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Druck - Schreibeinrichtung zur alphanumerischen und analogen
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Aufzeichnung Die Erfindung betrifft eine Druck Schreibeinrichtung
für alphanumerische und analoge Aufzeichnung mit mindestens einer Schreibspitze,
einem Träger und einer Betätigungseinrichtung.
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Schreibeinrichtungen der oben genannten Art sind weit verbreitet im
Einsatz und haben sich relativ gut bewährt. Sie lassen jedoch nur eine relativ geringe
Markierungsgeschwindigkeit zu, weil die für einen Markierungsvorgang zu bewegenden
Massen relativ groß sind.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Druck -Schreibeinrichtung
der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, mit welcher eine deutliche Steigerung
der Markierungsgeschwindigkeit möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schreibspitze
selbst oder mit einem Führungsträger in einer Führungsleiste verschieblich angeordnet
ist und daß getrennt von der Schreibspitze ein mit dieser mindestens zeitweise in
Verbindung bringbarer Vorratsbehälter mit einem mit Schreibflüssigkeit getränkten
Medium vorgesehen ist. Hierdurch gelingt es, bei Bedarf die Bewegung zur Erzeugung
einer Markierung im wesentlichen auf die sehr massearme Schreibspitze zu beschränken.
Insbesondere muß ein Vorratsbehälter für die Schreibflüssigkeit bei einer Druckbewegung
einer einzelnen Schreibspitze nicht mitbewegt werden.
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Bei Schreibeinrichtungen der eingangs- beschriebenen Art ist diese
Aufgabe ebenfalls dadurch gelöst,' daß jede Betätigungseinrichtung als Spule ausgebildet
ist mit einem entlang der Spulenachse beweglichen Weicheisenkern, der als Träger
die Schreibspitze umfaßt. Auf diese Art und Weise können alle Teile mit relativ
großer Masse, wie beispielsweise die Spule, unbeweglich gehalten werden.. Der Weicheisenkern
in der Spule, der vom Magnetfeld der unter Strom gesetzten Spule in die
Spule
hineingezogen wird, kann als Ring ausgebildet sein und ist damit außerordentlich
massearm. Er umfaßt gleichzeitig die Schreibspitze und trägt diese damit. Somit
wird lediglich die Schreibspitze, die selbst außerordentlich massearm ist, und der
hülsenförmige, sehr leichte Weicheisenkern bewegt.
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Sonstige zu bewegende Massen treten nicht auf. Somit bleibt lediglich
eine außerordentlich kleine Masse übrig, die von der Spule bewegt werden muß. Diese
Masse ist so klein, daß es gelingt, sie ein bis zwei Zehnerpotenzen schneller zu
bewegen, als die bisher bekannten Schreibspitzen mit ihren Trägern und ggf. den
zusätzlichen Betätigungsmechaniken. Die Spule kann auch als z.B. Doppelspule ausgebildet
sein, sodaß von der Spule der Weicheisenkern in beide Richtungen bewegt werden kann.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schreibspitze
mit einem Federelement in Wirkverbindung steht, welches die Schreibspitze nach Fortfall
der Magnetkraft in die Anfangslage zurückdrückt. Hierdurch kann eine weitere Geschwindigkeitssteigerung
erreicht werden, weil nun die Schreibspitze in beide Bewegungsrichtungen von einer
Betätigungskraft , nämlich einerseits die Magnetkraft und andererseits die Federkraft,
bewegt wird. Die reine Schwerkraft als mögliche Betätigungskraft spielt damit keine
Rolle mehr.
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Eine weiterbildende Ausgestaltung der'Erfindung sieht vor, daß das
Federelement als Spiraldruckfeder ausgebildet und konzentrisch zur Spulenachse angeordnet
ist und andererseits am hülsenförmigen Weicheisenkern abstützt. Eine solche Gestaltung
der Feder und eine solche Federanordnung ist platzsparend und macht irgendwelche
zusätzlichen Verbindungsmittel zwischen Feder und Schreibspitze zur Übertragung
von Federkraft überflüssig.
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Eine andere Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß Schreibspitzen
um eine gemeinsame Achse angeordnet und so geneigt sind, daß Linien durch die Schreibspitzen
in Verschieberichtung die gemeinsame Achse mindestens angenähert in
einem
Punkt schneiden. Hierdurch gelingt es, Schreibeinrichtungen zu gestalten, welche
beispielsweise mehrfarbige Schreibmöglichkeiten dadurch bieten, daß jede Schreibspitze
eine andere Farbe aufweist. Es ist nun möglich, unter gleichzeitiger Ausnutzung
der Schnelligkeit der Schreibspitze an dem Ort, an dem sich die Schreibeinrichtung
jeweils befindet, unter den vorhandenen Schreibspitzen die mit der gewünschten Farbe
auszuwählen und zu betätigen. Die Schnelligkeit der Schreibeinrichtung ist somit
auch besonders für mehrfarbige Schreibeinrichtungen ausnützbar. Irgendeine Drehung
oder Schwenkung der Schreibeinrichtung um die gewünschte Schreibspitze in Arbeitsposition
zu bringen, ist nicht erforderlich. Die beschriebene Anordnung ist auch als "Mehrfach
- Anordnung" von Schreibspitzen zu verstehen, wobei mehrere Mehrfach - Anordnungen
zu einer Einheit zusammengefaßt werden können.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht wiederum vor, daß zu
jeder Schreibspitze ein Vorratsbehälter mit einem mit Schreibflüssigkeit getränkten
Medium angeordnet ist, welches mit der Schreibspitze mindestens zeitweise in Kontakt
bringbar ist. Da Schreibspitzen, die mit Schreibflüssigkeit arbeiten, saugfähig
sind, reicht es normalerweise aus, die Schreibspitzen lediglich mit der Schreibflüssigkeit
zu tränken. Um jedoch unter den verschiedensten Bedingungen eine befriedigende Schreibdauer
der Schreibspitze zu erreichen, ist es u.U.
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notwendig, die Schreibspitzen ihrem Volumen nach zu vergrößern, um
die notwendige Menge Schreibflüssigkeit unterzubringen. Dies aber bedeutet Massezuwachs.
Ein solcher Massezuwachs kann verhindert werden, wenn die Schreibspitze selbst nicht
mehr als Vorratsbehälter dienen muß, sondern sich jeweils aus dem Vorratsbehälter
selbsttätig die notwendige Schreibflüssigkeit holt. Hierdurch kann die Schreibspitze
weiter verkleinert werden und damit die Masse weiter verringert und die Geschwindigkeit
weiter erhöht werden.
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Eine weiterbildende Ausgestaltung der Erfindung sieht noch vor, daß
zwischen dem getränkten Medium und der Schreibspitze
und mit beiden
verbunden ein saugfähiger Leiter oder ein Hohlleiter angeordnet ist. Dies ist eine
sehr einfache Möglichkeit für einen Dauertransport von Schreibflüssigkeit zu sorgen.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wiederum sieht vor, daß Vorratsbehälter
an der Unterseite eine Öffnung aufweisen, wobei die Rückseite der Schreibspitze
in Ausgangslage durch diese Öffnung an dem getränkten Medium anliegt. Dies ist eine
ganz besonders einfache Möglichkeit, für den notwendigen Nachschub an Schreibflüssigkeit
zu sorgen. Da die Schreibspitze sehr oft auf und ab bewegt wird, ist sie auch sehr
oft in der Lage, durch Anlage der ja ansich saugfähigen Schreibspitze an dem getränkten
Medium sich jeweils aufs Neue die notwendige Schreibflüssigkeit abzuholen. Dies
geschieht durch einfaches Anlegen der Schreibspitze an das getränkte Medium.
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Irgendwelche sonstigen Übertragungsmittel für die Schreibflüssigkeit
können damit entfallen.
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Schließlich ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen,
daß die Spule mit einer elektronischen Steuerung und mit einem Schrittschaltwerk
zur taktweisen Betätigung oder zur Betätigung nach einem vorgegebenen Programm verbunden
ist.
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Auf diese Art und Weise gelingt es sehr einfach, die Schreibspitze
in ihren Betätigungsbewegungen einerseits wegabhängig zu steuern, sodaß nicht erforderliche
Bewegungen vermieden werden und in gleichmäßigen Abständen nur dann Markierungspunkte
gesetzt werden, wenn die zu markierende Unterlage ihrerseits eine entsprechende
Vorschubbewegung ausgeführt hat und andererseits gelingt es, mit der Schreibspitze
auch geschlossene Linien, beispielsweise zur Beschriftung der zu markierenden Unterlage,
herzustellen.
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Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Zeichnungen, die ein
Ausführungsbeispiel zeigen, näher erläutert werden.
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Es zeigen:
Figur 1 Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Schreibeinrichtung mit Schreibspitze in Ausgangslage Figur 2 Längsschnitt wie Figur
1, jedoch mit Schreibspitze in Schreiblage Figur 3 Längsschnitt durch eine Schreibeinrichtung
mit mehreren Schreibspitzen, die auf einen Punkt gerichtet sind Ein Spulenkörper
6 (Figur 1 und 2) weist in axialer Richtung in seinem mittleren Bereich eine Spule
(Wicklung) 2 auf. Die einer Schreibunterlage 14 zugewandte Seite des Spulenkörpers
6 ist im Ausführungsbeispiel kegelstumpfförmig gestaltet, während das gegenüberliegende
Ende des Spulenkörpers 6 als Halteeinrichtung 15 geformt ist. Der Spulenkörper 6
weist in Längsrichtung eine zylindrische Bohrung auf, die sich am kegelstumpfförmigen
Ende des Spulenkörpers 6 stufenförmig auf den Durchmesser einer hierin zu führenden
Schreibspitze 1 verengt.
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Die Schreibspitze 1 weist im Bereich des der Schreibunterlage 14 abgewandten
Endes einen hülsenförmigen Weicheisenkern 4 auf, der die Schreibspitze 1 fest umfaßt
und damit trägt. Der hülsenförmige Weicheisenkern 4 hat einen solchen Außendurchmesser,
daß er in dem Bohrungsbereich der Bohrung des Spulenkörpers mit größerem Durchmesser
geführt ist und gleiten kann. Zwischen dem nach innen zeigenden Ende des Weicheisenkerns
4 und dem vorbeschriebenen Bohrungsabsatz der Längsbohrung des Spulenkörpers 6 ist
eine Spiraldruckfeder 5 angeordnet, die somit stets bestrebt ist, den Weicheisenkern
4 in Richtung der Spulenachse 3 aus der Bohrung des Spulenkörpers 6 herauszudrücken.
Hierdurch wird die Schreibspitze 1 von der Schreibunterlage 14 abgehoben. Diese
Stellung ist in Figur 1 dargestellt.
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Der Spulenkörper 6 ist über seine Halteeinrichtung 15 an einem
Vorratsbehälter
9 befestigt, der in seinem unteren Bereich eine Öffnung 11 aufweist, in welche mindestens
die Schreibspitze 1 mit ihrer Rückseite 12 eintauchen kann. Im Vorratsbehälter 9
befindet sich ein mit Schreibflüssigkeit getränktes Medium 10. In der in Figur 1
dargestellten Ausgangslage liegt die Rückseite 12 der Schreibspitze 1 mit der Spannkraft
der Spiraldruckfeder 5 an dem getränkten Medium 10 an. Da die Schreibspitze 1 im
Ausführungsbeispiel saugfähig sein soll, übernimmt sie aufgrund dieser Anlage Schreibflüssigkeit
aus dem getränkten Medium 10. Zur Schonung des getränkten Mediums 10 ist im Ausführungsbeispiel
zwischen dem getränkten Medium 10 und der Rückseite 12 der Schreibspitze 1 eine
durchlässige Zwischenlage 13 vorgesehen, die eine unzulässige Zerstörung des getränkten
Mediums 10 aufgrund des häufigen und raschen Anschlagens der Schreibspitze 1 verhindert.
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Solche Schreibeinrichtungen werden vorwiegend in Schreibgeräten eingesetzt,
die den Ablauf irgendeines Prozesses oder irgendeinen bestimmten Zustand überwachen
und über die zeitliche Veränderung des Prozesses oder Zustandes eine Kurve auf einer
längsbewegten Schreibunterlage 14 zeichnen. Die Schreibunterlage 14 bewegt sich
hierbei zeitabhängig und es wird zur Aufzeichnung der Kurve von der Schreibeinrichtung
Punkt an Punkt auf einer solchen Schreibunterlage 14 markiert.
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Hierzu muß dann die Schreibspitze 1 für jeden Punkt kurz gegen die
Schreibunterlage 14 gedrückt und wieder abgehoben werden.
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Zum Schreiben mehrerer Kurven, mit denen zeitlich gleichzeitig unterschiedliche
Prozesse oder Zustände überwacht werden, werden solche Schreibeinrichtungen jeweils
quer zur Vorschubrichtung der Schreibunterlage 14 bewegt, um an den entsprechenden
Stellen die jeweiligen Punkte für die jeweiligen Kurven setzen zu können.
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Es ist aber auch möglich, daß über die ganze Bahnbreite der Schreibunterlage
14 eine einzige Kurve geschrieben werden muß.
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In beiden Fällen ist es wünschenswert, in sehr rascher Folge hintereinander
Punkte setzen zu können, um eine aussagefähige und anschauliche, zeitabhängige Kurve
zu erhalten.
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Um einen Punkt zu markieren, muß bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
die Spule 2 aktiviert werden, wodurch im Inneren der Spule das hier auszunutzende
Magnetfeld entsteht, welches den Weicheisenkern 4 in das Spulenzentrum gegen die
Kraft der Spiraldruckfeder 5 zieht. Bei entsprechendem Abstand stößt hierdurch die
Schreibspitze 1, die nunmehr in Richtung der Spulenachse 3 ausfährt, auf die Schreibunterlage
und nimmt dort die erforderliche Markierung vor. Danach wird der Strom für die Spule
2 wieder abgeschaltet, wodurch die nunmehr gespannte Spiraldruckfeder 5 den Weicheisenkern
4 wieder verschieben und damit die Schreibspitze 1 wieder von der Schreibunterlage
14 abheben kann. Die Schreibspitze 1 wird hierdurch wieder in die in Figur 1 dargestellte
Position gedrängt und kann hierdurch neue Schreibflüssigkeit übernehmen.
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Das beschriebene Ein- und Ausfahren der Schreibspitze 1 kann wegen
der insgesamt zu bewegenden außerordentlich geringen Massen außerordentlich schnell
geschehen. Darüber hinaus kann über die Aktivierungsdauer der Spule 2 die Schreibdauer
der Schreibspitze 1 beliebig variiert und bestimmt werden. Es ist daher möglich,
nach Belieben Striche als auch eine beliebige Punktfolge relativ zum Zeitablauf
zu erstellen. Über ein Schrittschaltwerk innerhalb der Steuerung für die Spule 2
ist es beispielsweise möglich, die Punktfolge nicht in zeitlicher Abhängigkeit,
sondern in Wegabhängigkeit des Vorschubweges der Schreibunterlage 14 zu steuern.
Um dies zu erreichen, sind selbstverständlich auch andere Steuerungsmöglichkeiten
denkbar.
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In vielen Fällen müssen mehrere Kurven unterschiedlicher Färbung oder
eine Beschriftung in unterschiedlicher Färbung geschrieben werden. Bisher ist es
hierzu nötig, einen Schreibkopf mit mehreren Schreibspitzen vorzusehen, wobei die
gewünschte Schreibspitze entweder durch Drehen des Schreibkopfes oder durch Verschieben
des Schreibkopfes - jenachdem ob die Schreibspitzen nebeneinander oder am Umfang
eines Trägerrades
angeordnet sind in Betätigungsposition gebracht
werden. Diese Einrichtungen weisen eine relativ große Masse auf, die zudem auch
noch bewegt werden muß zur Auswahl der >ichtlgen Schreibspitze. Zur Durchführung
solcher Bewegungen sind aufwendige mechanische und elektromechanische Mittel (:rforuerlich
und außerdem wird hierdurch die jeweilige Steuerung verkompliziert. Mit der vorbeschriebenen
Erfindung können diese Schwierigkeiten eliminiert werden. Eine zur Beseitigung solcher
Schwierigkeiten geeignete Anordnung zeigt aher Figur 3.
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Figur 3 zeigt eine Anordnung, bei der Schreibeinrichtungen nach Figur
1 und 2 in gewünschter Anzahl um eine gemeinsame Achse 7 herum angeordnet und mit
ihren Spulenachsen 3', die dyn Spulenachsen 3 nach Figur 1 und 2 entsprechen, zur
geine insarnen Achse 7 so geneigt angeordnet sind, daß die Spulenachse 3' die gemeinsame
Achse 7 im Punkt 8 schneiden.
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Die Funktion der um die gemeinsame Achse 7 herum gruppierten Schreibeinrichtungen
entspricht denen, wie nach Figur 1 und 2 beschrieben, wobei alle Bezugszeichen mit
Strich nach Figur 3 den Bezugszeichen ohne Strich nach den Figuren 1 und 2 entsplechen,
sodaß hinsichtlich des Aufbaues und der Funktion auf die Beschreibung der Figuren
1 und 2 verwiesen wird.
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i;rgänzend sei jedoch zu Figur 3 darauf hingewiesen, daß dort die
Schreibspitzen 1 zusätzlich in einer Hülse 16 gehalten sind, die die Gleiteigenschaften
der Schreibspitzen 1' in den Spulenkörpern 6' verbessern soll. Natürlich kann eine
solche Hülse 16 auch bei den Ausführungsformen nach Figuren 1 und 2 vorgesehen sein
Bei einer Schreibeinrichtung nach Figur 3 kann von einer elektrischen Steuerung
jede beliebige Spule 2' angesteuert und damit jede beliebige Schreibspitze 1' betätigt
werden. Da alle Schreibspitzen bei einer Betätigung denselben Punkt 8 auf der Schreibunterlage
14 treffen, ist ein Verschwenken oder Verschieben der gesamten Schreibeinrichtung
um eine gewünschte Schreibspitze in Arbeitsposition zu bringen, nicht erforderlich.
Auch
dies bedeutet eine weitere bedeutende Steigerung der Arbeitsgeschwindigkeit solcher
Schreibeinrichtungen.
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Die Befestigung der erfindungsgemäßen Schreibeinrichtung an einer
Verschiebeeinrichtung oder an einem Traggerüst kann in beliebiger Weise erfolgen,
soweit hierdurch die Bewegungsfähigkeit der Schreibspitze 1 nicht eingeschränkt
wird. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist beispielweise hierfür ein Stecker
17 vorgesehen. Grundsätzlich ist die Befestigungsart jedoch beliebig.
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ilit der erfindungsgemäßen und beschriebenen Schreibeinrichtung ist
es erstmals möglich, die Markierungsgeschwindigkeit der gattungsgemäßen Schreibeinrichtungen
aufgrund der Merkmale der Erfindung um mindestens eine Zehnerpotenz schneller zu
machen.
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Gleichzeitig ist es gelungen, für einen praktisch unbegrenzten Schreibflüssigkeitsvorrat
zu sorgen, ohne daß der entsprechende Vorratsbehälter und die Vorratsmenge als Nasse,
welche die Druckbewegung der Schreibspitze mitmacht, hinnehmen zu müssen. Es ist
gelungen, alle mit größerer Masse behafteten Teile stationär zu halten und im wesentlichen
nur die ';chreibspitze selbst zu bewegen.
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Das Ausführungsbeispiel beschreibt eine spulenbetätigte Schreibeinrichtung,
ist jedoch keineswegs hierauf beschränkt.
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So ist z.B auch eine pneumatische oder elektrostatische Betätigung
der Schreibspitze möglich.
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Liste der verwendeten Bezugszeichen 1 Schreibspitze 1' Schreibspitze
2 Spule 2' Spule 3 Spulenachse 3' Spulenachse 4 Weicheisenkern 4' Weicheisenkern
5 Spiraldruckfeder 5' Spiraldruckfeder 6 Spulenkörper 6' Spulenkörper 7 gemeinsame
Achse 8 Punkt 9 Vorratsbehälter 9' Vorratsbehälter 10 getränktes Medium 10' getränktes
Medium 11 Öffnung 11' Öffnung 12 Rückseite der Schreibspitze 12' Rückseite der Schreibspitze
13 Zwischenlage 14 Schreibunterlage 15 Halteeinrichtung 16 Hülse 17 Stecker