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Verfahren und Einrichtung zum Drucken von Kennbuchstaben
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auf langgestreckte Gegenstande mit unregelmäßiger Oberfläche Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zum Drucken von
Kennzeichnungen, wie beispielsweise alphanumerischen Charakters auf unregelmäßige
dreidimensionale Oberflächen von einem fortlaufend zugeführten, langgestreckten,
flexiblen Gegenstand, wie bei spielsweise einen isolierten Draht, welcher zur Identifikation
markiert werden soll
Bei der Herstellung und Wartung von Systemen
mit elektrischen Kakelbäumen ist es äußerst hilfreich und vielfach notwendig, die
einzelnen Drähte mit diesenidentifizierenden alphanumerischen Zeichen oder anderen
Erkennungen zu markieren. Z.B. benötigen elektrische Steuersysteme für übliche Flugzeuge
1000 Steuerleitungen, welche durch das Flugzeug gezogen sind. Oblicherweise werden
die Drähte vorweg zu einem Kabelbaum gruppiert, in welchem die Drähte abgemessen
und abgeschnitten sind,auf vorbestimmte Länge, um zwischen den einzelnen Steckdosen,
Leitern und anderen Anschlüssen geführt zu werden. Der Kabelbaum wird anschließend
in dem Flugzeug installiert.
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Bei der Herstellung und Installation von diesen Kabelbäumen und anschließend
während der Wartung des elektrischen Systems des Flugzeuges, besteht Interesse jeden
Draht zu identifizieren und von der Vielzahl benachbarter Drähte in demselben oder
einem ähnlichen Kabelbaum zu unterscheiden. Weil die große Anzahl von Drähten eine
einfache Farbkodierung der Isolierungen nicht mehr zuläßt, ist es notwendig geworden,
über die Länge mehrfache Zeichen eines alphanumerischen Codes anzugeben, um einheitlich
jeden Draht und Gruppe von Drähten zu identifizieren.
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Hierzu wurde diese alphanumerische Identifikations-Codezeichen entweder
direkt auf die Isolierung der Drähte gestempelt oder indirekt durch Anbringung gedruckter
Bandumwicklungen oder Hülsen an den DrS ten in gewissen Abständen über die Länge
aufgebracht. Zu diesem Zweck wurden Heiß-Präge-Markierungs-und Typenrad-Narkierungstechniken
hevorzugt. Bei der Heiß-Präge-Markierung wird jeder der zu markierenden Drähte in
eie Druckposition bewegt angehalten und vorübergehend festgehalten,
während
eine erhitzte alphanumerische Type mit ihrer Oberfläche gegen die Außenseite der
Isolierung des Drahtes gepreßt wird. Die Type wird entweder vorher eingefärbt oder
ein Tintengummi wird zwischen die Type und die Isolierung gebracht, welche die Druckfarbe
an die Isolierung in einem Verfahren überträgt, welches vielfach Kennzeichnung der
Drähte genannt wird. Nach jeder Kennzeichnung oder Druckverfahren wird der Draht
über ein vorbestimmtes Längenintervall weiterbewegt, worauf das Verfahren wiederholt
wird. Diese Technik beinhaltet Eine Vielzahl von Nachteilen. Der Start-Stop intermittierende
Transport der Drähte begrenzt deutlich die Gesamtgeschwindigkeit des Verfahrens.
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Darüberhinaus werden wesentliche Arbeitskosten in Verbindung mit den
Maschinen und beim Wechseln der aplhanumerischen Codetypen benötigt, jedesmal wenn
ein neuer Satz von Drähten gefertigt wird.
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Darüberhinaus wurde gefunden, daß die erhitzten Drucktypen, wenn sie
in Kontakt mit der Drahtisolation gedrückt werden, um die Kennzeichnungsoperation
zu veranlassen1 typische Deformationen der Isolation verursachen und diese manchmal
unzulässig stark verletzen. In anderen Fällen verursachen die Kennzeichnungen eine
unzulässige Änderung in der effektiven Dielektrik der Isolation. Diese Änderungen
der Isolation in ihren dielektrischen Eigenschaften ist vielfach Anlaß für Störungen
in all den fällen, wo die Drähte eine dünne Wandisolation aufweisen. Die gering
Stärke von Drahtumllungen hingegen erlaubt ebenfalls nicht das Eindringen von erhitzten
Typen zur rennzeichnung, wodurch die Anwendung dieses -Kennzeichnungsverfahrens
begrenzt wird.
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Bei Radtypendrucker mit Kaltfarbe ist jede Type an dem äußeren Umkreis
des Rades angeordnet und sie wird mit diesem Eingriff mit dem Draht bewegt, um die
Druckfarbe auf diesen zu übertragen. Dabei wird vielfach eine anschließende Warmtrocknung
der übertragenen Tinte gefordert. Die praktischen Grenzen der Umdrehungsgeschwindigkeit,
die Steifheit des Coderades, an welchem die Typ befestigt ist, und die Arbeitskosten
beim Wechseln der Typenräder und andere Begrenzungen sind bei Anwendung dieser Technik
gegeben.
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Da Heißcrägen, Typenrad- und andere automatische Kontaktdruckverfahren
eine relativ gleichmäßige Druckoberfläche erfordern, sind sie nicht geeignet für
eine zufriedenstellende Wiedergabe von Codezeichen auf Drahtoberflächen, da diese
ungleichmäßig sind und vielfach durch Verdrehen oder Längsverseilen, Flechten oder
konzentrische Leitungen gebildet sind Bei Drähten dieser Art ist die äußere Oberfläche
zu ungleichmäßig, um durch Typen bedruckt zu werden und es ist notwendig auf langsamere,
kostenaufwendigere Techniken auszuweichen, solche wie Kennzeichnuiigen durch Hand
mittels vorgedruckter Anhänger.
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Da Kontaktdrucksysteme, wie die Warmstempeltechnik, üblicherwcisc
alphanumerische Typen benötigen, ist, nur eine bestimmte Maximalanzahl von Zeichen,
beispielsweise 18 bis 25 zur Bildung eines bestimmten Identifizierungscodes verfügbar.
Dies begrenzt natürlich die ,enpaRbarkeit der Drahtidentlfizierung da nur ganz bestimmte
Zeichenkombinationen auf die Drähte gedruckt werden können. Diese vorgenannten Nachteile
begrenzen die Effizienz und die Betriebssichetheit der bekannten Markierunossystere.
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Dementsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes
Verfahren und eine Einrichtung zum Druck von Kennzeichnungen anzugeben, wie beispielsweise
alphanumerische Zeichen auf einem fortlaufenden langgestreckten flexiblen dreidimensionalen
Gebilde,ber welchen die vorgenannten Nachteile, welche in existierenden Systemen
vorkommen,überwunden oder verbessert werden. Z.B. kann ein solches Gebilde ein elektrischer
Draht entweder unisoliert oder mit einer äußeren dielektrischen Umhüllung sein oder
das Gebilde kann mit einer Hülle versehen sein, welche geeignet ist,über einen oder
mehrere solche Drähte geschoben zu werden.
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Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines
verbesserten Verfahrens und einer Einrichtung zum Drucken alphanumerischer Zeichen
an der äußeren Oberfläche von fortlaufenden langgestreckten elektrischen Drähten,
vorzugsweise,aber nicht ausschließlich,isolierten Drähten, für Identifikationszwecke,
welche geeignet sind für einen Hochgeschw-indigkeits-und sicheren Druck, welche
nicht beschädigen oder wesentlich ändern die dielektrischen Eigenschaften der Drahtisolation,
welche geeignet sind, für einen erfolgreichen Druck auf unregelmäßigen dreidimensionalen
Oberflächen, solche wie zusammengesetzte Verschlingungen von gedrehten Drähten,
welche vielseitig im Aufbau des Codes und der Anzahl der Zeichen sind, die gedrucht
werden können und wobei die Einrichtung relativ einfach in der Arbeitsweise ist.
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Diese Merkmale werden realisiert durch ein Verfahren und eine Einrichtung,
welche, kurz gesagt, Transportglieder enthält,
die abhängig von
einem Steuerglied den Draht oder einen anderen Körper der Länge in einem Fiihrungsweg
zuführen, welcher in den Bereich einer Tintenstrahldruckstation c-rstreekt.
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Die Druckstation enthält eine Tintenstrahldruckkopfeinheit, welche
so zu dem Führungsweg angeordnet ist, daß eine Düse die Drucktinte gegen die dreidimensionale
äußere Oberfläche des Drahtes fördert.
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Das Steuerglied für das System ist außer zum Schalten der Transportglieder
auch mit der Druckkopfeinheit zur Steuerung der Ablenkung der Tintendüse abhängig
von vorbestimmten elektronischen Daten verbunden und synchronisiert mit dem Grad
des kontinuierlichen Vorschubs des Drahtes durch die Druckstation. Die Zeichen,
welche die Form von alphanumerischen Zeichen haben können, werden auf die Drahtoberfläche
durch eine Kombination einer ausgewählten elektrostatischen Ablenkung einer Serie
von Tintentropfen, welche den Tintenstrahl bilden, gedruckt und die gleichzeitige
Längsbewegung von dem Draht durch die Druckkopfeinheit. Da die Tintenstrahldruckoperation
ohne Berührung erfolgt, indem die Tintentropfen im Flug gegen die Drähte gerichtet
werden, sind die eichen tatsächlich zuverlässig gedruckt unabhängig von Unregelmigkeiten
in der äußeren Oberfläche. Sie folgen allen Windungen von verdrillten Paaren und
verdrillien vielfach leitungen und dem nichteinheitlichen Umfang von längsverdrillten
Leitern.
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Darüberhinaus können in Übereinstirr'rnung mit einer Ausführungsform
des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfindung elektrische Drähte, welche
zur Verwendung in vieldrähtigen Kabelbäumen oder Kabeln bestimmt sind, automatisch
markiert werden mit einem Vielzeichen-Alphanumerischen-Code an wiederholten,
in
der Länge versetzten Intervallen längs der Oberfläche derselben. Der unmarkierte
Draht, welcher einen oder mehrere isolierte oder unisolierte Leiter einschließen
kann, wird abgerollt von einer Träger spule und eingeführt in einen raupenkettenähnliches
flexibles Drahttransportförderer von einer Art, wie offenbart und beansprucht in
der US-Patentanmeldung Serial No. 502 297 vom 3.9.1974. Das Systemsteuerglied gibt
ein Antriebssteuersignal zur Betätigung des Transportes um zu verschieben den unmarkierten
Draht längs durch die Drahtführglieder, welche den Draht längs durch die Tintenstrahldruckstation
führen. Ein Werkstück-Durchgangsverschlüssler ist mit der Transporteinrichtung verbunden
zur Erzeugung eines elektrischen Signales, welches den Grad des Transportes des
Drahtes wiedergibt, wobei dieser Wert des Durchgangssignals dem Steuerglied zugeführt
wird zur Synchronisierung der Arbeitsweise des Tintenstrahldruckkopfes.
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Der vorbestimmte alphanumerische Code, welcher eingeführt werden kann
in das System über ein Dateneingangsglied, wird daraufhin gedruckt auf die äußere
dreidimensionale Fläche von dem Draht, wenn er die Druckstation durchläuft.
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Zur Schaffung einer wirksamen Identifikation von einem Draht wird
das einzelne alphanumerische Zeichen automatisch wiederholt gedruckt auf dem Draht
an vorbestimmten Längsabstandsintervallen. Wenn der alphanumerische Cod ausgewählt
wurde und eingeführt ist in die Dateneinaabe, wird dieses selbe Codewort wirksam
zum Steuern der Druckkopfeinheitrum zu erzeugen dieselbe Folge von Codezeichen an
den vorbestimmten Stellen an dem Draht. Zur Einstellung von unterschiedlichen Drahtformen
sind leicht auswechselbare Drahtführungen vorgesehen und die Führungen und die Tintenstrahlkopfeinheit
sind an getrennten, justierbaren Schlitten befestigt, um die Kopfeinheit in einem
geeigneten Abstand von dem Draht anzuordnen
zur Erzeugung alphanumerischer
Zeichen mit entsprechender Form zu der Drahtbreite und zu der justierten Lage des
Drahtführungsweges für Eintragung mit der Auflösung des Tintenstrahls. Eine elektrisch
gesteuerte Abschneideeinrichtung, welche zwischen dem Transport- und der Tintenstrahldruckstation
angeordnet ist, wird durch das Steuersystem betätigt abhängig vai Drahtlängendaten,
welche in das System über dasselbe Eingabepult eingegeben werden, welche auch die
Art der alphanumerischen Codezeichen aufnimmt. Damit kann eine vorbestimmte Drahtlänge
in Übereinstimmung mit dem vorbestimmten alphanumerischen Code ausgewählt werden,
mit welchem das System automatisch markiert und daraufhin abschneidet den Draht
auf die gewünschte Länge gemessen durch die Gesamtheit der Längenabschnittsignale,
welche von dem Wegkodierer empfangen werden, der mit dem Drahtantrieb verbunden
ist.
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Dadurch können elektrische Drähte und andere kontinuierlich bewegte
langgestreckte flexible Gebilde mit einer dreidimensionalen äußeren Druckoberfläche
markiert werden mit alphanumerischen Zeichen durch Längszuführung der Drähte durch
eine elektronisch gesteuerte Tintenstrahldruckkopfeinheit, welche die einzelnen
Zeichen durch Ablenkung des Tintenstrahles auf die äußere Oberfläche der Drähte
bildet. Eine Drahtzuführungstransporteinrichtung empfängt die elektrischen Drähte
von einer Speichertrommel und führt diese längs durch eine langgestreckte Führung,
welche einen Drahtführungsweg bildet. Die Drahtführung gibt die Drähte durch eine
Druckstation, an welcher die Druckkopfeinheit einen Strahl von elektrostatisch geladenen
Tintentropfen ausstößt, welche einzeln abgelenkt werden in einer Richtung senkrecht
zu dem Draht und in Übereinstimmung mit dem Grad der Längsbewegung des Drahtes wie
er von der Transporteinrichtung festgelegt
wird, so daß die Tintentropfen
auftreffen auf die äußere dreidimensionale Drahtoberfläche in Mustern, welche die
gewünschten Zeichen bilden. Die Druckkopfeinheit und die Drahtführung sind justierbar
montiert, um eine präzise Einstellung zwischen dem Tintenstrahl und der Drahtoberfläche
zu erreichen. Ein Steuerglied enthält einen Antrieb für den Transport, einen Drahttransportkodierer,
eine Druckkopfsteuereinheit, ein Dateneingangs-Terminal und einen Anpaßschaltkreis.
Das Steuerglied empfängt die vorbestimmten alphanumerischen Zeichen und steuert
automatisch den Transport und die Tintenstrahldurckkopfeinheit zur wiederholten
Markierung des Drahtes mit einem Kennzeichnungs-Vielzeichen-Code, wobei das Codewort
wiederholt wird an vorbestimmten, in der Längsrichtung versetzten Intervallen längs
des Drahtes. Nach der Markierung wird der Draht automatisch aufgerollt in einer
Aufwickeltrommel, welche an dem Ende der Drahtführung angeordnet ist. Der Draht
wird abgeschnitten in einer vorbestimmten Länge durch eine automatische Schneidvorrichtung,
welche abhängig von dem Steuerglied in Obereinstimmung mit Drahtlängendaten arbeitet,
die von dem Steuersystem über das Dateneingangs-Terminal aufgenommen werden, das
auch die Zeichen des Identifizierungscodes aufnimmt.
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Diese einzelnen Merkmale und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen
Merkmale und Vorteile des Verfahrens einer Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
werden besser verständlich nach Studium der folgenden Beschreibung in Verbindung
mit den anliegenden Zeichnungen, die ein konkretes Ausführungsbeispiel wiedergeben.
In diesen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine übersichtsdarstellung
einer Einrichtung zum Drucken von Zeichen auf ein fortlaufendes flexibles dreidimensionales
Gebilde, wie beispielsweise einen elektrischen Draht, Fig. 2 eine Draufsicht auf
einen aus zwei Leitungen verdrilltes, elektrisch isoliertes Kabel, welches als Einheit
mit einem identifizierenden alphanumerischen Code gemäß dem Verfahren in einer Einrichtung
nach der Erfindung wie in Fig. 1 dargestellt, bedruckt ist, Fig. 3 einen Teilausschnitt
der Tintenstrahldruckkopfeinrichtung, der Drahtführungen, der Drahtabschneideinrichtung
und der Drahttransportkomponenten der Einrichtung nach Fig. 1, Fig. 4 eine Draufsicht
der Darstellung nach Fig. 3 von der Seite, die mit den Pfeilen 4-4 in Fig. 3 bezeichnet
ist und Fig. 5 ein detailliertes Blockdiagramm des Steuersystems wie es grundsätzlich
wiedergegeben ist in Fig. 1 zur Steuerung der Tintenstrahldruckkopfeinheit, der
Drahtabschneideinrichtung und des Drahttransportes.
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Die Figur 1 zeigt im einzelnen schematisch ein System zur Erzeugung
von Ider.ti£ikationsmtarkieruncgen auf einem fortlaufenden langgestreckten, flexiblen
dreidimensionalen Körper, wie beispielsweise einem elektrischen Draht oder einer
Hülle, welche geeignet ist, über eie oder mehrere elektrische Leitungen gezogen
zu werden. In dem Ausführungsbeispiel ist ein Draht 11 vorgesehen, der von einer
Drahttransporteinrichtung 12 2 aufgenomzen und längs durch eine Serie von hintereinander
angeordnete, in Reihe liegende Drahtfünrungen 13 bewegt wird, welche einen Drahtführungsweg
darstellen zusammen mit
der Längserstreckung des Drahtes und welche
sich erstrecken über eine elektrostatische Tintenstrahldruckstation 14, die ausgestattet
ist mit einer Tintenstrahldruckkopfeinheit 16.
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Die Steuereinheit 17 mit einem Dateneingabegerät 51, einer Tintenstrahldrucksteuereinheit
57, einer Drahttransportsteuereinheit 55 und einem Anpaßschaltkreis 53 dient zur
Steuerung der Transporteinrichtung 12 und der Druckkopfeinheit 16 abhängig von einer
vorbestimmten Drahtmarkierungsfolge Der Draht 11 kann eine beliebige Breite haben
und aus einem oder vielen elektrischen isolierten odr uni solierten Leitern bestehen
einzeln, mehrfach verdrillt, längsverschlungen, ummantelt, geflohtcn, koaxial oder
eine Kabelleitung sein. Wie vorstehend bezeichnet, ist die Markierung von solchen
Drähten mit identifizierenden alphanumeriscnen Zeichen oder anderen Indizess wünschenswert
bei der Herstellung, Einrichtung oder Wartung elektrischer Steuersysteme. Ublicherweise
müssen die Drähte abgemessen werden, markiert mit dem geeigneten Code und geschnitten
zu vorbestimmten Längen, um sie zwischen festgelegten Stellen einzuschalten und
verbinden an den Anschlußenden eines Vieldrahtkabelbaums. Das Verfahren und die
Einrichtung des Systems, wie es in Fig.1 gezeigt ist, führt diese Markierung, Messung
und Schneidoperationen mit bisher unerreichter Geschwindigkeit und Sicherheit aus.
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Darüberhinaus wird der Druck oder die Markierung mit einem Vielzeichen-Alphanumerischen-Code
ermöglicht, bei Drähten mit unregelmäßigen Druckoberflächen. Z.B., wird in Fig.2
eine beispielsweise Vielzeichen-Identifikationscode gedruckt auf der äußeren, zusammengesetzten
Verschlingung eines verdrillten Paares von abgeschirmten Leitern 23 mit einem Ergebnis,
welches nicht andeutungsweise erreicht werden konnte bei der Anwendung der früheren
bevorzugten Heiß-Stempel-Technik, wie oben ausgeführt.
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Obgleich hier ein Draht 11 als fortlaufender längsgestreckter flexibler
Körper gezeigt wird, kann doch eine Drahttülle in der Form einer langgestreckten
dielektrischen Röhre ebenso bedruckt werden durch das Verfahren und die Einrichtung
der vorliegenden Erfindung. Solche Tüllen können angewendet werden, um über einen
oder mehrere Leiter geschoben zu werden, um eine zusätzliche Isolation um einen
oder mehrere einzelne isolierte Drähte zu erhalten oder um einen Schutz gegen Blankwerden
der Drähte zu erhalten oder als eine bedruckte Tülle zur Identifizierung miteinander
zu verbindender Leiter oder Drähte.
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Der unmarkierte Draht 11 kann abgerollt werden von einer Vorratsrolle
24, welche drehbar angeordnet ist in einer Lage gegenüber einem Eintrittsende 26
der Transporteinrichtung 12, so daß ein Führungsende von dem Draht eingeführt werden
kann in diese Transporteinrichtung 12 und danach weiterbewegt wird unter Steuerung
der Drahttransportsteuereinheit 55 der STeuereinheit 17. Nach der Transporteinrichtung
12 wird der Draht 11 aufgenommen von den Drahtführungen 13 in einem Führungsweg,
welcher sich über die Abtrenneinrichtung 27 erstreckt, welcher ihrerseits arbeitet
unter der Steuerung der Drahttransportsteuereinrichtung 55 der Steuereinheit 17.
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Auf diesem Weg erreicht der Draht die Druckstation 14, wo die äußere
Oberfläche von dem Draht bedruckt wird durch einen definiert abgelenkten Strahl
28 von Tintentropfen.
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Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel nach der ERfindung, wie es
hier erläutert wird, dient die Steuereinheit 17 für einen wiederholten Druck derselben
Mehrzeichenworte auf dem Draht in zu Längsrichtung versetzten Intervallen, so daß
der Draht identifizierbar ist längs seiner ganzen Länge.
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Nach dem Bedrucken wird der Draht weitergeführt von der Station 14
und automatisch auf gewickelt, und zwar in dem beschriebenen Beispiel durch eine
runde, relativ flache horizontal angeordnete Aufwickeltrommel, welche frei drehbar
angeordnet ist und ihre Sywmetrieachse. Die markierten Drähte können yemessen und
geschnitten werden zu einer gewünschten Länge durch Auslösen der Abtrenneinrichtung
27, welche zwischen der Transporteinrichtung 12 und der Druckstation 14 angeordnet
ist, und zwar nach einem vorbestimmten Wert des Durchlaufes des Drahtes, das ermittelt
wird durch die Drahttransportsteuereinheit 55. In einer speziellen Ausführungsform
nach der Erfindung beenden, wenn eine vorbestimmte Länge des Drahtes durch die Transporteinrichtung
12 durch die Druckstation 14 geführt ist, die Drahttransportsteuereinheit 55 und
der Anpaßschaltkreis 53 die Steuereinheit 17 des Systems automatisch die Arbeitsweise
der Transporteinrichtung 12 im wesentlichen gleichzeitig die Arbeitsweise der Druckkopfeinheit
16 und betätigt die Abtrenneinrichtung 27, um den Draht abzutrennen und damit zu
vervollständigen das Verfahren.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren 1, 3 und 4 sei erwähnt, daß die Drahttransporteinrichtung
12 von einem Typ sein kann, wie er in der vorgenannten US-Patentanmeldung Serial
Nc.
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502 297 beschrieben ist, in welcher obere und untere flexible Antriebsräder
vorgesehen sind, welche betrieben werden über Antriebs- und Führungsräder 35, 3?,
38 und 39. Ein erster und zweiter Satz von Andruckrollen 33 und 34 sind an im wesentlichen
parallelen Achsen zwischen jeder der beiden gegenüberliegenden Sätzen der Antriebsräder
36,37,38 und 39 im Eingriff mit den inneren, gezahnten Oberflächenteilen der Antriebsbänder
31 und 32 um diese mit ihrer äußeren Oberfläche in unmittelbare Anlage zu dem Draht
11 zu bringen und diesen zwischaisich
zu halten. Wie in der vorgenannten
Patentanmeldung Serial No. 502 297 im einzelnen weiter ausgeführt ist, sind der
erste und zweite Satz von Andruckrollen 33 und 34 beide seitlich und in der Länge
zueinander versetzt im Bezug auf den Führungswegen des Drahtes 11,um eine seitliche
Zentrierung des Drahtes zu erreichen, wodurch dieser über Reibung gehalten und in
der Länge geführt wird in Richtung des Pfeiles 41,wenn eine Drehbewegung angewendet
wird auf eine oder mehrere der Antriebsräder 36 bis 39. Beispielsweise wird das
Antriebsrad 39 angetrieben durch einen Antrieb 42 der Transportsteuereinheit 55.
Obgleich andere Transportglieder angewendet werden können zur Weiterführung des
Drahtes 11 durch die Druckstation 14,ergibt die hier beschriebene Transporteinrichtung
12 eine gute Längsbewegung des Drahtes, immer wenn eingeführte Drähte ungleichmäßige
äußere Profile haben so wie beispielsweise ein verdrilltes Paar, wie es in Fiq.2
qezeiqt ist und bei Drähten mit einer sehr glatten Oberfläche wie beispielsweise
einer glatten äußeren Abschirmung.
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Während die Transporteinrichtung hier zum Weitertransport die Drähte
durch Schieben durch die Druckstation bewegt, können dafür auch TRansportglieder
vorgesehen werden, die drahtabwärts montiert sind hinter der Station 14 und welche
den Draht durch diese ziehen.
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Zusammenarbeitend mit der Transporteinrichtung 12 und bildend einen
Teil der Drahttransportsteuereinheit 55 ist ein Bewegungs- oder Durchgangskodierer
und Längenzähler 43 zur Abgabe elektrischer Signale entsprechend dem Wert und des
Längenabstandes des Drahtes vorgesehen wie er erzeugt wurde durch die Transporteinrichtung.
Der Antrieb 42 und der Kodierer und Längenzähler 43 der Einheit 55 sind verbunden
mit
dem Anpaßschaltkreis 53 zur Steuerung des Startes und des Anhaltens
der Transporteinrichtung in Übereinstimmung mit der Arbeitsweise der Tintenstrahldrucksteuereinheit
57 mit der Länge des Drahtes,die durch die Druckkopfeinheit 16 geschoben ist und
zu summieren die Länge des durch die Transporteinrichtung 12 geführten Drahtes,
um die Abtrenneinrichtung 27 an der geeigneten Drahtlänge zu betätigen.
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Die Transporteinrichtung 12 kann an einer aufrecht stehenden Trägerplatte
44 befestigt sein, welche die Vorderfront eines (nicht dargestellten) Gehäuses sein
kann, das die einzelnen Komponenten der Steuereinheit 17 aufnimmt, wie sie im Diagramm
in Fig.1 gezeigt sind. Mit der Platte 44 getragen durch eine untere horizontale
Grundplatte 46 kann die Transporteinrichtung 12 befestigt sein,um festzulegen den
Anfang von einem im wesentlichen horizontalen Führungsweg für den Draht 11, welcher
am Eintrittsende 26 beginnt. Ausgerichtet mit dem Führungsweg der durch die Transporteinrichtung
12 festgelegt ist, und in der Nähe des Austrittsendes 47 desselben ist der erste
einer Serie von Drahtführungen 13 montiert.
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Im einzelnen ist eine erste Führung 48 in Form einer langgestreckten
röhrenförmigen Führung montiert durch einen Bügel 61 zwischen der Transporteinrichtung
12 und der Abtrenneinrichtung 27. Sie enthält ein nach außen erweitertes Eintrittsende
49, eine langgestreckte Führungsöffnung 58 und ein sich erweiterendes Austrittsende
59.
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Der Draht wird von der Führung 48 durch die Abtrenneinrichtung 27
geführt, welche in bekannter Weise irgend eine aus einer Vielzahl von elektrisch
gesteuerten Einrichtungen sein kann, die ein Abtrennmesser aufweisen, wie durch
das Messer 62 angedeutet. Diese Abtrenneinrichtung ist in der
Nahe
des Führungsweges befestigt und wird gesteuert auf Befehl um abzutrennen den Draht
n einer Abtrennrichtung im wesentlichen senkrecht zu seiner Länge. Im konkreten
Ausführungsbeispiel wird eine pneumatisch angetriebene elektrisch gesteuerte Abtrenneinrichtung
verwendet.
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Drahtabwärts von der Abtrenneinrichtung 27 wird der Draht in und durch
einen schnell auswechselbaren Präzisionsführungsblock 63 geführt7 welcher eine längsgestreckte
konische Innenöffnung 64 aufweist, die in Richtung der Drahtbewegung konvergiert,
und eine Präzisionsaustrittsführungsöffnung 66 aufweist, welche konzentrisch angeordnet
ist mit der Öffnung 6Q und als Führungsglied dient für die Längs führung des Drahtes
relativ zur Druckstation 14 Die Längliche konische Innenöffnung 67 dient zum Abfangen
und Selbstführen eines Führungsendes des Drahtes,das abgeschnitten wurde durch die
Abtrenneinrichtung 270 Die konische Führungsöffnung c6 führt das freie Ende des
Drahtes in einer präzisen Führungsöffnung 66, welche speziell dimensioniert fur
jeden Drahtquerschnitt ist eine präzise Lage der äußeren dreidimensionalen Druckoberfläche
von diese in Bezug mit dem Strahl 28 von Tintentropfen zu bringen, welche von der
Druckkopfeinheit 16 ausgestoßen werden.
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Der Führungsblock 63 und speziell die öffnung 66 davon dienen zur
genauen Positionierung der Drähte ii hinsichtlich einer y-Achse, die sich im wesentlichen
senkrecht zu dem Führungsweg der Drähte erstreckt, welche mit x-Achse bezeichnet
werden kann und im wesentlichen senkrecht zu der Beschleunigungsrichtung des Strahles
28 der Tintentropfen liect, welche als z-Achse bezeichnet werden kann. Es ist ersichtlich,
daß der für einen Druckvorgang verwendbare Bereich am Draht nur eine begrenzte Ausdehnung
hat. Beispielsweise können isolierte
Drähte von einer Größe von
24 AWG oder größer noc wirksam bedruckt werden unter Anwendung des Verfahrens und
der Einrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, obwohl der tatsächliche
Druckbereich oder die Breite nur 0,10 bis 0,13 cm aufweist. Diese Abmessungen stellen
die tatsächliche Breite oder Querabmessung der dreidimensionalen Werkstückoberfläche,
wie dargestellt von der Druckkopfeinheit 16 längs der z-Achse dar. Innerhalb dieser
begrenzten Breite wird der Strahl 28 aus Tintentropfen definiert abgelenkt, um alphanumerische
Zeichen wiederzugeben oder zu bilden. Deshalb ist das Vorhandensein des Führungsblockes
63 wegen der Führung der Drähte in der y-Achse von besonderer Bedeutung.
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Aus diesem Grund erfordert das Verfahren und die Einrichtung gemäß
der geschilderten Ausführungsform eine Vielzahl von verschieden großen, genau ausgerichteten
Führungsblccken 63 und Mittel zum schnellen Wechseln derselben, um das Auswechseln
der Führungsblöcke für unterschiedliche Größen von Drähten zu erleichtern. Die abgestufen
Führungsblöcke, von denen einer als Führungsblock 63 gezeigt ist, sehen eine Abstufung
der Durchmesser der Einführungsöffnungen entsprechend der Führungsöffnung 66 für
den Führungsblock 63 vor. Die Ausvechselbarkeit der Führungsblöcke wird hier durch
folgende maßnahmen erreicht. Ein Ansatzteil 71 mit einem rechtwinkligen (!uerschnitt
ragt von einer unteren Seite 72 des Führungs-Blockes 63 hervor und erstreckt sich
in Richtung der xachse. Eine entsprechende Ausweitung ist in einem bewegziehen Trägerteil
74 zur Aufnahme und Lösung des Führungsblockes 63 vorgesehen. Er wird dort durch
geeignete Festhalteschrauben 76 gehalten. Entsprechend ist jeder von den vielen
Führungsblöcken cuswechselbar mit dem Führungsblock 63 durch Lösen der Schrauben
76,
wodurch der Block abgenommen und durch einen anderen Führungsblock ersetzt werden
kann, welcher eine bestimmte Führungsöffnung entsprechend der öffnung 66 aufweist.
Vor einer Sicherung des Blockes an seinem Platz kann er längs der x-Achse verschoben
werden, um das Austrittsende 67 der Öffnung 66 genau seitlich oberhalb der Unterbrechung
des Strahles 28 mit dem Draht anzuordnen.
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Darüberhinaus sind Glieder zur beweglichen Justierung des Führungsblockes
längs der y-Achse vorgesehen, um die geeignete Anordnung der Drähte bei der Beschriftung
mit dem Tintenstrahl zu erleichtern. In dem Ausführungsbeispiel sind die Justierglieder
in Form eines Schlittens 74 ausgebildet, welcher beweglich auf Flächen 77, welche
eine Führungsoberfläche parallel zu der y-Achse darstellen, auf einem Träger 78
fixiebar zu der Trägerplatte 44 montiert sind.
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Eine Führungsschraube und Gewindeeinheit, welche mit 79 bezeichnet
ist, arbeitet mit der Führung 74 und dem Träger 78 zusammen, um eine von Hand betätigbare
Justierung der Lage der Führung 74 und damit des Blockes 63 längs der y-Achse zu
ermöglichen. Sobald die Führung 74 einmal richtig justiert ist, kann diese an ihrem
Platz durch einen handbetätigbaren Blockierhebel 81, welcher von dem Träger 78 getragen
wird, blockiert werden. In dem speziellen Ausführungsbeispiel wird für den Aufspannblock
zur relativen Bewegung zwischen Führung 74 und Träger 78 die Präzision für Juwelierarbeiten
angewendet.
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Nach dem Austritt aus der Öffnung 66 des Führungsblockes 63 und dem
Fortschreiten durch die Druckstation 14 kann der Draht in eine weitere Führung 82
einlaufen. Diese Führung hat ebenfalls eine röhrenförmige Ausbildung ähnlich zur
Führung 48 und wird getragen von der Trägerplatte 44 durch einen Bügel 83.
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Ein erweitertes Einführungsende 84 der Führung 82 dient zum Erfassen
und Selbstführen des Werkstückes in eine innere, langgestreckte Führungsöffnung
86, während das Austrittsende 87, wie schematisch in Figur 1 gezeigt, den austretenden
Draht 11 in die automatische Aufwickelrolle 29 abgibt, wie ebenfalls aus Figur 1
zu ersehen Das Einführungsende 84 und die Öffnung 86 werden im Querschnitt so gehalten,
daß ein bestimmter Abstand von der Oberfläche der nunmehr bedruckten Drähte ererhalten
bleibt, um ein Verschmieren derselben zu vermeiden, wenn diese gerade die Druckstation
14 verlassen hat, ehe die Tinte die Möglichkeit hatte zu trocknen.
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Die Druckcpfeinheit 16 ist für eine gezielte Ablenkung des Strahles
28 aus Tintentropfen ausgerüstet, so daß diese einzeln und gezielt auf dem Draht
11 an unterschiedlichen Punkten quer zu der Drahtlänge und damit längs der y-Achse
auftreffen. In anderen Worten, die gezielte Ablenkung der Tropfen der Tinte bestreicht
die Breite der Drähte in der Richtung der y-Achse, um eine von den Schriftbildachsen
zur Bildung der alphanumerische Zeichen zu erzeugen. Die andere Beschriftungsachse
wird gebildet längs der x-Achse durch das kontinuierliche Längsbewegen des Drahtes
.11 durch die Transporteinrichtung 12 in Ubereinstimmung mit der gezielten Ablenkung
des Tintenstrahls. Auf diese Weise kann der Strahl aus Tintentropfen abgelenkt werden
und auftreffen auf die dreidimensionale Drahtoberfläche in einem vorbestimmten alphanumerischen
oder anderen Kennzeichnungsmuster. Weil jede von den Tintentropfen einzeln geführt
wird im Flug, beeinflussen Unregelmäßigkeiten in der äußeren Oberfläche des Drahtes
die Druckoperation nicht wesentlich, wie ersichtlich wird durch die Lesbarkeit der
alphanumerischen Zeichen auf den Windungen des verdrillten Paares 23 (Fig. 2).
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Obgleich die Tintenstrahldruckkopfeinheit 16 aufgebaut sein kann gemäß
irgend einer bekannten Ausführungsform einer solchen Einrichtung sei darauf hingewiesen,
daß die Teile der dargestellten Einrichtung allgemein verfügbar sind als Modell
900Q-Tintenstrahldrucker, wie er zu beziehen ist von A.B. Dick Company of Elk Grove
Village IL. Diese Teile enthalten im wesentlichen eine Tintenstrahldüseneinheit
91, eine Aufladeelektrode 92, gegenüber angeordnete Ablenkplatten 93 und 94 eine
Tintenzuführleitung 96, einen Tintendruckregulator 97 und eine Tintenzuführungsverbindungsleitung
98. Die Konstruktion und Arbeitsweise von einer derartigen Type eines Druckers und
anderen ähnlichen Druckern sind beschrieben in einem Artikel von Fred J. Kamphoefner
mit dem Titel "1nur JET PRINTING", welcher erschienen ist in TEEE Transactions on
Eiectron Devices, April 1972.
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In der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird ein TinrcePstr2hldruckapparat
verwendet, bei welchem der Tintenstrahl gebildet wird von einer Serie von einzelnen
elektrostatisch geladenen Tintentropfen, welche mit großer Geschwindigkeit von der
Druckkopfdüse ausgestoßen werden. Die aufgeladenen Tropfen werden elektrostatisch
abgelenkt durch Spannungswerte, welche abhängig sind von der aufgenommenen Ladung
in Beziehung zu einer konstanten Ablenkspannung, die über ein Paar von Ablenkplatten
angelegt wird.
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Vorzugsweise werden bei einer Ausführungsform des Verfahrens und der
Einrichtung nach der Erfindung die Druckerteile, die an sich bekannt sind,leicht
lösbar auf einen Träger montiert, um eine Justierung parallel zu der x-Achse zu
ermöglichen.Im einzelnen besteht im Ausführungsbeispiel dieser Träger aus einer
im wesentlichen flachen rechteckigen Trägerplatte 101, welche in sich senkrecht
erstreckenden Führungen 102 und 103 verschiebbar
befestigt ist
und damit relativ zur Trägerplatte 44 verschoben werden kann. Eine Justierschraube
104 mit einem am oberen Ende durch Hand betätigbaren Justierknopf 106 ist mit ihrem
Gewinde in einem mit einer ein Gewinde tragenden Eohrung 107 versehenen Träger 108
geführt, welcher an der Trägerplatte 44 befestigt ist. Diese Schraube 104 ermöglicht
über ihr unteres Ende, welches in einem Lagerblock 111 gehalten ist, der seinerseits
am oberen Ende der Platte 101 befestigt ist, ein Verschieben dieser ratte in der
z-Achse.
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Dieses Justieren in der z-Achse der Druckkopfeinheit 16 ermöglicht
die Veränderung der Breite der Tintentropfenverteilung, d.h. die maximale Ablenkung
der Tintentropfen längs der y-Achse im Bereich des Auftreffens der Tintentropfen
auf den Draht, um festzulegen, die Größe der alphanumerischen Zeichen längs dieser
Achse, um diese dem Durchmesser der zu beschriftenden Drähten anzupassen. Dies bedeutet
für Drähte mit relativ geringem Durchmersser, das die Druckkopfeinheit 16 längs
der z-Achse in eine relative Lage zu dem Drahtführungsweg justiert wird, um die
Ablenkung der Tintentropfen zu begrenzen längs der y-AChse auf einem Bereich, der
geringfügig schmäler als die Breite der Drahtoberfläche ist.
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Eestimmte Tropfen der Tinte innerhalb des Tintenstrahles werden nicht
abgelenkt auf die Oberfläche des Drahtes. Diese Tropfen folgen einer Flugbahn, welche
an einer öffnung 112 eines gebogenen röhrenförmigen Tintensammelbehälters 113 endigt,
auf welche eine Vakuum oder Unterdruckabsaugung angewendet wird an einem Ende 114,um
die Tinte von der öffnung 112 abzusaugen. Die nicht abgelenkten Tintentropfen werden
in der öffnung 112 des Sammelbehälters 113 aufgefangen, wie er manchmal mit "Cobra"
bezeichnet wird, und zurückgeführt in einen Tintenvorratbehälter unter dem Einfluß
des Absaugens.Der
röhrenförmige Auffangbehälter 113 ist mit seiner
öffnung 112 zwischen dem Draht 11 und den Ablenkplatten 93 und 94 angeordnet und
ist bei 116 L-förmig gebogen. Diese Biegung verläuft abwärts und rückwärts von der
öffnung 112, anfangs parallel zur x-Achse und anschließend vom Drahtführweg im wesentlichen
rückwärts in der y-Achse. Weil der Strahl 28 aer Tintentropfen in unMlttelbarer
Nthe zum Ausqapgaende der Führungsöffnung 28 des Blockes 63 erzeugt wird und weil
der Auffangbehälter 113 angeordnet sein muß um nicht abgelenkte Tintentropfen in
der y-z-Ebene aufzunehmen, ist es wünschenswert, das obere Wandteil 117 des Führungsblockes
gegenüber dem Austrittsende 67 wegzulassen oder entsprechend auszunehmen, um die
Anordnung des Sammelbehälters 113 zu ermöglichen. Die Öffnung 112 kann justierbar
angeordnet werden und verschoben werden durch eine justierbare Montiereinheit 118
mit längsgestreckten Halteteil 119, welches schwenkbar am oberen Ende 121 an einem
Flansch 122 befestigt ist, welcher von der Trägerplatte 44 getragen wird und einen
gebogenen Führungsschlitz 123 aufweist,der mit der Halteschraube 124 für die Schwenkbewegung
eines zylindrischen Halteblockes 126 versehen ist. Der Halteblock 126 trägt den
röhrenförmigen Auffangbehälter 113 in sich und ist in einem Bogen um das Schwenkende
120 der Halterung 118 beweglich. Dies erlaubt eine Justierung in der x-Achsenposition
der Auffangöffnung 112.
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Der Trägerblock 126 mit dem Sammelbehälter 113 ist auch durch Lösen
einer exzentrisch montierten Schraube 127 justierbar, um die öffnung 112 in einem
begrenzten Winkel längs der z-Achse zu verschwenken. Damit kann der Auffangbehälter
112 gcnau innerhalb der x-z-Ebene justiert werden, um nur jene Tintentropfen aufzunehmen,
welche unabgelenkt bleiben und welche nicht bestimmt sind auf die äußere Oberfläche
des Drahtes 11 auf zutreffen.
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Eine relativ hohe Spannung wird zwischen den Ablenkplatten 93 und
94 angelegt. Um ein geeignetes Funktionieren des Ablenksystems zu garantieren und
die Stromversorgung für die Platten zu schützen ist eine Überwachungseinrichtunq
in der Steuereinheit 57 vorgesehen, um das Arbeiten des Druckers in dem Fall abzuschalten,
wenn die Platte 93 kurzgeschlossen wird durch einen niederen Widerstandsweg gegen
Erde. Im Be trieb der Einheit 16 hat sich gelegentlich ergeben, daß in die unmittelbare
Umgebung zufällig ein fehlgeleitetes Ende des Drahtes 11 gelangt, wenn es aus dem
Führungsblock 63 austritt und dementsprechend wird die Platte 93 vorzugsweise mit
einer Schicht 115 aus einem elektrischen Isoliermaterial überzogen.
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Die Arbeitsweise des Tintenstrahlkopfes 16 im allgemeinen ist ausführlich
in dem vorgenannten IEEE Artikel von Fred J.
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Kamphoefner beschrieben. Kurz zusammengefaßt, wird die Tinte unter
Flüssigkeitsdruck eingeführt über die Zufbthrung 96, den Regler 97 und die Verbindungsleitung
98 in eine Düseneinheit 91. Die Düseneinheit 91 enthält eine (nicht gezeigte) Tintenstrahldüse,
welche einen unregelmäßigen Strom oder Strahl von Tinte längs der z-Achse gegen
den Draht 11 richtet.
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Dieser unregelmäßige Strom oder Strahl von Tinte wird absichtlich
und einheitlich in eine Serie von einheitlichen Tintentropfen durch einen elektromechanischen
T8bertrager, wie beispielsweise einen piezoelektrischen Kristall, welcher durch
eine relativ hohe Wechselstromfreguenz betätigt wird, aufgelöst, um einen pulsierenden
F1Ci ssiqkeitsdruckef-fekt in der Nähe der Austrittsdüse zu erzeugen. Damit wird
die Tinte, welche die Düseneinheit 91 verläßt, in eine Serie von Tintentropfen aufgetrennt.
Jeder von diesen Tropfen wird einzeln
aufgeladen durch eine gesteuerte,
veränderliche Spannung, welche zwischen der Duseneinheit 91 und einer Elektrodenöffnung
92 angelegt wird. Die einzelnen geladenen Tintentropfen laufen durch die Ladeelektrode
92 und folgen einer Bahn zwischen einem Paar von getrennt voneInander angeordneten
im wesentlichen parallelen Ablenkplatten 93 und 94, an welchen eine vorbestimmte,
relativ große, konstante Ablenkspannung angelegt ist. Das Zusammenwirken der geladenen
Tintentropfen und des elektrischen Feldes zwischen den Ablenkplatten 93 und 94 ergibt
eine bestimmte Ablenkung der zahlreichen Tintentropfen in einer Richtung entsprechend
dem elektrischen Feld. Im Ausführungsbeispiel sind die Platten 93 und 94 angeordnet,
um ein Ablenkfeld parallel zu der y-Achse zu erzeugen, so daß die Tintentropfen,
wenn sie den Draht 11 erreichen, ausgewählt längs der y-Achse verteilt sind in Übereinstimmung
mit dem Wert der Ladung, welche über die Ladeelektrode 92 aufgedrückt wurde. Bei
Anwendung von verschiedenen Steuersignalen auf die Ladeelektrode 92 wird erreicht,
wie zu ersehen ist, daß die Tintentropfen abgelenkt werden können, um auf jeden
gewünschten Punkt auf der äußeren Oberfläche des Drahtes 11 längs der y-Achse für
eine gegebene x-Achsenlage des Drahtes aufzutreffen. Im Betrieb ist die Bewegungsgeschwindlgkeit
der Drähte 1' längs der x-Achse wesentlich niedriger als die Ablenkqeschwindigkeit
des Druckkopfes, so daß eine tatsächlich gerade, querverlaufende Linie von Tintentropfen
angebracht werden kann auf die äußere drerdimensionale Oberfläche des Drahtes, obgleich
der Draht kontinuierlich längs unter der Druckstation we;-Teführt wira.
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Die Weise, in welcher die Tintenstrahldruckkopfeinheit 16 gesteuert
wird, wird synchron mit der Bewegung des Drahtes 11, wird noch ausführlich erläutert,
wobei das erläuterte Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung eine 7 x 5 Tintenpunktmatrix
voraussetzt
zur Bildung jedes alphanumerischen Zeches oder anderen Symbolen. Die y-Achsenablenkung
der -intentropfen gibt eine Dimension der Matrix wieder und konkret 7 diskrete Punkte
(oder Tupfen) können aufgezeichnet werden über die Breite der äußeren dreidimensionalen
Oberfläche des Drahtes, während die x-Achse durch Länqsverschiebung des Drahtes
in Übereinstimmung mit der Druckkopfeinheit 16 die andere Matrixdimension erzeuat.
In diesem Fall werden fünf über die Länge verteilte Tintentupfenplätze für jede
y-Achsenpunktposition aufgebracht, Wie aus Fig. 2 zu ersehen,werden die alphanumerischen
Zeichen gedruckt auf den Draht, so daß ein Vielzeichencode gelesen werden kann von
links nach rechts entlang der Drahtlänae, Mit anderen Worten, die Buchstaben und
Zahlen sind hier quer orientiert zu der Drahtlänge mit einer Höhe von jedem Zeichen,
welches sich längs der y-Achse erstreckt und die Breite von jedem Zeichen erstreckt
sich längs auf dem Draht entlang der x-Achse.
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Obgleich alle geeigneten Zeichen gedruckt werden können auf dem entsprechenden
Draht, wird als Beispiel eine zweckmäßiqe Vielcharaktercode folgend erläutert: W1
041-243-22.
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Die ersten fünf Zeichen angeführt von dem Buchstaben W kennzeichnen
das Bündel oder den Kabelbaum, innerhalb welchem der Draht gefunden wird; die nächsten
drei Zeichen kenn.
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zeichnen den speziellen Draht innerhalb eines solchen Kabelbandes
oder Bündel und die letzten zwei Ziffern zeigen. die Stärke oder den Durchmesser
des Drahtes an, nämlich eine Größe von 22 AWG. Damit, vgl. Fiq. 2, kann das verdrillte
Paar von Leitern 23 in einem Kabelbaum oder Bündel W1041 gefunden und als die Drähte
243 und 244 indentifiziert werden, wobei beide einen Durchmesser von AWG22 haben.
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Die Fig. 5 gibt ein Blockdiagramm eines Steuerkreises zur Steuerung
des Tintenstraldruckers gemäß der Erfindung wieder und enthält eine Eingabeelnhelt
51, einen Verknpüfungskreis 53, die Drahttransportsteuereinheit 55 (dargestellt
als zwei gestrichelt wiedergegebene Blöcke), und eine Tintenstrahldrucksteuereinheit
57. Wie oben erwähnt, ist der Tintenstrahlendurcker 16 ein allgemein erhältliches
Modell 900 Tintenstrahldrucker, wie er von A.B. Dick Company verkauft wird und eine
Steuereinheit 57 enthält, die geeignet ist zur Ausnahme digital kodierter alphanumerischer
Zeicheninformationen und Synchronisierungssignale, um ein vorbestimmtes Zeichenmuster
wiederzugeben.
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Die Dateneingabestation 51 enthält eine Kathodenstrahlröhre (CRT)
161 sowie ein Tasteneingabefeld 163. In üblicher weise wird das Tastenfeld verwendet
zur Erzeugung von Steuerinformatonen. Im einzelnen wird beim Niederdrücken einer
Taste des Tastenfeldes ein Digitalcode erzeugt, der das alphanumerische Zeichen
der niedergedrückten Taste wiedergibt. Dieser Code wird ausgewertet durch das elektronische
System, welches mit dem CRT verbunden ist und erzeugt sichtbar an der Schirmfläche
des CRT 161 das entsprechende alphanumerische eichen, Derselbe Code wird von dem
Verknüpfungsschaltkreis 53 empfangen, welcher es dekodiert und verwendet in der
im folgenden beschriebenen Weise. Vorzugsweise wird als Code ein ASCTI-Code (amerikanischer
Normcode für Nachrichtenaustausch) verwendet.
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Andererseits können natürlich die in dem Verknüpfunqskreis einzugebenden
Daten auch über andere allgemein bekannte Eingabemittel eingegeben werden, einschließlich
handbetRtigter Schalter, Lochkarten, Bänder, programmierte Computer usw..
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Ebenso kann das Bildschirmgerät auch ersetzt werden durch irgend ein
geeignetes Display, wie beispielsweise ein LED's, Flüssigkristallanzeige usw.
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Der Verknüpfungskreis 53 enthält im wesentlichen zwei elektronische
Hauptabschnitte, nämlich die DruckeLektronik 16 und die Drahtlängenelektronik 167
Die Druckerelektronik enthält einen Dekodierkreis 169, einen Steuerkreis 171, einen
Druckdatenverriegelungskreis 175,einen Arbeitsspeicher (RAMs) 188, einen monostabilen
Eingabeabstimmkreis 179, einen ODER-Schaltkreis 18C, einen Adresszähler 181, einen
Auswahldekoder 183, einen Kommadekoder 185, einen Puffer speicher 187, eine erste
UND-Schaltung 189, eine Divisionsschaltung 191, ein Flip-Flop 193 zur Druckfreigabe
und eine zweite UND-Schaltung 195.
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Die digital kodierten Daten des Tastenfelds 163 der Dateneinv gabeeinheit
51 wird weitergegeben an den Eingang des Datendruckverriegelungskreis 175, den Eingang
des Dekoders 169 und den Eingang des monostabilen Einaangabeabtastkreises 179.
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Der Datenausgang des Sperrkreises 175 ist verbunden mit den Dateneingang
des Speichers 177, Obgleich verschiedene Daten von Speichern verwendet werden können
bei der Realisierung der Erfindung wurden jedoch sechs Arbeitsspeicherpaare gefunden
als am besten geeignet. Die Datenausgänge von den Speichern sind verbunden zu der
Verzögerungsleituna 187. Die Datenausgänge des Speichers sind auch verbunden zu
dem Ein gang des Kommadekoders 185.
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Ein Druckfreigabeausgang des Dekoders 169 ist mit dem Freigabeeingang
des Steuergerätes 171 verbunden, Das Steuergerät erzeugt eine Folge von Steuerausgangswerten,
welche mit "Speichern" (LATCH), "FREIGABE" (ENABLE) und "Adresse" bezeichnet sind
zur Verwendung in der im folgenden beschriebenen Weise. Der "Verriegelungs"-Ausgang
ist verbunden mit dem lTerriegelungssteuereingang des Datendruckverriegelungskreises
175,
der Freigabeausgang ist verbunden mit dem Freigabeeingang
des Speichers 177 und der Adressenausgang ist verbunden über das Gatter 180 zu dem
Zählereingang des Adressenzählers 181. Der Adressenzähler 181 erzeugt aufeinanderfolgend
Speicheradressen, welche dem Speicher 177 über die mit RAßI ADDRESS bezeichnete
Leitung zugeführt ist. Nachdem der Adressenzähler einen vollständigen Zyklus abgearbeitct
hat, d.h. alle Adressen einmal erzeugt hat, erzeugt er einen Impuls, welchen er
an den Auswahldekoder 183 gibt. Der Auswahldekoder 183 seinerseits erzeugt einen
Speicherauswahlcode, welcher auf die Speicher über die mit 'sRAM SELECT" bezeichnete
Leitung an die Speicher gegeben wird. Dieser Code bestimmt, welcher von den sechs
Speicherpaaren bestimmt wird, um einen bestimmten Speicheradresscode aufzunehmen.
Der Kommadekoder 185 erzeugt einen Rückstellimpuls, welcher auf den Adresszähler
gegeben wird und an den Auswahldekoder längs der mit RESET bezeichneten Leitung.
Das Auftreten dieses Impulses setzt diese Einrichtungen in den Ausgangsspeicheradressier-und
Auswahlzustand.
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Die Drahttransportsteuereinheit 55 enthält einen Drehzählkodierer
197, welcher Ausgangsimpulse erzeugt, wenn der Draht durch die Transporteinrichtung
bewegt wird. Beispielsweise können, wejin sechs Inch des Drahtes bei jedem Umlauf
des Kodierers transportIert werden 500 Impulse erzeugt werden.
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Die Ausgangswerte des Kodierer 197 werden an einen Eingang der ersten
Gatterschaltung 189 angelegt. Dieselben Ausgang werte erzeugen eine "Strich-PKate-~uls-Kette"
(STRORE RATE), welche auf den Strichrat-neinc3ang der Tintenstrahldrucksteuereinheit
57 gegeben wird.
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Der Ausgang der ersten Gatterschaltung 189 ist mit dem ZShleingang
der Teilerschaltung 191 verbunden. Die Teilerschal tung 191 unterteilt die Ausgangsimpulse
der ersten Gatter schaltung um einen geeigneten Wert, Z.B. kann die Teilerschaltung
gebildet werden durch eine Unterteilung durch 1n gefolgt von einer Unterteilung
durch 8, wobei der Ausgang der Teilerschaltung im wesentlichen equivalent zu einem
Impuls pro Inch der linearen Drahtbewegungs. wird @ Die Ausaarasimpulse der Teilerschaltung
191 werden dem Dateneingang des Druckfreigabe-Flip-Flops 193 zugefilhrt! Der Druckfreigabeausgang
des Dekoders 169 wird verwendet, um den Einqanq des Druckfreigabedekoders 193 zu
setzen und der Ausgang des Komrnadekoders 195 wird verwendet,um den Rücksetzeingang
des Druckfreigabe-Plip-Flops 193 zu steuern.
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Der Q Ausgang des Druckfreigabe-Flip-wlops ist mit einem Eingang der
zweiten Gatterschaltung 195 verbunden, Der Q-Ausgang, welcher als " "Zwischenraumfreigabesignal"
(SPACING ENABLE) bezeichnet ist, ist mit dem zweiten Eingang der ersten Gatterschaltung
189 verbunden. Datenabfrage (DATA REQUEST)-Impulse, die von der Tintenstrahldrucksteuereinheit
erzeugt werden, werden an den zweiten Fink ans der zweiten Gatterschaltung 195 angelegt
und dem Zähleingang des Adressenzählers 181 über die Torschaltung 180 in Verknüpfung
mit dem Adressignal des Steuerkreises 171 zugeführt.
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Die Druckerelektronik 165 empfängt die Ausgangssignale des DAteneingabekreises
51 und in Übereinstimmung mit diesen steuert dieser Kreis die Art der zu druckenden
alphanumerischen Zeichen. Das Drucksteuerzeichen wird in dem Speicher 177 gespeichert
und Ausgangsimpulse über die Leitungpufferschaltung
187 steuern
den Tintenstrahldrucksteuerkreis 57 als "PRINT DATA-Signale". Während des Druckes
steuert die Strichratenimpulse (STROKE RATE) das Maß des Abrufes der PRINT DATA
und damit das Maß des Druckens. Die Datenanforderungsimpulse, welche eine Anzeige
erzeugen,wenn der Drucker bereit ist zur Datenaufnahme,steuezt die Adress- und Auswahlzähler
und die Datenanzeigeimpulse steuern die Übertragung (nicht die Art) der gedruckten
Daten. Die Erzeugung und der Einsatz von Hubimpulse auf diese Weise dient als ein
Mittel zur Synchronisierung der DRuckrate mit derGeschwindigkeit des Drahttransportes.
Dementsprechend wird im allgemeinen entweder die Drahtgeschwindigkeit oder die DRuckfolge
durch voneinander abhängige Veränderung aufeinander abgestimmt, vorzugsweise und
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Drahtgeschwindigkeit, welche direkt
die Transporteinrichtung 12 bestimmt, abhängig veränderlich gemacht.
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Wegen des Trägheitsvermögens,welche beim Beschleunigen der Drähte
auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit und beim Bremsen solcher Drähte auftritt,
ist es nicht zweckmäßig, die Drahtgcschwindigkeit so schnell zu ändern wie den Grad
der Ablenkung des Tintenstrahldruckers. Deshalb sollte der letztere vorzugsweise
synchronisiert zu und abhängig von der Geschwindigkeit der Drähte, wie angezeigt
durch die Steuereinheit 55,synchronisiert werden, so daß die Druckrate folgt der
Beschleunigung und Abbremsung der Drahtgeschwindigkeit.
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Die Drahtlängenelektronik 167 enthält einen Auslösedekoder 199, eine
Draht ängenåatenverriegelungseinrichtung 201, eine dritte Gatterschaltung 203, Zeilentreiber
205, Zähler 207 und Vergleicher 209. Der die digitalen Daten führende Ausgang des
Dateneingabekreises 51 dient zur Steuerung des Auslösedekoders
199
und der Drahtlängendatenverriegelung 201.
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Die Drahtlängendatenverriegelung 201 wird außerdem durch einen Drahtlängenfreigabeausgang
des Steuerkreises 171 gesteuert.
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Der Ausgang des Auslösedekoders ist mit einem Eingang der dritten
Gatterschaltung 203 verbunden. Der Ausgang des Druckfreigabe-Flip-Flop 193 ist mit
dem zweiten Eingang von dieser Gatterschaltung verbunden. Der Ausgang der Gatterschaltung
203 gibt ein Startsignal zur Steuerung der Steuereinheit 5',zum die Drahttransporteinrichtung
12 zu starten.
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Die Ausgänge der Drahtlängenverriegelung 201 sind verbunden zu den
Eingängen der Zeilentreiber 205 und die Ausgänge von dem Zeilentreiber 205 bilden
Drahtlängendatensignale, welche verwendet werden können von der Steuereinheit 55
zur Anzeige der totalen Länge des Drahtes, welche verarbeitet wurde.
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Der Ausgang von jeden von den Drahtlängendatenverriegelungskreis 201
ist auch verbunden mit einem Eingang der Komparatoren 209. Die Zähler 207 empfangen
Teillängenzählimpulse von der Drahttransportsteuereinrichtung 55. Jeder Zählerausgang
ist mit dem Vergleichseingang eines entsprechenden Komparators verbunden. Bei Koinzidenz
zwischen dem Zählwert und dem Ausgang des Drahtdatenverriegelungskreises gibt der
Komparator 209 ein Stoppsignal zu der Drahttransportsteuereinheit, wodurch die Transporteinrichtung
12 angehalten wird. Gleichzeitig erteilt die Transporteinrichtung 12 ein Signal
über die Leitung 210 zur Abtrenneinrichtung 27, welche den Draht abschneidet.
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Im folgenden wird die Arbeitsweise des Steuersystems beschrieben,
wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Es wird davon ausgegangen, daß die Drahttransporteinrichtung
angehalten ist und keine Daten in dem Speicher enthalten sind (oder früher eingegebene
Daten sind gespeichert, jedoch ihre Verwendung ist abgeschlossen). Der Operator
drückt zuerst einen Knopf zur Anzeige,daß Drahtkodedaten eingegeben werden sollen.
Ein #-Zeichen kann für diese Zwecke beispielsweise verwendet werden. Der Dekoder
169 dekodiert dieses Zeichen und gibt ein Freigabesignal an das Steuergerät 171.
Das Zeichen wird blockiert durch das Steuergerät vom Vorschub des Adressenzählers
181. Der nächste Tastenschlüssel bestimmt das erste alphanumerische Zeichen des
Drahtcodes. Der monostabile Tastenfeldabtaster, welcher geeignet ist zur Erzeugung
eines Impulses zu irgend einer Zeit,wennirgend eine Taste gedrückt wird,erzeugt
einen Impuls. In Übereinstimmung mit der Aufnahme von diesem Impuls erzeugt nunmehr
das Steuergerät 171 ein Verzögerungssignal zur Freigabe des Druckverzögerungskreises
175 den Code zu lesen, welcher durch den gedrückten Knopf definiert ist.
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Das Niederdrücken des ersten Zeichenknopfes veranlaßt auch den monostabilen
Tastenfeldabtastkreis einen zweiten Impuls an das Steuergerät 171 zu geben. Der
zweite Impuls gibt den Eingang zu dem Speicher 177 frei. Dadurch kann der durch
das RAM SELECT Signal freigegebene Speicher lesen und einspeichern eine Adresse,
die durch das RADI-Adress-Signal bestimartt ist, und zwar die aus den Druckdatenverzögerungskreis
ankommenden Daten. Das Niederdrücken des ersten Zeichenknopfes verursacht darüberhinaus
die monostabile Tastenfeldabtasi:schaltung einen dritten Impuls an
das
Steuergerät zu geben. Der dritte Impuls erzeugt ein Speicheradressignal,um auf eine
neue Speicheradresse umzuschalten. DAs Drücken des zweiten alphanumerischen Zeichepcodeknopfes
verursacht eine Wiederholungssequenz, außerdem das Speicheradressignal zur Änderung
auf eine neue Adresse.
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Diese Sequenz wird fortgesetzt, bis alle alphanumerischen Zeichen
in dern Speicher abgespeichert.sind. Wenn ein spezielles Speicherpaar angefüllt
ist, gibt der Adressenzähler 181 einen Impuls zu dem Auswahldekoder 183 wodurch
ein neues Speicherpaar angesteuert wird. Sobald die Drahtdaten (alpanumerischer
Zeichencode) vollständig eingeaeben sind,wird ein geeignetes Zeichen, beispielsweise
ein Komma (,) gedrückt und der gesamte Code ist damit gespeichert.
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Als nächstes wird ein Knopf, beispielsweise ein Stern (*), gedrückt,
welcher ein Steuercode erzeugt zur Anzeige da nunmehr die Drahtlängeninformationen
eingegeben werden. Dieser Steuercode wird erkannt durch den Steuerdekoder 169 und
veranlaßt das Steuergerät 171 ein Drahtlängenbeginnsignal an den Drahtlängensperrkreis
201 zu geben. Die Drahtlängensperrkreise sind nun in der Lage Informationen zu der;länge
von dem Draht, welcher gedruckt werden soll, aufzunehmen. Diese Information wird
erzeugt durch Drücken von geeigneten Tasten.
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Die Drahtlängendaten-Verzögerungsglieder geben die gespeicherten Informationen
zu den Komparatoren 209 und über die Zeilentreiber zu der Drahttransportsteuereinheit
55.
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Das Auftreten von einem Untercode, -beispielsweise einem Rückführcode,sperrt
das Steuergerät über den Steuerdekoder.Dieser selbe Steuercode setzt das Druckauslöse-Flip-Flop
193.
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Auf die vorgenannte Weise werden sowohl Druck- als auch Drahtlängendaten
gespeichert in dem Venknüpfungskreis und verfügbar gemacht für den Tintenstrahldrucker
und die Drahttransporteinrichtung. Kurz zusammengefaßt startet der monostabile Tastenfeldabtastkreis
eine Zeitfolge, wodurch der Druckdatenverzögerungskreis 175 über den Steuergeräten
171 geöffnet wird, um diesen zur Aufnahme neuer Daten zu veranlassen. Der erste
monostabile Impuls vergeht und der Datenverzögerungskreis hält die angenommene Information.
Ein zweiter Impuls schaltet die Daten von dem Datenverzögerungskreis in den entsprechend
ausgewählten und adressierten Speicherplatz.
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Der dritte Impuls schaltet den Adresszähler 181 zu einer höheren Speicheradresse
weiter, wodurch der Speicher fortgeschaltet wird zu einem höheren Speicherplatz.
Wenn der Adresszähier über eine geeignete Zahl von Plätzen gezählt hat, beispielsweise
16 Speicherplätze, erzeugt er ein Überlaufsignal für den Auswahldekoder 183, das
eine Umschaltung zu dem nächsten Speicherpaar in der Folge von dem ersten Speicherpaar
bis zu dem sechsten Speicherpaar. Auf diese Weise können bis zu 95 Zeichen gespeichert
werden; ein Speicherplatz wird dabei zur Speicherung des Katrnacodes verwendet.
Am Ende der Erzeugung der Drahtcodedaten wird ein Rückführcode erzeugt und durch
den Steuerdekoder 169 erkannt. Der Rückführcode sperrt den Steuerkreis 171 und gibt
die Druckfreigabe für den Block 193 zur Vorbereitung des Druckes frei. Eine Bewegung
des Drahtes startet danach die Druckdurchführung.
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Ein Druck wird begonnen durch den Startdekoder 199, welcher ein geeignetes
Codesignal erkennt. Z.B. kann ein Dollarzeichen () verwendet werden, um den Druck
auszulösen. (Oder ein Handschalter könnte ebenfalls für die Auslösung des Druckvorganges
betätigt werden). Wenn der Startcode erkannt wird,
erzeugt der
Startdekoder ein Ausgangssignal,das in Kombination mit dem gesetzten Zustand des
Druckfreigabe-Flip-Flops, welches abgefühlt wird durch das dritte Gatter 203, ein
Startsignal auslöst, das der Drahttransportsteuereinheit 55 zugeführt wird.
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Wenn die Transporteinrichtung die Bewegung des Drahtes beginnt, erzeugt
der Umlaufkodierer Hubsignale, welche den Tintenstrahldrucker veranlassen das erste
Zeichen zu lesen und es auf den Draht zu drucken. Nach Vervollständigung des ersten
Zeichendruckes wird ein Datenabfrageimpuls erzeugt durch den Tintenstrahldrucker.
Der Abfrageimpuls veranlaßt den Adressenausgang des Adressenzählers zu einer Änderung
und die Erzeugung eines zweiten Datenabtastimpulses. Diese Sequenz wird fortgesetzt
bis die vollständigen alphanumerischen Zeichen gelesen sind. Der Tintenstrahldrucker
verwendet in Übereinstimmung mit seiner üblichen Arbeitsweise diese alphanumerischen
Zeichencodes zur gedruckten Wiedergabe dieser-Zeichen auf dem Draht.
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Vorzugsweise wird jede Sequenz von Drahtcodezeichen getrennt durch
einen geeigneten Zwischenraum beispielsweise von einem Inch. Dieser Zwischenraum
wird gesteuert durch den Koirtadekoder 185. Im einzelnen ist das Kommakontroll-Codezeichen
gespeichert in einer Speicheradresse längs mit der Drantcode-Alphazeichen-Sequenz.
An dem Ende von jedem Drahtcode-Drucksequenz wird der IXowacode abgetastet durch
den Kozunadekoder 185. WEnn dies erfolgt setzt der Kommadekoder den Adressen und
Auswahlzähler und das Druckfreigabe-Flip-Flop 193 zurück.
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Sobald der Kommadekoder 185 das Druckfreivabe-Flip-lop 193 zurücksetzL,
öffnet Q die erste Gatterschaltung 189 zur Freigabe der Impulse von dem Umlaufkodierer
an den Dividierkreis 191. Der Dividierkreis zählt eine geeignete Zahl von Impulsen
und gibt dann ein Signal an das Druckfreigabe-Flip-Flop 193, wodurch dieses erneut
gesetzt wird. Dieses Verfahren wird wiederholt für die gesamte Länge des Drahtes.
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Während der Zeitperiode, zu der das Druckfreigabe-Flip-Flop gesperrt
ist, wird auch die zweite Gatterschaltung gesperrt und Datenabtastimpulse können
nicht auftreten. Damit wird ein Druck für einen Inch Zwischenraum verhindert. Da
die Datenabtastimpulse nicht auftreten können, könne auch keine Datenabfrageimpulse
erscheinen. Somit erfolgt keine Adressenänderung während dieser Zeitperiode, Die
Erfindung wurde anhand eines konkreten Ausführungsbeispieles erläutert. Im Rahmen
der Erfindung sind eine Reihe von Abwandlungen und Variationen am Rahmen der offenbarten
Lösung möglich.
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BeispIelsweise kann auch die Druckeinheit 16 bewegt und der Draht
stationär angeordnet werden. Im Rahmen der Erfindung ist lediglich eine relative
Bewegung zwischen Druckeinheiten und dem Draht notwendig.
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Auch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, von einer Aufwickeltrommel
abgewickelte Drähte zu beschriften. Vielmehr kann das Verfahren und die Einrichtung
nach der Erfindung auch in Verbindung mit Fertigungsmaschinen für Drähte, Verseilmascbinen
und Isoliermaschinen angewendet werden.
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- Patentansprüche -