DE2417320A1

DE2417320A1 - Plottersystem und verfahren zu dessen betrieb

Info

Publication number: DE2417320A1
Application number: DE2417320A
Authority: DE
Inventors: Heinz Joseph Gerber
Original assignee: Gerber Scientific Instrument Co
Current assignee: Gerber Systems Corp
Priority date: 1973-04-20
Filing date: 1974-04-05
Publication date: 1974-11-07
Also published as: US3854644A; JPS5010652A; FR2226649A1; JPS5236703B2

Description

ä££

Berlin, den 5. April 1974 25 547

Plottersystem und Verfahren zu dessen Betrieb

Die Erfindung bezieht sich auf Plottersystem mit Plottertrommeln, die den Aufzeichnungsstreifen mit einer_# gewählten Geschwindigkeit und in flachem Zustand stets so transportieren, dass die Daten durch ein Plotter-Instrument aufgezeichnet werden, das den Streifen erfasst, wenn er über die Plottertrommel läuft, und sie bezieht sich insbesondere auf eine solche Plottertrommel, bei der der Aufzeichnungsstreifen stets so in seitliche Spannung gehalten wird, dass er vollständig flach an der glatten Aussenflache der Trommel anliegt, um eine ideale Schreibfläche für das Aufzeicheninstrument zu erhalten.

Beschreibung des Standes der Technik - In der Technik der Plottertrommel werden gezahnte Papierhalter verwendet, die aber seitlich oder axial fest waren und Schwankungen der Papierbreite, die auf Temperatur-, Feuchtigkeits- und andere Faktoren zurück-

·" 2 —

409845/0278

ORfGJNAL INSPECTED

zuführen sind,- nicht kompensieren konnten. Das Papier besass die Neigung, sich während des Übergangs an der Aussenflache der Plottertrommel auszubeulen und zu reissen.

Bisher wurde eine Plottertrommel mit zwei gezahnten Antriebsgliedern mit festem seitlichem Abstand verwendet, wobei der Aufzeichnungsstreifen seitlich an seiner Längskante verlaufende Schlitze aufwies, die in die Zähne eingreifen und"eine seitliche oder axiale Bewegung des Streifens in bezug auf die Zahnungen zulassen. Es wurde aber festgestellt, dass die Antriebskombination von seitlichen Schlitzen und Zähnen nur eine geringe Papierhaltequalität besitzt, wobei das Papier während des Übergangs an der Plottertrommel ausgebeult und gerissen war und bewegt wurde, wenn an das Datenaufzeicheninstruraent Aufzeichendruck angelegt war.

Bei Plottern der bisherigen Technik wurde auch ein axial schwebender Satz von Zahnrädern zum Unterbringen der Schwankungen der Papiermasse verwendet. Jedoch konnten die schwebenden Zahnräder das Papier in seitlicher Richtung beim Aufzeichnungsvorgang nicht fest spannen. Somit wurde dasselbe Ausbeulen und Reissen des Streifen erfahren wie mit axial festen Zahnrädern.

Ein hauptsächlicher Gegenstand der Erfindung ist es, ein System mit einer verbesserten Plottertrommel anzugeben, bei der zwei Antriebsräder, z.B. Zahnräder an gegenüberliegenden Enden der Trommel angebracht und axial oder setilich, d.h. an der Trommelachse um die Strecke einer Breite des Aufzeichnungsstreifens von einandergetrennt sind. Vorsprünge von besonderer Forai und Anordnung treten von dort heraus und ergreifen passende Löcher an den Jjängs-

— 3 —

409845/0276

kanten des Streifens. Die Antriebsglieder werden axial auseinander gedrückt, um den Streifen stets in setilicher Spannung zu halten und so ein Ausbeulen oder ein Reissen während des Durchgangs an der Plottertrommel zu verhindern.

Gemäss der Erfindung wird der Aufzeichnungsstreifen an der Plottertrommel von einer Zuführtrommel und dann auf eine Sammeltroramel geführt, so dass der Streifen in Längsspannung gehalten werden kann, wenn er über die Plotterflache der Trommel läuft, oder die Trommeln können untereinander so verbunden sein, dass sich im Aufzeichnungsstreifen zwischen den Trommeln ein Durchhang ergibt.

Gemäss einem weiteren Gegenstand der Erfindung ist die Plottertrommel so beschaffen, dass Änderungen der Abmessungen in der Breite des Streifens, linear oder nicht-linear, infolge Feuchtigkeit, Temperatur und anderen Faktoren den glatten und flachen Übergang des Streifens an der Trommel nicht ungünstig beeinflussen, da die Antriebsglieder dieser Trommel den Streifen stets in seitlicher Spannung halten.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eines der Antriebsglieder in bezug auf den Rest der Plottertrommel axial befestigt, während das andere sich in bezug hierauf axial bewegen kann und vom ersten Antriebsglied oder Zahnrad weg axial vorgespannt ist.

Gemäss einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung befindet sich ein Niederhalter über dem Streifen am axial beweglichen Antriebsglied und dient zum axialen Übertragen, so dass sich stets eine

409845/0276

Niederhaltekraft am Streifen gegen das axial bewegliche Antriebsglied ergibt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, dass der Aufzeichnungsstreifen stets so in seitlicher Spannung gehalten wird, dass sich keine Deformationen am Streifen ergeben, wenn er über die Trommel läuft, so dass beim Aufzeichnen durch solche Deformationen bedingte Ungenauigkeiten vermieden werden, und dass das Schreibinstrument, das die Daten auf den Streifen überträgt, während des Aufzeichnungsvorganges an dem Streifen eine Kraft ausüben kann, ohne dass sich der Streifen auf der Trommel bewegt.

Die Erfindung gestattet genaues Aufzeichnen von Daten auf den Aufzeichnungsstreifen, der über die Plottertrommel geführt wird, weil der Streifen stets kontinuierlich und automatisch in flachen Zustand gegen die Trommelfläche und in seitlicher Spannung trotz Schwankungen der Abmessungen des Streifens gehalten wird.

In den Zeichnungen ist:

Figur 1 ein Schema des Plottingsystems, das die Erfindung verwendet;

Figur 2 eine perspektivische Darstellung der verbesserten Plottertrommel in grösserem Massstab; und
Figur 3 ein Querschnitt der verbesserten Plottertrommel.

In Figur 1 zeigt das Schema eines Flottersystem 10 mit der verbesserten Plottertrommel. Das Plottersystem 10 enthält die Papierzuführtrommel 12, die sich um ihre Achse 14 dreht und den Aufzeichnungsstreifen 16 liefert, und einen Streifen Auf-

409845/0278

Zeichnungsmaterial, der eng in Spulenform aufgewickelt ist. Der Aufzeichnungsstreifen 16 kann 1,80 Meter und mehr breit sein, und kann sich bei dieser Grosse in der Breite um + 6,5mm infolge Feuchtigkeit, Temperatur und andere Faktoren ändern. Der Aufzeichnungsstreifen 16 wird von der Zuführtrommel 12 abgespult und geht dann über die Plottertromraelanordnung 18 und wird schliesslich auf de Sammeltrommel 20 aufgewickelt. Die Trommelanordnung 18 dreht sich um die Achse 22 und die Sammeltrommel 20 um die Achse 2h, von denen jede vorzugsweise zur Achse 14 parallel verläuft.

Das System 18 kann in üblicher Weise angetrieben werden, z.B. durch Eingreifen in Zahnräder 26 und 28, die sich mit der Trommelanordnung 18 bzw. der Trommel 20 drehen, so dass der Antrieb des Zahnrades oder der Trommel die beiden Trommeln in entgegengesetzten Richtungen dreht. Beispielsweise treibt das Zahnrad 28, das von einem üblichen Motor 25 in Rechtsrichtung angetrieben wird, die Sammeltrommel 20 in Rechtsrichtung und das Zahnrad 26 und die Plottertrommelanordnung 18 in Linksrichtung an. Es kann erwünscht sein, keinen Antrieb für die Papierzuführtrommel 1*f zu besitzen, so dass sie dazu dient, dem System eine Trägheit zuzuführen, um den Streifen in Längsspannung zu bringen, wenn er über die Trommel 18 läuft und auf die Trommel 20 aufgewickelt wird. In einer anderen und bevorzugten Form kann es erwünscht sein, die drei Trommeln 12, 18 und 20 durch Zahnräder, Rollen oder andere übliche Zwischenverbindungen so mit einander zu verbinden, dass die Trommel 18 umkehrbar angetrieben werden kann. Der Aufzeichnungsstreifen 16 kann mit einem Durchhang an jeder Seite der Trommel versehen sein, um alle unnötigen Belastungen von der Antriebsverbindung zwischen der Trommel 18 und dem Streifen

409845/0276

-D-

16 zu beseitigen. In dieser Form kehren die Trommeln 12 und 20 ihre Zufuhr- und Aufwickelfunktion mit jeder Umkehrung der Drehrichtung der Plottertrommel um. Ein übliches Datenauf Zeicheninstrument 30 mit üblichem Schreibstift, Schreibinstrument oder Aufzeichnungskopf 32, das herausragt und dadurch gesteuert wird, dient dazu, Daten oder andere Nachrichten auf den Aufzeichnungsstreifen 16 zu bringen, wenn er über die Trommelanordnung 18 läuft. Unter Verwendung der des Plottersystems 10 wird es dem Fachmann klar, dass "on-line"-Daten, wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Druck oder auch vorgezeichnete Daten vom Instrument 30 aufgenommen werden können, so dass der Schreibstift 32 und die Plottertrommel 13 gesteuert wird und die Nachricht auf den Aufzeichnungsstreifen 16 gibt, wenn dieser über die Trommel 18 läuft.

Während Figur 1 ein einfaches Plottersystem zeigt, kann die verbesserte Plottertrommelanordnung 18 auch in Verbindung mit Plottersystemen einer Sophistikation verwendet werden, z.B. dem nach der USA-Patentanmeldung Ser.No. 88,2^9 vom 10. H_ovember I97O.

Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung der Plottertrommelanordnung 18, die sich durch übliche (nicht dargestellte) Einrichtungen um die Achse 22 dreht. Die Trommelanordnung 18 enthält grundsätzlich den mittleren Plotterteil ^fO, der vorzugsweise zylindrisch ist, und den darüberlaufenden Aufzeichnungsstreifen 16 der eine glatte Aussenflache bietet. An einem Ende des Mittelteils kO befindet sich ein axial fester Antrieb und das Einstellglied oder Zahnrad 42, das ebenfalls vorzugsweise zylindrisch ist und eine Anordnung von Vorsprüngen Mh aufweist, die von dort ausgehen und um den Rand herum angeordnet sind.

409845/0276

An dem gegenüberliegenden Ende des Mittelteils 40 befindet sich, ein axial übertragbarer Antriebs- und Einstellglied oder Zahnrad 46, das eine gewählte Anordnung von Vorsprüngen 48 aufweist, die aus dieser heraustreten und um den Rand herum angeordnet sind. Während zwei axial getrente Reihen gleichmässig verteilter und am Rand ausgerichteter Vorsprünge in beiden Antriebsgliedern 42 und 46 gezeigt weden, so kann aber auch eine einzige Reihe oder eine beliebige Anordnung von Vorsprüngen oder anderer Papier-Trommel-Verbindungen verwendet werden. Es ist eine wichtige Lehre der Erfindung (Figur 2), dass der Aufzeichnungsstreifen 16 geringfügig axial über beide Antriebe 42 und 46 verläuft, wenn er beim Übertragen über die Trommelanordnung 18 geht und eine gewählte Anordnung von selektiv bemessenen Löchern 50 und 52 an ihren gegenüberliegenden Längskanten besitzt, die verhältnismässig glatt an die Vorsprünge 44 und 48 angreifen, wenn der Streifen 16 über die Trommelanordnung 18 geht, so dass dieser in seiner Lage fest ist und beim Drehen der Trommel in bezug auf die Trommelanordnung 18 angetrieben wird. Das Antriebszahnrad 26 befindet sich an einem Ende der Trommelanordnung 18 und dient zum Antrieb der Trommelanordnung 18 um ihre Achse 22.

Ein Niederhalter 54 ist in üblicher Weise drehbar um die Stange, so dass er entweder von dem axial angetriebenen Glied 46 weg zurückgeschwenkt oder gegen dieses herunter gebracht werden kann, wie Figur 2 zeigt, und zum Halten des Aufzeichnungsstreifens in einer Lage am Antriebsglied 45 dient. Der Niederhalter 54 befindet sich an der Welle 5&, so dass er axial an der Achse 22 mit dem Antriebsglied 46 übertragen kann, da er

409845/0276

dadurch in einer Weise ergriffen wird, die noch im einzelnen beschrieben werden wird. Der Niederhalter 3k und seine Tragestange 56 drehen sich nicht mit der Trommelanordnung 18.

Figur 3 zeigt die Plottertrommelanordnung 18 in grösserer Einzelheit. Es werden dort dieselben Bezugszeichen benutzt wie für die entsprechenden Teile in Figur 2. Das Mittelteil kO besteht grundsätlich aus dem zylindrischen Teil 60 der so beschaffen ist, dass er eine glatte Aussenflache und vorzugsweise eine zylindrische Fläche 62 zeigt, die den Aufzeichnungsstreifen 16 während der Aufzeichnung trägt. Das erste Antriebsglied oder Zahnrad kZ ist durch verbundene Flansche Sk und 66 mittels eines Schraubspindelmechanismus 68 mit dem Zylinder 6O verbunden, so dass das Antriebsglied kZ mit dem Mittelteil kO solide verbunden ist und sich, um die Achse 22 dreht. Das Antriebsglied kZ könnte mit dem Zylinder 6O aus einem Stück bestehen, es wird aber vorzugsweise lösbar mit ihm verbunden. Die Trägerwelle 70 wird in feststehender Lage konzentrisch um die Achse 22 gehalten und trägt reibungsanne Lager 72 und 7k zum Tragen des Eests der Trommelanordnung 18 zum Drehen um die Achse 22 in einer oder in beiden Sichtungen. Der äussere Ring des Lagers 72 ist in die Muffe 76 gepresst, mit der er sich dreht. Die Muffe 73 ist an einem Ende in einer üblichen Weise mit dem Zylinder 60 und an dem gegenüberliegenden Ende durch einen Schraubspindelmechanismus 80 mit der Endplatte 78 verbunden. Der äussere Ring des Lagers 7k greift an eine Fläche das Antriebsglied 42 an und dreht sich mit diesem. Die Mutter 75 arbeitet mit einem Abstandhalter 91 zum Einstellen des Lager 7k an der Welle 70 zusammen. Eine Feder 83 drückt das Lager 7k

409845/0276

gegen die Fläche 85 des Antriebsgliedes 42, um das drehbare Glied der Trommel 18 auf der Welle 70 axial einzustellen. Das Aussenende des Antriebgliedes 42 ist durch übliche Mittel ζ .B. Schrauben 84 mit der Endplatte 42 verbunden. Das Antriebszahnrad 26 befindet sich zwischen den Flächen 77 und 79 der Glieder 82 und 42. Die Schrauben 84 gehen dort hindurch und halten das Antriebszahnrad 26 in KLemmbeziehung und in fester Lage zwischen dem Antriebsglied 42 und der Endplatte 82, damit es sich um die Achse 22 drehen kann. Zwischen dem Mittelzylinder 60 und der Endplatte 78 an den axial verlaufenden Stangengliedern 86 und 88, die an einem Ende durch Buchsenglieder 90 und 92 in öffnungen 94 bzw. 96 der Endplatte 78 gehalten werden, befindet sich das axial bewegliche Antriebsglied 46. Dieses Glied 46 besitzt Öffnungen 102 und 104, die an die Stangen 86 und 88 in Presssitz angreifen oder durch Befestigungsmittel angreifen und sind deshalb an diesem zum axialen Übertragen entlang der Achse 22 während des Plottenvorganges angebracht. In M_uffen 108 im Zylinder 60 befinden sich Federn 106, wobei feste Stöpsel 110 und bewegliche Stöpsel 112 zusammenwirken, die sich an deren gegenüberliegenden Enden befinden und dazu dienen, zu bewirken, dass die Trägerwellen 86 und 88 und somit des Antriebsgliedes 46 aus dem mittleren Teil40 durch die Kraft der Federn 106 weggedrückt werden, die an dem festen Stöpsel 110 anliegen und den beweglichen Stöpsel 112 und die Trägerstangen 86 und 88 und damit das Antriebsglied 46 axial nach rechts drücken (Figur 3). Das Antriebsglied 46 trägt den Haltering 120, der in eine Nut (Figur 2) des Niederhalter 54 eingreift und diesen axial mit dem Antriebsglied 46 führt. Der Niederhalter 54 enthält ferner Nuten 124 und 126 zum Aufnehmen und Zulassen der Drehung der Vorsprünge 48 des Antriebsgliedes 46.

- 10 -

409845/0276

Die Antriebsglieder 42 und 46 sind vorzugsweise zylindrisch und befinden sich an gegenüberliegenden axialen oder seitlichen Seiten des Zylinders 60 des mittleren Teils 40 der Plottertrommel 18 und drehen sich gleichsinnig in den Lagern 72 und 74 an der Welle 70 konzentrisch um die Achse 22. Die Glieder 42, JfO und 46 drehen sich somit gleichsinig und konzentrisch um die Achse 22. Das Mittelteil 40 und die Antriebsglieder 42 und 46 der Trommelanordnung 18 arbeiten zusammen und ergeben eine glatte zylindrische Oberfläche, gegen die der Aufzeichnungsstreifen 16 beim Übertragen über der Plottertrommel 18 anliegt.

Wie Figur 3 zeigt, liegt der Streifen 16 an der glatten zylindrischen Fläche 123 des Mittelteils 40, des Antriebsgliedes 42 und des axial übertragbaren Antriebsgliedes 46 beim Überqueren der Plottertrommelanordnung 18 an und besitzt einzeln bemessene öffnungen 50 und 52, die relativ zu den glatt angreifenden Vorsprüngen 44 und 48 der Antriebsglieder 42 und 46 verteilt angeordnet und bemessen sind, so dass es zwischen diesen Gliedern und dem Aufzeichnungsstreifen 16 kein Umfang- oder Radialgleiten gibt. Da die Federn IO6 das axial bewegliche Antriebsglied 46 axial vom Glied 42 (Figur 3) wegdrückt, besteht eine ständige Vorspannkraft zum Halten des Streifens 16 in ständiger seitlicher Spannung zwischen den Vorsprüngen 44 und 48. Die seitliche Spannung, arbeitet mit der Längsspannung zusammen, die der Streifen durch das Rollensystem nach Figur 1 erhält, um den Streifen gegen die Fläche 123 der Trommelanordnung 18 flach und gespannt zu halten.

Es ist zu erkennen, dass mit der Konstruktion nach der Plottertrommelanordnung 18 nach der Erfindung, mit dem Mittelteil 40 und den Antriebsgliedarn 42 und 46 sich durch ihren tragrenden

- 11 -

40984 5/0276

Mechanismus konzentrisch um die Achse 22 dreht und in die Öffnungen 50 und 52 des Streifens mit entsprechenden Vorsprüngen 44 und 48 der Antriebsglieder 42 bzw. 46 eingreift, um sowohl eine Seiten- als auch eine Längsspannung an den Streifen 16 zu legen, der über die Trommelanordnung 18 läuft. Auf diese Weise Kniffe, Ausbeulen und Deformationen des Streifens verhindert. Wenn Schwankungen in der Breite des Streifens, linear oder nicht-linear, auftreten, bewegt sich das vorgespannte Antriebsglied 46 axial hinsichtlich der Kräfte der Federn 106, um die seitlichen Schwankungen der Streifenabmessung aufzunehmen und so die Seitenspannung am Streifen stets zu konstant halten. Die Federn 106 und die Verbindung von Stift 48 und Öffnung 52 zwischen dem Glied 46 und dem Streifen 16 arbeiten zum axialen Einstellen des Gliedes 46 zusammen.

Es ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die genauen Details der dargestellten und beschriebenen Konstruktion beschränkt ist, dass vielmehr dem Fachmann Abänderungen durchaus möglich sind.

- 12 -

409845/0276

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.J Trommel zum Führen eines Streifens von Aufzeichnungsmaterial

er diese in flachen Zustand und mit einem ersten drehbaren GpLed mit einer Drehachse und ersten Angreifgliedern, die sich an der Drehachse befinden und den Materialstreifen an einer Längskante ergreifen, wenn der Streifen über die Trommel iEuft, mit einem zweiten drehbaren Glied, das koaxial zum ersten Glied und der Drehachse angeordnet ist und ein zweites angreifendes Glied besitzt, das sich an der Drehachse befindet und den Streifen Aufzeichnungsmaterial an der anderen Längskante ergreift, wenn der Streifen über die Trommel läuft, mit einem elastischem Glied, das sich zwischen den beiden Drehgliedern befindet und das eine Glied axial vom anderen wegdrückt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Satz von Tragestangen (86, 88) zwischen den beiden Drehgliedern (kO, h6) parallel zur Drehachse (22) verlaufen, dass jede Stange an einem Ende der Glieder (^f6) befestigt ist und im anderen der Glieder (kO) gleitet, so dass sich die beiden Glieder in axialer Richtung relativ bewegen und die Glieder miteinander zum gleichsinnigen Drehen um die Achse zusammenkuppeln können.

2. Trommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Tragestange (86, 88) am zweiten Drehglied (h6) fest angebracht und im ersten Glied (Ao) gleitend aufgenommen ist, und das s ein Satz Lager das erste Glied (KZ) zum Drehen um die Drehachse hält.

409845/Ü276

3· Trommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Glied eine Feder (1O6) enthält, die sich zwischen dem ersten drehbaren Glied (42) und einer Tragestange (86 ader 88) befindet, die fest am zweiten drehbaren Glied (46) angebracht ist.

4. Trommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragestangen (86, 88) parallel zur Drehachse verlaufen und an ihren gegenüberliegenden Enden im ersen drehbaren Glied (42) gehalten werden.

5. Trommel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Buchsen (90, 92, 98, 100) im ersten drehbaren Glied (4O) angebracht sind und die gegenüberliegenden Enden der Tragestangen (86, 88) gleitend aufnehmen.

6. Trommel nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Glied eine der Federn (1O6) ist, die im ersten drehbaren Glied (40) angebracht sind, wobei die Tragestangen (86, 88) die Stangen axial in eine Richtung in bezug zum ersten Glied drücken, und dass die Tragestangen (86, 88) so verbunden sind, dass sie das zweite drehbare Glied (46) axial in bezug auf das erste Glied (40) bewegen.

7. Trommel nach Anspnch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste drehbare Glied (40) eine glatte zylindrische Fläche aufweist, auf der der Streifen Aufzeichnungsmaterial aufliegen kann.

409845/0276