DE3739295C1 - Verfahren zur Rueckpralldaempfung bei Druckhammermagneten in Schreib- oder aehnlichen Bueromaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Rückprall­ dämpfung bei Druckhammermagneten in Schreib- oder ähnlichen Büro­ maschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Maschinen der angesprochenen Art weisen häufig sogenannte Summen­ typenträger auf, deren Typen mittels eines Druckhammermagneten einzeln in Richtung auf die Druckgegenlage beschleunigt werden und so in der bekannten Weise einen Abdruck erzeugen. Die Steuerung des Druckhammermagneten erfolgt bei den genannten Maschinen mittels einer programmierbaren Steuereinheit, die üblicherweise aus wenigstens einem Mikroprozessor und einem Speicher besteht, wobei der Speicher in einem ROM-Speicher der die Steuerprogramme enthält und einen RAM-Speicher, der die variablen Daten aufnimmt, unterteilt ist. In Abhängigkeit von der Buchstabengröße steuert der Mikroprozessor eine Treiberschaltung an, die die Wicklungen des Druckhammermagneten für eine vorge­ gebene Zeit mit einer vorgegebenen Spannung beaufschlagt. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß unabhängig von der Buch­ stabengröße ein einheitliches Druckbild entsteht.

Im Zusammenhang mit Druckhammermagneten tritt nun das Problem auf, daß nach dem eigentlichen Abdruck der Anker des Druckhammer­ magneten mit einer sehr hohen kinetischend Energie in seine Grund­ stellung gelangt. Es sind deshalb Vorkehrungen zu treffen, die besagte kinetische Energie so zu absorbieren, daß die Geräusch­ entwicklung auf der einen Seite und die Beruhigungszeit des Ankers auf der anderen Seite minimiert werden.

Zur Lösung des Problems ist es neben dem Einsatz von mechanischen Dämpfungsmitteln bekannt, die Dämpfung durch Beaufschlagung der Wicklung des Druckhammermagneten mit einem Bremsimpuls zu bewerk­ stelligen. So wird zum Beispiel in der DE-OS 26 45 498 vorge­ schlagen, die Typen in Abhängigkeit von der Zeichengröße durch den Druckhammermagneten mit unterschiedlicher Energie gegen die Druckgegenlage zu beschleunigen. Die unterschiedliche Energie wird dabei durch Variation der Spannung mit der die Wicklungen des Druckhammermagneten beaufschlagt werden erreicht. Zur zeichenproportionalen Rückpralldämpfung wird weiterhin vorge­ schlagen, den in seine Ausgangslage zurückkehrenden Anker des Druckhammermagneten durch Beaufschlagung der Wicklung des Druck­ hammermagneten mit einem Bruchteil der Beschleunigungsspannung abzubremsen. Diese Vorgehensweise gewährleistet zwar, daß bei zeitrichtiger Beaufschlagung des Druckhammermagneten mit dem Bremsimpuls eine befriedigende Rückpralldämpfung erreicht wird. Diese zeitrichtige Beaufschlagung ist aber äußerst problematisch, da abhängig von den mechanischen Gegebenheiten der gesamte Ab­ schlagvorgang unterschiedlich viel Zeit benötigen kann.

Zum zeitrichtigen Aufschalten des Bremsimpulses offenbart die DE- PS 31 16 402 eine Anordnung, die mittels eines Sensors, z. B. in der Form einer Lichtschranke, den Zeitpunkt erfaßt, zu dem der zurückkehrende Anker des Druckhammermagneten einen ganz be­ stimmten Punkt auf seinem Weg passiert. Nach einer vorgegebenen Verzögerungszeit wird die Wicklung des Druckhammermagneten mit dem Bremsimpuls beaufschlagt. Mit Hilfe dieser Anordnung ist es zwar möglich dem Druckhammermagneten den Bremsimpuls zeitrichtig zuzuführen, dies kann aber nur durch den Einsatz eines relativ teueren Sensors erreicht werden.

Aus der DE 37 30 937 A1 (nicht vorveröffentlicht) ist es darüber hinaus bekannt, bei einer Anordnung gemäß der DE-PS 31 16 402 die Lichtschranke so auszubilden, daß diese beim Zurückkehren des Druckhammers mehrere Signale erzeugt, so daß dadurch die Ge­ schwindigkeit des zurückkehrenden Druckhammers festgestellt und die Dämpfung entsprechend ausgelegt werden kann.

Unter Umgehung der Nachteile, die den vorstehend aufgezeigten Vorrichtungen und Verfahren anhaften, ist es deshalb Aufgabe der Erfindung, ein weiteres Verfahren anzugeben, das es ebenfalls gestattet, die Wicklung des Druckhammermagneten zum richtigen Zeitpunkt mit dem Bremsim­ puls zu beaufschlagen, so daß der zurückkehrende Anker des Druck­ hammermagneten mit einer minimalen kinetischen Energie seine Ruheposition erreicht.

Gelöst wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Ver­ fahrens ist in Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Bei der Lösung der Aufgabe wurde davon ausgegangen, daß Druck­ hammermagnete, gleichgültig ob es sich um Tauchanker- oder Klapp­ ankermagnete handelt, je nach Größe des Luftspaltes unterschied­ liche Induktivität aufweisen. Die Induktivität des Magnetsystems wiederum bestimmt den Stromanstieg. Es besteht somit die Möglich­ keit, die Wicklungen des Druckhammermagneten, während der Anker nach dem Abdruck in seine Ruheposition zurückkehrt, mit Meßim­ pulsen zu beaufschlagen, wobei die Meßimpulse bei einer vorge­ gebenen Spannung, eine vorgegebene Impulsbreite und einen vorge­ gebenen Impulsabstand aufweisen. Wird nun während des Auf­ schaltens der Meßimpulse der Strom, der in der Wicklung des Druckhammermagneten fließt, gemessen, ergibt sich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Stromhöhe und der Luftspaltbreite und damit ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Stromhöhe und der Position des Ankers auf seinem Weg zwischen der Abdruckstellung und seiner Ruhestellung. Die zeitrichtige Beaufschlagung der Wicklungen des Druckhammermagneten mit dem Bremsimpuls kann somit dadurch erfolgen, daß der gemessene Strom mit einem Referenzstrom, der einer ganz bestimmten Position des Ankers auf seinem Weg zurück in die Ruhestellung entspricht, verglichen wird. Die Über­ einstimmung zwischen Meßstrom und Referenzstrom signalisiert dann das Erreichen der besagten Position und erlaubt, gegebenenfalls nach einer Verzögerungszeit, das zeit- bzw. wegrichtige Auslösen des Bremsimpulses.

Der Vorteil des Verfahrens nach dem Kennzeichen des Patentan­ spruches 1 besteht demnach darin, daß durch den Einsatz eines einfachen Strommeß- und Vergleichsverfahrens eine Wegerfassung des in seine Ruhestellung zurückkehrenden Ankers des Druckhammer­ magneten ermöglicht wird, so daß die Voraussetzungen zur zeit- bzw. wegrichtigen Beaufschlagung der Wicklung des Druckhammer­ magneten mit dem Bremsimpuls geschaffen sind. Dabei kann auf einen Wegsensor z. B. in Form einer Lichtschranke verzichtet werden, was mit einer erheblichen Kosten- und Platzeinsparung einhergeht.

Die Weiterbildung des Verfahrens nach dem Kennzeichen des Patent­ anspruches 2 ermöglicht es darüber hinaus, die Zeit zu erfassen, die der in seine Ausgangslage zurückkehrende Anker für eine be­ stimmte Wegstrecke benötigt, wobei diese Zeit Rückschlüsse auf die augenblickliche Geschwindigkeit und damit auf die kinetische Energie des Ankers zuläßt. Hierdurch wird die Voraussetzung ge­ schaffen, den Zeitpunkt zu dem der Bremsimpuls der Wicklung des Druckhammermagneten zugeführt wird und gegebenenfalls die Dauer des Bremsimpulses bzw. den Spannungsverlauf des Bremsimpulses in Abhängigkeit von der kinetischen Energie, die der in seine Aus­ gangslage zurückkehrende Anker besitzt, zu variieren, so daß die Geschwindigkeit des zurückkehrenden Ankers beim Erreichen seiner Ruheposition nahezu Null ist. Auch bei dieser Verfahrensweise zur exakten Dosierung des Bremsimpulses kann auf Sensoren wie z. B. Lichtschranken verzichtet werden, so daß auch hier die bereits vorher erwähnten Vorteile zum Tragen kommen.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend unter Zuhilfenahme der Figuren näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Druckhammermagneten in Schnittdarstellung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild für eine Schaltung zur Durch­ führung des Verfahrens;

Fig. 3 ein Diagramm in dem der Spannungsverlauf und ein Diagramm in dem der Stromverlauf während der Durch­ führung eines Abschlagzyklus dargestellt ist.

In Fig. 1 ist in Schnittdarstellung ein Druckhammermagnet ge­ zeigt. Das Joch 1 des Druckhammermagneten weist in einer Aus­ nehmung eine Spule 2 auf und ist mit einer weiteren Ausnehmung versehen, in der der Anker 3 beweglich angeordnet ist. Der Anker 3 bildet mit dem Joch 1 einen Arbeitsluftspalt 13 und ist in seinem vorderen Bereich als Stößel 4 ausgebildet, der durch eine entsprechende Ausnehmung 4 a im Joch 1 nach außen ragt. Durch eine Feder 5, die auf dem Stößel 4 angeordnet ist und sich im Bereich der Ausnehmung 4 a gegen das Joch 1 abstützt, wird der Anker 3 in seiner Ruheposition gehalten und liegt dabei über eine elastische Zwischenlage 6 an einem Rückpralltopf 7 an, der auf der der Aus­ nehmung 4 a gegenüberliegenden Seite am Joch 1 befestigt ist.

Durch Bestromen der Wicklung 2 wird im Joch 1 bzw. Anker 3 ein Magnetfeld aufgebaut, daß den Anker 3 gegen die Wirkung der Feder 5 in Richtung auf die Ausnehmung 4 a beschleunigt. Ist der Luft­ spalt 13 durch den Anker 3 geschlossen, bewegt sich der Anker 3 im freien Flug. Zu diesem Zeitpunkt ist die Bestromung der Wick­ lung 2 bereits aufgehoben. Nachdem der Stößel 4 eine Type (nicht dargestellt) gegen das Papier bzw. die Druckgegenlage (ebenfalls nicht dargestellt) geschlagen hat, wird der Anker durch die Kraft der Feder 5 in seine Ausgangslage zurückbewegt. Wie bereits weiter obenerwähnt, erfolgt während des Zurückfallens des Ankers 3 in seine Ruheposition eine erneute Beaufschlagung der Wicklung 2 des Druckhammermagneten mit einem Bremsimpuls, so daß der Anker 3 beim Erreichen seiner Ruheposition praktisch keine kinetische Energie mehr besitzt. Zur Durchführung des Verfahrens zur Rück­ pralldämpfung wird der in Fig. 1 dargestellt und vorstehend be­ schriebene Druckhammermagnet bzw. dessen Wicklung 2 von einer Schaltungsanordnung angesteuert wie sie in Fig. 2 in Form eines Blockschaltbildes dargestellt ist. Eine programmierbare Steuer­ einheit, bestehend aus einem Mikroprozessor 8, einem mit diesem verbundenen ROM-Speicher 9 und einem ebenfalls mit dem Mikropro­ zessor verbundenen RAM-Speicher 10, steuert gemäß einem im ROM- Speicher 9 enthaltenen Programm über eine Treiberschaltung 11 die Wicklungen 2 des Druckhammermagneten an. Im Stromkreis des Druck­ hammermagneten ist eine Strommeßschaltung 12 angeordnet, deren Ausgang mit dem Mikroprozessor 8 verbunden ist.

Die Bestromung des Druckhammermagneten zum Zweck des Abdruckens einer Type sowie das Verfahren zur Rückpralldämpfung werden nach­ folgend unter Zuhilfenahme der Fig. 1 und 2 sowie der in Fig. 3 dargestellten Diagramme die den Spannungsverlauf an der Wick­ lung 2 des Druckhammermagneten sowie den Stromverlauf durch die Wicklung 2 des Druckhammermagneten zeigen, beschrieben. Dabei wird vorausgesetzt, daß die abzudruckende Type bereits in Ab­ druckposition steht.

Zunächst entnimmt der Mikroprozessor 8 dem ROM-Speicher 9 eine Information darüber, wie lange die Wicklung 2 des Druckhammerma­ gneten zu bestromen ist, um einen sauberen Abdruck zu erhalten und steuert entsprechend dieser Information über den Treiber 11 die Wicklung 2 des Druckhammermagneten für eine Zeit t ₁ mit einer Spannung U ₁ an. Die Spannung U ₁ entspricht einem festge­ legten Wert, die Zeit t ₁ hängt von der Buchstabengröße ab und wird durch Umschlüsseln über eine im ROM-Speicher enthaltene Tabelle aus dem Code, der dem in Abdruckposition stehenden Zeichen entspricht, gewonnen. Gleichzeitig mit dem Ansteuern des Treibers 11 startet der Mikroprozessor 8 einen Timer, der nach einer Zeit t ₄, die länger ist als alle vorkommenden Zeiten t ₁, die Abgabe von Meßimpulsen auslöst, mit denen der Mikropro­ zessor 8 den Treiber 11 erneut beaufschlagt. Die vom Treiber 11 an die Wicklung 2 des Druckhammermagneten gelegten Meßimpulse weisen im gewählten Beispiel die Spannung U ₁ auf, die Im­ pulsbreite t ₇ und der Impulsabstand t ₈ sind im Steuerpro­ gramm festgelegt. Jeweils am Ende eines Meßimpulses fragt der Mikroprozessor 8 die Strommeßschaltung 12 ab und vergleicht den Meßwert mit einem im Steuerprogramm enthaltenen Referenzwert I _{ref 2}. Bei Übereinstimmung startet der Mikroprozessor einen Zähler, der die abgegebenen Meßimpulse zählt und vergleicht von da an den am Ende jedes Meßimpulses von der Strommeßschaltung 12 gelieferten Meßwert mit einem Referenzwert I _{ref 1}. Bei Über­ einstimmung startet der Mikroprozessor 8 erneut einen Timer, der nach einer im Steuerprogramm vorgegebenen Zeit t ₃ die Beauf­ schlagung der Wicklungen des Druckhammermagneten durch den Mikroprozessor 8 über den Treiber 11 mit dem Bremsimpuls frei­ gibt. Die Spannung des Bremsimpulses ist gemäß der Darstellung in Fig. 3 ebenfalls gleich der Spannung U ₁. Die Zeit t ₂ für die der Bremsimpuls an der Wicklung 2 des Druckhammermagneten liegt, hängt von der Anzahl der Meßimpulse ab, die vom Zeitpunkt des Erreichens des Referenzwertes I _{ref 2} bis zum Erreichen des Referenzwertes I _{ref 1} mittels des Zählers erfaßt wurden. Die Umsetzung des Zählerstandes in die Zeit t ₂ erfolgt ebenfalls durch den Mikroprozessor 8 unter Zuhilfenahme einer im ROM- Speicher 9 angeordneten Tabelle während des Verstreichens der Zeit t ₃.

Im gezeigten Beispiel erfolgt die genaue Dosierung des Bremsim­ pulses dadurch, daß der Zählerstand des Zählers der der Ge­ schwindigkeit des zurückkehrenden Druckhammers und damit dessen kinetischer Energie proportional ist, in eine Zeit t ₂ überge­ führt wird. Selbstverständlich besteht alternativ dazu die Mög­ lichkeit, die Zeit t ₃, also den Augenblick des Aufschaltens des Bremsimpulses oder die Spannung die während der Beaufschlagung der Wicklung 2 des Druckhammermagneten mit dem Bremsimpuls an dieser liegt, zu variieren. Darüber hinaus sind Kombinationen aus den vorstehend genannten Möglichkeiten denkbar.

Die im Zusammenhang mit der Fig. 3 erwähnten Zeiten t ₁ bis t ₄ sowie die Zeiten t ₇ und t ₈ und die Spannung U ₁ sind in Abhängigkeit von den mechanischen Gegebenheiten bei einem bestimmten Druckhammersystem empirisch zu ermittelnde Werte, so daß hierzu keine näheren Angaben gemacht werden können. Entsprechendes gilt selbstverständlich für die Festlegung der Referenzwerte I _{ref 1} und I _{ref 2}, die ja, wie weiter oben ausgeführt, bestimmten Luftspaltbreiten und damit einer be­ stimmten Position des in seine Ausgangslage zurückkehrenden Ankers des Druckhammermagneten entsprechen.

Die in Verbindung mit der Beschreibung des Verfahrens erwähnten Timer bzw. der erwähnte Zähler sind, wie bei derartigen Steueran­ ordnungen üblich, als sogenannte Softwaretimer bzw. als soge­ nannter Softwarezähler ausgeführt. Die Arbeitsweise derartiger Timer und Zähler ist hinlänglich bekannt, so daß hierzu keine weiteren Angaben erforderlich sind.

Claims (2)

1. Verfahren zur Rückpralldämpfung bei Druckhammermagneten in Schreib- oder ähnlichen Büromaschinen, wobei die Schreib- oder ähnlichen Büromaschinen jeweils eine programmierbare Steuereinheit, bestehend aus wenigstens einem Mikroprozessor sowie einem vorzugsweise in ROM-Speicher und RAM-Speicher unterteilten Speicher aufweisen und wobei der Abdruck einer Type durch Beaufschlagen des Druckhammermagneten mit einem vorgegebenen ersten Spannungsverlauf U ₁ über eine vorgege­ bene erste Zeit t ₁ und die Rückpralldämpfung durch einen Bremsimpuls mit einem vorgegebenen zweiten Spannungsverlauf U ₂ über eine vorgegebene zweite Zeit t ₂ mittels der Steuereinheit erfolgt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuereinheit (8, 9, 10)

• - beim Abdruck eines Zeichens nach Verstreichen der ersten Zeit (t ₁) die Wicklung (2) des Druckhammermagneten (1 bis 7) mit Meßimpulsen einer vorgegebenen Spannung (U ₃) beaufschlagt, wobei Pulsbreite (t ₇) und Pulsabstand (t ₈) ebenfalls vorgegeben sind;
• - über eine Strommeßschaltung (12) den während eines Im­ pulses durch die Wicklung (2) des Druckhammermagneten (1 bis 7) fließenden Strom mißt und mit einem ersten Referenzwert (I _{Ref 1}) vergleicht;
• - bei Erreichen des ersten Referenzwertes (I _{Ref 1}) eine dritte Zeit (t ₃) vorgibt;
• - nach Verstreichen der dritten Zeit (t ₃) die Wicklung (2) des Druckhammermagneten (1 bis 7) während der vorge­ gebenen zweiten Zeit (t ₂) mit dem vorgegebenen zweiten Spannungsverlauf (U ₂) beaufschlagt.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein weiterer Referenzwert (I _{Ref 2}) vorgesehen ist, der kleiner ist als der erste Referenzwert (I _{ref 1}) und daher früher erreicht wird, und daß die Steuereinheit (8, 9, 10)

• - die Zeitdifferenz zwischen dem Erreichen des weiteren Referenz­ wertes (I _{ref 2}) und des ersten Referenzwertes (I _{ref 1}) erfaßt;
• - die dritte Zeit (t ₃) in Abhängigkeit von der erfaßten Zeitdifferenz vorgibt und/oder die zweite Zeit (t ₂) und/oder den während des Bremsimpulses an der Wicklung (2) des Druck­ hammermagneten (1 bis 7) anliegenden zweiten Spannungs­ verlauf (U ₂) in Abhängigkeit von der erfaßten Zeitdifferenz variiert.