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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem zum Antrieb einer
Last mittels eines Motors, insbesondere einer Last, die stoßempfindlich
ist.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Zum
Antrieb einer drehbaren Last ist die Verwendung eines Motors und
eines Antriebssystems wohlbekannt. Das Antriebssystem überträgt die durch
den Motor zugeführte
Leistung auf die Last und wandelt das Motordrehmoment und die Motordrehzahl
in das Drehmoment und die Drehzahl um, die von der Last benötigt werden;
in der Regel erfordert die Last ein höheres Drehmoment als das durch
den Motor bereitgestellte, aber bei einer geringeren Drehzahl. In
mehreren Schritten, die als Übersetzungsschritte
bezeichnet werden, wird die Motorleistung auf die Last übertragen,
während
jeder Übersetzungsschritt
eine geringere Drehzahl und gleichzeitig ein höheres Drehmoment liefert. Ein
Beispiel für
ein Antriebssystem ist das Getriebe eines Autos – oder das Automatikgetriebe,
falls die Gänge
automatisch geschaltet werden.
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Gewöhnliche
Antriebssysteme umfassen mechanische Bauteile, wie zum Beispiel
Zahnräder,
Riemen, Ketten oder Kombinationen daraus.
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Der
Zweck eines Antriebssystems besteht darin, die Last mit einer gewählten Winkelgeschwindigkeit anzutreiben
und diese Geschwindigkeit trotz Lastschwankungen im Wesentlichen
konstant zu halten und durch die Last erfahrene Stöße, das
heißt
plötzliche
Verzögerungen
oder Beschleunigungen, auf ein Minimum zu reduzieren. Stöße können durch
den Motor verursacht werden, zum Beispiel erzeugt ein Schrittmotor Beschleunigungen
und Verzögerungen;
sie können
durch Lastschwankungen verursacht werden; sie können auch durch das Antriebssystem
selbst eingeführt
werden.
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Ein
aus Zahnradgetrieben bestehendes Antriebssystem erzeugt bei jedem
Ein- und Ausrücken
der Zähne
Stöße.
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Durch
Verwendung eines Zahnriemens verursacht das Einrücken und Ausrücken der
Zähne des
Riemens mit seinen Riemenscheiben geringfügige Beschleunigungen und Verzögerungen.
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Das
Ausmaß der
Beschleunigungen und Verzögerungen
hängt natürlich davon
ab, was die Last tolerieren kann. Als Beispiel wird im Folgenden
das Antriebssystem der Druckwalze eines Thermodruckers beschrieben.
In diesem Fall sind die meisten Beschleunigungen und Verzögerungen
der Last, das heißt
der Druckwalze, in dem durch den Drucker erzeugten Bild sichtbar.
Ob ein Stoß an
die Druckwalze im gedruckten Bild sichtbar ist oder nicht, hängt von
seiner Amplitude und seiner Frequenz ab.
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Thermische
Abbildung oder Thermographie ist ein Aufzeichnungsverfahren, bei
dem Bilder durch Verwendung bildweise modulierter thermischer Energie
erzeugt werden.
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In
der Thermographie sind zwei Ansätze
bekannt:
- 1. Direkte thermische Erzeugung eines
sichtbaren Bildmusters durch die bildweise Erwärmung eines Aufzeichnungsmaterial
enthaltenden Materials, das durch einen chemischen oder physikalischen
Prozess die Farbe oder optische Dichte ändert.
- 2. Drucken durch thermische Farbstoffübertragung, bei dem ein sichtbares
Bildmuster durch Übertragung einer
Farbart von einem bildweise erhitzten Geberelement auf ein Aufnahmeelement
erzeugt wird.
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Gewöhnliche
Thermodrucker umfassen eine drehbare Walze und einen länglichen
Thermokopf, der zur Walze hin federbelastet ist, um ein wärmeempfindliches
Material, das zwischen dem Kopf und der Walze hindurchgeführt wird,
zeilenweise fest zu berühren.
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Der
Thermokopf enthält
mehrere Heizelemente und entsprechende Treiber und Schieberegister
für diese
Elemente. Die bildweise Erwärmung
eines Bogens erfolgt auf Zeile-für-Zeile-Basis.
Die Heizwiderstände sind
geometrisch ihrer Länge
nach nebeneinander in einer raupenförmigen parallel zur Walzenachse
verlaufenden Reihe angeordnet. Jeder dieser Widerstände kann
durch Heizimpluse erregt werden, deren Energie gemäß der erforderlichen
Dichte des entsprechenden Bildelements gesteuert wird.
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Bei
der direkten Wärmebilderzeugung
wird ein einziger wärmeempfindlicher
Bogen zwischen dem Thermokopf und der Walze befördert, und das Bild wird direkt
auf dem Bogen erzeugt. Der Bogen ist nicht an der Walze befestigt,
sondern wird durch Reibungskontakt seiner Rückseite mit der Walze zwischen
dem Kopf und der Walze vorgerückt.
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Die
medizinische Diagnostik ist ein Anwendungsgebiet des direkten Thermodrucks;
hier wird ein Bild auf einem durchsichtigen Bogen, insbesondere
einem Träger
aus Polyethylenterephthalat, erzeugt.
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Bei
der thermischen Farstoffübertragung
wird der Bogen – das
heißt
der Bildaufnahmebogen – in
der Regel an der drehbaren Walze befestigt, und ein Farbstoffgeberbogen
oder eine Farbstoffgeberbahn wird durch Reibungskontakt mit dem
sich drehenden Bogen am Thermokopf vorbei befördert.
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Bei
der Ausübung
der oben beschriebenen Thermodrucktechnik kann die Bildqualität durch
einen Fehler beeinträchtigt
werden, der im Folgenden als „Streifenbildung" bezeichnet wird
und der durch Querzonen (das heißt parallel zum Thermokopf
verlaufende Zonen) auf dem Enddruck mit etwas erhöhter und/oder
verringerter optischer Dichte, die in Bereichen niedrigerer optischer
Dichte, zum Beispiel kleiner als 1,0, besonders sichtbar sind, gekennzeichnet
ist.
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Eine
bekannte Ursache für
diese Fehlerart ist das Antriebssystem für die Walze. Das Antriebssystem kann
geringfügige
Beschleunigungen und Verzögerungen
verursachen, die zu entsprechenden Verringerungen und Verlängerungen
der Druckzeit führen.
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Bei
einem bekannten System nach dem Stand der Technik wird die Druckwalze
durch eine Folge von Zahnriemen angetrieben: der Motor treibt eine
erste Zwischenwelle über
einen erste Zahnriemen an, diese erste Zwischenwelle treibt eine
zweite Zwischenwelle über
einen zweiten Zahnriemen an, und die zweite Zwischenwelle treibt
die Druckwalze über
einen dritten Zahnriemen an. Da das Einrücken und das Ausrücken der Zähne jedes
Zahnriemens mit seinen Riemenscheiben zu geringfügigen Beschleunigungen und
Verzögerungen
führen,
trägt solch
ein Antriebssystem wesentlich zu dem Streifenbildungsfehler bei.
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Es
hat sich nun herausgestellt, dass es zu gravierender Streifenbildung
kommen kann, wenn sich an eine im Wesentlichen weiße Linie
im Bild eine im Wesentlichen schwarze Linie anschließt. In diesem
Fall müssen
die Widerstände
im Thermokopf sehr plötzlich
eine große
Menge an Wärmeenergie
bereitstellen. Beim Schreiben der im wesentlichen weißen Linie
wird das wärmeempfindliche
Material fast nicht erhitzt, während beim
Schreiben der im Wesentlichen schwarzen Linie eine große Wärmemenge
durch die Widerstände
im Thermokopf bereitgestellt wird. Infolgedessen sinkt der Thermokopf
in das wärmeempfindliche
Material, wodurch eine große
Verstärkung
der Reibungskraft zwischen dem Thermokopf und dem wärmeempfindlichen Material
verursacht wird. Diese Verstärkung
der Reibung, die im Folgenden als „Reibungsstoß" bezeichnet wird,
verursacht eine starke Verzögerung
der Druckwalze.
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Durch
die Zahnriemen erzeugte Streifenbildung ist ein Beispiel für durch
das Antriebssystem verursachte Stöße, während der Reibungsstoß ein Beispiel
für einen
durch eine Lastschwankung verursachten Stoß ist.
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Beide
Stoßarten
verursachen Fehler, die im gedruckten Bild sichtbar sind.
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Neben
dem Problem von Stößen besteht
ein zweites Problem bei den Antriebssystemen darin, die Winkelgeschwindigkeit
der Last trotz Lastschwankungen im Wesentlichen konstant zu halten.
Ein Schrittmotor treibt seine Last mit einer konstanten Geschwindigkeit
an; wie oben erwähnt,
erzeugt ein Schrittmotor jedoch selbst Stöße. Ein Gleichstrommotor arbeitet
im Wesentlichen stoßfrei,
aber die Drehzahl eines Gleichstrommotors ändert sich mit Lastschwankungen
beträchtlich.
Eine bekannte Lösung
für dieses
Problem besteht darin, einen Drehgeber auf der gleichen Welle wie
die Last anzuordnen. Der Geber wandelt die Winkelstellung der Last
in ein Antriebssignal um; dieses Antriebssignal wird zum Antrieb
des Gleichstrommotors verwendet. Wenn sich die Winkelgeschwindigkeit
der Last verringert, werden weniger Impulse pro Sekunde durch den
Geber registriert, und das Antriebssignal zum Motor wird dementsprechend
verstellt.
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Ein
Nachteil dieses Verfahrens besteht in den Kosten des Gebers: Zur
Messung der Winkelstellung der Last mit ausreichender Genauigkeit
ist ein hochauflösender
Geber erforderlich, der eine sehr hohe Anzahl von Impulsen pro Umdrehung
der Last bereitstellt.
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Die
EP-A-0 680 829 offenbart ein optisches Steuersystem für Aufzeichnungsträgerhandhabungsanordnungen
in Druckern, das einen kostengünstigen
optischen Geber mit geringer Auflösung verwendet, der ein analoges
Signal mit einem wiederholbaren Zyklus ausgibt, wodurch die Aufzeichnungsträgerbewegung durch
den Drucker angezeigt wird. Ein A/D-Wandler wandelt das analoge
Signal in diskrete Digitalsignalpegel um, die von einer Steuerung
zur steuerbaren Bewegung der Aufzeichnungsträger in einer ausgewählten Anzahl
von Bewegungsinkrementen verwendet werden.
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AUFGABEN DER
ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Verfahrens zum Antreiben einer Last, das die Last im Wesentlichen
vor Stößen schützt.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
kostengünstigen
Verfahrens, das dazu bestimmt ist, die Winkelgeschwindigkeit der
Last im Wesentlichen konstant zu halten.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Antriebssystems, das von der Last erfahrene Stöße vermeidet.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
kostengünstigen
Antriebssystems, das die Winkelgeschwindigkeit der Last im Wesentlichen
konstant hält.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
eines Thermodruckers mit einer verbesserten Bildqualität, insbesondere
bezüglich
Streifenbildung.
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KURZE DARSTELLUNG DER
ERFINDUNG
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Die
oben erwähnten
Aufgaben werden durch ein Verfahren realisiert, das die in Anspruch
1 definierten Schritte umfasst.
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Die
oben erwähnten
Aufgaben werden durch ein Antriebssystem realisiert, das die in
Anspruch 6 definierten besonderen Merkmale aufweist.
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Die
oben erwähnte
letzte Aufgabe wird durch einen Thermodrucker realisiert, der die
in Anspruch 9 definierten besonderen Merkmale aufweist.
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Besondere
Merkmale der bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen angeführt.
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Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen
Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
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Der
Begriff „gekoppelt" bedeutet eine direkte
oder indirekte Verbindung; bei einer indirekten Verbindung sind
die gekoppelten Objekte über
andere Objekte miteinander verbunden. Ein Beispiel für zwei gekoppelte
Wellen, die als die „erste" und die „zweite" Welle bezeichnet
werden, ist wie folgt: Die erste Welle stützt eine erste Riemenscheibe,
die zweite Welle stützt
eine zweite Riemenscheibe, ein Riemen läuft über die erste und die zweite
Scheibe. Ein anderes Beispiel ist wie folgt: Die erste Welle treibt
ein Zahnradgetriebe an, dieses Zahnradgetriebe treibt über einen
ersten Riemen eine Zwischenwelle an, die Zwischenwelle hält eine
Riemenscheibe über
eine elastische Kupplung, auf dieser Riemenscheibe läuft ein
zweiter Riemen, der die zweite welle antreibt.
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Ein
Zahnriemen ist ein Riemen, der Zähne
aufweist – im
Gegensatz zu einem Flachriemen. Die Riemenscheiben eines Zahnriemens
weisen auch Zähne
auf.
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Ein
Drehgeber wandelt eine Drehgeschwindigkeit in eine Anzahl von elektrischen
Impulsen pro Sekunde um, die proportional zur Geschwindigkeit sind.
Zur Messung der Momentangeschwindigkeit der Welle kann ein Drehgeber
an der Welle angebracht sein. Allgemein umfasst ein Drehgeber eine
Scheibe mit abwechselnden schwarzen und weißen Markierungen; wenn eine
schwarze Markierung einen festen Punkt im Geber passiert, wird ein
Impuls erzeugt. Ein Geber mit hoher Auflösung umfasst eine Scheibe mit
einer großen
Anzahl von Markierungen; er kann eine Drehgeschwindigkeit genauer
messen, ist aber auch teurer.
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Ein
PDD-Regler (PDD: proportional derivative double derivative) erzeugt
durch Verwendung eines oder mehrerer Eingangssignale, der Ableitungen
dieser Eingangssignale und der zweiten Ableitungen dieser Eingangssignale
ein Ausgangssignal. Ein PDD-Regler betrifft das Gebiet der Steuersystemtheorie.
Die bekannteste Steuerungsart ist ein PID-Regler (PID: proportional
integrating derivative).
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Im
Folgenden wird die Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Figuren beschrieben; darin zeigen:
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1 eine
Ausführungsform
eines Antriebssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Einzelansicht dieser Ausführungsform,
die Mittel zum Messen des Übersetzungsverhältnisses
zeigt;
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3 eine
schematische Ansicht einer Ausführungsform
eines Thermodruckers gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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1 zeigt
eine Ausführungsform
eines Antriebssystems, bei dem ein Motor 10 auf einer ersten
Welle 11 über
eine zwischenwelle 15 eine Last 20 auf einer zweiten
Welle 19 antreibt. Die Achse des Motors 10 ist die
Achse 32; die Achse der Zwischenwelle 15 ist die
Achse 33; die Achse der Last 20 ist die Achse 34.
Die erste Welle 11 trägt
den Motor 10 und eine Riemenscheibe 12. Vorzugsweise
handelt es sich bei dem Motor 10 um einen Gleichstrommotor.
Die Riemenscheibe 12 ist über einen Zahnriemen 13 mit
einer Riemenscheibe 14 auf der Zwischenwelle 15 verbunden.
Des Weiteren trägt
die Zwischenwelle einen Drehgeber 25 und eine andere (nicht
gezeigte) Riemenscheibe 16. Die Riemenscheibe 16 ist über einen
Flachriemen 17 mit einer Riemenscheibe 18 auf
der Welle 19 verbunden. Die Welle 19 trägt die Last 20.
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Ein
Antriebssystem gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf die in 1 gezeigte
Ausführungsform
beschränkt.
Das Antriebssystem kann mehr als zwei Übersetzungsschritte, zum Beispiel
drei, vier oder mehr Übersetzungsschritte,
aufweisen, was bedeutet, dass es zwei, drei oder mehr Zwischenwellen
aufweisen kann. Ein Übersetzungsschritt
umfasst vorzugsweise einen Riemen, er kann aber auch Zahnräder, eine
Kette oder andere mechanische Bauteile umfassen.
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Der
Motor kann sich in Abhängigkeit
von der Anwendung mit verschiedenen Geschwindigkeiten drehen. Der
Drehgeber 25 wandelt die Winkelgeschwindigkeit der Zwischenwelle 15 in
ein elektronisches Signal um, das aus einer Anzahl von Impulsen
pro Sekunde besteht; dieses elektronische Signal wird zum Erhalt
eines Positionssignals integriert, das die Winkelstellung der Zwischenwelle
darstellt.
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Das
Positionssignal wird einem Steuermittel zugeführt. Dieses Steuermittel wandelt
das Positionssignal in ein Antriebssignal für den Motor um: Wenn die Winkelgeschwindigkeit
der Last abnimmt, werden von dem Geber weniger Impulse pro Sekunde
registriert, und das Steuermittel sendet dem Motor ein Antriebssignal,
um seine Geschwindigkeit zu erhöhen,
so dass die Geschwindigkeit der Last trotz Lastschwankungen im Wesentlichen
konstant gehalten wird.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Steuermittel einen PDD-Regler (PDD: proportional derivative
double derivative).
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist die den Geber 25 tragende Zwischenwelle 15 über einen
oder mehrere Übersetzungsschritte,
die nur aus Zahnriemen ohne Zahnräder, Ketten und Flachriemen
bestehen, an die den Motor 10 tragende erste Welle 11 gekoppelt.
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Bei
einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Zwischenwelle 15 über einen
aus einem Flachriemen bestehenden Übersetzungsschritt an die zweite
Welle 19 gekoppelt.
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Eine
ganz besonders bevorzugte Ausführungsform
umfasst Mittel zum Messen eines Übersetzungsverhältnisses
zwischen der Zwischenwelle 15 und der zweiten Welle 19.
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Es
sind mehrere Vorteile mit der Anordnung des Gebers 25 auf
der Zwischenwelle 15 statt auf der die Last tragenden Welle 19 verbunden.
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Ein
erster Vorteil besteht darin, dass ein kostengünstiger Geber verwendet werden
kann. Die Winkelgeschwindigkeit der Zwischenwelle ist geringer als
die Motorgeschwindigkeit und höher
als die Lastgeschwindigkeit. Zum Beispiel kann die Winkelgeschwindigkeit
der die Last tragenden Welle 19 2,8 U/min betragen, während die
Winkelgeschwindigkeit der Zwischenwelle 15 23 U/min beträgt. Somit
führt die
Zwischenwelle bei jeder Umdrehung der Last 23/2,8 = 8 Umdrehungen
durch. Zum Erhalt der Winkelstellung der Last mit einer gewissen
Genauigkeit reicht es aus, statt einen zum Beispiel 24 000 Impulse
pro Umdrehung der Welle 19 erzeugenden Geber einen Geber
zu verwenden, der 24 000/8 = 3 000 Impulse pro Umdrehung der Zwischenwelle 15 erzeugt.
Solch ein Geber ist viel kostengünstiger.
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Ein
zweiter Vorteil der Anordnung des Gebers auf der Zwischenwelle 15 betrifft
Systemsteuerung, insbesondere Resonanzfrequenzen. Die Erfinder haben
für die
Systemsteuerungstheorie ein mathematisches Modell für das Antriebssystem,
den Motor und die Last erstellt. Unter Verwendung dieses Modells
hat sich herausgestellt, dass die Anordnung des Gebers 25 auf
der die Last tragenden Welle 19 den Nachteil mit sich bringt,
dass alle Motor-, Antriebssystem- und Lastresonanzen, einschließlich niederfrequenter
Resonanzen, im Regelkreis des Steuersystems enthalten sind. Dieser
Regelkreis besteht aus dem Motor 10, allen Elementen, die
den Teil des Antriebssystems bilden, der den Motor an den Geber 25 koppelt,
und dem Steuermittel, das das Signal von dem Geber erhält und den
Motor antreibt. Das Vorhandensein dieser Resonanzen ist bei der Steuerung
der Motorgeschwindigkeit von Nachteil. Andererseits werden durch
Anordnung des Gebers auf der Zwischenwelle 15 die mit der
Last 20 verbundenen niederfrequenten Resonanzen außerhalb
des Regelkreises gehalten.
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Ein
dritter Vorteil des Anordnens des Gebers auf der Zwischenwelle 15 besteht
darin, dass alle „vor" dem Geber, das heißt im Motor
selbst und zwischen dem Motor und dem Geber, eingeführten Stöße und Störungen von
dem Geber erfasst und somit zum Steuermittel weitergeleitet werden.
Somit ist es aus dem im vorherigen Abschnitt erläuterten Grund von Vorteil,
nur wenige Bauteile zwischen der Zwischenwelle 15 und der Last
vorzusehen, ohne jedoch den Geber auf der die Last tragenden Welle 19 anzuordnen.
Beispiele für
die oben erwähnten
Stöße und Störungen sind:
Fehlausrichtung der Wellen oder Riemenscheiben, ungleiche Abstände zwischen
den Zähnen
eines Zahnriemens, das Einrücken
und das Ausrücken
der Zähne
eines Zahnriemens mit seinen Riemenscheiben usw.
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Wie
oben erwähnt,
umfasst eine bevorzugte Ausführungsform
die Zwischenwelle 15, die die Last 20 auf der
Welle 19 über
einen einen Flachriemen umfassenden Übersetzungsschritt antreibt.
Auf diese Weise befasst sich das den Motor antreibende Steuermittel
mit allen „vor" der Zwischenwelle
eingeführten
Stößen und
Störungen.
Weiterhin umfasst der die Last antreibende letzte Übersetzungsschritt
vorzugsweise einen Flachriemen, da ein Flachriemen im Gegensatz
zu Zahnrädern,
einem Zahnriemen oder einer Kette keine Stöße durch das Einrücken und
Ausrücken
von Zähnen
einführt.
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Zum
Koppeln des Motors 10 an die Zwischenwelle 15 werden
vorzugsweise Zahnriemen verwendet, da Stöße und Störungen durch die Elastizität und die
Dämpfung
der Riemen zum Teil ausgeglichen werden. Im Gegensatz zu Flachriemen
sorgen Zahnriemen für
ein festes Übersetzungsverhältnis, das
heißt
die Geschwindigkeit der angetriebenen Riemenscheibe geteilt durch
die Geschwindigkeit der Antriebsscheibe ist eine feste Zahl (gleich
dem Verhältnis
der Anzahl von Zähnen
beider Riemenscheiben). Im Gegensatz dazu variiert das Übersetzungsverhältnis eines
Flachriemens etwas. Andererseits rutscht ein Flachriemen etwas über die Riemenscheiben,
wodurch das Übersetzungsverhältnis verringert
wird. Andererseits hängt
das Übersetzungsverhältnis von
der Position der neutralen Lage des Flachriemens ab, die sich in
Abhängigkeit
von der Temperatur, der relativen Feuchtigkeit, der Riemenlast etwas
unterscheidet und auch von Riemen zu Riemen verschieden ist. Die
neutrale Lage eines Riemens ist die Lage, die die gleiche Länge nach
Verformung – der
Riemen wird verformt, weil er um die Riemenscheiben herum gekrümmt wird – aufweist,
die sie vor der Verformung hatte; eine Außenlage, das heißt eine
Lage, die sich weiter weg von der Wellenmitte befindet als die neutrale
Lage, wird gedehnt, während
eine Innenlage komprimiert wird. Zur Begrenzung von Schlupf kann
die Riemenspannung erhöht
werden. Dies bedeutet, dass sich auch die Lagerkräfte erhöhen, was
auf eine teurere Ausführung
hindeutet. Somit werden Zahnriemen zum Antrieb der Zwischenwelle 15 bevorzugt,
weil sie Elastizitäts-
und Dämpfungseigenschaften
aufweisen, ein festes Übersetzungsverhältnis bereitstellen
und eine kostengünstige
Ausführung
gestatten. Für
den letzten Übersetzungsschritt,
den Antrieb der Last, wird ein Flachriemen aufgrund seiner Elastizitäts- und
Dämpfungseigenschaften,
und weil er keine zusätzlichen
Stöße einführt – was beim
letzten Übersetzungsschritt
besonders wichtig ist – bevorzugt.
Die Änderung
des Übersetzungsverhältnisses
wird durch Mittel zur Messung des Übersetzungsverhältnisses
zwischen der Welle 19 und der Zwischenwelle 15,
wie in 2 gezeigt und nachfolgend beschrieben, berücksichtigt.
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Die
oben offenbarten Ausführungsformen
sind bevorzugte Ausführungsformen,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen
beschränkt.
Die erste Welle 11 kann zum Beispiel über eine Kombination aus Zahnrädern, Ketten
und Riemen an die Zwischenwelle 15 gekoppelt sein, obgleich
auch elastische und unelastische Kopplungselemente verwendet werden
können.
Das gleiche gilt für
die Art und Weise, auf die die zweite Welle 19 an die Zwischenwelle 15 gekoppelt
ist.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
zum Messen des Übersetzungsverhältnisses
zwischen der Welle 19 und der Zwischenwelle 15.
Ein Schlitz 31 ist in einem zylindrischen Rand der auf
der Welle 19 angebrachten Riemenscheibe 18 ausgebildet.
Wenn sich die Welle 19 dreht, wird der Schlitz 31 mittels
eines festgelegten optischen Schlitzsensors 30, der mit
dem (nicht gezeigten) Rahmen verbunden ist, erfasst. Somit liefert
der Sensor 30 einen Impuls pro Umdrehung der Welle 19.
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Der
Geber 25 auf der Welle 15 liefert mehrere Impulse
pro Umdrehung der Welle 15. Aus den Impulssignalen des
Gebers 25 und des Sensors 30 wird die Anzahl von
Umdrehungen berechnet, die die Zwischenwelle 15 pro Umdrehung
der Welle 19 durchführt,
das heißt
das Übersetzungsverhältnis zwischen
beiden Wellen.
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Das Übersetzungsverhältnis wird
dem Steuermittel zugeführt,
das das Übersetzungssignal
und das Positionssignal, das von dem Geber geliefert wird, in ein
Antriebssignal für
den Motor 10 um wandelt.
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Die
oben offenbarte Ausführungsform
ist eine bevorzugte Ausführungsform,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform
beschränkt:
Das Übersetzungsverhältnis kann
zum Beispiel auch durch einen anderen Sensor, zum Beispiel einen
Geber auf der Welle 19, gemessen werden. Die Verwendung eines
optischen Schlitzsensors ist vorteilhaft, weil dieser Sensor kostengünstig ist.
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3 zeigt
eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Thermodruckers
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Ein Motor 10 treibt eine Last 20 über ein
Antriebssystem wie oben beschrieben an. Die Last 20 weist
eine Oberfläche
zum Befördern
eines wärmeempfindlichen
Materials auf. Genau gesagt handelt es sich bei der Last 20 um
eine drehbare Walze, die weithin in Thermodruckern verwendet wird;
ein Thermokopf 41 ist zur Walze hin federbelastet, um das
wärmeempfindliche
Material, das zwischen dem Kopf und der Walze hindurchgeführt wird,
zeilenweise fest zu berühren.
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Da
der in 3 gezeigte Thermodrucker das oben beschriebene
Antriebssystem umfasst, liefert er eine verbesserte Bildqualität, und zwar
insbesondere bezüglich
Streifenbildung.
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Beispiel
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Das
folgende Beispiel stellt den Thermodrucker und das Antriebssystem,
die oben beschrieben werden, dar.
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Der
Thermodrucker schreibt alle 12 Millisekunden eine Bildzeile; die
Bildauflösung
beträgt
320 dpi.
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Nach
der ausführlichen
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung liegt für Fachleute nun auf der Hand,
dass daran zahlreiche Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von
dem in den angehängten
Ansprüchen
definierten Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
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- 10
- Motor
- 11
- Welle
- 12
- Riemenscheibe
- 13
- Zahnriemen
- 14
- Riemenscheibe
- 15
- Welle
- 16
- Riemenscheibe
- 17
- Flachriemen
- 18
- Riemenscheibe
- 19
- Welle
- 20
- Last
- 21
- Oberfläche
- 25
- Drehgeber
- 30
- optischer
Schlitzsensor
- 31
- Schlitz
- 32
- Achse
- 33
- Achse
- 34
- Achse
- 41
- Thermokopf
