DE2843629C3 - Drucker mit einem magnetisch auf der Welle gehaltenen Typenrad - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Drucker mit einem Typenrad, das eine Vielzahl von der Nabe des Typenrades ausgehende Speichen aufweist, welche an ihren Enden Drucktypen tragen, wobei das Typenrad ein scheibenförmiges magnetisch anziehbares Teil aufweist, mit einer Antriebswelle, die drehfest mit einem ringförmigen Dauermagneten verbunden ist, der das Typenrad mit dem magnetisch anziehbaren Teil auf der Welle zentrisch festhält.

Es ist bereits ein derartiger gattungsgemäßer Drucker nach der DE-OS 27 08 293 bekanntgeworden. Dieser bekannte Drucker weist jedoch den Nachteil auf, daß das Typenrad nur schwierig zu entfernen ist. Ferner ist die Druckgeschwindigkeit a'cht sehr hoch.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den bekannten Drucker dahingehend zu verbessern, daß ein leicht auswechselbares mit einer Bremsvorrichtung während des Druckvorganges anhaltbares Typenrad geschaffen wird, das eine hohe Druckgeschwindigkeit zuläßt

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß eine den magnetischen Fluß schließende Scheibe auf der dem Typenrad abgewandten Seite des Dauermagneten angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist und eine Bremsvorrichtung derart angeordnet ist, daß in der Druckposition das Typenrad bei weiterdrehender Antriebswelle angehalten wird.

Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben und im folgenden anhand der in den Zeichnungen beispielsweise dargestellten Drucker näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Druckers in einer Draufsicht,

Fig.2 den Drucker nach Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht in Teilschnittdarstellung gemäß 2-2,

F i g. 3 eine Ansicht des Druckwählerhebels des Druckers nach Fig. 1,

Fig.4 den Druckwählerhebel nach Fig.3 in einer seitlichen Ansicht,

F i g. 5 eine weitere Ausführungsform des Druckers in einer Explosionsdarstellung,

Fig. 6 den Drucker nach Fig. 5 in einer seitlichen Teilschnittansicht der zusammengebauten einzelnen Teile,

Fig. 7 den Drucker nach Fig. 5 in einer Seitenansicht,

F i g. 8 den Drucker nach F i g. 7 in einer Stirnansicht,

F i g. 9a und b Ansichten des Druckers nach F i g. 7 im Ausschnitt,

Fig. 10 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Drucker nach F i g. 1 und 5,

Fig. 11 ein Blockschaltbild in Verbindung mit einem typischen Druckformat zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Erfindung.

Das mit Speichen versehene Typenrad 10 ist auf einer Welle gelagert, die in einem Wagengehäuse 21 befindlich ist (F i g. 1 und 2). Das Typenrad 10 weist von der Achse 11 ausgehende radial verlaufende Speichen auf, an deren Ende jeweils eine Drucktype befindlich ist.

Der Druckvorgang erfolgt, wenn sich die Drucktype 13 gegenüber einer Druckrolle 14 bei dazwischenliegendem nicht dargestelltem Papier und Farbband befindet. Nach Betätigung eines Druckhammers 16 trifft dieser auf die Drucktype 13 auf, die in üblicher Weise gegen das Farbband und das Papier bewegt wird. Der Druckhammer 16 ist in gestrichelten Umrißlinien dargestellt. Er ist bei 17 schwenkbar gelagert und bildet einen Hebel, der durch einen Druckhammerbetätigungsmagneten 18 betätigt wird.

Die Druckrolle 14 wird auf einem auf dem Wagen 21 befestigten Ständer 19 gehalten. Der Wagen 21 selbst läuft an der zu druckenden Zeile in der gezeigten Weise nach links und ist bewegbar oder in Längsrichtung verfahrbar auf einer Haupttraversenwelle 22 angeordnet. Zum Abfühlen der Stellung der einzelnen Drucktypen 13 ist ein Speichenfühler 23 und ein Markierungs- oder Indexfühler 24 vorgesehen. Der

Speichenfuhler 23 arbeitet photoelektrisch mit einer nicht näher dargestellten Lichtquelle und einer Photokathode zum Abfühlen des Durchgangs einer jeden Speiche IZ Der Indexfühler 24 zeigt die einmal bei jedem Umlauf durch Abfühlen einer verkürzten Speiche 12' erfolgte Zählung der Speichen an.

Für die Abbremsung des Typenrades 10 ist ein Drucktypenwählerhebel 26 auf dem Wagengehäuse 21 befindlich und bei 20 verschwenkbar gelagert Der Drucktypenwählerhebel 26 greift bei den Speichen 12 oder Drtiiktypen 13 zum Stillsetzen des Typenrades 10 ein. Hierbei rotiert die das Typenrad 10 antreibende Antriebswelle 27 weiter. Wie in F i g. 2 gezeigt, wird durch einen ringförmigen Dauermagneten 25 eine Schlupfwirkung geschaffen. Dieser Dauermagnet ist zum Umlauf mit der Antriebswelle 27 vorgesehen, die konzentrisch zur Achse 11 liegt Hierzu dient eine Scheibe 28 aus magnetischem Werkstoff, die an der Antriebswelle 27 befestigt ist und von dieser sich erstreckt An der Scheibe 28 ist ein nicht magnetischer, in seinem Querschnitt T-förmiger Kupfereinsatz 29 befestigt, der an einer Gegenlagerplatte 31 befestigt ist, die mit dem ringförmigen Dauermagneten 25 verbunden ist Mit der Antriebswelle 27 des Typenrades 10 läuft somit als eine Einheit oder drehfest die Metallscheibe 28, der Kupfereinsatz 29, die Gegenlagerplatte 31 dieses Typenrades 10 und der Dauermagnet 25 um. In Lagern 30 am Gehäuse 21 ist die Antriebswelle 27 gelagert und wird über eine Antriebswelle 35 angetrieben.

Das Typenrad 10 besteht aus Kunststoff geringen Gewichtes, mit Ausnahme eines T-förmigen metallischen Einsatzes 32 aus magnetischem Werkstoff, wie beispielsweise kaltgewalztem Stahl. Der metallische Einsatz 32 ist auf dem als verjüngter Lagerzapfen 33 ausgeführten Endbereich der Antriebswelle 27 derart gelagert, daß das Typenrad 10 mit seinem Einsatz 32 mühelos von der übrigen Anordnung abgezogen oder entfernt werden kann. Ein Vorteil dieses Aufbaus ist die Austauschmöghchkeit des Typenrades gegen ein Typenrad mit einer anderen Schriftart. Ferner wird beim Eingriff des Drucktypenwählerhebels 26 in die Speichen 12 des Typenrades 10 dessen Stillsetzen ermöglicht, während die Antriebswelle 27 und deren nicht dargestellter Antriebsmotor weiter in Betrieb sind. Beim Lösen der Bremsvorrichtung kann das Typenrad 10 sofort wieder seinen Umlauf bis zur nächsten Druckstellung aufnehmen aufgrund der magnetischen Kupplungskrafi, die zwischen der Antriebswelle 27 und dem Typenrad 10 besteht. Dies wird durch den Verlauf eines magnetischen Feldes erreicht, das bei einem Pol des Dauermagneten 25 beginnt, zum metallischen Einsatz 32 über den als Lagerzapfen ausgeführten Endbereich 33, durch die Scheibe 38 und zurück zum anderen Pol des Dauermagneten 25 verläuft. Der Dauermagnet 25 ist in axialer Richtung (Nordpol-Südpol- N-S) magnetisiert.

Der als Abstandsstück dienende Kupfereinsatz 29 dient zur Festlegung der magnetischen Kupplungskraft. Gleichzeitig dient der Werkstoff Kupfer als Lagerfläche, denn der T-förmige metallische Einsatz 32 wird angehalten, während der kupfcreinsatz 29 durch die Antriebswelle 27 noch weiter in Umlauf versetzt wird.

Der gesamte Wagen kann mit seinem Gehäuse 21 von der Druckrolle 14 zur Reparatur, Inspektion oder Auswechslung des Typenrades 10 in der durch einen Pfeil 21a in Fig.2 gezeigten Richtung geschwenkt werden.

In F i g. 3 und 4 ist der Drucktypenwäblerhebel 26 als Einzelheit dargestellt Der Drucktypenwählerhebel 26 weisi vier Zähne auf, die zwischen den Speichen oder Drucktypen 13 des Typenrades 10 greifen. Durch den Eingriff an den äußeren Endbereichen der Speichen des Typenrades 10 wird die größtmögliche Hebelwirkung erzielt. Die Verschwenkung des Drucktypenwählerhebels 26 aus seiner als ausgezogene Umrißlinie dargestellten Ruhestellung in die Betätigungs- oder

to Stillsetzungsstellung ist in gestrichelten Umrißlinien in F i g. 4 dargestellt Die Verschwenkung des Drucktypenwählerhebels 26 um die Verschwenkachse 20 erfolgt mittels eines Betätigungsmagneten 34, der gegen eine Feder 36 arbeitet

In Fig. 5 ist ein weiterer Drucker in einer Explosionsdarstellung dargestellt bei dem ein mit Speichen versehenes Typenrad 10' einen T-förmigen metallischen Einsatz 32' aus magnetischem Werkstoff aufweist, der im Preßsitz in eine Ausnehmung 37 einsetzbar ist Der Verlauf der magnetischen Kupplungskraft, die die Antriebswelle 27' mit dem Typenrad 10' koppelt, ist in F i g. 6 dargestellt Die Antriebsspindel 38 weist einen verjüngten Endbereich 39 auf, auf dem der metallliche Einsatz 32' verdrehbar gelagert ist. Ein Dauermagne'ring 41 ist im Preßsitz auf eine Schulter scheibe 43 aus Aluminium aufgesetzt und in axialer Richtung magnetisiert (Nordpol-Südpol N-S;. Wie bereits zu F i g. 2 erläutert, ist eine als Messinglagerbuchse 32' und die als magnetisches Abstandsstück dienende T-förmige Schulterscheibe 43 im Preßsitz in eine innere Ausnehmung 44 des Dauermagnetrings 41 eingesetzt und dient sowohl als Lager als auch als Abstandsstück zur Festlegung des magnetischen Feldes. Mit einem Arret'erungsstift 46 ist die Antriebsspindel 38 aus Stahl mit ihrem verjüngten Endbereich 39 in die Schulterscheibe 43, die als Lager dient, derart eingepaßt, daß keine relative Drehbewegung zwischen diesen beiden Teilen auftreten kann. Ferner ist die Antriebsspindel 38 an der Antriebswelle 27' des Mo'ors 47 befestigt und wird von diesem angetrieben.

Die Antriebsspindel 38 aus Stahl, die Messinglagerbuchse und die als magnetisches Abstandsstück dienende Schulterscheibe 43, der Bund 42 aus Aluminium und der Dauermagnetring 41 werden als gemeinsame Einheit durch die Antriebswelle 27' angetrieben. Wie in F i g. 7 veranschaulicht, wird eine magnetische Kupplungskraft durch die magnetischen Feldlinien bei 48 erzeugt, die sich von dem Nordpol fort, durch den Einsatz 32', durch den verjüngten Endbereich

to 39 der Antriebsspinde! 38 aus Stahl, durch die als Abstandsstück dienende Schulterscheibe 43 und in den Südpol des Dauermagnetringes 41 erstrecken.

Die Wirkungsweise der Bremsvorrichtung ist wie folgt. Ein Ring 49 aus magnetischem Werkstoff, wie beispielsweise kaltgewalztem Stahl, ist an dem Typenrad 10' durch mehrere Stifte 51 befestigt, die von einer Oberfläche dieses Ringes ausgehend und in passend dazu ausgelegte Bohrungen 52 eingesetzt sind, die vom Typenrad 10' getragen werden. Ein innerer ringförmiger Teilbereich 53 wirkt als Bremsfläche, wenn der Ring 49 von der glockenförmigen elektromagnetischen Bremsvorrichtung oder dem ringförmigen Bremsmagneten 54 angezogen wird. Die Anordnung der Stifte und Bohrungen 51 bzw. 52 gestattet eine geringfügige axiale Verschiebung des Ringes 49, der von dem Typenrad 10' getragen wird, um den Umlauf dieses Typenrades stillzusetzen.

Eine äußere Rinefläche 55 auf Hip Strpifpn anfup.

zeichnet sind, schafft eine Anzeigemöglichkeit zur Auffindung der Position des Typenrades. Diese Art der Positionsbestimmung ergibt eine größere Flexibilität bei der Anbringung photoelektrischer Vorrichtungen im Vergleich zu der anderen Ausführungsform der Erfindung.

Die Wirkungsweise der glockenförmigen magnetischen Bremsvorrichtung oder des Bremsmagneten 54 ist in den Fig. 7 und 8 verdeutlicht. Ein Wagen 56 besitzt eine metallische Grundplatte 57, auf der alle in Fig.5 gezeigten Bauelemente montiert sind. Der Wagen 56 bewegt sich auf einer Haupttraversenwelle 58. Um den Zugang zu ermöglichen, kann auch der ganze Wagen 56 von der feststehenden Druckrolle 59 fort nach unten bewegt werden. Der Wagen vorschub erfolgt normalerweise von rechts nach links und wird durch eine Wagenantriebsrolle 61 geliefert, die aus Hartgummiwerkstoff hergestellt ist. Die Abgabe- und Aufnahmerolle 62 bzw. 63 für das Farbband liefert das Farbband für den Druckvorgang. Wie in F i g. 8 veranschaulicht, wird Papier zwischen einer Andruckrolle 66 und einer Papierantriebsrolle 67 gehalten. Es ist ein Druckhammerhebel 68 vorgesehen, der dem Druckhammer nach der anderen Ausführungsform ähnelt. Außerdem tasten photoelektrische Fühler 69 und 71 die Ringfläche 55 ab und dienen für die Anzeige- und Zählfunktion.

Die Mittel zum Vorschubantrieb des Wagens 56 einschließlich der Antriebsrolle 61 schließen ebenfalls ein Reibrad ein, das in seiner Druck- bzw. Rücklaufstellung bei 72 bzw. 73 dargestellt ist. Dies wird noch deutlicher in Fig.9a und 9b gezeigt, wonach das Reibrad bei 72, 73 auf der Antriebsrolle 61 umläuft und eine schraubenförmige Abwälzungsbahn beschreibt, die vom Neigungswinkel des Reibrades selbst abhängt. F i g. 9b zeigt eine typische Halterung bei 74, in der das Reibrad bei 72,73 gelagert ist, so daß die Schräglage, auf die das Reibrad eingestellt ist, praktisch verändert werden kann. Anders ausgedrückt, ist die in F i g. 7 für den Rücklauf bei 73 dargestellte Schräglage viel größer als die Schräglage für den Druckvorgang bei 72, um damit eine verhältnismäßig langsame Vorschubbewegung beim Dmcken und einen schnellen Rücklauf zu schaffen. Die Richtung der Schräglage ergibt, je nachdem, ob sie positiv oder negativ ist, eine Bewegung in der einen Richtung oder in der entgegengesetzten Richtung.

Da im Betrieb Druckhammer 68 und Wagen 56 mit konstanten Geschwindigkeiten betätigt oder bewegt werden, sind die Rückstellprobleme auf ein Minimum herabgesetzt Die in Fig. 10 veranschaulichte, veränderliche Größe liegt bei der Drucktypenwählfunktion, zur Betätigung des Drucktypenwählerhebels. Dies gilt für beide Ausführungsformen der Erfindung. Da außerdem im Fall der ersten Ausführungsform der Drucktypenwählerhebel aus Aluminium mit verhältnismäßig geringem Gewicht besteht, und die Wähl- oder Bremsvorrichtung nach der anderen Ausführungsform eine glockenförmige elektromagnetische Bremsvorrichtung ist, kann die Betätigungszeit dieser Bremsmechanismen leicht verändert werden. Die Blockschaltung nach Fig. 10 zur Betätigung dieser Drucktypenwählvorrichtung weist einen Grundtaktzähler 76 oder Taktgeber auf, der auf einer Leitung 77 ein Takteingangssignal empfängt Ein zu druckendes Zeichen nach dem z. B. ASCII-Kode (ASCII — American Standard Code for Information Interchange) wird auf einer Leitung 78 in einen Festwertspeicher 79 eingegeben, wo es in ein Positionssteuersignal auf sieben Eingangslei

tungen zu einem Drucktypenregister 81 umgesetzt wird. Die tatsächliche Folge der Drucktypen ist auf die Folge gemäß ASCII aufgebaut. Die 48 möglichen Zeichen sind in vier Gruppen durch die Anordnung der binären Logik eingeteilt, so daß in dem Fall, wo die nächste ausgewählte Drucktype innerhalb der 16 Positionen vom letzten, gerade zuvor ausgewählten Zeichen liegt, das Typenrad eine weitere volle Umdrehung ausführt und somit sicherstellt, daß die Wählereinheit Zeit für die Rückstellung hat.

Das Ausgangssignal des Drucktypenregisters 81 wird in einer Vergleicherstufe 82 mit dem Taktzähler verglichen, der durch ein Index-Eingangssigna! des Typenrads zurückgestellt wird. Wenn beide Eingangssignale zusammenfallen, erscheint auf einer Leitung 83

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Fig.8 wird der Bremsmagnet 54 betätigt, bei der Ausführungsform nach Fig. 1 der Drucktypenwählerhebel 26. Zur Erzielung einer wirkungsvollen Drucktypenwahl muß die Dauer für eine Umdrehung des Typenrades kürzer als der zwischen den Betätigungen des Druckhammers erforderliche Zeitraum sein. Das Typenrad muß mit hinreichend hoher Geschwindigkeit umlaufen, so daß eine Drucktype ohne Schwierigkeit ausgewählt werden kann vor der periodischen Betätigung des Druckhammers. So kann man beispielsweise eine Zeichendichte von zehn Zeichen pro Zoll oder 4 Zeichen pro cm mit einer Vorschubgeschwindigkeit von 12,7 cm/s ansetzen: Dies ist effektiv eine Druckgeschwindigkeit von 50 Zeichen/s, oder die Zeit für einen Drucktypenwahlvorgang dauert weniger als 20 ms. Nimmt man bei dem Typenrad eine Drehzahl von 3600 Umdrehungen pro Minute an, so dauert eine einzige Umdrehung '/«> Sekunde oder 16.5 ms. was weniger als der Zeitraum von 20 ms zwischen den tatsächlichen Betätigungen des Druckhammer ausmacht

Außerdem kann durch die Änderung der konstanten Druckhammer-Betätigungsgeschwindigkeit in eine andere konstante Betätigungsgeschwindigkeit, wie in F i g. 11 veranschaulicht, ein proportionaler Zeichenabstand zum Zwecke der links- als auch der rechtsseitigen Justierung erreicht werden. Dies wird durch den Einsatz eines Mikroprozessors vollbracht der einen Eingang von einem Festwertspeicher bei 86 und einen Eingang von einem Direktzugriffsspeicher bei 87 besitzt Typischerweise enthält der Direktzugriffsspeicher 87 beispielsweise eine Zeile von 32 Zeichen.

Je nachdem, wieviele Zeichen gerade zu drucken sind, kann die Druckhammer-Ansteuerschaltung 88 zwischen einem Ausgangssignal für 10 Zeichen/Sekunde auf der Leitung 89 von dem Druckertaktgeber 91 her oder einer Geschwindigkeit von 5 Zeichen/Sekunde auf der Leitung 92 durch eine Teilerschaltung S3 mit dem Teilerverhältnis 1 :2, die mit dem Druckertaktgeber verbunden ist, verändert werden. Ein Wählerschalter 94 bestimmt welche der Druckgeschwindigkeiten auszuwählen ist. Somit wird, wie dargestellt, die Zeichendichte verdoppelt wenn man die Zeile mit dem Druck von fünf Zeichen pro Sekunde mit der Zeile mit dem Druck von zehn Zeichen pro Sekunde vergleicht Geht man davon aus, daß verschiedene Zeichenabstände gewünscht werden sollen, so steuert eine Steuerleitung 96 vom Mikroprozessor 94 die Ansteuerschaltung 88 für den Druckhammer an, um einen Zwischenwert der Betätigungsgeschwindigkeit zu erzielen. Bei 97 ist der Wagen schematisch angedeutet der den Druckhammer trägt und selbstverständlich eine konstante Vorschubgeschwindigkeit aufweist Mit einer solchen, zwischen 5

und 10 Betätigungen pro Sekunde liegenden Betätigungsgeschwihdigkeit des Druckhammers ist die Rückstellgeschwindigkeit weitaus weniger kritisch.

Somit ist gemäß der Erfindung ein verbesserter Drucker geschaffen worden.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

ISO 217/279

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Drucker mit einem Typenrad, das eine Vielzahl von der Nabe des Typenrades ausgehende Speichen aufweist, welche an ihren Enden Drucktypen tragen, wobei das Typenrad ein scheibenförmiges magnetisch anziehbares Teil aufweist und mit einer Antriebswelle, die drehfest mit einem ringförmigen Dauermagneten verbunden ist, der das Typenrad mit dem magnetisch anziehbaren Teil auf der Welle zentrisch festhält, dadurch gekennzeichnet, daß eine den magnetischen Fluß schließende Scheibe (28, 38) auf der dem Typenrad (10, 10') abgewandten Seite des Dauermagneten (25, 41) angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle (27, 38) verbunden ist und eine Bremsvorrichtung (25,54) derart angeordnet ist, daß in der Druckpcsition das Typenrad (10,10') bei weiterarehender Antriebswelle (27,38) angehalten wird.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung aus einem Drucktypenwählhebel (26) besteht, der um eine feststehende Verschwenkachse (20) verschwenkbar ist, und einen mit Zähnen versehenen Endbereich {26a) zum selektiven Eingriff in eine Vielzahl der genannten Speichen (12, 12') zum Stillsetzen des Umlaufs des Typenrades (10,10') aufweist.

3. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung einen ringförmigen elektrischen Bremsmagneten (54) zum Anziehen eines Ringes (49) einschließt, der von dem Typenrad (10') getragen wird, zum Stillsetzen des Umlaufs dieses Typenrades.

4. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (49) durch in axialer Richtung verlaufende Befestigungsstifte (51), die in Bohrungen (52) des Typenrades (10') eingreifen, mit diesem drehfest verbunden ist.

5. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Dauei magnet (25) in seiner axialen Erstreckungsrichtung derart magnetisiert ist, daß sich ein Pol in der Nähe des Typenrades (10) und der andere Pol in der Nähe der Scheibe (28) befindet.

6. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dauermagneten (25) und der Scheibe (28) ein nicht magnetisches Teil (29) zur Einstellung der magnetischen Kupplungskraft angeordnet ist.

7. Drucker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht magnetische Teil (29) aus einem Lagerwerkstoff besteht.