DE2445081A1 - Anordnung zum bewegen eines druckerwagens fuer druckwerke, insbesondere fuer fernschreib- und schreibmaschinen - Google Patents
Anordnung zum bewegen eines druckerwagens fuer druckwerke, insbesondere fuer fernschreib- und schreibmaschinenInfo
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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.
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
3 Figuren
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Claims (4)
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.
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".
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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