DE2628159A1 - Vorrichtung zur umwandlung einer drehbewegung in linearbewegungen unterschiedlicher groesse - Google Patents

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung Aktenzeichen der Anmelderin: LE 975 014

Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben ist. Einen bevorzugten Anwendungsbereich der Erfindung bilden Schreibmaschinen mit einem einzigen Typenträger, auf dem die einzelnen Typen in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Der Typenträger befindet sich normalerweise in einer Grund- oder Ausgangsstellung, und zur Einstellung des jeweils abzudruckenden Zeichens wird er sowohl gedreht als auch geneigt bzw. axial verschoben, je nachdem, ob es sich um einen kugelförmigen oder einen zylindrischen Typenträger handelt. Nach der Einstellung erfolgt der Abdruck des Zeichens durch eine entsprechende Schwenkbewegung des Typenträgers.

Die Einstellbewegung bei derartigen Schreibwerken und ähnlichen Geräten wird im allgemeinen von einer ständig oder zyklisch umlaufenden Welle abgeleitet. Da der Typenträger sich meist auf einem längs der Schreibwalze bewegbaren Schlitten befindet, erfolgt die übertragung der Einstellbewegung von dem Einstellwerk zum Typenträger mittels linearer Stellbewegungen unterschiedlicher Größe. Es ist daher eine entsprechende Vorrichtung zur Umwandlung der Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe erforderlich. Die bekannten Wandler dieser Art arbeiten mit verhältnismäßig aufwendigen Gestängen und Zugseilen, bei deren Herstellung sehr enge Toleranzen beachtet werden müssen und bei denen zu-

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dem häufige Naehjustagen erforderlich sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mechanischen Wandler zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen unterschiedlicher Größe zu schaffen, der im Aufbau und der Wirkungsweise wesentlich vereinfacht ist, so daß sowohl die Herstellungskosten als auch der Justageaufwand verringert werden kann. Diese Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Vorrichtung gelöst worden. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Anschlagelemente befinden sich normalerweise in dem Bereich zwischen der Anschlagfläche und dem stationären Anschlag, und je nach Größe des gewünschten Verstellweges wird ein Anschlagelement der entv sprechenden Breite oder eine Mehrzahl von Anschlagelementen aus der Wirkstellung ausgehoben. Durch Kombination einer Mehrzahl von Anschlagelementen mit unterschiedlichen Breitenwerten läßt sich auf diese Weise die erforderliche Anzahl unterschiedlicher Verstellwege erzeugen.

Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist die Einstellsteuerung für Schreibmaschinen und Druckwerke mit einem einzigen Typenträger. In dieser Anwendung wird die Erfindung auch in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 zwei gleichgeartete mechanische Vorrichtungen zur

Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbewegungen, zur Einstellung eines kugelförmigen Typenträgers in Dreh- und Neigungsrichtung,

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung einer als

Nockenbahn wirksamen Ringnut einer Welle zur Bewegungssteuerung eines Folgeblocks und

Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung der verstell

baren Anschlagelemente zur Steuerung unterschiedlicher Linearbewegungen.

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Fig. 2 zeigt eine Welle 1O₃ in deren Mantelfläche sich eine Nut befindet. Die Nut 12 erstreckt sich über den gesamten Umfang der Welle 10 und bildet eine geringere Auslenkung 14 in die eine Axialrichtung der Welle 10 (in Fig. 2 nach rechts) und eine um l80° zu dieser versetzte größere Auslenkung 16 in die entgegengesetzte Richtung. Der Verlauf der Nut 12 zwischen den beiden Auslenkungen 14 und 16 entspricht vorzugsweise einer Schraubenlinie, derart, daß dem zugeordneten Folgelement bei Drehung der Welle 10 nach anfänglicher Beschleunigung eine gleichmäßige Geschwindigkeit erteilt wird. Vorzugsweise ist die Form der Nut 12 den im Einzelfall auftretenden Kräften anzupassen.

Im Eingriff mit der Nut 12 der Welle 10 befindet sich ein Folgestift 26 mit einer Kugel 28, der mittels einer Blattfeder 24 an einem Folgeblock 18 befestigt ist. Der Folgeblock 18 weist einen Arm 20 mit einer Anschlagfläche 22 auf. Die Blattfeder 24 wirkt dahin, die Kugel 28 in die Nut 12 zu drücken.

An der Unterseite des Folgeblocks 18 ist ein Hebelarm 30 schwenkbar gelagert. Der Hebelarm 30 ist mit seinem einen Ende an einem Stift 31 schwenkbar gelagert und hat zwei Funktionen: Da er über den Folgeblock 18 hinausragt, wirkt er als Multiplikator der Bewegungen des Folgeblocks 18, und gleichzeitig dient der Hebelarm 30 als Halterung und Führung für den Folgeblock 18, so daß dieser nicht mit der Welle 10 umlaufen kann.

Die Drehbewegung der Welle 10 in der durch die Pfeile in den Figuren 2 und 3 angegebenen Richtung veranlaßt die Kugel 28, dem Verlauf der Nut 12 bis zur Auslenkung 16 zu folgen, wodurch dem Folgeblock 18 eine lineare Stellbewegung nach links (Fign. 1 und 2) erteilt wird. Trifft während dieser Verstellbewegung die Anschlagfläche 22 am Arm 20 des Folgeblocks 18 auf einen nicht nachgiebigen Widerstand, nämlich auf einen nicht verstellbaren Anschlag, bevor der äußerste Punkt der Auslenkung 16 erreicht ist, wird die Kugel 28 infolge der geneigten Ausbildung der Seitenwände der Nut 12 aus dieser herausgeschoben und läuft

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auf der Mantelfläche der Welle 10 weiter, bis sie wieder in den rücklaufenden Zweig der Nut 12 eintreten kann. Darauffolgend wird der Folgeblock 18 mittels der Führung der Kugel 28 in der Nut 12 bis zur Auslenkung 14, also in Fig. 2 nach rechts, zurückgeführt. Der maximale Verstellweg des Folgeblocks 18 wird durch einen festen Anschlag 32 bestimmt, der in einem vorbestimmten, der maximal erwünschten Verschiebung entsprechenden Abstand von der Anschlagfläche 22 angeordnet ist.

Zur Steuerung unterschiedlich großer Verstellbewegungen des Folgeblocks 18 ist zwischen der Anschlagfläche 22 und dem festen Anschlag 32 eine Anzahl beweglicher Anschlagelemente 34 von unterschiedlicher Breite angeordnetet. Jedem der beweglichen Anschlagelemente 34 ist, wie in Fig, 3 dargestellt, eine bestimmte Breite in ^:Verstelleinheiten^!i zugeordnet, Im vorliegenden Beispiel sind für ein Druckwerk, auf dem sich für die Großschreibung und die Kleinschreibung je 12 Spalten von Zeichen befinden, vier bewegliche Anschlagelemente 34 vorgesehen, denen vier, vier, zwei Verstelleinheiten und eine Verstelleinheit zugeordnet sind. Zusätzlich hierzu ist ein schmaler, einer halben Verstelleinheit entsprechender Zwischenraum zwischen den Anschlagelementen 34 und der Anschlagfläche 22 vorgesehen, wenn diese sich in ihrer Ruhelage befindet. Dies ermöglicht dem Arm 20 und der Anschlagfläche 22 eine geringe Verschiebewegung vor dem Anschlag an die Anschlagelemente 34.

Die beweglichen Anschlagelemente 34 sind an Federarmen 36 gelagert, so daß sie in dem ungenützten Zwischenraum seitlich verschoben werden können. Aus Fig. 3 ergibt sich, daß, wenn das zwei Einheiten entsprechende Anschlagelement 34 ausgehoben ist, die übrigen Anschlagelemente 34 eine Gesamtbreite von neun Einheiten einnehmen. Bei dieser Einstellung der Anschlagelemente 34 kommt die Anschlagfläche 22 somit um einen Betrag von neun Einheiten vor Erreichen des festen Anschlages 32 zum Stillstand, so daß der Arm mit der Anschlagfläche 22 lediglich eine Verschiebebewegung von 2 1/2 Einheiten ausführen kann. Hierbei werden die beiden Anschlagelemente 34 mit einer Breite von je vier Einheiten um den Betrag

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von zwei Einheiten nach links (Fig. 3) verschoben, da diese Breite durch das Zurückziehen des Anschlagelements 34 mit einer Breite von zwei Einheiten frei ist.

Insgesamt können somit 12 unterschiedliche Schubbewegungen der Anschlagfläche 22 ausgeführt werden, und sobald die jeweils in ihrer Wirkstellung befindlichen Anschlagelemente 34 den Arm 20 mit seiner Anschlagfläche 22 an einer weiteren Verschiebebewegung hindern, wird die Kugel 28 aus der Nut 12 ausgehoben und die Schubbewegung des Folgeblocks 18 nicht weiter fortgesetzt.

Gemäß Fig. 1 ist je ein Folgeblock 18 für die Dreheinstellung und für die Neigungseinstellung des Typenträgers vorgesehen. In beiden Fällen entspricht die Ruhelage des Folgeblocks 18 der Grundstellung des Typenträgers zwischen zwei Zeichen, nämlich für die Dreheinstellung in der Mitte zwischen zwei Spalten und für die Neigungseinstellung in der Mitte zwischen zwei Reihen von Zeichen. In jedem Fall wird daher ein Verstellweg des Folgeblocks 18 von einer halben Einheit ausgelöst.

Zur Steuerung der Verstellung der Folgeblocks, die in Fig. 1 sowohl für die Dreheinstellung als auch für die Neigungsverstellung mit 18 bezeichnet sind (ebenso wie auch die anderen Elemente gleicher Funktion das gleiche Bezugszeichen aufweisen), sind auf einer Achse 44 eine Anzahl Winkelhebel 42 angeordnet, deren Auswahl zur Betätigung der ihnen zugeordneten Anschlagelemente 34 durch die Betätigung von Wählstangen 38 bzw. 40 in einer von mehreren möglichen Kombinationen erfolgt. Die Betätigung einer der Wählstangen 38 bzw. 40 bewirkt eine Schwingbewegung des zugeordneten Winkelhebels 42 gegen die Kraft einer Feder 46. Im Verlauf dieser Schwenkbewegung der betätigten Winkelhebel 42 werden die entsprechenden Enden 50 der Winkelhebel 42 mittels Zinken 48 eines Federkammes verriegelt. Zur Freigabe der Enden 50 der Winkelhebel 42 aus ihrer verriegelten Stellung werden die Zinken 48

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durch die Schwenkbewegung einer Rückstellschwinge 52 von den Unterkanten der Enden 50 abgezogen. Diese Schwenkbewegung der Rückstellschwinge 52 wird durch eine auf der Welle 10 befindliche Nockenscheibe 51 über einen Nockenfolgehebel ausgeführt, wobei die Lage der Nockenscheibe 51 auf der Welle 10 so gewählt ist, daß nach Durchführung des Abdrucks und gegen Ende eines Druckzyklus die Freigabe der Enden 50 der Winkelhebel 42 erfolgt.

Wie bereits erwähnt, können die an den Winkelhebeln 42 angelenkten Anschlagelemente "5k wahlweise einzeln oder in Kombination aus dem Bereich zwischen dem festen Anschlag 32 und der Anschlagfläche 22 ausgehoben werden. Entsprechend der Auswahl und der Anzahl der ausgehobenen Anschlagelemente 34 entsteht somit zwischen den beiden genannten Anschlägen ein freier Zwischenraum entsprechender Größe, welcher den Weg der Anschlagfläche 22 und somit des Armes 20 und des Folgeblocks 18 bestimmt. Einschließlich der Verstellung um den Betrag Null sind, da insgesamt vier Anschlagelemente 34 vorgesehen sind, 12 unterschiedliche Verstellmöglichkeiten gegeben.

Als Beispiel sei angenommen, daß der Typenträger eine Drehung von sieben Einheiten ausführen soll. Hierfür werden je ein Anschlagelement 34 mit einer Breite von einer Einheit, zwei Einheiten und vier Einheiten ausgehoben, so daß der Folgeblock 18 bei seiner Verstellbewegung sieben Einheiten zurücklegt, bis er mit der Aischlagflache 22 an dem verbliebenen Anschlagelement 34 mit vier Einheiten und dieses am festen Anschlag 32 zum Anliegen kommt.

Zur Rückstellung in die Ausgangslage werden die Enden 50 der ausgehobenen Anschlagelement 34 mittels der Rückstellschwinge 52 freigegeben und unter der Wirkung der Federn 46 wieder in den Raum zwischen der Anschlagfläche 22 und dem Anschlag 32 bewegt.

Die Auswahl der Wählstangen 38 und 40 wird von der Tastatur der Maschine gesteuert, wozu die Wählstangen zweckmäßigerweise mit

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Nasen (nicht dargestellt) ausgerüstet sind, die mit Wählschienen in Eingriff kommen. Jeder der Zugstangen ist eine Anzahl von Winkelhebeln für die Dreh- bzw. Neigungseinstellung des Typenträgers zugeordnet, derart, daß insgesamt sechs Eingabekanäle zur Verfügung stehen, nämlich vier für die Dreheinstellung und zwei für die Neigung des Typenträgers. Die entsprechenden Anschlagelemente 34 für die Dreheinstellung weisen, wie Pig. 3 zeigt, die Breiten 1, 2, 4,4 auf. Für die Neigungseinstellung sind die Breiten 1 und 2 vorgesehen.

Bei der beschriebenen Verschiebebewegung des Folgeblocks 18 erzeugt der am Folgeblock 18 angelenkte und an dem stationären Stift 31 gelagerte Hebelarm 30 eine entsprechende Vergrößerung des Verstellweges des Folgeblocks 18, so daß die am entgegengesetzten Ende des Hebelarms 30 angelenkte Zugstange 54 einen entsprechend vergrößerten Weg zurücklegt. Man wählt somit die Länge des Hebelarms 30 entsprechend der gewünschten Wegvergrößerung. Die Zugstange 54 ist mit einem umschaltbaren Zahnstangenrahmen 56 verbunden, welcher zwei nach innen ragende Zahnstangen aufweist. Der Zahnstan-« genrahmen 5β kann bezüglich eines Ritzels 57 auf der Drehwelle des Typenträgers 60 umgeschaltet werden, derart, daß der Typenträger 60 bei Betätigung über die Zugstange 54 in der einen oder anderen Drehrichtung verstellt wird. Diese Drehrichtungen können beispielsweise der. Groß- und der Kleinschreibung zugeordnet sein. Eine genaue Beschreibung dieser Typenträger-Antriebsanordnung mit Dop- : pelzahnstange findet sich in der Offenlegungsschrift 2 429 931· ,

Wie bereits erwähnt, wird die Neigungseinstellung des Typenträgers _; 60 in der prinzipiell gleichen Weise gesteuert wie die zuvor beschriebene Dreheinstellung, nämlich mittels Wählstange 40, Winkelhebel 42, Anschlagelementen 34, Anschlag 32 und Folgeblock 18. Der einzige Unterschied zur Dreheinstellung besteht darin, daß eine Zugstange 62 mit einem Winkelhebel 64 verbunden ist, der seinerseits über einen Hebel 66 so mit dem Typenträger 60 verbun- i den ist, daß dieser bei Betätigung der Zugstange 62 unterschiedli- I ehe Neigungseinstellungen erreicht. I

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Der Typenträger 60 mit dem Ritzel 57 und der Zahnstangenrahmen 56 sind auf einem Trägertisch 68 angeordnet, der zum Anschlag der ausgewählten Type auf einen um eine Schreibwalze 74 geführten Aufzeichnungsträger 72 um eine Achse 70 schwenkbar ist. Diese Schwenkbewegung wird vorzugsweise durch eine auf der Welle 10 angeordnete (nicht dargestellte) Nockenscheibe angetrieben, so daß der Abdruck zeitlich genau gesteuert werden kann, nämlich dann ausgeführt wird, wenn der Folgeblock 18 zum Stillstand gekommen ist und bevor er seinen Rückweg beginnt.

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Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Vorrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in Linearbegungen unterschiedlicher Größe, mit einem umlaufenden zylindrischen Körper, dessen Mantelfläche mit einer als in axialer Richtung wirksamen Nockenbahn gestalteten endlosen Nut versehen ist, in welche ein an dem linear zu verstellenden Teil befindliches Folgeelement ragt, dadurch gekennzeichnet,

   daß an dem zu verstellenden Teil (18) eine mit einem stationären Anschlag (32) zur Begrenzung der Linearbewegung zusammenwirkende Anschlagfläche (22) angeordnet ist, daß mindestens ein in seiner Wirkstellung in dem Spalt zwischen dem stationären Anschlag (32) und der Anschlagfläche (22) lateral bewegliches Anschlagelement (34) angeordnet ist, welches wahlweise aus seiner unwirksamen Lage in den Spalt einschiebbar bzw, in seine unwirksame Lage aus dem Spalt aushebbar ist, und daß das Folgelement (26, 28) an dem zu verstellenden Teil (18) radial zu dem zylindrischen Körper (10) nachgiebig gelagert ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl einzeln anschaltbarer Anschlagelemente (3*0 mit zumindest teilweise unterschiedlichen Breitenwerten (1, 2, 4, ,..) vorgesehen ist,
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,

   dadurch gekennzeichnet, ,

   daß zur Vergrößerung der Linearbewegung der linear zu ver-. stellende Teil als Folgeblock (18) ausgebildet ist, an welschem ein einerseits stationär drehbar gelagerter Hebelarm (30) angelenkt und mit seinem entgegengesetzten Ende mit den zu verstellenden Teilen (54, 56, 57» 60; 62, 64, 66) verbunden ist.

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4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß das Folgeelement als mittels einer Blattfeder (24) am Folgeblock (18) befestigter, eine Kugel (28) aufnehmender Folgestift (26) ausgebildet ist.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Anschlagelemente (34) mittels Federarmen (36) mit schwenkbar gelagerten Winkelhebeln (42) verbunden sind,
   welche einzeln mittels Wählstangen (38; 40) betätigbar sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Winkelhebel (42) mittels Zinken (48) eines Federkammes verriegelbare Enden (50) aufweisen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Federkamm mit den Zinken (48) zyklisch, die Enden (50) der Winkelhebel (42) entriegelnd, mittels einer von
   einer Nockenscheibe (51) angetriebenen Rückstellschwinge
   (52) außer Wirkstellung bringbar ist.

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