DE2723806B2

DE2723806B2 - Schrittschaltmechanismus, insbesondere Zeilenschaltmechanismus für Drucker und ähnliche Büromaschinen d

Info

Publication number: DE2723806B2
Application number: DE2723806A
Authority: DE
Inventors: Leslie Lee Crump; Victor John Trumansburg N.Y. Italiano
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1976-06-04
Filing date: 1977-05-26
Publication date: 1981-07-16
Also published as: DE2723806C3; GB1542046A; DE2723806A1; JPS52150124A; CA1087541A; FR2353398A1; FR2353398B1; US4050569A

Description

Die Erfindung betrifft einen Schrittschaltmechanismus für Drucker gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 (US-PS29 17 153).

Ein Nachteil der bekannten Anordnung beisteht darin, daß ein eigener Steuer- und Antriebsmechanismus erforderlich ist, der nach Eingriff der einander zugeordneten Kupplungsglieder in der rechten Wagenposition die Drehung der Schreibwalze für die Zeilenschaltung durchführt

Zum Fortschalten von Aufzeichnungsträgern in Buchungs- und anderen Geschäftsmaschinen ist es seit langem bekannt, Förderrollen, Förderriemen, Stifträder, Nockenfolgeanordnungen, Kupplungsmechanismen und ähnliche Anordnungen zu verwenden, um die Aufzeichnungsträger an einer Aufzeichnungs- oder Lesestation mit hoher Genauigkeit und hoher Betriebssicherheit vorbeizuführen, so daß die Zeilen von Kennzeichen genau und austauschbar mit der Leseoder Aufzeichnungsoperation übereinstimmen. Ein genormter Zeilenabstand beträgt beispielsweise sechs Zeilen pro 25,4 mm, so daß der Aufzeichnungsträger in Schaltschritten eines solchen Ausmaßes bewegt werden muß, daß der gewünschte bzw. erforderliche Zeilenabstand erreicht wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen einfachen Schrittschaltmechanismus zu schaffen, der die lineare Bewegung des Wagens verwendet, um die Drehung der Aufzeichnungsträger-Fortschaltvorrichtung zu erzielen, ohne daß ein eigener Steuer- und Antriebsmechanismus erforderlich ist

Diese Aufgabe wird durch einen Schrittschaltmechanismus gemäß Patentanspruch 1 gelöst

Obwohl die Erfindung insbesondere für Drucker, und zwar sowohl für anschlagende als auch für anschlagfreie Drucker, vorgesehen ist, ist sie auch für ähnliche Belegbearbeitungs- oder Aufzeichnungsgeräte verwendbar.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der erfindungsgemäße Schrittschaltmechanismus einer Druckvorrichtung zugeordnet welche einen auf einer Trägerwelle gleitbar gelagerten Druckkopfwagen aufweist der längs eines Druckbereiches bzw. einer Druckstation hin- und herbewegt werden kann, wobei das Drucken beispielsweise mittels eines Matrix-Drahtdruckkopfes erfolgen kann. Da das Drucken durch die Bildung einer Zeile von Punkten bei jedem Druckkopfdurchlauf bewirkt wird, muß der Zeilenschaitmechanismus den Aufzeichnungsträger in kleinen Schaltschritten fortbewegen, welche dem Abstand zwischen den Zeilen der gedruckten Punkte entsprechen. Eine zur Bildung von gedruckten Zeichen dienende Punktzeile wird während der Bewegung des den Druckkopf tragenden Wagens in jeder der beiden Bewegungsrichtungen gedruckt wobei der Aufzeichnungsträger jeweils am Ende der jeweiligen Bewegungsrichtung durch den erfindungsgemäßen Zeilenschaltmechanismus weitergeschaltet wird.

An jeder Seite des Druckkopfwagens ist ein mit einer radial verlaufenden Verzahnung versehenes Kupplungsglied angeordnet, um jeweils einem in ähnlicher Weise mit einer radial verlaufenden Zahnung versehenen, an der Welle für den Druckkopfwagen befestigten Kupplungsglied eine Antriebsbewegung zu vermitteln, wozu die Welle in den Seitenwänden des Maschinenrahmens drehbar gelagert ist Ein an einem Ende der Welle befestigtes Zahnrad kämmt mit einem an einem Ende der Aufzeichnungsträger-Antriebswelle befestigten Zahnrad, um diese und damit auch den Aufzeichnungsträger an der Druckstation vorbeizubewegen. Da an jeder Seite des Druckkopfwagens ein solches gezahntes Kupplungsglied angeordnet ist, welches jeweils mit einem entsprechenden an jedem Ende der Trägerwelle befestigten Druckglied zusammenwirkt, wobei jedoch die miteinander zusammenarbeitenden Kupplungsglieder unmittelbar vor dem Eingreifen ineinander gegeneinander versetzt sind, wird der Aufzeichnungsträger am Ende einer Wagenbewegung in jeder der beiden Bewegungsrichtungen durch die Drehbewegung der Trägerwelle weitergeschaltet

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel derselben anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines einer Zeilenschaltmechanismus enthaltenden Druckers;

F i g. 2 eine Vorderansicht des in F i g. 1 dargestellten Druckers;

F i g. 3 eine Ansicht längs der Ebene 3-3 der F i g. 2; Fig.4 eine vergrößerte Ansicht des in Fig.2

dargestellten Zeilenschaltmechanismus; und

F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht der Zähne der zusammenarbeitenden Kupplungsglieder während einer Kupplungs- bzw. Zeilenschaltoperation.

In den F i g. J und 2 ist, wie bereits erwähnt, in -, Draufsicht und Vorderansicht ein Teil eines Druckers dargestellt, mit einer Grundplatte 10 und Seitenwänden 12 und 14, zur Aufnahme bzw. Montage verschiedener Maschinenteile bzw. zur Lagerung von Wellen, die zum Antrieb der verschiedenen Funktionselemente der Maschine dienen. Auf einer Welle 18 sitze ein zyünderaf tiger Nocken 16, welcher durch einen Motor 19 angetrieben wird. Der zylinderartige Nocken 16 besitzt an seiner Mantelfläche eine schraubenlinienförmige Nut zur Aufnahme und Führung eines Nockenfol- gers 22, welche«- an einem Wagen 24 für Druckköpfe (siehe auch F i g. 3 und 4) befestigt ist An dem Wagen 24 sind mehrere elektromagnetische Spulen 26 befestigt, die jeweils einen Druckdraht 27 der Druckköpfe 28 gegen einen Aufzeichnungsträger 30 bewegen können, welcher längs einer sich zwischen den Druckköpfen 28 und einem hinter diesen angeordneten Druckgegenlager 32 befindenden Bahn bewegt werden kann. Die Spulen 26 werden durch geeignete Vorrichtungen erregt, um die entsprechenden Druckdrähte 27 gegen 2·; den Aufzeichnungsträger 30 zu bewegen, um dort gedruckte Markierungen oder Punkte zu drucken. Bei der als Beispiel beschriebenen Maschine erfolgt der Druck in serieller Weise, wobei jeweils eine Zeile von Punkten bei jedem Vorbeilauf des Wagens 24 an dem jo Aufzeichnungsträger sowohl in Hin- als auch in RQcklaufrichtung gedruckt wird.

Wie am besten aus den F i g. 2 und 4 ersichtlich ist, ist der Wagen 24 gleitend auf einer Welle 34 gelagert, welche wiederum in den Seitenwänden 12 und 14 « gelagert ist, wodurch bei einer Drehbewegung des Nockengliedes 16 der in die Nut 20 desselben eingreifende Nockenfolger 22 dem Wagen 24 die hin- und hergehende Bewegung längs der Welle 34 vermittelt. Die Aufwärtsbewegung des Aufzeichnungsträgers 30 wird durch eine Förderrolle 40 bewirkt, die auf einer Welle 36 sitzt, die ebenfalls in den Seitenwänden 12 und 14 gelagert ist Hinter der Welle 36 sitzt auf einer Welle 38 eine Leerlaufrolle 42, welche mit der Antriebsrolle 40 zusammenarbeitet um mittels einer Feder 43 eine Kraft von mehreren Kilogramm auf den Aufzeichnungsträger 30 auszuüben, wenn dieser transportiert werden soll. Hinter der Nockenwelle 18 (F i g. 2 und 3) ist eine Welle 44 gelagert, an welcher zwei nach oben gerichtete Arme 46 und 48 befestigt sind. An diesen Armen 46 und 48 ist das Druckgegenlager 32 befestigt. Durch diese Anordnung kann das Druckgegenlager 32 aus der Druckebene und von den Enden der Druckdrähte 27 der Druckköpfe 28 weggeschwenkt werden. Die Arme 46 und 48 bilden außerdem ein Lager für die Leerlaufrollenwelle 38, welche entgegen der Kraft der Feder 43 nach hinten und von der Welle 36 wegbewegt werden kann, so daß zwischen den Transport- und Leerlaufrollen 40 bzw. 42 und außerdem zwischen den Druckköpfen 28 und dem Druckgegenlager 32 ein Abstand geschaffen werden kann.

An der linken Seite der Welle 36 ist eine Nockenanordnung 50 (F i g. 3) gelagert, welche mit der oben beschriebenen, das Wegschwenken der Welle 38 von der Welle 36 bewirkenden Anordnung zusammenwirkt. Die Nockenanordnung 50 besitzt einen sich nach oben durch die Druckerabdeckplatte 54 erstreckenden Finger SZ welcher innerhalb eines Schlitzes der Abdeckplatte 54 nach vorn und hinten bewegt werden kann. Die Nockenanordnung 50 besitzt eine Nockenfläche 58, welche mit einem Teil des Umfangs der Welle 38 zusammenarbeiten kann und besitzt an ihrem unteren Ende 62 eine Verbindungsstelle 60, an welcher ein Seilzug 64 befestigt ist welcher mit mehreren Windungen um eine Spule 66 gewickelt ist die auf der Welle 18 befestigt ist Das andere Ende des Seilzuges ist am Anker 68 eines kleinen Elektromagneten 70 befestigt der an der Maschine angebracht ist Das Material der Nockenanordnung 50 besitzt einen niedrigen Reibungskoeffizienten, so daß die Montageöffnung 51 dieser Nockenanordnung 50 ein wirksames Lager für die Welle 36 darstellt wenn diese bei jedem Druckzyklus bzw. nach jeder gedruckten Zeile weitergedreht wird Die Nockenfläche 58 ist so ausgebildet daß die Welle 38 in eine geöffnete oder nicht wirksame Stellung in bezug auf die Welle 36 gebracht werden kann, was durch die Erregung des Elektromagneten 70 erreicht wird Dadurch ist es möglich, daß ein Scheck oder ein ähnliches Dokument von Hand in den Drucker zwischen die Transport- und Leerlaufrollen 40, 42 eingeführt werden kann, um darauf die üblichen Gültigkeitsvermerke oder Aufzeichnungen aufzubringen.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Finger 52 der Nockenanordnung 50 durch die Bedienungsperson umgeschaltet werden kann, so daß die Betätigung der Nockenanordnung 50, falls erwünscht, auch von Hand erfolgen kann.

Um die Notwendigkeit der Verwendung eines großen und teuren Elektromagneten zur Betätigung der Nockenanordnung 50 zu vermeiden, ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ein elastischer Seilzug 64 vorgesehen, der mit der Nockenanordnung 50 verbunden, mit mehreren Windungen um die Spule 66 gewickelt und mit dem kleinen Elektromagneten 70 verbunden ist Wird der Elektromagnet 70 erregt dann wird sein Anker 68 bei der in Fig.3 dargestellten Anordnung nach rechts bewegt wodurch auf den Seilzug 64 eine Spannung ausgeübt und die Seilwindungen um die Spule 66 festgezogen werden. Der die Nockenwelle 18 antreibende Maschinenmotor 19 wird dann erregt, um den zylinderförmigen Nocken 16 eine kleine Strecke im Gegenuhrzeigersinn zu drehen (Fig.3), wodurch die Nockenanordnung 50 ebenfalls um die Antriebswelle 36 im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird Dadurch drückt die Nockenfläche 58 der Nockenanordnung 50 entgegen der Kraft der Feder 43 gegen die Welle 38, um diese von der Welle 36 und außerdem das Druckgegenlager 32 von den Druckköpfen 28 wegzubewegen, um das Einführen eines Schecks oder eines anderen Dokuments zu ermöglichen. Nach Drucken eines Prüfvermerks wird der Elektromagnet 70 entregt, um die Spannung von dem Seilzug 64 wegzunehmen, wodurch infolge der Kraft der Feder 43 die Nockenanordnung 50 zusammen mit dem Druckgegenlager 32 und der Leerlaufwelle 38 und den auf der Welle 44 gelagerten Armen 46 und 48 in die normale Druckstellung: zurückgebracht wird. Durch die Ausgestaltung der Nockenanordnung 50 wird nur eine relativ geringe Kraft benötigt, um die Leerlaufrolle 42 und die Transportrolle 40 voneinander entfernt oder offen zu halten. Der kleine Elektromagnet 70 liefert eine Kraft von etwa 180 g, welche erforderlich ist um diese beiden Flollen voneinander getrennt zu halten. Eine Kraft von 1,8 kg wird durch die Feder 43 aufgebracht, um die

Leerlaufrolle 42 gegen die Transportrolle 40 zur Erzielung eines ordnungsgemäßen und genauen Papiertransports zu drücken. Die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgesehene Ausgestaltung mit den drei Windungen des Seilzugs 64 um die Spule 66 bewirkt eine Kraftverstärkung von 10:1, was die genannte kleine Abmessung des Elektromagneten 70 ermöglicht.

Wie bereits erwähnt, ist der Wagen 24 auf der Welle 34 hin- und herbewegbar und ist, wie dies am besten aus F i g. 4 ersichtlich ist, an seiner rechten Seite mit einer gezahnten Kupplungsplatte 72 und an seiner linken Seite mit einer gezahnten Kupplungsplatte 74 versehen. Als Gegenstück zu diesen Kupplungsplatten ist am rechten Ende der Welle 34 eine gezahnte Kupplungsplaite 76, weiches mit den Zähnen der Kupplungsplatte 72 zusammenzuarbeiten vermag, und am linken Ende der Welle 34 eine gezahnte Kupplungsplatte 78 vorgesehen, welche mit den Zähnen der Kupplungsplatte 74 zusammenzuarbeiten vermag. Die Kupplungsplatten 72 und 74 stellen wie auch die Kupplungsplatten 76 und 78 Spiegelbilder dar und es sei darauf hingewiesen, daß die an dem Wagen befestigten Kupplungsplatten 72 und 74 so angeordnet und ausgerichtet sind, daß die Zähne der einen Kupplungsplatte 72 eine halbe Zahnteilung gegenüber den Zähnen der anderen spiegelbildlich angeordneten Kupplungsplatte 74 versetzt sind. Die an dem Wagen 24 befestigten Kupplungsplatten 72 und 74 dienen als Lagerung für Bewegung des Wagens 24 auf der Welle 34. Zwischen den Kupplungsplatten 72 und 76 ist eine auf der Welle 34 sitzende leichte Feder 80 angeordnet. Eine ähnliche auf der Welle 34 sitzende Feder 82 ist zwischen den Kupplungsplatten 74 und 78 angeordnet. Diese in Berührung mit den jeweiligen Kupplungsplatten befindlichen Federn 80 und 82 dienen zur Dämpfung des Aufschlags der ineinander eingreifenden Zähne und des Wagens 24, wenn dieser innerhalb der Maschine seine Hin- und Herbewegung ausführt

An der gezahnten Kupplungsplatte 78 ist ein Antriebszahnrad 84 befestigt, welches ein weiteres Zahnrad 86 (Fig.3) antreibt, welches an der Welle 36 befestigt ist, um eine Weiterbewegung des Aufzeichnungsträgers 30 jedesmal dann zu bewirken, wenn der Wagen 24 in der einen oder in der anderen Richtung durch die Maschine bewegt wurde. Ein unter Federspannung stehendes Rastglied 87 ist vorgesehen, um mit den Zähnen des Zahnrades 86 zusammenzuarbeiten, wodurch sichergestellt wird, daß der Aufzeichnungsträger 30 bei jedem Durchlauf des Wagens 24 in bezug auf die Druckköpfe um die gleiche Strecke weiterbewegt wird. Die normale Bewegungsrichtung der verschiedenen Zahnräder ist in Fig.3 angedeutet, d.h. das Zahnrad 84 wird durch die Kupplungsplatten 76 und 78 im Gegenuhrzeigersinn bewegt wodurch das Zahnrad 86 zusammen mit der Transportrolle 40 im Uhrzeigersinn bewegt wird, um den Aufzeichnungsträger 30 an den Druckköpfen 78 vorbei nach oben zu bewegen.

In Fi g. 5 ist der Vorgang des Eingreifens der Zähne der Kupplungsplatte 74 mit den Zähnen der Kupplungsplatte 78 dargestellt wobei die Kupplungsplatte 74 eine lineare Bewegung in Richtung des Pfeils 88 und die Kupplungsplatte 78 eine Drehbewegung in Richtung des Pfeils 90 ausführt Die Strecke 92 stellt den Kontaktbereich der Zähne der Kupplungsplatte 74 mit den Zähnen der Kupplungsplatte 78 beim Beginn des Eingreifens der beiden Kupplungsplatten dar, wenn die Kupplungsplatte 74 von rechts nach links bewegt wird. Durch die weitere seitliche Bewegung der Kupplungsplatte 74 nach dem Beginn des Eingreifens der Zähne -, der entsprechenden Kuppiungsplatte, welche durch die Strecke 94 gekennzeichnet ist, wird die Kupplungsplatte 78 um einen Winkel von 7,5° und damit auch das Zahnrad 74 um den gleichen Winkel um die Welle 34 gedreht. Eine solche winkelmäßige Bewegung des

in Zahnrades 84 bewirkt infolge des Übersetzungsverhältnisses eine winkelmäßige Bewegung des Zahnrades 86 von 3,75°. Dadurch ergibt sich bei jeder Bewegung des Druckkopfwagens 24 von rechts nach links jeweils zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Ende dieser

r, Bewegung eine schrittweise Weiterschaltung des Zahnrades SS und der Transportrolle 40 um einen Winkelabstand von 3,75°, wodurch das Papier 30 um eine Strecke von 0,375 mm gegenüber dem Druckgegenlager 32 und den Druckköpfen 28 zum Drucken der

2(i nächsten Punktzeile weitergeschaltet wird. In gleicher Weise greift unmittelbar vor dem Ende einer Bewegung des Wagens 24 von links nach rechts der Kupplungsplatte 72 in die Kupplungsplatte 76 ein, wodurch eine ähnliche Drehbewegung erzeugt und über die Welle 34,

2-, die Zahnräder 84 und 86 der Aufzeichnungsträger 30 um eine gleiche Strecke gegenüber dem Druckgegenlager 32 und den Druckköpfen 28 weiterbewegt wird.

Wie sich aus den F i g. 1 und 2 ergibt, sind die Zähne der Kupplungsplattenpaare 72, 76 und 74, 78 mit so

in genauen Eingriffswinkeln ausgearbeitet, daß sich bei jeder Hin- und Herbewegung des Wagens die genannte genaue winkelmäßige Drehbewegung der Welle 34 ergibt. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dieser Winkel der eingreifenden Flächen der Zähne in

s<-, F i g. 5 mit % bezeichnet und beträgt vorzugsweise 35°, wodurch sich die gewünschte Arbeitsweise und der gewünschte Drehwinkel ergibt Wie ebenfalls aus den F i g. 1 und 2 sowie aus F i g. 4 ersichtlich, sind die Zähne jeweils einer Kupplungsplatte jedes Kupplungsplatten-

4(i paares von außen nach innen hin geringfügig in axialer Richtung nach innen geneigt Der Grund für diese nach innen geneigte Stirnfläche jeweils einer Kupplungsplatte jedes Paares besteht darin, auf einfache Weise ein sicheres und schnelles Ein- und Auskuppeln zu

4^r, gewährleisten, ohne daß beispielsweise die Gefahr eines Hängenbleibens der Zähne während des Eingreifens besteht

Für den Druck von üblichen aus einer 5 χ 7-Punktmatrix bestehenden Zeichen muß der Wagen 24

so siebenmal hin- und herbewegt werden bzw. sind sieben Druckzyklen auszuführen, um eine Zeichenzeile zu drucken. Jeweils am Ende jeder dieser Wagenbewegungen erfolgt in der bereits beschriebenen Weise die Weiterschaltung des Aufzeichnungsträgers. Wird der Druck eines Zeichens nur während der Wagenbewegung in einer Richtung erzeugt, dann kann die Weiterschaltung des Aufzeichnungsmaterials dadurch erfolgen, daß nur ein einziges Kupplungsplattenpaar 72, 76 oder 74, 78 verwendet wird. In diesem Falle ist es allerdings erforderfich, daß zusätzliche Mittel vorgesehen werden, um die Kupplungsplatten dieser einzigen Kupplung nach erfolgter Betätigung wieder in eine solche gegenseitige Stellung zu bringen, daß bei der nächsten Rückkehr des Wagens eine erneute Weiteres schaltung erfolgen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schrittschaltmechanismus, insbesondere Zeilenschaltmechanismus, für Drucker und ähnliche Büromaschinen mit einem linear hin- und herbeweg- ί baren Wagen, mit mindestens einem ersten mit dem Wagen bewegbaren Kupplungsglied, welches jeweils mit einem zweiten am Endpunkt einer Wagenbewegung unverschiebbar gelagerten Kupplungsglied zur Herbeiführung einer Fortschaltbewe- ι υ gung des Aufzeichnungsträgers durch Transportmittel in Eingriff bringbar ist dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Kupplungsglied (72,74) des bzw. der Kupplungsgliederpaare (72, 74; 76,78) drehfest und das andere drehbar angeordnet und is daß beide einander zugeordneten Kupplungsglieder derart ausgebildet sind, daß die lineare Wagenbewegung beim Ineingriffbringen der Kupplungsglieder in einen definierten Drehschritt des drehbar angeordneten Kupplungsgliedes (76, 78) umsetzbar ist

2. Schrittschaltmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die zweiten Kupplungsglieder (76,78) auf einer drehbaren Welle (34) fest angeordnet sind, welche den Wagen (24) 2ί zusammen mit den ersten Kupplungsgliedern (72, 74) in Längsrichtung der Welle (34) verschiebbar trägt und daß Antriebsmittel (84, 86) zur Übertragung der Drehbewegung der Welle (34) auf die Transportmittel (40,42) vorgesehen sind. j<>

3. Schrittschaltmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsgliederpaare (72, 74; 76, 78) aus gezahnten Kupplungsplatten bestehen und daß die Zähne aller an dem Wagen (24) befestigten Kupplungsplatten gegeneinander um etwa eine halbe 2'ahnteilung gegenüber den Zähnen der an der drehbaren Welle (34) befestigten Kupplungsplatten unmittelbar vor dem Ineinandergreifen versetzt sind.

4. Schrittschaltmechanismus nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (80) zwischen einander zugeordneten Kupplungsplatten (72 und 76) angeordnet ist um das Aufeinanderschlagen der eingreifenden Zähne zu dämpfen.

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