DE2445081A1

DE2445081A1 - Anordnung zum bewegen eines druckerwagens fuer druckwerke, insbesondere fuer fernschreib- und schreibmaschinen

Info

Publication number: DE2445081A1
Application number: DE19742445081
Authority: DE
Inventors: Robert Dipl Ing Weinke; Georg Wiesmeier
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1974-09-20
Publication date: 1976-04-01
Also published as: CH590734A5; ZA755026B; IT1042637B; GB1505520A; DE2445081C3; BE833625A; FR2285249B1; SE415082B; NL7511009A; DE2445081B2; BR7506018A; AU8360375A; JPS5158124A; IL47830A0; SE7510402L; FR2285249A1; US4044882A; IL47830A

Description

2445Q81

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, 2 O. SER 197 4

Berlin und München Witteisbacherplatz

74/2149

Anordnung zum Bewegen eines Druckerwagens für Druckwerke, insbesondere für Fernschreib- und Schreibmaschinen

.Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bewegen eines Druckerwagens für Druckwerke, insbesondere für Fernschreibund Schreibmaschinen, bei der die Vorschub- und Rücklauf—_v bewegung von einem Antriebsmotor mit umkehrbarer Drehrichtung erzeugt wird.

Bei Druckwerken für Fernschreibmaschinen und Schreibmaschinen muß der Druckerwagen zum Abdruck der einzelnen Zeichen entlang der Schreibwalze bewegt werden. Nach dem Abdruck des letzten Zeichens einer Zeile wird der Druckerwagen in möglichst kurzer Zeit an den Zeilenanfang zurückgefahren. Es ist bekannt, den Druckerwagen mit Hilfe eines ständig in einer Drehrichtung umlaufenden Antriebsmotors in Vorschubrichtung zu bewegen und dabei eine Wagenrückzugfeder zu spannen. Bei Wagenrücklauf wird das Antriebsgetriebe durch eine Kupplung vom Druckerwagen getrennt, und der Wagen läuft unter dem Einfluß der Wagenrückzugfeder zum Zeilenanfang zurück, wo er von einem Stoßdämpfer abgefangen wird. Um den Wagenantrieb mechanisch zu vereinfachen, ist auch schon vorgeschlagen worden, den auf Führungsstangen gleitenden Druckerwagen an einem Zahnriemen zu befestigen und diesen über eine Zahnradstufe in Vorschub- und Rücklaufrichtung durch einen elektronisch geregelten Gleichstrommotor mit umkehrbarer Drehrich^: tung anzutreiben (DT-OS 2 263 283). Die mechanischen Bauteile Wagenrückzugfeder, Stoßdämpfer und Kupplung können dann entfallen.

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Ein solcher Antrieb mit einem Gleichstrommotor hat jedoch, wie jeder Servoantrieb, den Nachteil, daß die Positionierung des Druckerwagens eine Rückmeldung, also eine Abtastung jeder Wagenposition und eine Nachstellung des Motors in Abhängigkeit von der Rückmeldung erfordert, bis die Sollposition erreicht ist. Die schnelle und genaue Positionierung erfordert damit einen verhältnismäßig großen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bewegungsvorgänge eines Druckerwagens während des Vor- und Rücklaufs optimal zu gestalten und eine schnelle und genaue, aber - während des Vorlaufs - rückmeldungsfreie Positionierung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Antriebsmotor ein Schrittmotor verwendet wird und die Übersetzung der die Bewegung des Motors auf den Druckerwagen übertragenden Elemente so gewählt ist, daß der Motor bei einem Vorschub des Druckerwagens um eine Spalte mehrere Schritte ausführt, daß der Motor während des Wagenrücklaufs bei umgekehrter Drehrichtung im Bereich maximalen Drehmoments betrieben wird und daß die Unterbrechung der den Schrittmotor steuernden Impulsfolge zum Anhalten des Motors nach beendetem Wagenrücklauf durch ein UND-Verknüpfungsglied ausgelöst wird, daß ein von einem am Zeilenanfang angeordneten ersten Signalgeber abgegebenes Zeilenanfangssignal und ein Koinzidenzsignal des den Schrittmotor steuernden Ringzählers miteinander verknüpft, wobei das genannte Koinzidenzsignal bei einem bestimmten Zählerstand des Ringzählers abgegeben wird, der nach der Abgabe des Zeilenanfangssignals erreicht wird.

Der Schrittmotor ermöglicht in an sich bekannter Weise das rückmeldungsfreie Positionieren des Druckerwagens während der Vorschubbewegung. Da der Motor während des Vorschubs ) des Druckerwagens um eine Spalte mehrere Schritte ausführt,

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können die Zeitabstände zwischen den Steuerimpulsen des Motors so gewählt werden, daß die verschiedenen Bewegungszustände des Druckerwagens optimal gestaltet werden können. Dies gilt für die Beschleunigung, die konstante Geschwindigkeit, die Verzögerung und den Stillstand des Druckerwagens. Ein Überschwingen am Ende der Bewegung wird weitgehend vermieden. Beim Wagenrücklauf wird der Schrittmotor mit optimalem Lastwinkel, also im Bereich maximalen Drehmoments betrieben. Damit wird die kürzeste Wagenrücklaufzeit erreicht. Zum Stillsetzen des Druckerwagens nach dem Wagenrücklauf wird ein bestimmter Zählerstand des den Schrittmotor steuernden Ringzählers ausgewertet. Die den Schrittmotor steuernde Impulsfolge" wird erst unterbrochen,wenn gleichzeitig das Zeilenanfangssignal und dieser Zählerstand vorliegen. Dadurch wird ein schrittgenaues Anhalten des Motors erreicht. Der Toleranzbereich für die Einstellung des Signalgebers zur Abgabe des Zeilenanfangssignals kann verhältnismäßig groß sein. Die Erfindung ermöglicht damit eine schnelle und genaue Positionierung des Druckerwagens bei allen Bewegungen zwischen zwei Zeilenanfängen. Zusätzliche Betriebsfunktionen (Backspace, Tabelliereinrichtung vorwärts und rückwärts, anderer Spaltenabstand für Raumsparschrift) ergeben sich auf einfache Weise durch Änderung der Eingangssignale des Motors für Drehrichtung und Steuerfrequenz.

Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung nach der Erfindung, Fig. 2 den Verlauf der Steuerfrequenz des Schrittmotors bei Umkehrung der Wagenbewegung im Bremsbereich

und
Fig. 3 den Verlauf der Steuerfrequenz des Schrittmotors bei Wagenrücklauf vom Zeilenende.

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Fig. 1 zeigt den Aufbau des gesamten Wagenantriebs. Das auf die Welle des Schrittmotors 1 geschnittene Ritzel 2 steht in Eingriff mit einem im Lagerschild des Schrittmotors 1 .gelagerten Zahnrad 3. An diesem Zahnrad ist das Antriebsrad 4 für den Zahnriemen 5 befestigt. Der endlose Zahnriemen 5 ist zwischen diesem Antriebsrad 4 und einer nicht verzahnten Umlenkrolle 6 gespannt. Der Zahnriemen ist nur in dem Teil verzahnt., der im Betriebsfall über das Betriebsrad 4 läuft. Dadurch lassen sich die für die Umlenkung des Riemens erforderlichen Reibkräfte herabsetzen und das Geräusch mindern. Mit dem oberen Teil des Zahnriemens ist der Druckerwagen 7 fest verbunden. Der Wagen 7 bewegt sich auf zwei nicht dargestellten Führungsstangen.

Zum Steuern der Wagenbewegung und zum Erkennen der Wagenposition beim Einschalten des Geräts und beim Wagenrücklauf dient ein erster Signalgeber 8 am Zeilenanfang, ein zweiter Signalgeber 9 am Zeilenende und ein etwa in Spalte 12 angeordneter dritter Signalgeber 10 für das Bremssignal bei Wagenrücklauf. Der erste Signalgeber 8 meldet die Zeilenanfangsposition des Druckerwagens, der zweite Signalgeber 9 die Zeilenendeposition und der dritte Signalgeber 10 jene Positionen des Druckerwagens, die zwischen dem dritten Signalgeber und dem ersten Signalgeber liegen. Zur Betätigung der drei Signalgeber ist am Druckerwagen 7 eine Steuerlei- . ste angebracht, die so dimensioniert ist, daß das Signal des dritten Signalgebers 10 an die Steuerung des Schrittmotors abgegeben wird, solange sich der Wagen im Bereich zwischen dem ersten und dritten Signalgeber bewegt. Dieser Bereich BRB wird im folgenden Bremsbereich, der Bereich zwischen dem zweiten Signalgeber 9 und dem dritten Signalgeber 10 BEB Beschleunigungsbereich genannt.

Bei Drehung des Schrittmotors im Gegenuhrzeigersinn führt der Wagen die Bewegungsfunktion Wagenvorschub aus. Die Über-

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Setzung vom Ritzel 2 auf das Zahnrad 3 ist so dimensioniert/ daß sich der Wagen um eine Spalte verschiebt/ wenn der Schrittmotor 1 drei Schritte ausführt.

Zur Ausführung der Bewegungsfunktion Wagenrücklauf wird die Drehrichtung des Schrittmotors umgekehrt und der Wagen in die Zeilenanfangsposition gefahren. Die im Vergleich zum Wagenvorschub höhere Geschwindigkeit bei Wagenrücklauf wird durch Änderung der Steuerfrequenz des Schrittmotors erreicht. Da bei plötzlich veränderten Steuerfrequenzen des Schrittmotors Schrittverluste auftreten, ist es notwendig, die Rücklaufbewegung des Wagens durch Signalgeber zu steuern. Bei dieser Rücklaufbewegung sind zwei verschiedene Fälle zu unterscheiden. Der Wagen kann sich bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung noch im Bremsbereich BRB befinden. In diesem Fall bewirkt die Koinzidenz des vom dritten Signalgeber 10 abgegebenen Bremssignals und des Signals für Wagenrücklauf, daß die Steuerung des Schrittmotors 1 eine konstante Steuerfrequenz fs von etwa 250 Hz für den Schrittmotor einstellt und der Schrittmotor mit dieser Frequenz angetrieben wird/ bis der Wagen an den Zeilenanfang zurückgefahren ist (Fig. 2). Die Frequenz fs muß deutlich unter der bei gegebener Belastung maximalen Anlauffrequenz des Schrittmotors liegen, um eine ausreichende Anlaufsicherheit zu erreichen. Der Abstand zwischen, dem dritten Signalgeber 10 und der Zeilenanfangsposition ist so gewählt, daß beim Durchfahren des gesamten Bremsbereichs BRB die Wagenrücklaufzeit kürzer ist als die Sendezeit für die Zeichen "Wagenrücklauf" und "Zeilenvorschub". Bei einer Sendegeschwindigkeit von 100 Bd und einfachem Sperrschritt beträgt diese Zeit 140 msec. Dadurch wird erreicht, daß der Speicher bei Betrieb mit sehr kurzen Zeilenlängen nicht unnötig groß gehalten werden muß oder eventuelle Füllzeichen verwendet werden müssen.

Befindet sich der Wagen bei der Umkehrung der Bewegungsrich-VPA 9/240/4119 - 6 -

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tung außerhalb des Bremsbereichs,im Beschleunigungsbereich BEB₇ so wird er durch stetige Steigerung der Steuerfrequenz fs des Schrittmotors beschleunigt. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise aus der DT-OS 2 257 671 bekannt. Ist die maximale Steuerfrequenz des Schrittmotors (etwa 1200 Hz) erreicht, so fährt der Wagen mit konstanter Geschwindigkeit. Erreicht der Wagen den dritten Signalgeber 10, so führt die Koinzidenz des Bremssignals und des Wagenrücklaufsignals in der Steuerung des Schrittmotors zur Einleitung eines Bremsprogramms, durch das die Steuerfrequenz fs von dem jeweils erreichten Wert stetig bis auf einen unteren Wert von etwa 250 Hz herabgesetzt wird. Während des Beschleunigens und Abbremsens der Motorbewegung wird die Steuerfrequenz des Schrittmotors derart geregelt, daß der Motor bei der vorliegenden Belastung mit einem Lastwinkel arbeitet, bei dem das maximale Drehmoment abgegeben wird. Die zur Beschleunigung und Abbremsung des Druckerwagens erforderliche Zeit ist dann am kürzesten. Den Verlauf der Steuerfrequenz des Schrittmotors' beim Wagenrücklauf aus voller Zeilenlänge, also von der Spalte 72 aus, zeigt Fig. 3. Die Abbremsung beginnt in Spalte 12 und endet in Spalte O.

Hat der Druckerwagen den ersten Signalgeber 8 am Zeilenanfang erreicht, so gibt dieser an die Steuerung des Schrittmotors das Zeilenanfangssignal ZAS ab, das in Fig. 2 dargestellt ist. Es werden dem Schrittmotor jedoch noch solange Taktimpulse T zugeführt, bis in dem den Schrittmotor steuernden Ringzähler ein bestimmter Zählerstand erreicht ist. Bei diesem Ringzählerstand wird in bekannter Weise ein Koinzidenzsignal RZ erzeugt, das mit dem Zeilenanfangssignal ZAS in einem ÜND-Verknüpfungsglied verknüpft wird. Erst das sich aus der Koinzidenz dieser beiden Eingangssignale ergebende Ausgangssignal bewirkt dann die Unterbrechung der Taktimpulsfolge T für den Schrittmotor. Der Wagen wird darauf angehalten. Bei dem verwendeten Schrittmotor mit einem Schritt-

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winkel von c£ = 30° wird das Koinzidenzsignal RZ nach jedem sechsten Schritt erzeugt. Sechs Schritte des Schrittmotors entsprechen bei der gewählten Anordnung einem Weg des Druckerwagens von zwei Spalten oder 5,08 mm. Das Stillsetzen des Druckerwagens in Abhängigkeit von der Koinzidenz der beiden Signale ZAS und RZ ermöglicht einen großen Toleranzbereich für die Einstellung des Zeilenanfangsgebers und den Einsatz eines einfachen Signalgebers. Dennoch wird der Wagen schrittgenau angehalten.

4 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

Pat ent a η s ρ r ü cn e

1.JAnordnung zum Bewegen eines Druckerwagens für Druckwerke, insbesondere für Fernschreib- und Schreibmaschinen, bei der die Vorschub- und Rücklaufbewegung von einem Antriebsmotor mit umkehrbarer Drehrichtung erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsmotor ein Schrittmotor (1) verwendet wird und die übersetzung der die Bewegung des Motors (1) auf den Druckerwagen (7) übertragenden Elemente (2, 3, 4, 5) so gewählt ist, daß der Motor bei einem Vorschub des Druckerwagens um eine Spalte mehrere Schritte ausführt, daß der Motor während des Wagenrücklaufs bei umgekehrter Drehrichtung im Bereich maximalen Drehmoments betrieben wird und daß die Unterbrechung der den Schrittmotor steuernden Impulsfolge zum Anhalten des Motors nach beendetem Wagenrücklauf durch ein UND-Verknüpfungsglied ausgelöst wird, das ein von einem am Zeilenanfang angeordneten ersten Signalgeber (8) abgegebenes Zeilenanfangssignal und ein Koinzidenzsignal des den Schrittmotor steuernden Ringzählers miteinander verknüpft, wobei das genannte Koinzidenzsignal bei einem bestimmten Zählerstand des Ringzählers abgegeben wird, der nach der Abgabe des Zeilenanfangssignals erreicht wird.

2. Anordnung ,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Motors (1) über eine Zahnradstufe (2, 3, 4) auf einen am Druckerwagen (7) befestigten Zahnriemen (5) übertragen wird, der nur in dem über die Antriebsrolle (4) laufenden Teil verzahnt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuern der Wagenbewegung außer dem genannten ersten Signalgeber (8) am Zeilenanfang ein zweiter Signalgeber (9) am Zeilenende und ein dritter

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Signalgeber (10) zwischen dem ersten und zweiten Signalgeber, aber in einem Abstand vom ersten Signalgeber, der klein gegenüber der Zeilenlänge ist/ angeordnet ist, wobei der erste Signalgeber (8) der Steuerung des Schrittmotors (1) die Zeilena.nfangsposition, der zweite Signalgeber (9) die Zeilen- ' endeposition des Druckerwagens (7) und der dritte Signalgeber (10) die Positionen des Druckerwagens (7) zwischen dem dritten Signalgeber (10) und dem Zeilenanfang, im sogenannten
Bremsbereich, meldet, daß beim Wagenrücklauf das Signal des dritten Signalgebers (10), das Bremssignal, in der Steuerung des Schrittmotors (1) die Einstellung einer konstanten, den sicheren Anlauf des Motors ermöglichenden Steuerfrequenz für den Schrittmotor bewirkt, falls die Umkehrung der Bewegungsrichtung im Bremsbereich erfolgt .und daß das Bremssignal in der Steuerung des Schrittmotors die stetige Reduzierung der Steuerfrequenz des Schrittmotors (1) bewirkt, falls die Umkehrung der Bewegungsrichtung zwischen dem zweiten (9) und
dritten (10) Signalgeber, im sogenannten Beschleunigungsbereich, erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzei chnet, daß der Abstand zwischen dem
dritten Signalgeber (10) und dem Zeilenanfang so gewählt
ist, daß die beim Wagenrücklauf zum Durchfahren des gesamten Bremsbereichs benötigte Zeit in jedem Fall kürzer ist
als die Sendezeit für die beiden Zeichen "Wagenrücklauf¹¹
und "Zeilenvorschub".

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