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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung
von taktil erfaßbaren
Erhabenheiten auf einem flächigen
Aufzeichnungsmedium. Vorrichtungen dieser Art werden beispielsweise dazu
benutzt, um blinden oder sehschwachen Personen die Möglichkeit
zu geben, schriftliche Aufzeichnungen anzufertigen.
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Es
sind sogenannte Braille-Drucker bekannt, bei denen auf einem Aufzeichnungsmedium,
das Papier oder eine dazu vorgesehene Folie sein kann, den Braille-Zeichen
entsprechende Erhabenheiten eingeprägt werden können. Bei diesen bekannten Vorrichtungen
werden Stößel verwendet,
die mehrere ausfahrbare Stifte aufweisen, deren Anordnung einem
oder mehreren Braille-Zeichen entsprechen. Solche Vorrichtungen
sind beispielsweise aus der
DE 34
28 065 A1 der
EP
0 524 641 A1 , der
EP
0 028 838 A2 oder der
AT 388 331 B bekannt. Um das Aufzeichnungsmedium
zu prägen,
sind relativ große
Kräfte
erforderlich. Daher müssen
bei bekannten Vorrichtungen die Stifte mit entsprechenden Arretierungsvorrichtungen
ausgestattet sein, da die Kraft eines Elektromagneten im allgemeinen
nicht ausreicht, um die Prägekräfte aufzunehmen.
Solche Vorrichtungen sind daher aufwendig, kostenintensiv und störanfällig.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen,
bei der die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden können, und
die es insbesonders ermöglicht,
in einfacher Weise einen Braille-Druck herzustellen. Insbesonders
soll die Vorrichtung von geringer Baugröße, kostengünstig herstellbar und vielfältig einsetzbar
sein.
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Diese
Aufgaben werden erfindungsgemäß durch
eine Vorrichtung mit folgenden Bauteilen gelöst:
- – mindestens
einem Stempel mit mehreren Druckbereichen, die einen oder mehrere
Erhabenheiten aufweisen;
- – einer
Druckplatte mit mehreren Vertiefungen;
- – einer
Antriebseinrichtung zum Bewegen des Stempels in einer Aufzeichnungsrichtung
entlang des Aufzeichnungsmediums;
- – einer
Versteileinrichtung zur Verstellung des Stempels, um einen Druckbereich
in eine Druckstellung zu bringen, in der die Erhabenheiten des betreffenden
Druckbereichs Vertiefungen der Druckplatte gegenüberliegen; und
- – einer
Druckeinrichtung zum Andrücken
des Stempels an die Druckplatte, um auf einem dazwischenliegenden
Aufzeichnungsmedium eine oder mehrere Vertiefungen zu bilden, denen
auf der gegenüberliegenden
Seite Erhabenheiten entsprechen.
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Wesentlich
an der vorliegenden Erfindung ist, daß ein Stempel verwendet wird,
der als Ganzes beweglich angeordnet ist, ansonsten jedoch selbst keine
beweglichen Bauteile aufweist.
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Der
Stempel kann als zylindrische Walze ausgebildet sein, an deren Umfang
Druckbereiche angeordnet sind, die verschiedene Kombinationen von
Erhebungen aufweisen. Die Achse der Walze kann dabei parallel oder
auch rechtwinkelig zur Aufzeichnungsrichtung angeordnet sein. Besonders
begünstigt
ist jedoch eine Ausführungsvariante
der vorliegenden Erfindung, bei der der Stempel als Scheibe ausgebildet
ist, die um eine Achse drehbar ist, die im wesentlichen normal zur
Ebene des Aufzeichnungsmediums angeordnet ist. Eine solche Scheibe
ist leicht in einem Druckgußverfahren,
herstellbar und beansprucht eine geringe Bauhöhe. Ein weiterer Vorteil dieser
Lösung
besteht darin, daß durch
die Bewegung des Stempels in der Aufzeichnungsrichtung oder durch
die Bewegung des Papiers in der Vorschubrichtung im allgemeinen
auch dann keine Momente auf die Scheibe ausgeübt werden, wenn eine leichte
Berührung
mit dem Papier vorliegt. Daher wird die Genauigkeit der Positionierung
erhöht.
Außerdem
werden die Drehlager der Scheibe durch den Druckvorgang nicht beansprucht,
da die entsprechenden Druckkräfte
von einem Axiallager aufgenommen werden.
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Im
Sinne der Erfindung ist es sowohl möglich, den Stempel zur Druckplatte
zu bewegen, um einen Druckvorgang auszuführen, als auch die Druckplatte
zum Stempel zu bewegen.
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Grundsätzlich ist
es möglich,
eine Druckplatte vorzusehen, die sich über die gesamte Breite des Aufzeichnungsmediums
erstreckt. Besonders günstig
ist es jedoch, wenn eine weitere Verstelleinrichtung dazu ausgebildet
ist, die Druckplatte in der Aufzeichnungsrichtung synchron zur Bewegung
des Stempels zu bewegen. Auf diese Weise kann auch eine Löschfunktion
einfach in die erfindungsgemäße Vorrichtung
integriert werden.
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In
einer besonders begünstigten
Ausführungsvariante
der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stempel und die Antriebseinrichtung
auf einer Wippe angeordnet sind, und daß die Druckeinrichtung einen Exzenter
aufweist, um den Stempel zum Aufzeichnungsmedium hin zu bewegen,
um einen Druckvorgang auszuführen.
Auf diese Weise wird der Druckvorgang nicht durch einen Schlag,
wie bei einer Vielzahl herkömmlicher
Vorrichtungen ausgeführt,
sondern durch eine im wesentlichen sinusförmige Bewegung. Dies ermöglicht einen
besonders leisen Druckvorgang.
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Durch
das Vorsehen von Erhabenheiten mit unterschiedlichen Abmessungen
ist es möglich,
die Größe der gedruckten
Punkte zu variieren. Neben der Darstellung unterschiedlicher Schriftgrößen oder der
Anpassung an unterschiediche Qualitäten des Aufzeichnungsmediums
ist dadurch auch eine verbesserte Darstellung von Bildern oder Grafiken
möglich.
In analoger Weise kann eine unterschiedliche Eindrücktiefe
vorteilhaft ausgenützt
werden.
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In
der Folge wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten
Ausführungsbeispiele
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit teilweise
weggehobenen Bauteilen,
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2 einen
seitlichen Teilschnitt durch die Vorrichtung von 1,
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3 eine
Draufsicht auf einen Stempel,
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4 eine
Ansicht einer Druckplatte von unten und
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5 eine
Draufsicht auf einen Stempel in einer anderen Ausführungsvariante
der Erfindung.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
besteht aus einem Grundkörper 1,
auf dem ein Schlitten 2 in einer Aufzeichnungsrichtung
beweglich angeordnet ist, die mit dem Doppelpfeil 3 bezeichnet
ist. Eine Vorschubrichtung für
das nicht dargestellte Aufzeichnungsmedium wird mit dem Pfeil 4 bezeichnet.
Auf dem Schlitten 2 ist ein Stempel 5 befestigt,
der als Druckgußbauteil
ausgebildet ist. Der Stempel 5 ist um eine in Gebrauchslage
senkrechte Drehachse 6 drehbar angeordnet. In den Stempel 5 sind
Druckstifte 7 eingesetzt und unbeweglich verbunden. Die
Spitzen dieser Druckstifte 7 bilden Erhabenheiten 8,
die vom Stempel 5 nach oben hin vorstehen. Anstelle der eingesetzten
Stifte 7 kann der Stempel 5 jedoch einstückig als
Druckgußbauteil
mit angeformten Erhabenheiten 8 ausgebildet sein. Ein Schrittmotor 9,
der die Verstelleinrichtung bildet, dient zum Antrieb des Stempels 5 um
die Achse 6. Der Schlitten 2 wird auf einer im
Gehäuse 1 befestigten
Stange 10 gleitbar geführt,
und zwar durch einen Lagerbock 11, der die Stange 10 umgreift.
Eine weitere Führung
des Schlittens 2 erfolgt über eine Exzenterstange 12 an
der gegenüberliegenden
Seite des Stempels 5. Über
einen Schrittmotor 13 und einen Antriebsriemen 14 werden Exzenter 15 angetrieben, über die
die Exzenterstange 12 angehoben und abgesenkt werden kann.
Wälzlager 16 dienen
der Leichtigkeit der Bewegung des Exzenters 15. Auf diese
Weise wird eine Wippe gebildet, auf der der Schlitten 2 gelagert
ist. Durch das Anheben und Absenken der Exzenterstange 12 wird entsprechend
den gegebenen Hebelarmen auch der Stempel 5 angehoben und
abgesenkt, um die Druckbewegung auszuführen.
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Der
Antrieb des Schlittens 2 in der durch den Doppelpfeil 3 angegebenen
Aufzeichnungsrichtung erfolgt über
einen Schrittmotor 17, der seitlich am Grundkörper 1 angebracht
ist. Über
eine erste Riemenscheibe 18 wird ein erster Riemen 19 angetrieben,
der bei 20 am Schlitten 2 befestigt ist. Diese Bauteile
bilden die Antriebseinrichtung. Durch die Drehung des Schrittmotors 17 können die
einzelnen Aufzeichnungspositionen in Querrichtung des Aufzeichnungsmediums
genau angefahren werden. Ein Schleppkabel 21 dient zur
Versorgung des Schrittmotors 9. Oberhalb des Stempels 5 ist
eine Druckplatte 22 auf Führungsschienen 23, 24 in
Vorschubrichtung gleitbar geführt.
Der Antrieb erfolgt über
einen zweiten Riemen 25, der über eine Riemenscheibe 26 angetrieben
wird, die ebenfalls mit dem Schrittmotor 17 verbunden ist.
In der 2 ist die Druckplatte 22 zur Verdeutlichung
der Darstellung weggelassen.
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Zur
Erhöhung
der Druckgeschwindigkeit können
auch mehrere Schlitten 2 durch einen Riemen 19 angetrieben
werden. Auf jedem Schlitten ist dann ein eigener Stempel 5 angeordnet,
der jeweils einen eigenen Bereich des Aufzeichnungsmediums abdeckt.
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Ein
weiterer Schrittmotor 27 dient zur Förderung des Aufzeichnungsmediums,
indem eine mit Gummi beschichtete Förderwalze 28 angetrieben wird.
Auf der Förderwalze 28 liegt
eine Andruckwalze 29 auf, um zwischen diesen beiden Walzen 28, 29 das
Aufzeichnungsmedium einzuklemmen. Durch den gemeinsamen Antrieb
des ersten Riemens 19 und des zweiten Riemens 25 wird
bewirkt, daß sich der
Schlitten 2 und die Druckplatte 22 synchron zueinander
bewegen. Um eine genaue Ausrichtung von Stempel 5 und Druckplatte 22 zu
erzielen, können senkrecht
Bohrungen vorgesehen sein, in die während eines Einstellungsvorganges
Positionierungsstifte eingeführt
werden. Auf diese Weise kann bei einer anfängliche Einstellung eine genau
fluchtende Anordnung von Stempel 5 und Druckplatte 22 erreicht
werden. Weitere Riemenscheiben 28 und 29 dienen
zum Spannen der Riemen 19 und 25.
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In
der 3 ist eine Ansicht des Stempels 5 in
vergrößertem Maßstab gezeigt.
Die Druckbereiche 50a, 50b, 50c, 50d, 50e und 50f sind
durch gedachte strichpunktierte Linien angedeutet. Die Druckbereiche 50a bis 50d enthalten
jeweils eine Erhabenheit 8 zum Setzen eines einzelnen Punktes
eines Braille-Zeichens. Die Druckbereiche 50e und 50f weisen
jeweils zwei Erhabenheiten 8 auf, die häufig vorkommenden Kombinationen
von Braille-Punkten entsprechen. Mit einer einzigen Hubbewegung
des Stempels 5 können
daher ein oder zwei Punkte eines Braille-Zeichens gedruckt werden.
Für ein
einzelnes Braille-Zeichen sind daher maximal sechs Druckvorgänge erforderlich.
Im allgemeinen findet man jedoch mit ein bis vier Druckvorgängen das
Auslangen. Ein Löschbereich 51 ist
mit vollkommen glatter Oberfläche
auf dem Stempel 5 ausgebildet. Aus der 3 ist ersichtlich,
daß sich
die Druckbereiche 50a bis 50f und der Löschbereich 51 teilweise überlappen.
Wesentlich für
die Funktion der Vorrichtung ist jedoch, daß jede Erhabenheit 8 einen
gewissen Mindestabstand von den übrigen
Druckbereichen 50a bis 50f aufweist.
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In
der 4 ist vereinfacht eine Druckplatte 22 dargestellt.
Die Druckplatte 22 besitzt einen vorspringenden Bereich 52,
dessen Abmessungen den Druckbereichen 50a bis 50f bzw.
dem Löschbereich 51 entsprechen.
Vier Ausnehmungen 53 sind entsprechend den Abmessungen
der Erhabenheiten 8 in dem Bereich 52 vorgesehen.
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Bei
dem Drucken von Braille-Schrift wird der Schlitten 2 und
damit die Druckplatte 22 durch Drehung des Schrittmotors 17 an
die Stelle gebracht, an der das Zeichen gedruckt werden soll. Dann
wird durch Drehung des Schrittmotors 9 einer der Druckbereiche 50a bis 50f in Übereinstimmung
mit dem erhabenen Bereich 52 der Druckplatte 22 gebracht. Durch
entsprechende Drehung des Schrittmotors 13 wird die Exzenterstange 12 nach
oben bewegt, so daß die
Erhabenheiten 8 unter Zwischenlage des Aufzeichnungsmediums
in die Ausnehmungen 53 eindringen. Auf diese Weise werden
taktil erfaßbare Erhabenheiten
auf dem Aufzeichnungsmedium erzeugt. Gegebenenfalls kann die Tiefe
des Eindringens variiert werden. Wenn die erste Spalte des betreffenden
Braille-Zeichens nicht mit einem einzigen Druckvorgang hergestellt
werden kann, wird nach dem Absenken des Schlittens 2 der
Stempel 5 durch Drehung des Schrittmotors 9 in
eine andere Lage gebracht, um einen weiteren Braille-Punkt zu drucken. Da
in den Druckbereichen 50e und 50f zwei Braille-Punkte
gleichzeitig gesetzt werden können, sind
maximal drei Druckvorgänge
für die
Herstellung einer einzelnen Braille-Spalte erforderlich. Danach wird
der Schlitten 2 um eine Wegstrecke in der Aufzeichnungsrichtung
weiterbewegt, die dem Abstand der beiden Spalten eines Braille-Zeichens
entspricht. Daraufhin werden durch einen oder mehrere Druckvorgänge die
Braille-Punkte der zweiten Spalte des Zeichens gesetzt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist es jedoch auch möglich,
ein bereits gesetztes Braille-Zeichen zu löschen. Dazu wird der Schlitten 2 in
der Aufzeichnungsrichtung zurückbewegt,
bis sich die zu löschenden
Braille-Punkte unterhalb des ebenen Teils des erhabenen Bereiches 52 der
Druckplatte 22 befinden. Indem nun der Löschbereich 51 ein- oder
mehrmals gegen die Druckplatte 22 gedrückt wird, können bereits gesetzte Braille-Punkte
wieder rückgängig gemacht
werden. Inwieweit dies vollständig
oder nur teilweise gelingt, hängt
von den jeweiligen Eigenschaften des Aufzeichnungsmediums ab.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
jedoch nicht nur Braille-Zeichen geschrieben werden. Es ist auch
möglich,
graphische Darstellungen beliebiger Art in taktil erfaßbarer Form
herzustellen. So können
beispielsweise Diagramme, Kurven od. dgl. ausgedruckt werden, die
für blinde
Personen erfaßbar
sind. Ebenso können
Zeichen der Druckschrift in entsprechender Größe in taktil erfaßbarer Form
ausgegeben werden. Weiters ist auch möglich, schmale Aufzeichnungsmedien
in Braille-Schrift quer zur Aufzeichnungsrichtung zu beschreiben.
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Bei
dem Stempel von 5 sind Druckbereiche 50a, 50b, 50c, 50d, 50e, 50f, 50g, 50h, 50i, 50j, 50k, 50l vorgesehen,
die jeweils eine Erhabenheit 8a, 8b, 8c aufweisen.
Die Erhabenheiten 8a sind dabei größer als die Erhabenheiten 8b und
diese sind größer als
die Erhabenheiten 8c. Dadurch können unterschiedlich große Punkte
gedruckt werden. Zum besseren Verständnis ist in der 5 auch
der vorspringende Bereich 52 einer zugehörigen Druckplatte
eingezeichnet, in dem große,
mittlere und kleine Ausnehmungen 53a, 53b bzw. 53c ausgebildet
sind, die den Erhabenheiten 8a, 8b bzw. 8c entsprechen. Ansonsten
entspricht diese Ausführungsvariante
der von 3.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich nicht nur als Drucker, der an
einen Computer oder eine Textverarbeitung angeschlossen werden kann,
sondern auch als Ausgabeeinrichtung eines Rechners, der Ausdrucke
in der Art eines Additions- oder Tippstreifens produziert. Weiters
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch als Ausgabeeinheit von Spielen für Blinde verwendet werden.
Die Vorrichtung ist kostengünstig
herstellbar und von geringer Baugröße. Ein besonderer Vorteil
liegt in der geringen Geräuschabstrahlung.