DE3003279A1

DE3003279A1 - Vorrichtung fuer den doppeltgerichteten antrieb eines druckmechanismus

Info

Publication number: DE3003279A1
Application number: DE19803003279
Authority: DE
Inventors: Gordon Brent Barrus; Jerry Matula; Glen Richard Radke
Original assignee: Printronix LLC
Current assignee: Printronix LLC
Priority date: 1979-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1980-08-07
Also published as: GB2045169B; DE3003279C2; FR2447816A1; GB2045169A; JPS55103983A; US4239403A; FR2447816B1; CA1139152A; JPS6045598B2

Description

Vorrichtung für den doppeltgerichteten Antrieb eines Druckmechanismus

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Antrieb eines Körpers, welcher entlang einer linearen Bahn in zwei Richtungen angetrieben wird, und insbesondere eine Anordnung zur Hin- und Herbewegung eines Lauf- oder Pendelwerkes nahe eines Druckpapiers in einem Zeilendrucker.

Bekannt sind sogenannte Zeilendrucker, bei welchen ein Laufoder Pendelwerk mit einer Hammerreihe hin- und hergerichtet entlang einer linearen Bahn bewegt wird. Diese Bahn befindet sich nahe eines durch ein Druckwiderlager, so eine Druckplatte, gehalterten Farbbandes und eines Druckpapiers oder nahe eines anderes bedruckbaren Mediums. Das Bedrucken wird mit Hilfe eines der Hammerelemente der Hammerreihe vollzogen, welche bei Betätigung das bedruckbare Medium beaufschlagen und den erwünschten Druck vollziehen. Eine derartige Anordnung ist in der US-PS 3 941 051 beschrieben. Bei dieser Anordnung wird das Lauf- oder Pendelwerk unter Verwendung eines ausgeglichenen, nockengesteuerten positiven Antriebsmechanismus angetrieben. Dieser Mechanismus besitzt ausreichend Masse und Antriebskraft, um eine im wesentlichen konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, dies ungeachtet der variablen Bremskraft, welche während des Druckes besteht und ungeachtet der Auswirkungen der federverspannten Nockenfolgerlager. Die zur Steuerung dienenden Nocken- oder Steuerflächen müssen genau gefertigt werden, um

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die erwünschte trapezförmige Geschwindigkeitsfunktion zu erzielen, obwohl die Abnutzung einen nachteiligen Effekt auf die Art und Weise der Bewegung haben kann. Bei einer derartigen Anordnung sind ein grosser Antriebsmotor und ein Schwungrad aus Gründen der Stabilität erforderlich, d.h., es sind in der Praxis Begrenzungen hinsichtlich der Rate bzw. Geschwindigkeit des Pendelwerkes in Betracht zu ziehen.

Eine weitere Anordnung, bei welcher einige der Probleme der Vorrichtung nach der vorgenannten Patentschrift beseitigt werden, ist in der anhängigen US-Patentanmeldung 765,873 beschrieben. Der in dieser Patentanmeldung beschriebene Drucker bewegt das Pendelwerk unter Verwendung eines Linearmotors. Der Linearmotor oder Linearantrieb enthält eine Spule, welche zum Zwecke linearer Bewegung mit dem Pendelwerksystem gekoppelt ist. Desgleichen enthält der Linearmotor einen umgebenden Permanentmagneten. Die Spule ist doppeltrichtend mittels einer Schaltung erregbar, welche auf die Bewegung des Pendelwerkes zwischen entgegengesetzten Begrenzungen anspricht und welche die Spule gemäss dem Unterschied zwischen tatsächlicher und erwünschter Geschwindigkeit des Pendelwerkes erregt. Die zur Erregung der Spule dienende Schaltung ist gesättigt, wann immer die tatsächliche Geschwindigkeit des Pendelwerkes unter einen Minimalwert abfällt, um nach einer Richtungsumkehr jeweils einen grossen Antriebsstrom an der Spule und zu jedem anderen Zeitpunkt anzulegen, an welchem eine starke Erregung der Spule erforderlich sein kann. Für die meiste Zeit sind jedoch elastische Anschlagelemente vorgesehen, welche eine Rückprallkraft bei Richtungswechsel ausüben, derart, dass eine Servo- oder Selbst-

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Steuerung verwendbar ist, um jeweils die kleine erforderliche Strommenge abzugeben, welche benötigt ist, um das Pendelwerk auf der nominalen Geschwindigkeit zu halten.

Die in der vorstehend genannten Patentanmeldung erläuterte lineare Antriebsanordnung vermittelt einen verhältnismässig einfachen und direkten Vorschlag für einen doppeltrichtenden Antrieb eines Pendelwerkes. Für die meisten Fälle ist diese Anordnung wirksam einsetzbar. Es gibt jedoch gewisse Anwendungsfälle, wo sich andere Anordnungen als vorteilhaft erweisen können. Dies gilt insbesondere für Situationen, wo der Rahmen des Druckers oder ein anderer Aufbau zur Halterung des Pendelantriebes nicht in der Lage ist, den Schüttel- oder anderen Vibrationsbewegungen zu widerstehen, welche aus der Hin- und Herbewegung des Linearmotors resultieren„ Dies gilt auch für diejenigen Fälle, wo das System nicht in der Lage ist, den Schwingungen und Schüttelbewegungen zu widerstehen_s welche gewöhnlich bei einem Pendelwerkantrieb dieser Art auftreten können.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Laufwerk— oder Pendelwerksystem zu schaffen, welches gegenüber den bekannten gewisse Vorteile besitzt, so mit einer wesentlichen Reduzierung der Vibration und entsprechender unerwünschter Kräfte oder Bewegungen arbeitet.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zum doppeltrichtenden Antrieb eines Pendelwerkes entlang einer Bahn einer Linearbewegung bedient sich einer hinsichtlich der Masse ausgeglichenen

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Antriebseinrichtung geringer Reibung, mit welcher es möglich ist, Schwingungen oder andere unerwünschte Effekte im wesentlichen auf ein Minimum herabzusetzen oder sogar zu löschen. Die Antriebseinrichtung vermeidet also die Effekte, welche durch den Hochgeschwindigkeitsantrieb eines Pendelwerkes gewisser Masse entstehen können. Gleichzeitig ist die Antriebseinrichtung verhältnismässig einfach ausgebildet und kann leicht unter Verwendung einer Schaltung angetrieben werden, welche der in der zuvor genannten US-Patentanmeldung beschriebenen gleicht, wodurch die Probleme komplizierterer Anordnungen bekannter Art vermieden werden, also die Probleme von Konstruktionen, welche unter Inkaufnahme der Abnutzung komplexer Teile und unter Inkaufnahme weiterer Probleme zu einer Reduzierung der Schwingungen und anderer Bewegungen beitragen können.

Doppeltrichtende Pendelwerkantriebe nach der Erfindung arbeiten mit einem endlos gelegten Band, welches sich zwischen einem Paar drehbarer Scheiben an den entgegengesetzten Seiten derselben erstreckt. Die Antriebsscheiben sind um im wesentlichen parallele, unter Abstand geführte Achsen drehbar, wobei eine der Bandscheiben über einen Antriebsriemen an einen Gleichstrommotor oder an eine andere geeignete Einrichtung angeschlossen ist, um eine doppeltgerichtete Drehung der Scheibe hervorzurufen. Das Lauf- bzw. Pendelwerk ist zwischen den beiden Scheiben an einer Seite des Bandes an diesem angeschlossen. Eine längliche, zum Massenausgleich dienende Stange besitzt eine Masse, welche derjenigen des Pendelwerkes entspricht, wobei die Stange zwischen den Scheiben an der entgegengesetzten Seite des Bandes bezüglich des Pendelwerkes angebracht ist. Wenn sich das Lauf- oder Pendel-

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werk in einer Richtung bewegt, dann bewegt sich die entgegengesetzte, zum Massenausgleich dienende Stange in der entgegengesetzten Richtung, und umgekehrt. Dies führt dazu, dass Schwingungen und Schüttel bewegungen auf ein Minimum oder im wesentlichen ganz reduziert werden, welche auftreten könnten, wenn sich das Pendelwerk zwischen entgegengesetzten Positionen mit hohen Geschwindigkeiten hin- und herbewegt. Die entgegengesetzten Bewegungsgrenzen des Pendelwerkes sind durch ein Paar von Federn oder durch andere elastische Teile bestimmt, welche nahe der ausgleichenden Stange angebracht sind und durch ein Aufprall element beaufschlagt werden, das mit der Stange verbunden ist. Es ist dadurch eine Anordnung geschaffen, mittels welcher das Pendelwerk zwischen den entgegengesetzten Anschlägen oder Grenzen hin- und herbewegbar ist, wobei nur die geringe Reibung der schwenkbaren Halterungen oder Lager der Antriebsscheiben entgegensteht. Der Gleichstrommotor wird doppeltrichtend mittels einer Schaltung angetrieben, welche der der vorstehend genannten US-Patentanmeldung entsprechen kann. Eine derartige Schaltung vermittelt einen Antriebsstrom mit einer Polarität, die sich mit den Bewegungsumkehrungen der Richtung des Pendelwerkes ändert und momentan einen so grossen Wert einnehmen kann, so während der Umkehrungen des Pendelwerkes. Im übrigen besitzt der Strom einen verhältnismässig kleinen Wert, welcher erforderlich ist, um das Pendelwerk auf der erwünschten Nominalgeschwindigkeit selbsttätig zu halten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.

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Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Druckers unter Verwendung eines mit Gegengewicht doppeltgerichteten Pendelwerkantriebes gemäss der Erfindung, wobei im Blockdiagramm eine Schaltung zur Steuerung des Antriebes wiedergegeben ist;

Fig. 2 ist eine von oben gesehene Draufsicht eines Teils des Druckers nach Fig. 1 unter Darstellung des Pendelwerkantriebes;

Fig. 3 ist eine Vorderansicht eines Teils des Druckers nach Fig. 1 unter Darstellung des Pendelwerkantriebes;

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosivdarstellung des Lauf- bzw. Pendelwerkantriebes;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht von Linie 5-5 in Fig. 2;

Fig. 6 gibt Kurvenverläufe der Pendelwerkgeschwindigkeit und des Erregerstroms als Funktion der Zeit wieder; und

Fig. 7 ist eine Perspektivansicht einer Einrichtung zur Erzeugung eines Geschwindigkeitsbezugssignals.

In Fig. 1 ist ein Drucker 10 mit einem ausbalancierten, in zwei Richtungen wirkenden Laufwerkantrieb 12 nach der Erfindung dargestellt. Der Antrieb 12 bewegt ein Laufwerk 14 bezüglich einer angrenzenden Druckplatte oder Druckwalze 16 hin- und her-

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gerichtet. Das Laufwerk 14 kann die Ausführungsform nach der US-PS 3 941 051 oder jede andere geeignete Konstruktion besitzen und enthält mehrere Druckhammer. Eine Leitungs-Sammelschiene 18 ist an das Laufwerk 14 angeschlossen und vermittelt die wahlweise Erregung der Magnetschaltungen bzw. -kreise, welche den verschiedenen Hammerelementen innerhalb des Laufwerkes 14 zugeordnet sind, derart, dass wahlweise Punkte über ein Farbband 20 auf einem Druckpapier abgedruckt werden. In Fig. 1 sind Teile dieses Farbbandes dargestellt. Das Papier, was aus Gründen vereinfachter Darstellung nicht wiedergegeben ist, wird mit gesteuerter Geschwindigkeit schrittweise nach oben und über die Druckplatte bzw. das Druckwiderlager 16 bewegt, wobei man sich eines Paares von Traktionsantrieben 22 in herkömmlicher Art bedient. Ein Bandsystem 24 herkömmlicher Konstruktion, welches in Fig. 1 nicht dargestellt ist, wird zusammen mit einem Motor 26 verwendet, um das Band 20 im Bereich der Druckplatte bzw. des Druckwiderlagers 16 in bekannterWeise quer zum Papier zu bewegen. Die Antriebe 22 sind an den entgegengesetzten Enden einer Stange 28 vorgesehen, die sich entlang der Baulänge des Druckers 10 erstreckt und durch ein entgegengesetztes Paar von Platten 30 und 32 getragen ist. Die beiden Platten 30 und 32 sind an einer Platte 34 des Druckers angebracht. Eine Stange 36 von quadratischem Querschnitt ist drehbar innerhalb der Platten 30 und 32 angeordnet und treibt die Antriebe 22 an, wodurch die Papierbewegung gemäss Drehung einer Riemenscheibe 38 ausgelöst wird. Die Riemenscheibe 38 ist am Ende der Stange 36 angebracht. Ein an der entgegengesetzten Seite der Befestigungsplatte angeordneter Motor treibt die Riemenscheibe 38 über eine Riemenscheibe 42 und

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einen Riemen 44 an.

Die Einzelheiten des Laufwerkantriebes 12 nach der Erfindung sind im einzelnen in den Fig. 2-5 als auch in Fig. 1 wiedergegeben. Der Antrieb 12 umfasst ein Paar Riemenscheiben 50 und 52, welche um ein Paar unter Abstand angeordneter, im wesentlichen paralleler und vertikaler Achsen drehbar sind. Die Riemenscheibe 50 ist mittels einer Welle 54 drehbar, während die Riemenscheibe 52 mittels einer Welle 56 drehbar ist. Die Wellen 54 und 56 sind in den entgegengesetzten Enden eines oberen Rahmens 58 gelagert, während sich ein unterer Rahmen 60 entlang der Baulänge des Antriebes 12 mit Hilfe von Lagern erstreckt und durch einen Zwischenrahmen 62 unter Abstand gehalten ist. Der untere Rahmen 60 ist direkt an der Basisplatte 34 des Druckers 10 angebracht.

Ein aus nichtrostendem Stahl bestehendes Band 64 gleichförmiger Breite ist als Endlosschlaufe um die Scheiben 50 und 52 an den entgegengesetzten Seiten der Rahmen 58, 60 und 62 gelegt. Das Band 64, welches sich gemäss Drehung der Scheiben 50 und 52 dreht, ist mittels einer oder mehrerer Schrauben 66 gemäss Fig. 4 mit den Antriebsscheiben verbunden. Die Schrauben 66 stellen eine bestimmte Position des Bandes 64 bezüglich der Scheiben 50 und 52 sicher, während gleichzeitig diejenige begrenzte Bewegung des Bandes 64 ermöglicht ist, welche benötigt wird, um das Laufwerk 14 hin- und hergerichtet zu bewegen. Das Band 64 kann aus einer kontinuierlichen Länge eines Stahlbandes bestehen, vorzugsweise sind die entgegengesetzten Enden des Paares mit Hilfe eines oder mit Hilfe mehrerer Federelemente

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oder dergleichen miteinander verbunden, derart, dass das Band gespannt wird und gleichzeitig eine Dehnung und Kontraktion des Bandes entsprechend Temperaturänderungen ermöglicht ist.

Das Laufwerk bzw. Pendelwerk 14 ist an einem Teil des Bandes 64 zwischen den Scheiben 50 und 52 mittels eines L-förmigen Rahmens 68 angebracht. Der Rahmen 68, welcher länger ist als dem Abstand zwischen den Wellen 54 und 56 entspricht, liegt während der begrenzten Bewegungen des Pendel- bzw. Laufwerkes 14 über das Band 64 an den entgegengesetzten Scheiben 50 und an. Der Rahmen ist am Band 64 mit geeigneten Mitteln angebracht, so mit Hilfe von Schrauben.

Eine längliche, ausgeglichene Stange 72 ist an einem Teil des Bandes 64 zwischen den Scheiben 50 und 52, d.h. an der entgegengesetzten Seite der Scheiben bezüglich des Pendelwerkes 14 angebracht. Wie der Rahmen 68 so ist auch die Stange 72 länger als dem Abstand zwischen den Wellen 54 und 56 entspricht, so dass er während der begrenzten Hin- und Herbewegungen des Pendelwerkes 14 über angrenzende Teile des Bandes 64 mit den Scheiben 50 und 52 in Kontakt verbleibt. Die Stange 72, welche in Grosse und Formgebung dem Pendelwerk 14 und dessen Befestigungs rahmen 68 entspricht, wird gemäss der Erfindung verwendet, um eine Masse zur Verfügung zu haben, welche derjenigen des Pendelwerkes 14 und des Rahmens 68 entspricht. Die ausgleichende Stange 72 gleicht also die Hin- und Herbewegung des in entgegengesetzter Position befindlichen Pendelwerkes 14 aus, derart, dass Schwingungen und Schüttelbewegungen ungeachtet der Hin- und Herbewegung des Pendelwerkes 14 bei Geschwindigkeiten im Bereich

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von 61 cm pro Sekunde vermieden wenden, wenn eine Bewegung über einen Abstand von etwa 4 cm stattfindet.

Die entgegengesetzten Enden des Rahmens 68 sind mittels einer Magneteinrichtung 74 über angrenzende Teile des Bandes 64 mit den Scheiben 50 und 52 in Berührung gehalten. Die Magnetanordnung 74 umfasst einen Permanentmagneten 76 und ein Polstück 78. Das Polstück 78 ist im allgemeinen C-förmig und besitzt ein entgegengesetztes Paar von Spitzen 80 und 82, die sich nahe und unter Abstand bezüglich einer dünnen Platte 79 befinden. Die Platte 79 ist ihrerseits aus magnetischem Material gefertigt und ist an der Innenfläche des Bandes 64 befestigt, wobei das Polstück 78 am Zwischenrahmen 62 angebracht ist. Wenn der Permanentmagnet 76 an einem Zwischenteil des Polstückes 78 zwischen den entgegengesetzten Spitzen 80 und 82 angebracht ist und einen geringen Abstand bezüglich der dünnen Platte 79 besitzt, dann ist eine magnetische Schaltung gebildet, mittels welcher angrenzende Teile der Platte 79 angezogen werden, um die entgegengesetzten Enden des Befestigungsrahmens 68 über die angrenzenden Teile des Bandes 64 hindurch mit den Scheiben 50 und 52 in Kontakt zu halten. Die entgegengesetzten Spitzen 80 und 82 des Polstückes 78 erzeugen zwei unterschiedliche Bahnen für den Magnetfluss, welcher von einem Pol des Permanentmagneten 76 nahe des Polstückes 78 durch die entgegengesetzten Schenkel des Polstückes 78 und durch angrenzende Teile der dünnen Platte 79 zum entgegengesetzten Pol des Permanentmagneten 76 fliesst.

In gleicher Weise werden die entgegengesetzten Enden der Stange 72 über angrenzende Teile des Bandes 64 hindurch unter Verwendung einer Magnetanordnung 84 in Berührung oder Kontakt mit

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den Scheiben 50 und 52 gehalten. Die Magnetanordnung 84, welche hinsichtlich ihrer Ausgestaltung identisch ist mit der Magnetanordnung 74, enthält gemäss Fig. 4 einen Permanentmagneten 86, der in einem Zwischenteil eines C-förmigen Polstückes 88 befestigt ist. Das Polstück 88 besitzt entgegengesetzte Spitzen 90 und 92. Eine dünne Platte 93 ist an der Innenfläche des Bandes 64 im Bereich der Magnetanordnung 84 angebracht.

Das Lauf- bzw. Pendelwerk 14 wird durch einen Gleichstrommotor 94 mit Hilfe der Scheiben 50 und 52 und mit Hilfe des Bandes 64 angetrieben. Der Motor 94 treibt die Scheibe 50 mit Hilfe der Welle 54 in zwei Richtungen an. Am unteren Ende des Motors 94 befindet sich eine Scheibe 96, welche mittels eines Riemens 98 mit einer am unteren Ende der Welle 54 angebrachten Scheibe 100 in Verbindung steht. Der Gleichstrommotor 94 ist an der Grundplatte 34 des Druckers 10 befestigt, wobei sich die Welle durch eine Öffnung in der Basis- oder Grundplatte 34 so erstreckt, dass sich die Antriebsscheibe 96 unterhalb der Basisplatte 34 befindet. Die Welle 54 erstreckt sich auch durch eine Öffnung in der Basisplatte 34, so dass die Scheibe 100 unterhalb der Platte 34 vorgesehen ist.

Die entgegengesetzten Grenzen der Bewegung des Antriebes 12 sind durch ein Paar Anschläge 102 und 104 festgelegt, die nahe der Stange 72 befestigt sind. Der Anschlag 102 weist einen im wesentlichen L-förmigen Rahmen 106 auf, der an der Platte 34 befestigt ist und eine Feder 108 trägt. Diese erstreckt sich vom oberen Teil nach aussen gerichtet. In vergleichbarer Weise ist der Anschlag 104 mit einem im wesentlichen L-förmigen Rahmen 110 versehen, der an der Basisplatte 34 befestigt ist, als auch

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mit einer Feder 112. Diese ist am oberen Teil des Rahmens 110 angebracht und erstreckt sich von diesem. Die Anschläge 102 und 104 sind unter Abstand entlang der Baulänge der Stange 72 angebracht, so dass die Federn 108 und 112 wahlweise durch ein rechtwinkliges Element 114 beaufschlagt werden. Dieses Aufschlagelement ist an der Aussenfläche der Stange 72 angebracht und erstreckt sich in die Bahn der Federn 108 und 112.

Der Antrieb 112 verhält sich in Art und Weise eines Linearmotors, wie er in der zuvor beschriebenen gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung erläutert ist. Jedesmal, wenn das Element 114 auf eine der Federn 108 und 112 aufprallt, dann wird in der Feder ausreichend Energie gespeichert, um einen Rückprall zur nominalen Antriebsgeschwindigkeit hervorzurufen, so dass ein sehr kleiner Antrieb des Pendelwerkantriebes 12 erforderlich ist. Infolgedessen kann die in der vorgenannten anhängigen Anmeldung beschriebene Schaltung verwendet wenden, um den Gleichstrommotor 94 des Antriebes 12 nach der Erfindung anzutreiben. Eine derartige Schaltung gibt im wesentlichen eine Servosteuerung während der Umkehrungen oder Wendepunkte frei, so dass die in den zusammengedrückten Federn 108 und 112 gespeicherte Energie den meisten Anteil der Arbeit vollführt. Wenn der Antrieb 12 nahezu die Nominalgeschwindigkeit eingenommen hat, dann wird die Servosteuerung eingeleitet, derart, dass eine kleine Strommenge am Motor angelegt wird, um die Nominalgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Da der Antrieb 12 infolge seines Aufbaues eine sehr kleine Reibung besitzt, was auch auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass nahezu die gesamte Reibung von den Lagern der Wellen 54 und 56 stammt, kann die Servosteuerung während der Normalgeschwin-

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digkeit leicht aufrechterhalten und ein verhältnismässig kleiner Gleichstrommotor 94 eingesetzt werden..

Die Antriebsschaltung für den Motor 94 ist in Fig. 1 im Zusammenhang mit einem Codierer 116 dargestellt. Der Codierer 116, welcher im einzelnen in Fig. 7 dargestellt ist, fühlt die entgegengesetzten Grenzen der Bewegung des Antriebes 12 ab und erzeugt ein Signal, welches die tatsächliche Geschwindigkeit des Antriebes 12 und des angeschlossenen Pendelwerkes 14 wiedergibt. Die der Pendelwerkgeschwindigkeit entsprechenden Impulse des Codierers 116 werden durch einen Vorverstärker 118 verstärkt und anschliessend an einen Impulsgenerator 120 angelegt, um entsprechende Zeitsignale zu erzeugen. Die Zeitsignale des Impulsgenerators 120 werden zusammen mit einem Geschwindigkeits-Einstellsignal an einer Geschwind ig keits-Korrekturschleife 122 angelegt. Das Geschwindigkeits-Einstellsignal vermittelt die erwünschte Geschwindigkeit des Pendelwerkes 14. Die Geschwindigkeits-Korrekturschleife 122, welche der phasenblockierten Schleife der Schaltung der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung entspricht, enthält eine logische Uhr, welche die Zeitsignale mit einer Uhrzeit unter Verwendung eines Geschwindigkeits-Einstellsignals vergleicht. Der Unterschied in Form eines Geschwindigkeits-Korrektursignals wird zusammen mit einem Signal eines bipolaren Referenzsignalgenerators 126 an einem Summier-Zusammenlauf 124 angelegt. Der Generator 126 verwendet die Impulse des Codierers 116 als Bezugssignal und korrigiert dieses Signal auf einen absoluten Wert. Die resultierende Kombination von Signalen am Ausgang des Summier-Zusammenlaufs 124 wird mittels eines Antriebs-

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Verstärkers 128 zum Zwecke des Antriebes des Motors 94 an diesem angelegt.

In Fig. 6 ist die Geschwindigkeit des Pendelwerkes 14 als Funktion der Zeit und des entsprechenden Erregerstromes dargestellt, welcher am Gleichstrommotor 94 angelegt werden muss, um die im wesentlichen trapezförmige Geschwindigkeitscharakteristik zu erzielen, die der Fig. 5 der gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung entspricht. Wenn die Geschwindigkeitskurve den Nullwert am Punkt 136 quert, dann spricht die Schaltung nach Fig. 1 an, indem in der entsprechenden Richtung ein entsprechend grosser Impuls 138 am Gleichstrommotor 94 angelegt wird. Dieser Impuls kombiniert sich oder vereint sich mit der natürlichen Rückprallwirkung des Pendelwerkes 12, derart, dass der Pendelwerkantrieb schnell auf die erwünschte Nominalgeschwindigkeit, bestimmt durch die Korrektur- bzw. Kompensationsschleife 122, beschleunigt wird. Wenn der Pendelwerkantrieb 12 auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, welche eb/va 70 % der Nominalgeschwindigkeit entspricht, dann verlässt die Schaltung nach Fig. 1 den Sättigungsbereich, wonach ein sehr kleiner Stromanteil am Motor 94 angelegt wird, d.h. soviel Strom, wie nötig ist, damit der Pendelwerkantrieb schnell die Nominalgeschwindigkeit am Punkt 140 erreicht. Am Punkt 140 wird der Erregerstrom am Motor 94 auf Null oder im wesentlichen auf Null reduziert. Wenn der Pendelwerkantrieb 12 nachfolgend einer linearen Bewegung in der vorbestimmten Richtung zwischen den entgegengesetzten Begrenzungen unterliegt, dann vermittelt die Schaltung nach Fig. 1 eine verhältnismässig kleine Strommenge, welche als Erregerstrom am Motor 94 angelegt wird, um eine Kompensation für Reibungsverluste und der-

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gleichen zu erhalten und um die Nominalgeschwindigkeit des Antriebes 12 aufrechtzuerhalten.

Wenn der Pendelwerkantrieb 12 weit genug bewegt wurde, so dass das Aufprall element 114 auf die andere der Federn 108 und 112 aufprallt, was dem Punkt 142 auf der Geschwindigkeitskurve nach Fig. 6 entspricht, dann wird der Pendelwerkantrieb 12 schnell verzögert. Die Schaltung nach Fig. 1 fühlt die resultierende Differenz zwischen der tatsächlichen und der erwünschten Geschwindigkeit ab und erzeugt einen Erregerstrom von zunehmendem Wert, welcher am Motor 94 angelegt wird. Wenn die Geschwindigkeit des Antriebes 12 auf etwa 70 % der erwünschten Nominalgeschwindigkeit reduziert ist, dann ist die Schaltung gesättigt und es wird nachfolgend ein verhältnismässig grosser Impuls 144 am Gleichstrommotor 94 eingespeist. Dennoch fährt der Antrieb 12 in seiner Verzögerung fort und kommt am Punkt 146 (Fig. 6) infolge des Widerstandes der Feder in Ruhelage. Obwohl der Stromimpuls 144 der Verzögerung des Antriebes 12 entgegenwirkt, wird diese Energie nicht aufgebraucht, sondern stattdessen auf die Feder übertragen. Wenn der Pendelwerkantrieb 12 am Punkt 146 zur Ruhelage kommt und nachfolgend eine Umkehr der Richtung unter der Wirkung der zusammengedrückten Feder vollführt, dann wird die zusätzliche Energie des Stromimpulses 144 von der Feder auf den Pendelwerkantrieb 12 zurückgeleitet. Gleichzeitig erzeugt die Schaltung nach Fig. 1, die sich in Sättigung befindet und am Punkt 146 der Null-Bewegung die Polarität umkehrt, einen verhältnismässig grossen Impuls 148, um den Pendelwerkantriebsmechanismus schnell zu beschleunigen. Wenn der Pendelwerkantrieb 12 auf

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etwa 70 % der erwünschten Nominalgeschwindigkeit beschleunigt ist, dann verlässt die Schaltung den Zustand der Sättigung und erzeugt einen verhältnismässig kleinen Strom, welcher am Motor 94 angelegt wird. Dies wird durch den tatsächlichen Wert des reduzierenden Fehlersignals am Summier-Zusammenlauf 124 bestimmt. Wenn der Antrieb 12 die durch einen Punkt 150 auf der Geschwindigkeitskurve nach Fig. 6 dargestellte Nominalgeschwindigkeit erreicht, dann wird der durch die Schaltung nach Fig. 1 erzeugte Erregerstrom auf Null oder nahezu auf Null reduziert und nimmt nachfolgend verhältnismässig kleine Werte ein, welche erforderlich sind, um Reibungsverluste oder dergleichen zu kompensieren. Auf diese Weise wird die Linearbewegung des Antriebes 12 auf der erwünschten Nominalgeschwindigkeit aufrechterhalten.

Wenn der Antrieb 12 seine entgegengesetzte Grenzlage erreicht und das Aufprallelement 14 auf die andere der Federn 108 und 112 aufschlägt, wie am Punkt 152 der Geschwindigkeitskurve nach Fig. 6 veranschaulicht ist, dann beginnt der Antrieb 12 die Verzögerung. Wenn der Antrieb 12 auf etwa 70 % der Nominalgeschwindigkeit reduziert ist, dann ist die Schaltung nach Fig. 1 gesättigt, so dass nachfolgend ein verhältnismässig grosser Stromimpuls 154 erzeugt wird. Wenn der Antriebsmechanismus 12 am Punkt 156 gemäss Fig. 6 auf Null verzögert ist, verbleibt die Schaltung gesättigt, kehrt jedoch die Polarität um.

Ein Teil des Codierers 116 nach Fig. 1 ist in Fig. 7 dargestellt. Der Codierer 116 enthält ein hohles Gehäuse 158, welches das obere Ende der Welle 54 umschliesst und ein Codierelement 160 in Form einer Teilscheibe aufweist. Diese Teilscheibe besitzt

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mehrere abfühlbare Kennzeichnungen, die unter gleichem Abstand am Aussenumfang der Teilscheibe vorgesehen sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die anzeigbaren Kennzeichen aus Schlitzen 162 gebildet. Ein Photosensor 164 mit einem lichtemittierenden Element an einem Ende richtet Licht auf einen entgegengesetzten Detektor bzw. Fühler, jeweils dann, wenn einer der Schlitze 162 passiert, wodurch ein Ausgangsimpuls erzeugt wird. Die Frequenz der Impulse vermittelt eine direkte Anzeige der Geschwindigkeit des Pendelwerkes 14 als auch einen geeigneten Bezug. Der Aussenumfang des Codierelementes 160 endet an den entgegengesetzten Enden in einem Paar von Kanten 166 und 168. Ein zweites lichtemittierendes Element und ein Fühler innerhalb des Photosensors 164 fühlen ab, wenn jeweils die Kante 166 oder 168 passiert, wodurch ein Signal am bipolaren Bezugssignal-Generator 126 angelegt werden kann, um den Wendepunkt des Pendelwerkes 14 aufzuzeigen.

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L e e r s e ί t e

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 .) Vorrichtung für den doppeltgerichteten Antrieb eines Druckmechanismus relativ zu einem bedruckbaren Medium in einer Druckzeile, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Paar kreisförmiger Elemente (50, 52) aufweist, welche unter Abstand angeordnet um ein Paar im wesentlichen paralleler Achsen drehbar angeordnet sind, dass ein endlos laufendes Band (64) je einen Teil der kreisförmigen Elemente umgibt und sich zwischen diesen an den entgegengesetzten Seiten derselben erstreckt, dass ein Druckmechanismus (14) mit dem Band (64) zwischen den kreisförmigen Elementen an einer Seite derselben gekoppelt ist, dass ein längliches Element (72) mit dem Band (64) zwischen den kreisförmigen Elementen an der anderen Seite derselben gekoppelt ist, dass eine Vorrichtung (102, 108; 104, 112) die entgegengesetzten Grenzen der Bewegung des Bandes bildet, und dass das Band mittels einer Vorrichtung (94) doppeltgerichtet zwischen den entgegengesetzten Grenzen der Bewegung bewegbar ist, derart, dass der Druckmechanismus doppeltgerichtet antreib-

^bai" i^st· 030032/0787

Bayerische Vereinsbank München, Kto.-Nr. 882495 (BLZ 700202 70) · Deutsche Bank München, Kto.-Nr. 82/08050 (BLZ 700 70010)

Postscheckamt München, Kto.-Nr. 1633 97- 802 (BLZ 700100 80)
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des länglichen Elementes (72) im wesentlichen der Masse des Druckmechanismus (14) entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die entgegengesetzten Grenzen der Bewegung bildende Vorrichtung ein Paar unter Abstand angeordnete elastische Elemente (108, 112) aufweist, als auch Mittel (114), welche dem länglichen Element (72) zugeordnet sind und welche auf das eine oder auf das andere der elastischen Elemente aufprallen, wenn das längliche Element (72) jeweils die entgegengesetzten Grenzen der Bewegung erreicht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Magneteinrichtung (76) am Band entgegengesetzt bezüglich des länglichen Elementes (72) angeordnet ist, und dass eine zweite Magneteinrichtung (86) entgegengesetzt bezüglich des Druckmechanismus (14) am Band (64) angebracht ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Band doppeltgerichtet antreibende Einrichtung einen Motor aufweist, eine Vorrichtung, mittels welcher der Motor zum drehbaren Antrieb eines der kreisförmigen Elemente gekoppelt ist, als auch eine Vorrichtung, mittels welcher der Motor in entgegengesetztem Sinne wahlweise erregbar ist, um einen doppeltgerichteten Antrieb auszulösen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur alternierenden Erregung des Motors Mittel zur Erzeugung eines ersten Signals enthält, welche einer er-

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wünschten Geschwindigkeit für den Druckmechanismus entsprechen, als auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines zweiten Signals, entsprechend der tatsächlichen Geschwindigkeit des Druckmechanismus, und dass eine Einrichtung auf die ersten und zweiten Signale anspricht, um den Motor gemäss jeglichem Unterschied zwischen den ersten und zweiten Signalen anzutreiben.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Paar kreisförmiger Elemente ein Paar Antriebsscheiben umfasst, welche unter Abstand angeordnet und um das Paar im wesentlichen paralleler Achsen drehbar sind, dass der Druckmechanismus aus einer Hammerreihe an einem Pendelwerk besteht, welches am Band zwischen den Antriebsscheiben an einer Seite derselben angebracht ist, um eine doppeltgerichtete lineare Bewegung entsprechend der doppeltgerichteten Bewegung des Bandes auf das Pendel werk zu übertragen, dass das längliche Element aus einer im wesentlichen rechtwinkligen, zum Massenausgleich dienenden Stange besteht, die sich entlang des Bandes zwischen den Antriebsscheiben an der anderen Seite der Scheiben bezüglich des Pendelwerkes erstreckt, derart, dass das längliche Element gleichzeitig einer doppeltgerichteten linearen Bewegung gemäss der entsprechenden doppeltgerichteten Bewegung des Bandes unterliegt, dass die die entgegengesetzten Grenzen der Bewegung des Bandes bildenden Mittel elastische Elemente aufweisen, welche jedesmal beaufschlagt werden, wenn die zum Massenausgleich dienende Stange jeweils eine der entgegengesetzten Grenzen der Bewegung erreicht, und dass die zum doppeltgerichteten Antrieb dienende Vorrichtung aus einem Motor besteht, welcher bei Erregung jeweils eine der Antriebsscheiben antreibt, wobei eine Vorrichtung

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den Motor zwischen den Punkten des Aufpralls an den elastischen Elementen alternativ in entgegengesetztem Sinne erregt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Elemente ein Aufprallelement enthalten, welches auf der zum Massenausgleich dienenden Stange befestigt ist, und dass ein Paar von Federn an den entgegengesetzten Seiten des Aufprallelementes entlang der Baulänge der zum Massenausgleich dienenden Stange angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Band aus nichtrostendem Stahl besteht und mittels einer Schraube je mit den Antriebsscheiben verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Massenausgleich dienende Stange eine Masse besitzt, welche im wesentlichen der Masse des Pendelwerkes entspricht.
11 . Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Antriebsscheiben des Antriebsscheibenpaares mittels einer Welle gelagert ist, auf welcher sich eine dritte Antriebsscheibe befindet, dass eine vierte Antriebsscheibe am Motor angebracht ist, und dass ein Endlosband die dritte und vierte Antriebsscheibe an den entgegengesetzten Seiten umgibt und sich zwischen diesen Scheiben erstreckt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendelwerk und die zum Massenausgleich dienende Stange je eine Baulänge besitzt, welche grosser ist als dem Abstand

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zwischen dem Paar von im wesentlichen parallelen Achsen entspricht, derart, dass sich diese Teile jeweils über das Paar von Antriebsscheiben hinauserstrecken, dass ein erstes Polstück mit einem Paar von Polstückspitzen unter im wesentlichen geringem Abstand bezüglich des Bandes, entgegengesetzt zum Pendelwerk befindlich, angeordnet ist, dass ein erster Permanentmagnet entgegengesetzt zum Pendelwerk befindlich am ersten Polstück zwischen dem Paar von Spitzen, unter geringem Abstand bezüglich des Bandes, angeordnet ist, dass ein zweites Polstück entgegengesetzt zu der zum Massenausgleich dienenden Stange vorgesehen ist und ein Paar von Polstückspitzen aufweist, die unter einem geringen Abstand bezüglich des Bandes bestehen, und dass ein zweiter Permanentmagnet zwischen dem Paar von Spitzen am zweiten Polstück angebracht ist und an entgegengesetzter Position bezüglich der zum Massenausgleich dienenden Stange einen geringen Abstand bezüglich des Bandes besitzt.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Band aus nichtmagnetischem Material besteht, dass eine erste Platte aus Magnetmaterial an der Innenfläche des Bandes angebracht ist und sich zwischen und nahe des Paares von Spitzen des ersten Polstückes und einer zweiten Platte von magnetischem Material erstreckt, die an der Innenseite des Bandes angebracht ist, so dass sie sich zwischen dem Paar von Spitzen des zweiten Polstückpaares erstreckt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur alternativen Erregung des Motors in entgegengesetzten Richtungen Mittel aufweist, mit welchen ein erstes,

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der Geschwindigkeit des Pendelwerkes entsprechendes Signal erzeugt wird, dass Mittel ein zweites Signal erzeugen, welches der erwünschten Geschwindigkeit für das Pendelwerk entspricht, und dass eine Vorrichtung ein Erregersignal für den Motor erzeugt, welches der Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen entspricht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ein Erregersignal erzeugenden Mittel ein verhältnismässig starkes Erregersignal von im wesentlichen feststehendem Wert bestimmen, wenn die Differenz zwischen den ersten und zweiten Signalen einen vorbestimmten Wert übersteigt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Riemenscheiben drehbar an einer Welle angebracht ist, dass die ein erstes Signal entsprechend der Geschwindigkeit des Pendelwerkes erzeugenden Mittel aus einem Element von im wesentlichen teilweise kreisförmiger Anordnung bestehen, welches Element auf der Welle angebracht ist und mehrere kennzeichnende Markierungen trägt, wobei sich die Markierungen unter gegenseitigem Abstand entlang des Aussenumfangs des Elementes befinden, und dass ein Fühler unter einem feststehenden Abstand bezüglich des Aussenumfanges des Elementes angeordnet ist und Impulse entsprechend der Bewegung der abfühlbaren Kennzeichnungen erzeugt, wenn diese den Fühler passieren.

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