DE2402895C3 - Anordnung zur Überwachung der Bewegung von Druckhämmern bei einem mechanischen Schnelldrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Überwachung der Bewegung von Druckhämmern bei einem mechanischen Schnelldrucker, bei dem die Druckhämmer zum Typenabdruck zum Aufzeichnungs-

träger bewegt werden, und bei dem pro Druckhammer ein Weggeber vorgesehen ist, der die Hammerbewegung berührungslos feststellt und ein elektrisches Gebersignal abgibt, wenn der Druckhammer eine festgelegte Stelle seiner Flugbahn passiert.

Steigende Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Schnelldrucker für Datenverarbeitungsanlagen lassen sich nach dem heutigen Stand der Technik nicht mehr durch konstruktive oder fertigungstechnische Maßnahmen allein befriedigen. Sie erfordern vielmehr die

Schaffung einer Überwachungseinrichtung, die eventuelle Fehler der ausgedruckten Informationen sicher zur Anzeige bringen und gegebenenfalls die automatische Textwiederholung einleiten. Dazu genügt es nicht, daß die Überwachung des Druckvorgangs beim Druckma-

gneten endet. Vielmehr muß auch das mechanische Druckwerk auf eventuelle Druckfehler überprüft werden. Denn im mechanischen Druckwerk können eine Reihe von Fehlern entstehen. Zum Beispiel ist es möglich, daß sich der Druckhammer trotz Auslösung

des Druckvorgangs nicht oder nur wenig bewegt, oder aber der Druckhammer wird zu früh oder zu spät zum Typenabdruck bewegt. Schließlich ist auch noch ein Doppelabdruck möglich, der z. B. durch die Prellung des Druckhammers entstehen kann.

Aus der Schweizer Patentschrift 5 21858 ist eine Anordnung zur Überwachung der Hubbewegung von Stanzstempeln bekannt. Bei ihr wird jedem Stanzstempel ein Elektromagnet zugeordnet, der zusammen mit dem Stanzstempel in dessen Ruheposition einen geschlossenen magnetischen Kreis bildet. Jeder Stanzstempel ist mit Nuten versehen, welche so angeordnet sind, daß bei einer Hubbewegung des Stanzstempels der magnetische Fluß im Kreis geändert wird, und somit in der Spule des Elektromagneten ein Induktionsspannungsimpuls erzeugt wird. Dieser Spannungsimpuls wird zur Anzeige einer durchgeführten Hubbewegung verwendet. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, mit Hilfe des Elektromagneten die Änderung des Magnetfeldes bei der Bewegung eines Stanzstempels festzustellen. Das von dem Elektromagneten erzeugte Signal, das Gebersignal, ist bei seinem Nulldurchgang nicht sehr scharf ausgebildet, so daß der Zeitpunkt, an dem ein Stanzstempel an einer bestimmten Stelle seines Weges vorbeigeht, nicht sehr genau festgestellt werden kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Anordnung zur Überwachung der Bewegung der Druckhammer eines Schnelldruckers anzugeben, von der ein Gebersignal mit scharfem Nulldurchgang abgegeben wird, wenn ein Druckhammer eine festgelegte Stelle seiner Flugbahn passiert. Diese Aufgabe wird gelöst durch einer Weggeber mit einer Differentialfeldplatlenanordnung die zwei in Bewegungsrichtung des Druckhammers hintereinander liegende, gleichartige Feldplatten enthält, und mit einer Nase bzw. Ausnehmung de: Druckhammers, die benachbart zu der Differentialfeldplattenanordnung angeordnet ist, durch einen Schalt-

verstärker, in dessen Eingangskreis die zwei Feldplatten liegen und der das von den Feidpiauen abgegebene Gebersignal verstärkt und digitalisiert, und durch eine überwachungsschaltung, die die zeitliche Übereinstimmung des Gebersignals mit einem den richtigen Zeitbereich des Gebersignals kennzeichnenden Soll-Signal feststellt.

Es wird somit die Druckhammerbewegung überwacht. Erfolgt nach Druckauslösung der Typenabdruck zu früh oder zu spät oder überhaupt nicht, dann wird ein Fehlersignal abgegeben. Das gleiche gilt, wenn ein Doppelabdruck vor'iegt, also gedruckt wird, wenn überhaupt kein Druckvorgang erfolgen soll.

Ein Weggeber gibt immer dann ein Gebersignal ab. wenn der zugeordnete Druckhammer eine bestimmte Stelle einer Flugbahn passiert. Das Gebersigna! wird darauf überprüft, ob es in einem richtigen Zeitbereich auftritt. Zur Feststellung dieses Zeitbereiches wird das Druckauslösesignal herangezogen. Das Druckauslösesignal wird um eine bestimmte Zeit verzögen, nämlich um die Zeit, die normalerweise verstreicht, bis nach Auslösung des Druckvorganges der Druckhammer die vorher festgelegte Stelle seiner Flugbahn passiert. Tritt in einem Zeitbereich um diesen Zeitpunkt kein Gebersignal auf, dann ist ein Fehler aufgetreten.

Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, weiter erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein mechanisches Druckwerk, in dem die erfindungsgemäße Anordnung vorgesehen ist,

Fig.2 den Aufbau und die Anordnung eines Differentialfeldplattengebers,

Fig.3 die Anordnung der Feldplatte eines Differen· tialfeldplattengebers,

F i g. 4 einen Schaltverstärker,

F i g. 5 Spannungsverläufe am Eingang und am Ausgang des Schaltverstärkers,

Fig.6 eine Schallverstärkeranordnung für mehrere Weggeber,

F i g- 7 eine Überwachungsschaltung.

Die Erfindung wird anhand eines bekannten mechanischen Druckwerkes beschrieben, bei dem zur Beschleunigung der Druckhammer eine Stoßradwelle vorgesehen ist. Dieses bekannte mechanische Druckwerk ist in Fig. 1 dargestellt. Es werden nur die wichtigsten konstruktiven Teile erläutert. Jeder Druckspalte ist ein Magnetsystem MS. ein Ankerhebel AH, ein Einschubbügel EL, ein Koppelglied KL, ein Druckhammer D und dazugehörige Rückstellfedern RF zugeordnet. Alle diese Teile sind auf einer Druckerplatte DPangeordnet. Die Druckhämmer D werden mit Hilfe eines Stoßrades ST beschleunigt. Wird ein Druckvorgang ausgelöst, dann wird das Magnetsystem MS erregt. Dadurch wird über den Ankerhebel AH, den Einschubbügel FL das zugehörige Koppelglied KL in eine Zahnlücke des rotierenden Stoßrades STgeschoben. Der nächstfolgende Stoßzahn erfaßt das Koppelglied KL und schleudert dadurch den Druckhammer D gegen Farbtuch FT, Aufzeichnungsträger ,4 T und Drucktype TY. Dabei ist jedem Stoßzahn eine Drucktype, die z. B. auf einer Typenkette angeordnet ist, zugeordnet.

Um die Bewegung des Druckhammers D zu überwachen, wird nun ein Weggeber WG vorgesehen. Dabei wird pro Druckstelle ein Weggeber WG verwendet, der den Hammerflugweg in Kombination mit einem Schaltverstärker in zwei Bereiche unterteilt, die sich durch den logischen Ausgangszustand unterscheiden. Der Schallpunkt kann z. B. im Mittel bei einem Flugweg von 2,4 mm liegen. Von den bei einer normalen Hammerbewegung entstehenden beiden Schaltflanken für die Hin- bzw. Rückbewegung wird nur der erste ausgewertet. Kriterium für einen ordnungsgemäßen Druckvorgang ist dann, daß die erste Schaltflanke innerhalb eines festgelegten Zeitbereiches auftritt, in einem anderen Zeitbereich jedoch ausbleibt.

Als Weggeber kann ein Differentialfeldplattengeber (Fig.2) verwendet werden. Der Aufbau und die Funktion einer Feldplatte ist bekannt. Sie wird darum nur ganz kurz erläutert. Bei einer Feldplatte handelt es sich um ein Halbleiterbauelement, dessen Widerstand magnetisch steuerbar ist. Dabei lassen sich mit Induktionsänderungen von 1 Tesla Widerstandsänderungen um den Faktor 15 erreichen. Wird somit die Feldplatte einem sich ändernden magnetischen Feld ausgesetzt, dann ändert sich deren Widerstand für den Stromdurchfluß. Diese Widerstandsänderung wird weiterausgewertet.

Die Abhängigkeit des Widerstandes der Feldplatte von dem sie durchsetzenden magnetischen Feld wird nun für den Weggeber herangezogen. Der Aufbau des Weggebers mit Hilfe von Feldplatten ergibt sich aus F i g. 2 und F i g. 3. Dabei werden pro Druckhammer zwei Feldplatten verwendet, cue zu einer Differentialfeldplatte zusammengeschaltet sind. Auf der Druckerplatte DP ist eine Magnetleiste ML, die einen Permanentmagneten enthält, angeordnet. Auf der Magnetleiste MJL befindet sich ein Polschuh PS. Auf dem Polschuh PS sind zwei Feldplatten FPi und FP2 mit etwa gleichem Grundwiderstand und auf diesen je ein Polblech PL aus z. B. Permenorm aufgebracht. Polschuh PS. Feldplatten FPund Polblech PL bilden ein Teil des Weggebers. Jeder Weggeber ist je einmal pro Druckhammer D vorgesehen. Die Magnetleiste ML kann dagegen für mehrere solcher Weggeber verwendet werden. Zum Beispiel können 8 solcher Weggeber auf einer gemeinsamen Magnetleiste ML angeordnet sein.

Jeder Druckhammer D enthält als weiteren Teil des Weggebers einen Ansatz, eine sogenannte Hammernase N. Es ist auch möglich, statt der Hammernase im Druckhammer eine Ausnehmung vorzusehen.

Da sich die magnetischen Feldlinien des Dauermagneten /Vf/. vorwiegend auf die Hammernase N konzentrieren, durchdringen sie bevorzugt die diesei gegenüberliegende Feldplatte. In dem in Fig. 2 dargestellten Fall ist somit die linke Feldplatte FP2 gegenüber der rechten stärker durchflutet, da diese direkt unter der Hammernase N liegt. Damit ist der Widerstand der Feldplatte FP 2 höher als der Widerstand der Feldplatte FPl. Befindet sich die Hammernase z. B. symmetrisch gegenüber den beider Feldplatten FP1 und FP2. so ist deren Widerstand etwj gleich. Wird der Druckhammer bei gleichbleibenden· Abstand zum Polblech weiter nach rechts bewegt, se steigt der Widerstand der rechten Feldplatte FPl an während derjenige der linken Feldplatte FP2 absinkt.

Die beiden Feldplatten FPl und FP2 können z. B. si angeordnet sein, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Di-Feldplaiten FP liegen mäanderförmig auf den polschu hen PS. Mit /\5sind die Anschlußpunkte der Feldplatte bezeichnet.

Diebeiden Feldplatten FPpro Druckhammer werde dann zu einer Diffentialfeldplatte zusammengeschalte Dies ist in F i g. 4 gezeigt. Die Feldplatten FP1 und FP

werden mit zwei Festwiderständen R 1 und R 2 zu einer Brückenschaltung ergänzt. Zwischen den Verbindungspunkten der beiden Feldplatten FPI und FP2 bzw. R 1 und R 2 entsteht dann eine Diagonalspannung UD, die je nach Lage des Druckhammers einen positiven oder einen negativen Wert annimmt. Der Verlauf der Diagonalspannung LJD über den Hammerweg s ist in Fig,5 gezeigt, wobei die linke Begrenzung die Hammerruhelage angibt.

Ein Vorteil dieses Weggeberprinzips liegt darin, daß Änderungen des Luftspaltes zwischen Hammernase N und Weggeber WG sowie Temperatur- und Betriebsspannungsänderungen zwar einen Einfluß auf den Hub der Diagonalspannung UD, kaum aber auf den Nulldurchgang der Diagonalspannung ausüben.

Die Diagonalspannung UD, die analog ist, wird mit Hilfe eines Operationsverstärker«: OP digitalisiert. Der Operationsverstärker OP verstärkt die Diagonalspannung, begrenzt sie und invertiert sie. Aus dem mehr oder weniger flachen Nuiidurchgang UD entsteht dadurch je nach Bewegungsrichtung des Druckhammers eine genügend steile positive oder negative Schaltflanke. Dies ist in Fig.5 unten gezeigt. Die am Ausgang AG des Operationsverstärkers OPabgegebene Schaltflankc wird dann der Überwachungsschaltung zur weiteren Verarbeitung zugeführt. LJi und U 2 sind Betriebsspannungen des Schaltverstärkers.

Werden z. B. Druckhammer zusammengefaßt, dann erhält der Schaltverstärker den in Fig.6 dargestellten Aufbau. Jedem Druckhammer und Weggeber wird ein Operationsverstärker OPi bis OPS zugeordnet, dessen einer Eingang jeweils mit dem Verbindungspunkt der zugeordneten Fcldplattcn FPl und FP2 verbunden ist. Der andere Eingang der Operationsverstärker OP liegt jeweils an dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände R i und R 2. Die beiden Widerstände R i und R 2 sind somit allen Operationsverstärkern OPgemeinsam. Weiterhin kann ein Widerstand R 3 vorgesehen werden. Er bewirkt einen Stabilisicrungscffekt bei hohen Temperaturen.

Die an den Ausgängen AGi bis AG8 der Operationsverstärker OPl bis OP8 abgegebenen Signale werden jeweils einer Überwachungsschaltung zugeführt. Eine solche Überwachungsschaltung ist in F i g. 7 gezeigt. Für jeden Weggeber ist eine derartige S Überwachungsschaltung notwendig. Die erste Schaltflanke des Ausgangssignals des gerade betätigten Operationsverstärkers löst eine zugehörige Zeitstufc M aus. Einem Schieberegister Sch wird am Eingang Vdas Druckverstärkersignal zugeführt. Dadurch wird die

ίο erste Stufe A des Schieberegisters Sch gesetzt. An dem Eingang Γ des Schieberegisters Sch wird der Zcichcntakt zugeführt. Dieser Zeichentakt schiebt im zeitlichen Abstand der Stoßzähne der Stoßwelle den Inhalt der Stufe A weiter durch das Schieberegister Sch. Der eine Ausgang der Zeitstufe M führt auf ein UND-Glied K 1, der andere Ausgang auf ein UND-Glied K 2. Der andere Eingang des UND-Gliedes K 1 ist mit der Stufe F, der andere Eingang des UND-Gliedes K2 mit der Stufe D des Schieberegisters Sch verbunden.

ίο Funktioniert das Druckwerk einwandfrei, dann muß zu dem Zeitpunkt, in dem die Zeitstufe M gesetzt ist, auch die Stufe D des Schieberegisters Sch gesetzt sein. Ist dagegen zu dem Zeitpunkt, in dem die Stufe D des Schieberegisters Sch gesetzt ist, die Zeitstufe M nicht gesetzt, dann liegt ein Fehlerfall vor, und das UND-Glied K 2 gibt ein Signal ab. Ist dagegen die Stufe F des Schieberegisters Sch gesetzt und gleichzeitig die Zeitstufe, so gibt das UND-Glied K 1 ein Signal ab und zeigt damit an, daß ein Doppeldruck vorliegt. Immer dann, wenn die UND-Glieder Ki und K2 ein Signal abgeben, arbeitet das mechanische Druckwerk fehlerhaft.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung bestehen darin, daß die Bewegung des Druckhammers berührungsfrei abgetastet wird. Der Aufbau der Anordnung ist einfach und benötigt wenig Raum. Der Aufwand für den Schaltverstärker ist ebenfalls gering, die Lösung kommt mit preisgünstigen, integrierten Operationsverstärkern aus. Der Schaltpunkt des Schalt-Verstärkers bleibt unter wechselnden Betriebsbedingungen konstant.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Überwachung der Bewegung von Druckhämmern bei einem mechanischen Schnelldrucker, bei dem die Druckhammer zum Typenabdruck zum Aufzeichnungsträger bewegt werden, und bei dem pro Druckhammer ein Weggeber vorgesehen ist, der die Hammerbewegung berührungslos feststellt und ein elektrisches Gebersignal abgibt, wenn der Druckhammer eine festgelegte Stelle seiner Flugbahn passiert, gekennzeichnet durch einen Weggeber mit einer Differentialfeldplattenanordnung, die zwei in Bewegungsrichtung des Druckhammers (D) hintereinander liegende, gleichartige Feldplatten (FPl, FP2) enthält, und mit einer Nase bzw. Ausnehmung des Druckhammers (D), die benachbart zu der Differentialfeldplattenanordnung angeordnet ist, durch einen Schaltverstärker, in dessen Eingangskreis die zwei Feldplatten (FP 1, FP2) liegen und der das von den Feldplatten abgegebene Gebersignal verstärkt und digitalisiert, und durch eine Überwachungsschaltung, die die zeitliche Übereinstimmung des Gebersignals mit einem den richtigen Zeitbereich des Gebersignals kennzeichnenden Sollsignal feststellt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Differentialfeldplattenanordnung aus einem Permanentmagneten (ML), aus einem auf dem Permanentmagneten angeordneten Polschuh (PS) aus magnetischem Material, aus zwei auf dem Polschuh angeordneten Feldplatten (FPi. FP2), aus jeweils auf den Feldplauen angeordneten Polblechen (PL), die benachbart zu den Druckhämmern liegen, so daß das Magnetfeld des Permanentmagneten (ML) über Polschuh (PS). Feldplatten (FP I, FP2), Polblechen (PL) und den zwischen den Polblechen und dem Druckhammer gebildeten Luftspalten in den Druckhammer (D) läuft und sich somit der Widerstand der zwei Feldplatten in Abhängigkeit der sie durchsetzenden magnetischen Feldlinien ändert.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für benachbart angeordnete, auf einer Druckerplatte (DP) zusammengefaßte Druckhammer eine gemeinsame Permanentmagnetleiste (ML) vorgesehen ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sthalvverstärker einen Operationsverstärker (OP) enthält, an dessen einen Eingang der Verbindungspunkt der einen Anschlüsse der Feldplatte (FPi. FP?) angeschlossen ist, und an dessen anderen Eingang der Verbindungspunkt der einen Anschlüsse zweier Widerstände (RX, R2) angeschlossen ist, daß der andere Anschluß der einen Feldplatte (FPi) und des einen Widerstandes (R i) an einer ersten Betriebsspannung (Ui) und der andere Anschluß der anderen Feldplatte (FP2) und des anderen Widerstandes (R 2) an einer zweiten Betriebsspannung (U2) liegt, so daß die Feldplatten (FPi, FP2) und die zwei Widerstände (R i, R2) eine Brückenschaltung bilden.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Widerstände (R 1, R 2) der Brückenschaltung für alle auf einer Druckerplatte (DP) zusammengefaßten Feldplatten gemeinsam sind.