DE2828998C2 - Vorrichtung zur Steuerung des Schreibmittelzulaufs zur Schreibeinrichtung mechanischer Schreiber - Google Patents

Description

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I». ·;<■! ηι',Ί«-//!·^! MeU und Aufzeichnungstechnik um.</.' iiif li;ihi>,( hen Schreibern eine erhebliche <><■■:<■ ,''Hr₁/ zu. wobei die Anforderungen an die Präzision und die Geschwindigkeit solcher Schreiber ständig zunehmen. Bei derartigen Schreibern befindet sich die Schreibeinrichtung, ζ. Β ein Röhrchenschreiber, in Schreibposition in mechanischem Kontakt mit der zu beschreibenden Unterlage, wobei der Schreibvorgang durch eine durch elektrische Stellmotore bewirkte Relativbewegung zwischen Unterlage und Schreibeinrichtung zustande kommt Bei Schreibern, an die höhere Erwartungen hinsichtlich ihrer Betriebsbereitschaft gestellt werden, wird mit flüssigen Schreibmitteln, wie z. B. Tinte, Tusche oder ätzenden Flüssigkeiten, gearbeitet Die besondere Problematik bei diesen Schreibern besteht darin, daß das Schreibmittel einerseits bei Beginn des Schreibvorgangs, wenn die Schreibeinrichtung in Kontakt mit der Unterlage gebracht wird, sofort zur Verfügung stehen muß, damit von Anfang an ein .gleichmäßiger Strich erzielt wird, sowie ein ausreichender Schreibmittelzulauf auch bei zunehmender Schreibgeschwindigkeit gewährleistet sein muß, und daß andererseits bei Beendigung des Schreibvorgangs, wenn der Kontakt zwischen Schreibeinrichtung und Unterlage wieder aufgehoben wird, der Schreibmittelzufluß zuverlässig unterbunden wird, um Tropfenbildung oder eine zu starke Schreibmittelan-

2ί Sammlung am Ende der Schreibeinrichtung zu vermeiden, was zumindest eine Störung des Schriftbildes beim darauffolgenden Schreibvorgang zur Folge hätte.

Bei verschiedenen vorbekannten Vorrichtungen (US-PS 40 54 883, GB-PS 7 38 745, GB-PS 7 07 894) zur Steuerung des Schreibmittelzulaufs wirkt auf die Flüssigkeitsoberfläche im Schreibmittelvorratsbehälter während des Schreibvorgangs ein Überdruck und bei Beendigung desselben ein Unterdruck. Solche Anordnungen sind wohl relativ einfach zu konstruieren, besitzen aber den Nachteil, daß sich der nur mittelbar auf die ausfließende Schreibflüssigkeit wirkende Druck relativ langsam auf- bzw. abbaut, so daß mit solchen Anordnungen insbesondere dann kein befriedigendes Ergebnis zu erzielen sein wird, wenn Schreibvorgänge

4C in schneller Folge zu bewerkstelligen sind. Bei einer anderen bekannten Anordnung (US-PS 39 50 762) wird der effektive Schreibmitteldruck am Ausfluß der Schreibeinrichtung mittels z. B. piezoelektrischer Druckmeßeinrichtungen kontrolliert und in Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit durch Kontrahieren bzw. Expandieren des Flüssigkeitsvorrats geregelt. Trotz des verhältnismäßig großen Aufwands wird mit dieser Anordnung insbesondere am Ende des Schreibvorgangs kein befriedigendes Ergebnis hinsichtlich der Vermeidung der Tropfenbildung erzielt. Eine weitere derartige Steuervorrichtung (US-PS 35 56 477) funktioniert so, daß auf den Flüssigkeitsvo^rrat ein konstanter Druck wirkt und durch eine Ventileinrichtung zwischen Schreibeinrichtung und Vorratsbehälter bei Beendigung des Schreibvorgangs durch eine lineare Bewegung des Ventilstößels ein Unterdruck am Ausgang der Schreibeinrichtung erzeugt wird, durch den das Ausfließen weiterer Flüssigkeit vermieden wird. Diese Anordnung gewährleistet aber andererseits nicht die Anpassung der Schreibflüssigkeitszuführung an die Schreibgeschwindigkeit. Schließlich sind noch Anordnungen (DE-AS 23 50 707, DE-OS 22 35 737) mit einer Rotationspumpe zwischen Flüssigkeitsvorratsbehälter und Schreibeinrichtung bekannt, bei denen diese Pumpe in Abhängigkeif von der Schreibgeschwindigkeit gesteuert wird. Bei diesen Vorrichtungen ist aber wiederum keine Vorkehrung zum Verhindern der Tropfenbildung nach Beendigung des Schreibvorgangs vorgesehen, so daß auch sie

keine vollbefriedigende Lösung darstellen.

Aus der US-PS 40 07 684 ist beim Schreibmittelzulauf eines Schreibers zwischen einer Pumpe und der Schreibeinrichtung ein mit einer Rückleitung verbundenes verstellbares Mehrwegventil angeordnet Bei dieser Schreibeinrichtung handelt es sich allerdings um einen Strahldrucker, bei dem das flüssige Schreibmittel aus einer Düse ausgestoßen wird. Zu diesem Zweck muß zur Erzielung eines gleichmäßigen Schriftbildes die Viskosität und die Oberflächenspannung der Schreibflüssigkeit richtig fcjigestellt und auf einem bestimmten Wert konstantgehalten werden. Im Hinblick auf die Arbeitsweise derartiger Schreiber ergeben sich völlig andere Probleme als beim Gegenstand der Erfindung.

Aus dem »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 17, Nr. 12, Mai 1975, Seite 3773, ist ebenfalls ein Strahldrucker bekannt Dort wird ein Nachtropfen durch Anlegen eines Unterdrucks an die Schreibdüse mitteis eines elektrisch schaltbaren Magnetventils verhindert Darüber hinaus soll hauptsächlich eine Krustenbildung am Austritt der Schreibdüse unterbunden werden. Die vorbekannte Lösung orientiert sich an der spezifischen Arbeitsweise derartiger Strahldrucker, bei denen der Austritt der Schreibflüssigkeit stets intermittierend erfolgt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Steuerung des Schreibmittelzulaufs zu schaffen, die sowohl bei unterschiedlichen Schreibgeschwindigkeiten als auch am Anfang und am Ende des Schreibvorgangs ein gleichmäßiges Linienbild gewährleistet und auch den Anforderungen an die schnelle Einsatzbereitschaft bei in kurzen Abständen aufeinanderfolgenden Schreibvorgängen gerecht wird.

Dieses Ziel wird erreicht bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art, durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Durch diese erfindungsgemäße Maßnahme ist gewährleistet, daß bei Beginn des Schreibvorgangs die Schreibflüssigkeit sehr schnell zur Verfügung steht, da gegenüber vorbekannten Einrichtungen die das Schreibmittel fördernde Pumpe nicht erst anlaufen muß und damit Zeit verstreicht, bis die Förderwirkung eintritt. Gleichzeitig läßt sich die Geschwindigkeit dieser Pumpe regeln und somit die Fördermenge der Schreibgeschwindigkeit anpassen, was bei den mit Überdruck auf dem Flüssigkeitsspiegel des Vorratsbehälters arbeitenden vorbekannten Einrichtungen, wenngleich sie auch eine verhältnismäßig schnelle Bereitstellung der Schreibflüssigkeit ermöglichen, nicht oder nur schwer durchführbar ist. Schließlich kann auf diese Weise auch die Zufuhr des Schreibmittels zur Schreibeinrichtung unterbunden werden. Dabei besteht auch nicht die Gefahr, daß wenn sich die Schubeinrichtung nicht in Schreibposition befindet und bei vorbekannten Einrichtungen die Pumpe steht, Schreibflüssigkeit in der Pumpe eintrocknet, so daß hierdurch der Nachschub gestört wird. Die Pumpe wird also bereits eingeschaltet, wenn das gesamte Gerät in Betriebszustand gebracht wird, d. h. wenn es grundsätzlich schreibbereit ist und der Beginn des eigentlichen Schreibvorgangs nur noch vom Eintreffen der Einsatzsignale abhängt.

Das mit einer Rückleitung verbundene Mehrwegventil erweist sich als vorteilhaft, weil es, z. B. elektromagnetisch betätigt, sehr schnell und präzise umschaltbar ist und auch im Gegensatz zu einer abgestellten Pumpe, die stets eine gewisse Leckrate aufweist, den zu versperrenden Weg zuverlässig abdichtet, so daß in der Ruheposition ein Nachfiießen von Schreibmittel vermieden wird. Die Rückleitung stellt einen geschlossenen Kreislauf zurück zum Vorratsbehälter her. Durch die Unterdruckeinrichtung in Verbindung mit dem Absperrventil wird erreicht daß auch die im Verbindungstrakt zwischen Mehrwegventil und Schreibeinrichtung befindliche Flüssigkeit nach Umschalten des Mehrwegventils beim Übergang von der Schreib- in die ίο Ruheposition nicht zur Tropfenbildung am Ausgang der Schreibeinrichtung führen kann, sondern mittels der Unterdruckeinrichtung, z. B. einer Pumpe, abgesaugt wird.

Je nach Auslegung des Gerätes kann mit Vorteil vorgesehen sein, daß die Unterdruckeinrichtung mit einer Verbindungsleitung zum Vorratsbehälter ausgestattet ist, wobei aber eine solche Leitung, insbesondere dann, wenn die abgesaugten Flüssigkeitsmengen gering sind, u. U. nicht erforderlich ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Unterdruckeinrichtung durch die Pumpe zur Schreibmittelförderung gebildet. Das Absperrventil wird dann mit der Saugseite dieser Pumpe verbunden, so daß diese bei geöffnetem Ventil eine Saugwirkung auf den Ausgang der Schreibeinrichtung ausüben kann, so daß eine Tropfenbildung verhindert wird.

Mit besonderem Vorteil sind insbesondere die zur Schreibeinrichtung führenden Leitungen flexibel ausgebildet. Hierdurch wird eine weitgehend freie und ungehinderte Beweglichkeit der Schreibeinrichtung gewährleistet, wobei die übrigen Einrichtungen unabhängig von der Schreibeinrichtung am Gerät befestigt werden können.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß eine Drehzahlregelung für die Pumpe in Abhängigkeit von der Drehzahl der Stellmotore für die Schreibflächenozw. Schreibspitzenbewegung vorgesehen ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß immer dann, wenn der Bedarf an Schreibflüssigkeit infolge großer Schreibgeschwindigkeit besonders groß ist, auch die Pumpleistung infolge der Erhöhung der Drehzahl der Pumpe gesteigert wird, so daß unter allen Schreibbedingungen stets ein der erforderlichen Schreibmittelmenge entsprechender Nachschub gewährleistet ist und somit eine gleichmäßige Strichbreite erzielt werden kann.

Eine alternative Regelungsmöglichkeit wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Drehzahlregelung für die Pumpe in Abhängigkeit von der durch Körperschallmikrofone oder sonstige Sensoren aufgenommenen Frequenz und/oder Schwingungsamplitude des Schreibkopfes erfolgt. Da diese Frequenz mittelbar im Zusammenhang mit der benötigten Schreibmittelmenge steht, kann auf diese Weise der Schreibmittelnachschub sehr genau geregelt werden. Schließlich kann noch vorgesehen sein, daß die Drehzahlregelung für die Pumpe mittels Beschleunigungsaufnehmer an der Schreibeinrichtung vorgenommen wird. Diese Vorrichtung zur Drehzahlregelung trägt insbesondere der Tatsache Rechnung, daß es bei schnellen Übergängen von verhältnismäßig langsamen Schreibbewegungen zu schnellen Schreibabläufen — also bei großen Beschleunigungswerten — zu einem momentanen Schreibmittelmangen kommen kann, während bei starken Verzögerungswerten ggf. Schreibmittelüberschuß entsteht. Dies kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme ähnlich wie bei der Beschleunigungspumpe im Kraftfahrzeug vermieden werden. Vorteilhafterweise ist in weiterer Ausgestaltung der

Erfindung noch eine Einrichtung zur Vorwahl des Drehzahlbereichs der Pumpe vorgesehen. Da bei den meisten aufzuzeichnenden Vorgängen vor der Aufzeichnung absehbar ist, ob die Signalfolge sehr schnell sein wird, und ob der Schreibvorgang als solcher mehr oder weniger schnell ablaufen wird, kann durch eine solche Einrichtung zur Vorwahl des Drehzahlbereichs bereits vor Inbetriebnahme das Gerät an die spezielle Aufgabenstellung angepaßt werden, so daß die selbsttätige Drehzahlregelung der Pumpe feiner abgestimmt werden oder u. U. auch entfallen kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt schematisch bzw. stark vereinfacht die erfindungsgemäße Vorrichtung.

In der Zeichnung sind elektrische Leitungen gestrichelt und Leitungen für das Schreibmittel durchgehend gezeichnet.

Vom Schreibmittelvorratsbehälter 1 führt eine Schreibmittelleitung 2 zur Pumpe 3, die durch den Motor 4 angetrieben wird. Die Drehzahl des Motors 4 wird durch im einzelnen nicht dargestellte elektrische Regeleinrichtungen 5 gesteuert. Mittels eines Schalters 6 kann der Drehzahlbereich des Pumpenmotors 4 je nach Verwendung des Gerätes vorgewählt werden. Eine Leitung 7 führt von der Pumpe 3 zum Mehrwegventil 8, vom Mehrwegventil 8 führt eine Rückleitung 9 zurück zum Schreibmittelvorratsbehälter 1 und eine weitere Leitung 10 zur Schreibeinrichtung 11. Im Ausflußbereich der Schreibeinrichtung 11 ist eine Verbindungsleitung 17 zum Absperrventil 12 vorgesehen, das ebenso wie das Mehrwegventil 8 von der zentralen Regeleinrichtung 5 aus elektromechanisch betätigt werden kann. Die leitung 13 führt vom Absperrventil 12 zur Unterdruckeinrichtung 14. Eine weitere Rückleitung 15 kann diese wiederum mit dem Flüssigkeitsvorratsbehälter 1 verbinden. Das Gehäuse 18 umgibt die gesamte Anordnung mit Ausnahme der Schreibeinrichtung 11 und kann je nach den speziellen Anforderungen gestaltet werden.

Bei Inbetriebnahme des Gerätes, also z. B. bei Betätigen des Hauptschalters, beginnt der Motor 4 der Pumpe 3 zu laufen. Durch die zentrale Regeleinrichtung 5 ist in diesem Zustand das Mehrwegventil 8 so geschaltet, daß aus dem Schreibmittelvorratsbehälter 1 abgesaugte Schreibmittel über die Leitungen 2, die Pumpe 3, das Mehrwegventil 8 und die Rückleitung 9 in den Vorratsbehälter zurückgepumpt wird.

Beim Eintreffen eines Einsatzsignals, bzw. wenn die Schreibeinrichtung durch einen eigenen Schalter in Schreibposition gebracht wird, wird das Mehrwegventil durch die zentrale Regeleinrichtung umgeschaltet, so daß das Schreibmittel 16 nunmehr durch die Leitung 10 zur Schreibeinrichtung fließen kann. In Abhängigkeit von der Schreibgeschwindigkeit wird die Drehzahl des die Pumpe 3 treibenden Motors 4 geregelt oder der Querschnitt der Förderleitung verändert. Das Absperrventil 12 ist in diesem Zustand geschlossen.

Nach Beendigung des Schreibvorgangs bzw. wenn die Schreibeinrichtung durch Abschalten wieder in die Ruheposition gebracht wird, wird das Mehrwegventil 8 wieder so geschaltet, daß das Schreibmittel 16 nicht mehr durch die Leitung 10 zur Schreibeinrichtung 11, sondern durch die Leitung 9 zurück vom Vorratsbehälter 1 fließt. Gleichzeitig wird das Absperrventil 12 geöffnet und die Unterdruckeinrichtung 14, wenn diese nicht ebenfalls kontinuierlich arbeitend betrieben wird, durch die Regeleinrichtung 5 in Gang gesetzt. Das im Ausflußbereich der Schreibeinrichtung 11 und in der Leitung 10 verbleibende Schreibmittel wird somit durch

ίο die Unterdruckeinrichtung 14 teilweise abgesaugt und ggf. über die Leitungen 13 und 15 zum Vorratsbehälter 1 zurückgeführt.

Insbesondere bei kontinuierlicher oder intermittierend arbeitender Unterdruckeinrichtung 14 ist es zusätzlich von Vorteil, wenn in die Leitung 15 ein Rückschlagventil 19 und die Leitung 13 ein Drosseirückschlagventil 20 zwischengeschaltet wird, um dadurch die Unterdruckeinrichtung in gewünschtem Maß schreibmittelfrei und stets einsatzbereit zu halten. Das Rückschlagventil 19 ist bei vorhandener Rückleitung 15 stets erforderlich, damit durch die Unterdruckeinrichtung 14 kein Schreibmittel 16 aus dem Behälter 1 gesaugt wird, während auf das Drosselrückschlagventil 20 u. U. verzichtet werden kann.

Mit dem Absperrventil 12 wird bei einem einmaligen kurzen Schaltimpuls des beispielsweise zugeordneten Elektromagneten erreicht, daß auch bei kontinuierlich arbeitender Unterdruckeinrichtung 14 nur eine geringe, durch das Drosselrückschlagventil 20 regelbare Menge Schreibmittel aus der Schreibeinrichtung 11 gesogen wird, die Schreibeinrichtung selbst aber im wesentlichen mit Schreibmittel gefüllt bleibt. Hierdurch wird das sofortige Anschreiben beim nachfolgenden Schreibvorgang sichergestellt, da die Schreibeinrichtung nicht erst erneut vollständig gefüllt werden muß.

Um das Schreibmittelzulauf-System möglichst geschlossen und dicht zu halten, ist die Verwendung einer Schlauchpumpe als Fördereinrichtung für das Schreibmittel besonders vorteilhaft. Da zu diesem Zweck die Leitung 2 bzw. 7 aus flexiblem dauerelastischem Material bestehen muß, kann diese Leitung gleichzeitig auch zur Durchflußmengenvorwahl analog zur Geschwindigkeitsvorwahl der Pumpe durch die Regeleinrichtung 5 benützt werden, wobei die Durchlaßreduzie-

⁴S rungen ebenfalls durch Einstellvarianten der Förderpumpe, durch sogenannte »Oder-Schaltungen« oder durch sonstige Regelmittel erfolgen können.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung, wie sie hier an einem Einzelbeispiel beschrieben wurde, eignet

so sich selbstverständlich auch zur Versorgung unterschiedlicher Schreibeinrichtungen parallel zur Schreibeinrichtung 11 oder wahlweise, beispielsweise für die Auswahl unterschiedlicher Strichstärken oder Linienarten oder aber für Aufzeichnungen in verschiedenen Farben oder mit verschiedenen Schreibmitteln innerhalb von Mehrfach-Schreibköpfen.

Insbesondere bei der Bestückung mit mehreren Schreibeinrichtungen mit unterschiedlicher Spitzenstärke kommt der vorgewählten Programmier- oder schaltbaren Durchflußmengen- bzw. Fördermengenregelung erhöhte Bedeutung zu.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Steuerung des Schreibmittelzulaufs zu der ein Schreibröhrchen enthaltenden Schreibeinrichtung von mechanischen Schreibern mit einer zwischen Schreibmittelvorratsbehälter und Schreibeinrichtung angeordneten Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Pumpe (3) und Schreibeinrichtung (11) ein mit einer Rückleitung (9) verbundenes, verstellbares Mehrwegventil (8) derart angeordnet ist daß bei im Betriebszustand des Schreibers kontinuierlich laufender Pumpe (3) das Schreibmittel (16) der Schreibeinrichtung (11) nur zugeführt wird, wenn sich diese in Schreibposition befindet, während in der Ruheposition der Schreibeinrichtung (11) das Schreibmittel (16) über die Rückleitung (9) in den Schreibmittelvorratsbehälter (1) zurückgeführt wird, und daß eine über eine Leitung (17) mit der Schreibeinrichtung (11) verbundene, im Ruhezustand der Schreibeinrichtung (11) wirksam werdende Unterdruckeinrichtung (14) und ein zwischen Unterdruckeinrichtung (14) und Schreibeinrichtung (11) angeordnetes Absperrventil (12) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckeinrichtung durch die Pumpe (3) zur Schreibmittelförderung gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Verbindungsleitung (15) zwischen Unterdruckeinrichtung (14) und Schreibmittelvorratsbehälter (1).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß insbesondere die zur Schreibeinrichtung (11) führenden Leitungen (10,17) flexibel ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Drehzahlregelung für die Pumpe (3) in Abhängigkeit von der Drehzahl der Stellmotore für die Schreibflächen- bzw. Schreibspitzenbewegung.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Drehzahlregelung für die Pumpe (3) in Abhängigkeit von der durch Körperschallmikrofone oder sonstige Sensoren aufgenommene Frequenz und/oder Aplitude des Schreibkopfes.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Drehzahlregelung für die Pumpe (3) mittels Bcschleunigungsaufnehmer an der .Schreibeinrichtung (11).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (6) zur Vorwahl des iJreh/.ahlberdchs der Pumpe (3) oder zur Vorwahl <ies richtigen l.citungsqucrschnittes.