelspeicher nach Anspruch 6, bei dem der Fixpunkt
(104) an einer Federaufnahme-Mutter (104) ausgebildet ist, die zwecks Erzeugung der Vorspannung in der Schenkelfeder (96) um eine vorgegebene Zahl von Um- drehungen in Richtung des Kupplungsbelag-Trägers (84) auf das Gewinde (94) aufgeschraubt und dann insbesondere durch eine Kontermutter (108) in der eingestellten Position fixiert wird.
8. Wickelspeicher nach Anspruch 6, bei dem der Fixpunkt an einem Hebel ausgebildet ist, der den Umfang eines
Speicherwickels (24) auf der Speicherspule (14) abtastet .
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