DE3537464C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für die Bewegung eines Schreibkopfes eines Druckers in Zeilenrich­ tung, mit einem Antriebsmotor, welcher mit einem außerhalb des Zeilenendes befindlichen Ritzel einen mit dem ver­ schiebbaren Schreibkopf verbundenen Zahnriemen antreibt, welcher über eine außerhalb des anderen Zeilenendes angeordnete Umlenkrolle geführt ist, und welcher in Längs­ richtung durch zugfeste Einlageelemente verstärkt ist.

Bei bekannten Anordnungen dieser Art, gemäß einem internen Stand der Technik bei der Anmelderin wird der Zahnriemen über eine zylindrische, ungezahnte Umlenkrolle geführt. Die zugfesten Einlageelemente des Zahnriemens dienen außer zur Erhöhung der Zugfestigkeit auch dem Zweck, die Dehnung des Zahnriemens bei der Bewegung des Schreibkopfes klein zu halten. Die Schreibposition muß mit einer Genauigkeit von weniger als ±0,1 mm angefahren werden. Das wäre mit einem weichelastischen Zahnriemen nicht möglich.

Trotz Verwendung von Einlageelementen mit hohem E-Modul ergeben sich bei bekannten Anordnungen Schwierigkeiten, die für ein gleichmäßiges Schriftbild erwünschte Positionsgenauigkeit zu erreichen.

Durch die DE-OS 24 45 081 ist eine Anordnung zum Bewegen eines Druckerwagens für Druckwerke, insbesondere für Fern­ schreib- und Schreibmaschinen, bekannt geworden. Diese bekannte Anordnung enthält ebenfalls einen Antriebsmotor, einen mit dem verschiebbaren Schreibkopf verbundenen Zahn­ riemen und eine Umlenkrolle. Die Umlenkrolle ist zylinder­ förmig gestaltet und weist eine ebene Oberfläche auf. Über den Aufbau des Zahnriemens sind keine Angaben gemacht, der Zahnriemen selbst besitzt auf seiner Innenseite eine über einen Teil der Riemenlänge verlaufende Verzahnung.

Durch die Entgegenhaltung JP-60-9 747 A ist eine ballige Umlenkrolle in einem Drucker bekannt geworden, die jedoch nicht mit einem Zahnriemen, sondern mit einem umlaufenden Druckband zusammenwirkt, das keine Verzahnung trägt. Hinweise auf eine Anwendung dieser Umlenkrolle bei einem Zahnriemenantrieb in einem Schreibkopf sind der Entgegenhaltung nicht zu entnehmen, ebensowenig Hinweise auf eine mathematische Beziehung zwischen der Balligkeit der Umlenkrolle und der Riemenlänge.

Durch das DE-GM 69 12 078 ist ein Getriebe mit einem treibenden und mindestens einem getriebenen Rad bekannt geworden, wobei die Räder gleichmäßig auf den Radumfang verteilte Ausnehmungen besitzen und wobei ein die Räder umschlingendes, endloses, vorzugsweise bandförmiges Zugorgan mit Zähnen vorgesehen ist, die in die Ausnehmungen der Räder eingreifen. Die Räder dieses Getriebes haben eine ballige Form. Zur Sicherheit gegen Ablaufen des Zugorgans sind neben den genannten Zähnen, die in die Ausnehmungen eingreifen, zusätzlich noch beiderseits der Räder angeordnete Flansche vorgesehen. Über eine Beziehung zwischen der Länge des Zugorgans und der Balligkeit ist der genannten Entgegenhaltung kein Hinweis zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Positionsgenauigkeit des Schreibkopfes zu erhöhen.

Die Lösung gelingt dadurch, daß die Umlenkrolle ballig gestaltet ist, und daß die Differenz zwischen deren in der Mitte gemessenen maximalen Durchmesser Dm und dem im Abstand der halben Riemenbreite von der Mitte gemessenen Durchmesser Dr im Bereich 0,0006·l < (Dm-Dr) < 0,0013·l gewählt ist, wobei l die Gesamtlänge des Zahnriemens ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch Seitenführungen des Zahnriemens ungleichmäßige zusätzliche Zugbelastungen auf den Zahnriemen ausgeübt werden, welche dann zu unterschiedlichen Dehnungen des Zahnriemens und damit zu Abweichungen von der Sollposition des Schreibkopfes führen. Die erhöhte Reibung erfordert darüber hinaus einen stärker dimensionierten Antriebsmotor.

Eine ballige Umlenkrolle hält den Zahnriemen stets in der Mittenlage, ohne daß seitliche Führungen an der Umlenkrolle oder am Gehäuse vorgesehen sein müssen. Das an sich bei Flach-Riemenantrieben bekannte Prinzip einer balligen Führungsrolle läßt sich bei Beachtung der erfindungsgemäß vorgeschriebenen Dimensionierungsregeln überraschend auch für Zahnriemenantriebe der eingangs genannten Art anwenden. Zwar werden die zugfesten Einlageelemente des Zahnriemens bei Verwendung einer balligen Umlenkrolle unterschiedlich gedehnt, so daß vornehmlich die Einlageelemente im mittleren Bereich die Zugkraft aufnehmen müssen. Weiterhin führt infolgedessen die im Ruhezustand wirkende Längsvorspannung des Zahnriemens zu größeren Längungen. Es zeigte sich aber, daß die für bekannte Konstruktionen dimensionierten Zahnriemen ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer oder der Funktion auch bei Verwendung von balligen Umlenkrollen dann geeignet sind, wenn der größere der vorgegebenen Grenzwerte von Dm-Dr nicht überschritten wird, d.h., wenn die Länge des Zahnriemens genügend groß gegenüber dem Umfangsunterschied der balligen Führungskontur der Umlenkrolle ist.

Der untere Grenzwert ist einzuhalten, damit die Selbst­ zentrierung des Zahnriemens gesichert ist. Es ist empfeh­ lenswert, die Umlenkrolle breiter als den Zahnriemen zu gestalten.

Dadurch, daß die Längsvorspannung des Zahnriemens bei stillstehendem Motor mindestens so groß gewählt wird, daß sämtliche zugfesten Einlageelemente des Zahnriemens auf Zug beansprucht sind, ist einerseits die Anlage auch der Randzonen der Flächen des Zahnriemens an der Umlenkrolle gewährleistet. Andererseits tragen alle zugfesten Einlageelemente dazu bei, unzulässig hohe Dehnungen des Zahnriemens bei Beschleunigungen des Schreibkopfes zu verhindern.

Vorzugsweise bestehen die zugfesten Einlageelemente aus Glasfaser-, Kohlenstoff- oder Polyester- bzw. Kevlar­ strängen, welche bei guter Biegbarkeit und Festigkeit einen genügend hohen E-Modul aufweisen. Auch Stahllitzen sind besonders gut geeignet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der balligen Umlenk­ rolle verläuft die Außenkontur des Längsschnittes durch die Umlenkrolle kreisbogenförmig. Der Radius des Kreis­ bogens beträgt vorzugsweise das 2- bis 3fache des maximalen Durchmessers der Umlenkrolle.

Die Erfindung wird anhand der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiels erläutert.

Fig. 1 zeigt die prinzipielle Anordnung eines Antriebs für die Bewegung eines Schreibkopfes und

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Umlenkrolle des Antriebes.

In Fig. 1 sind die für den Antrieb wesentlichen Bauteile schematisch angedeutet. Mit 1 ist das Ritzel eines Antriebmotors 2 bezeichnet, welches mit einem Zahnriemen 3 kämmt, welcher mit Vorspannung über die frei drehbare Umlenkrolle 4 geführt ist.

Der Schreibkopf 5, beispielsweise ein Nadeldruckkopf, ist mit dem Zahnriemen 3 fest gekoppelt und entlang einer Schreibzeile in Richtung der Pfeile 6 und 7, geführt auf einer nicht dargestellten Geradeaus-Führungseinrichtung, antreibbar.

Nähere Einzelheiten der Umlenkrolle 4 sind in Fig. 2 erkennbar. Eine mit balliger Außenkontur gestaltete Hülse 8 ist über eine nicht dargestellte Lagerung um die Achse 9 frei drehbar. Ihr Durchmesser hat im mittleren Bereich den maximalen Wert Dm und nimmt stetig ab bis hin zum Rand des Zahn­ riemens 3 auf den Wert Dr. Die Balligkeit, deren Kontur entsprechend einem Kreisbogen mit dem Radius R verläuft, ist vorteilhaft über die Breite b des Zahnriemens 3 hinaus fortgesetzt, so daß die Breite B der Umlenkrolle größer als die Breite b des Zahnriemens ist.

Der Zahnriemen ist durch mehrere parallel durch seine Länge verlaufende zugfeste Einlageelemente 10 verstärkt, welche vorzugsweise als Stahllitzen ausgebildet sind. Die Vorspannung des Zahnriemens ist so hoch gewählt, daß auch die am Rand des Zahnriemens 3 befindlichen Einlageelemente 10 auf Zug vorbelastet sind. Deshalb liegt der Zahnriemen 3 auf seiner gesamten Breite satt an der balligen Fläche der Hülse 8 an.

Bei einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel wurden folgende Abmessungen für einen Antrieb mit einem l = 650 mm langen Zahnriemen gewählt:
dm = 13 mm; b = 9,4 mm; Dr = 12,4 mm; B = 13 mm; R = 30 mm.

Der Antrieb für den Schreibkopf 5 war besonders geräuscharm und leichtgängig. Es ergab sich ein hervorragend gleichmäßiges Schriftbild.

Claims (6)

1. Antrieb für die Bewegung eines Schreibkopfes eines Druckers in Zeilenrichtung, mit einem Antriebsmotor, welcher mit einem außerhalb des einen Zeilenendes befindlichen Ritzel einen mit dem verschiebbaren Schreibkopf verbundenen Zahnriemen antreibt, welcher über eine außerhalb des anderen Zeilenendes angeordnete Umlenkrolle geführt ist, und welcher in Längsrichtung durch zugfeste Einlageelemente verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle (4) ballig gestaltet ist und daß die Differenz zwischen derem in der Mitte gemessenen maximalen Durchmesser Dm und dem im Abstand der halben Riemenbreite von der Mitte gemessenen Durchmesser Dr im Bereich 0,0006·l < (Dm-Dr) < 0,0013·l gewählt ist, wobei l die Gesamtlänge des Zahnriemens (3) ist.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite B der Umlenk­ rolle (4) größer als diejenige (b) des Zahnriemens (3) ist.

3. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsvorspannung des Zahnriemens (3) bei stillstehendem Motor (2) mindestens so groß gewählt ist, daß sämtliche zugfesten Einlagen (10) des Zahnriemens (3) auf Zug beansprucht sind.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zugfesten Einlagen (10) aus Glasfaser-, Kohlenstoff-, Polyester- bzw. Kevlarsträngen oder Stahllitzen bestehen.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur des Längsschnittes durch die Umlenkrolle (4) kreisbogenförmig verläuft.

6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) des Kreisbogens das 2- bis 3fache des maximalen Durchmessers (Dm) der Umlenkrolle (4) beträgt.