DE3003279C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung entsprechend dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Antriebsvorrichtung ist aus dem DE-GM 66 00 773 be
kannt. Bei dieser Antriebsvorrichtung, die z. B. für eine Schreib
maschine verwendbar ist, ist ein Typenträger etwa in der Mitte
zwischen zwei Antriebsscheiben an einem Antriebsband befestigt.
Eine Ausgleichsmasse des Typenträgers ist diesem gegenüberliegend
ebenfalls am Antriebsband befestigt. Mit der Ausgleichsmasse sollen
Vibrationen des Typenträgers infolge dessen Hin- und Herbewegung
gedämpft werden.
Aus der DE-OS 25 34 936 ist ein Punkrasterdrucker mit einem
Typenträger in Form einer hin- und herbeweglichen Hammerbank
bekannt, die auch zur Auslösung der einzelnen Hämmer erforderliche
Magnetkreise trägt. Der Antrieb der Hammerbank erfolgt durch
einen Massenausgleichsgewichte aufweisenden Nockenantrieb, der
über eine Verbindungsstange mit dem die Hammerbank tragenden
Laufwerk verbunden ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Laufwerk
in Form einer eine relativ große Masse aufweisenden Hammerbank
Vibrationen infolge der Hin- und Herbewegung der Hammerbank
wirksam zu dämpfen.
Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung wird erreicht, daß das
Antriebsband nur eine Festigkeit aufzuweisen braucht, die
ausreicht, um den Antrieb des Laufwerks und der Ausgleichsmasse
zu bewirken, da sowohl Laufwerk als auch Ausgleichsmasse während
der gesamten Hin- und Herbewegung des Laufwerks über das
Antriebsband an den Scheiben anliegen, über die das Antriebs
band läuft. Durch diese Art der Lagerung des Laufwerks und
der Ausgleichsmasse gelingt es, Vibriationen des Laufwerks erheblich
zu dämpfen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 7 beispielsweise
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Zeilendruckers und
eine Steuerschaltung in Form eines Blockschaltbildes,
Fig. 2 eine Draufsicht eines Teils des Druckers der Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht des Druckers nach Fig. 2,
Fig. 4 das Laufwerk des Druckers in auseinandergezogener Anordnung,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 2,
Fig. 6 ein Geschwindigkeitsdiagramm des Laufwerks und des entsprechenden
Antriebsmotorerregerstroms, und
Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zur Erzeugung
eines Geschwindigkeitsbezugssignals.
In Fig. 1 ist ein Drucker 10 mit einem ausbalancierten, in zwei
Richtungen wirkenden Laufwerkantrieb 12
dargestellt. Der Antrieb 12 bewegt ein Druckhämmer aufweisendes Laufwerk 14 bezüglich
einer angrenzenden Druckplatte 16 hin und her.
Eine Leitungs-
Sammelschiene 18 ist an das Laufwerk 14 angeschlossen, um
Magnetkreise, welche den verschiedenen Hammerelementen innerhalb
des Laufwerkes 14 zugeordnet sind, derart zu erregen, 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 von zwei Traktionsantrieben mit gesteuerter Geschwindigkeit schritt
weise nach oben über die Druckplatte
16 bewegt. Ein Bandsystem 24
herkömmlicher Konstruktion, welches in Fig. 1 nicht dargestellt
ist, wird zusammen mit einem Motor 26 verwendet, um das Farb
band 20 im Bereich der Druckplatte
16 quer zum Papier zu bewegen. Die Traktionsantriebe
22 sind an den entgegengesetzten Enden einer Stange 28 vorge
sehen, die sich längs des Druckers 10 erstreckt
und durch zwei Platten 30 und 32 ge
tragen ist. Die beiden Platten 30 und 32 sind an einer Grundplatte 34
des Druckers angebracht. Eine Stange 36 von quadratischem
Querschnitt ist drehbar innerhalb der Platten 30 und 32 angeord
net und treibt die Traktionsantriebe 22 an, wodurch die Papierbewegung
bei Drehung einer Riemenscheibe 38 ausgelöst wird, die
am Ende der Stange 36 angebracht ist. Ein
an der entgegengesetzten Seite der Befestigungsplatte 30 angeordneter
Motor treibt die Riemenscheibe 38 über eine Riemenscheibe 42 und
einen Riemen 44 an.
Die Einzelheiten des Laufwerkantriebes 12
sind im einzelnen in den Fig. 2-5 als auch in Fig. 1 wiederge
geben. Der Antrieb 12 umfaßt ein Paar Riemenscheiben 50 und
52, welche auf unter Abstand angeordneten,
parallelen und vertikalen Wellen 54, 56 drehbar sind. Die Wellen 54
und 56 sind in den entgegengesetzten Enden eines oberen Rahmens
58 gelagert, während sich ein unterer Rahmen 60 längs
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 Antriebsband 64 gleichförmiger
Breite verläuft als Endlosschlaufe um die Scheiben 50 und 52 an den
entgegengesetzten Seiten der Rahmen 58, 60 und 62. Das
Antriebsband 64 ist mittels einer oder mehrerer Schrauben 66
(Fig. 4) mit den Antriebsscheiben verbunden. Die Schrauben 66
stellen eine bestimmte Position des Antriebsbandes 64 bezüglich der
Scheiben 50 und 52 sicher, während gleichzeitig diejenige be
grenzte Bewegung des Antriebsbandes 64 ermöglicht ist, welche benötigt
wird, um das Laufwerk 14 hin- und hergerichtet zu bewegen.
Das Antriebsband 64 kann aus einem Stahl
band bestehen, dessen Enden
mit Hilfe eines oder mehrerer Federelemente
verbunden sind, so daß das Band
gespannt wird und gleichzeitig eine Dehnung und Kontraktion des
Bandes entsprechend Temperaturänderungen ermöglicht ist.
Das Laufwerk 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
der Abstand zwischen den Wellen 54 und 56, liegt
während der begrenzten Bewegungen des Laufwerkes
14 über das Band 64 an den entgegengesetzten Scheiben 50 und 52
an. Der Rahmen ist am Antriebsband 64 durch Schrauben angebracht.
Eine lange, dem Massenausgleich dienende Stange 72 ist am
Band 64 zwischen den Scheiben 50 und 52 an der entgegen
gesetzten Seite der Scheiben bezüglich des Laufwerks 14 an
gebracht. Wie der Rahmen 68 so ist auch die Stange 72 länger als
der Abstand zwischen den Wellen 54 und 56, so daß sie
während der begrenzten Hin- und Herbewegungen des Laufwerks
14 über angrenzende Teile des Bandes 64 mit den Scheiben
50 und 52 in Kontakt verbleibt. Die Stange 72, welche in Größe
und Formgebung dem Laufwerk 14 und dessen Befestigungsrahmen
68 entspricht, wird verwendet, um eine
Masse zur Verfügung zu haben, welche derjenigen des Laufwerkes
14 und des Rahmens 68 entspricht. Die
Stange 72 gleicht also die Hin- und Herbewegung des in entgegen
gesetzter Position befindlichen Laufwerks 14 aus, derart, daß
Schwingungen und Schüttelbewegungen ungeachtet der Hin- und Her
bewegung des Laufwerkes 14 vermieden
werden.
Die entgegengesetzten Enden des Rahmens 68 werden mittels einer
Magnetanordnung 74 über angrenzende Teile des Antriebsbandes 64 mit
den Scheiben 50 und 52 in Berührung gehalten. Die Magnetan
ordnung 74 umfaßt einen Permanentmagneten 76 und ein Pol
stück 78. Das Polstück 78 ist C-förmig und hat
zwei Schenkel 80 und 82, die sich
nahe und unter Abstand bezüglich einer dünnen Platte 79 befinden.
Die Platte 79 besteht aus magnetischem Material
und ist an der Innenfläche des Antriebsbandes 64 befestigt, wobei das
Polstück 78 am Zwischenrahmen 62 angebracht ist. Da der
Permanentmagnet 76 an einem Zwischenteil des Polstückes 78
zwischen den Schenkeln 80 und 82 angebracht ist
und einen geringen Abstand bezüglich der dünnen Platte 79 hat,
wird ein Magnetkreis geschlossen, der eine Magnetkraft erzeugt, die
angrenzende Teile der Platte 79 anzieht, um die ent
gegengesetzten Enden des Befestigungsrahmens 68 über die an
grenzenden Teile des Antriebsbandes 64 hindurch mit den Scheiben 50 und
52 in Kontakt zu halten.
In gleicher Weise werden die entgegengesetzten Enden der Stange
72 über angrenzende Teile des Antriebsbandes 64 hindurch unter Ver
wendung einer Magnetanordnung 84
den Scheiben 50 und 52 in Berührung gehalten. Die Magnetanordnung 84, welche
hinsichtlich ihrer Ausgestaltung identisch ist mit der Magnet
anordnung 74, enthält gemäß Fig. 4 einen Permanentmagneten
86, der an einem Zwischenteil eines C-förmigen Polstückes 88
befestigt ist. Das Polstück 88 hat zwei Schenkel
90 und 92. Eine dünne Platte 93 ist an der Innenfläche des Antriebsbandes
64 im Bereich der Magnetanordnung 84 angebracht.
Das Laufwerk 14 wird durch einen Gleichstrom
motor 94 über die Scheiben 50 und 52 und das
Antriebsband 64 angetrieben. Der Motor 94 treibt die Scheibe 50 über
die 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 Grundplatte 34 so
erstreckt, daß sich die Antriebsscheibe 96 unterhalb der Grund
platte 34 befindet. Die Welle 54 erstreckt sich durch eine
Öffnung in der Grundplatte 34 und trägt die Scheibe 100 unterhalb
der Platte 34.
Die Hin- und Herbewegung des Antriebes 12 ist
durch zwei Anschläge 102 und 104 begrenzt, die nahe
der Stange 72 befestigt sind. Der Anschlag 102 weist einen
L-förmigen Rahmen 106 auf, der an der Platte 34
befestigt ist und eine Feder 108 trägt, die sich vom
oberen Teil nach außen erstreckt. In gleicher Weise ist
der Anschlag 104 mit einem L-förmigen Rahmen
110 versehen, der an der Platte 34 befestigt ist, und
mit einer Feder 112, diese sich am oberen Teil des Rahmens 110 nach
außen erstreckt. Die Anschläge 102 und
104 sind unter Abstand längs der Stange 72 ange
bracht, so daß die Federn 108 und 112 wahlweise durch ein
rechtwinkliges Element 114 beaufschlagt werden, das
an der Außenfläche der Stange 72 angebracht ist
und sich in die Bahn der Federn 108 und 112 erstreckt.
Der Antrieb 112 wirkt wie ein Linearmotor.
Jedesmal, wenn das Element 114 auf
eine der Federn 108 und 112 aufprallt, wird in der Feder
ausreichend Energie gespeichert, um einen Rückprall zur nominalen
Antriebsgeschwindigkeit hervorzurufen.
Die Antriebsschaltung für den Motor 94 ist in Fig. 1 im Zu
sammenhang 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 Laufwerkes 14
wiedergibt. Die der Laufgeschwindigkeit entsprechenden
Impulse des Codierers 116 werden durch einen Vorverstärker
118 verstärkt und anschließend an einen Impulsgenerator 120
angelegt, um entsprechende Zeitsignale zu erzeugen. Die Zeit
signale des Impulsgenerators 120 werden zusammen mit einem
Geschwindigkeits-Einstellsignal an einer Geschwindigkeits-
Korrekturschleife 122 angelegt. Das Geschwindigkeits-Einstell
signal vermittelt die erwünschte Geschwindigkeit des Lauf
werkes 14. Die Geschwindigkeits-Korrekturschleife 122,
enthält einen Taktgeber
welche die Zeitsignale mit einer Taktzeit unter Verwendung
eines Geschwindigkeits-Einstellsignals vergleicht. Der Unter
schied in Form eines Geschwindigkeits-Korrektursignals wird
zusammen mit einem Signal eines bipolaren Bezugssignal
generators 126 an einer Summier-Verbindung 24 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
der Summier-Verbindung 124 wird mittels eines Antriebs
verstärkers 128 zum Antrieb des Motors 94 an
diesem angelegt.
In Fig. 6 ist die Geschwindigkeit des Laufwerkes 14 als
Funktion der Zeit und des entsprechenden Erregerstromes
dargestellt, welcher am Gleichstrommotor 94 angelegt werden
muß, um eine im wesentlichen trapezförmige Geschwindigkeits
charakteristik zu erzielen. Wenn die Geschwindig
keitskurve den Nullwert am Punkt 136 durchläuft, 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 bewirkt zusammen
mit der Rückprallwirkung des Laufwerkes 12,
daß der Laufwerkantrieb schnell auf die erwünschte
Nominalgeschwindigkeit, bestimmt durch die Korrektur
schleife 122, beschleunigt wird. Wenn der Lauf
werkantrieb 12 auf eine Geschwindigkeit beschleunigt, welche
etwa 70% der Nominalgeschwindigkeit entspricht, verläßt
die Schaltung nach Fig. 1 den Sättigungsbereich, wonach ein
sehr kleiner Stromanteil am Motor 94 angelegt wird, d. h. so
viel Strom, wie nötig ist, damit der Laufwerkantrieb schnell
die Nominalgeschwindigkeit am Punkt 140 erreicht. Am Punkt
140 wird der Erregerstrom am Motor 94 auf Null oder im wesent
lichen auf Null reduziert. Wenn der Laufwerkantrieb 12 nach
folgend eine lineare Bewegung in der vorbestimmten Richtung
zwischen den entgegengesetzten Begrenzungen durchführt,
liefert die Schaltung nach Fig. 1 eine verhältnismäßig
kleine Strommenge, welche als Erregerstrom am Motor 94 an
gelegt wird, um eine Kompensation für Reibungsverluste und der
gleichen zu erhalten und um die Nominalgeschwindigkeit des An
triebes 12 aufrechtzuerhalten.
Wenn der Laufwerkantrieb 12 weit genug bewegt wurde, so
daß das Aufprallelement 114 auf die andere der Federn 108
und 112 aufprallt, was dem Punkt 142 auf der Geschwindigkeits
kurve nach Fig. 6 entspricht, wird der Laufwerkantrieb
12 schnell verzögert. Die Schaltung nach Fig. 1 fühlt die re
sultierende Differenz zwischen der tatsächlichen und der er
wünschten 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, ist die
Schaltung gesättigt und es wird nachfolgend ein verhältnismäßig
großer Impuls 144 am Gleichstrommotor 94 eingespeist. Den
noch fährt der Antrieb 12 in seiner Verzögerung fort und kommt
am Punkt 146 (Fig. 6) infolge des Widerstandes der Feder in die
Ruhelage. Obwohl der Stromimpuls 144 der Verzögerung des
Antriebes 12 entgegenwirkt, wird diese Energie nicht aufge
braucht, sondern statt dessen auf die Feder übertragen. Wenn
der Laufwerkantrieb 12 am Punkt 146 zur Ruhelage kommt und
nachfolgend eine Umkehr der Richtung unter der Wirkung der
zusammengedrückten Feder vollführt, wird die zusätzliche
Energie des Stromimpulses 144 von der Feder auf den Lauf
werkantrieb 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 Laufwerkantriebsmechanismus 12
schnell zu beschleunigen. Wenn der Laufwerkantrieb 12 auf
etwa 70% der erwünschten Nominalgeschwindigkeit beschleunigt
ist, 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 abnehmenden
Fehlersignals an der Summier-Verbindung 124
bestimmt. Wenn der Antrieb 12 die durch einen Punkt 150 auf
der Geschwindigkeitskurve nach Fig. 6 dargestellte Nominalge
schwindigkeit erreicht, 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 der
gleichen zu kompensieren. Auf diese Weise wird die Linearbe
wegung des Antriebes 12 auf der erwünschten Nominalgeschwin
digkeit 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, beginnt der Antrieb 12 die Ver
zögerung. Wenn der Antrieb 12 auf etwa 70% der Nominalge
schwindigkeit reduziert ist, 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. 5 und 7 dargestellt.
Der Codierer 116 hat ein Gehäuse 158, welches das
obere Ende der Welle 54 umschließt und ein Codierelement 160
in Form einer Teilscheibe aufweist. Diese Teilscheibe besitzt
mehrere abfühlbare Kennzeichnungen, die unter gleichem Abstand
am Außenumfang der Teilscheibe vorgesehen sind. Im darge
stellten Ausführungsbeispiel sind die anzeigbaren Kennzeichen
aus Schlitzen 162 gebildet. Eine Lichtschranke 164 mit einem
lichtemittierenden Element an einem Ende richtet Licht auf einen
Fühler, wenn
einer der Schlitze 162 durchläuft, wodurch ein Ausgangsimpuls er
zeugt wird. Die Frequenz der Impulse liefert eine direkte
Anzeige der Geschwindigkeit des Laufwerkes 14 sowie einen
geeigneten Bezugswert. 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 der Lichtschranke 164 fühlen ab, wenn jeweils
die Kante 166 oder 168 durchläuft, wodurch ein Signal am
Bezugssignal-Generator 126 angelegt werden kann, um den Wende
punkt des Laufwerkes 14 anzuzeigen.
Claims (3)
1. Antriebsvorrichtung für das in Zeilenrichtung längs eines Gegen
druckelements begrenzt hin- und herbewegliche Laufwerk eines Zeilen
druckers und einer entgegengesetzt zum Laufwerk angetriebenen Aus
gleichsmasse, wobei das Laufwerk und die Ausgleichsmasse mit den
gegenüberliegenden Abschnitten eines Antriebsbandes verbunden sind,
das über zwei Scheiben läuft, von denen eine angetrieben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Laufwerk (14)
auf einem Rahmen (68) angeordnet ist, daß der Rahmen (68) und die
Ausgleichsmasse (Stange 72) eine Länge haben, die größer als der
Abstand zwischen den Wellen (54, 56) der Scheiben (50, 52)
ist, und daß der Rahmen (68) und die Ausgleichsmasse (Stange 72)
durch je eine Magnetanordnung (74, 84) am Antriebsband (64) und an
den Scheiben (50, 52) zur Anlage gebracht werden, die auf den Rahmen
(68) und die Ausgleichsmasse (Stange 72) eine Anziehungskraft ausüben,
die gegen das Antriebsband (64) gerichtet ist.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Magnetanordnung (74, 84) aus einem feststehenden
Permanentmagneten (76, 86) mit einem feststehenden C-förmigen
Polstück (78, 88) und einer am aus magnetischem Material bestehenden
Antriebsband (64) befestigten Platte (79, 93) besteht.
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
zwei gefederte, feststehende Anschläge (102, 104), die mit einem
weiteren Anschlag (114) am Antriebsband (64) zusammenwirken,
durch die die Hin- und Herbewegung des Laufwerks (14) begrenzt
wird.
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