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Geräuschlose Schreibmaschine Die Erfindung bezieht sich auf geräuschlose
Schreibmaschinen mit einem in einem Gestell gelagerten, die Typen mit verminderter
Geschwindigkeit und erhöhter Druckkraft zum Abdruck bringenden Typentriebwerk.
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Zweck der Erfindung ist, geräuschlose Schreibmaschinen dieser Art
so auszubilden. daß die Entstehung und Ausbreitung von Schwingungen und Schallwellen,
insbesondere solcher in einem physiologisch unängenehm wirkenden Bereich, möglichst
unterdrückt wird.
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Bei bisher bekannten Maschinen der genannten Art hat man sich im wesentlichen
darauf beschränkt, durch Betriebliche Maßnahmen die Geschwindigkeit der Typen beim
Aufschlagen auf die Abdruckstelle herabzusetzen.
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Die beweglichen Teile und die zu deren Lagerung dienenden Teile, insbesondere
das Gestell, wurden lediglich mit Rücksicht auf Festigkeit und billiges Herstellungsverfahren
ausgebildet, ohne ihr Zusammenwirken in bezug auf Entstehung und Ausbreitung von
Schwingungen und Geräuschen zu beachten. Demgemäß war man bisher bemüht, einerseits
die Triebwerkteile aus hartem, verschleißfestem Werkstoff herzustellen. und ihnen
ein großes Widerstandsmoment zu geben, anderseits das Gestell lediglich in einer
den Festigkeitsanforderungen genügenden und dem Gesamtaussehen der Maschinen Rechnung
tragenden Weise auszugestalten. Man benutzte dementsprechend für die Triebwerkteile,
insbesondere für die beim Anschlag in erster Linie in Schwingung versetzten Typenträger,
in der Regel gehärtete Werkstoffe und erhöhte außerdem das Trägheitsmoment des Ouerschnittes
dieser Teile durch eingepreßte Rillen. Diese Triebwerkteile, insbesondere die Typenträger,
haben daher eine große Steifigkeit und sehr hochliegende Eigenschwingungszahlen.
Anderseits wurde das L\Zaschinengestell in der Massenfertigung in einfacher Weise
aus Gußeisen oder aus einzelnen zusammengesetzten Stanzteilen, die dann durch ein
Blechgehäuse verkleidet w urden, hergestellt. Diese für Schreibmaschinen allgemein
gültigen Iionstruktioqsgrundsätze wurden auch beim Bau solcher
Schreibmaschinen
angewendet, bei denen durch -etriebliche Mittel ein mit -erin <<er Geschwindigkeit
und großer Druckkraft er-T f Igender, besonders leiser Anschlag der Typen
gegen die Schreibwalze erzielt wird, weil man glaubte, mit diesen Betrieblichen
Mitteln und aul)erdem mit dem möglichst schalldichten Einkapseln der bewegten Triebwerkteile
durch Gehäuse, Alideclcplatten. Filzauskleidungen u. dgl. eine größtmögliche Geräuschminderung
erzielen zu können. Man hat hei Maschinen dieser Art auch den Vorschlag gemacht,
Aluminiumlegierungen für Gestellteile zti verwenden, und zwar zu dein ausgesprochenen
Zweck, bei genügender Festigkeit ein leichtes Gestell zu erhalten. Dabei wurde dieser
Zweck durch die besondere Bauweise und durch große Aussparungen in den Gestellteilen
noch gefördert, ohne die Schwingungsverhältnisse zwischen Gestell und Triebwerk
zu beachten.
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Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß es bei geräuschlosen
Schreibmaschin,=n der genannten ."irt darauf ankommt, die. sich bewegenden Teile
und die zu ihrer I agerting dienenden Teile derart auszubilden und gegeneinander
abzustimmen, daß die gegenseitige Schwingungsbeeinflussung möglichst herabgesetzt
und die Dümpfung erliölit ist.
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Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß die Triebwerkteile durch
Verwendung von @@'erhstoffen mit großer innerer Dämpfung, z. B. ungehärtetein, naturhartem
Stahl. und ihre räumliche Ausbildung und Bemessung auf derart niedrige Eigenschwingungszahlen
und das Gestell durch Verwendung starker, geschlossener, seitlicher Rahinenteile,
die durch vordere und rückwärtige Ouerverstrebungen und starkwandige, zum Teil bogenförmige
Otiersti-icke starr miteinander verliundeil sind, auf derart hohe Eigenschwingttngszahlen
gebracht sind, daß eine zum Mitschwingen Anlaß gebende gegenseitige Schwingungsbeeinflussung
zwischen Triebwerk und Gestell mit Sicherheit verhindert ist.
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In den Zeichnungen sind die gemäß der Erfindung benutzten 'Mittel
durch Schaubilder erläutert und eine @@tisfflirungsforni der erfindungsgemäßen Schreibmaschine
beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt in einer Kurve die _lbliängigkeit der in der -Maschine-
auftretenden Scliwingtuinsausscliläge von dein Verhältnis der Eigenschwingungszahlen
des Triebwerkes und des Gestelles.
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Fig. 2 ist eine schaubildliche Darstellung des Hörberreiclies des
menschlichen Ohres, in der hui-ven gleicher Latitstärlcen uingetra`cn I# i g. 3
-zeigt den Aufbau einer erfiii(1uii-sem:il.len Schreibmaschine im OOuerschnitt und
Fig. -. eine perspektivische Aufsicht von rückwärts auf das Gestell derselben.
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Fig. 5 zeigt in graphischer Darstellung die Ergebnisse von -\'ergleichst-ersuclien
einer erfindungsgemäßen Schreibmaschine mit zwei Schreibmaschinen bekannter Art,
wobei einzeln und nacheinander für verschiedene Schwingungsbereiche die T_atitst:irl@enanteil@
ermittelt wurden.
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Entgegen der bisherigen Gepflogenheit im Schreibmaschinenbau, Triel)wei-l;te
ile und Gestell der 'Maschine lediglich auf Grund der Betrieblichen Bedingungen
und den Anforderungen an Festigkeit, Gewicht und Aussehen ohne Rücksicht auf zwischen
Triebwerk und Gestell auftretende ingungsbeeinflttssungen auszubilden und anzuordnen,
ist die in Fig.3 und .t dargestellte Schreibmaschine, bei der die Typen 3; durch
ein besonderes Triebwerk Zia bis 33 finit ]ei--ein Allschlag gegen die Schreibwalze
38 ge-
drückt werden, bewußt derart aufgebaut, daß das Verhältnis der Eigenschwingungszahl
ii, des Gestelles zur Eigenschwingungszahl -jt_ des Triebwerkes einen solchen Wert
annimmt, daß Schwingungsbeeinflussung zwischen Triebwerk und Gestell verhindert
ist. Die Kurve to in Fig. i stellt die möglichen Schwingungsbeeinflussungen zwischen
Triebwerk und Gestell dar, d. h. die Ausschläge n der Schwingungen, die vom Triebwerk
auf das Gestell bei verschiedenen Verli:iltnisw-erten tt,1tt.. der Eigenschwingungszahlen
übertragen werden. Diese Schwingungsausschläge a sind hiernach am größten, - d.
h. theoretisch unendlich gAß, weine das Verhältnis der Eigenschwingungszahlen n,lit,
den Wert i annimmt. In diesem Falle, der eintritt. wenn die Eigenschwingungszahlen
n, bzw. tt= von Triebwerk und Gestell gar keine oder nur geringe Unter;cliiede aufweisen,
ergibt sich Resonanz zwischen Triebwerk und Gestell. Die vom Triebwerk auf das Gestell
übertragenen Schwingungen bewirken dann grolle Schwingungsausschläge und damit erhöhte
Schallstärke der hiervon hervorgerufenen Geräusche. Dies soll durch die Erfindung
vermieden werden.
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Zweckmäßig werden Triebwerk und Gestell derart ausgebildet, daf.l
die Ei;"enscliw-ingungszalil ttz des Triebwerkes sehr niedrige und die Eigenschwingungszahl
tt, des Gestelles im Verhältnis Hierzu sehr liolie Wert,-annehmen. Hierdurch wird
erreicht, daß dei-Verliältniswert ttl@tt= weit oberhalb des Wertes i in einen Zahlenbereich
zu liegen kommt, in den? die Kurve io der Schwinbungsausscliläge a in Richtung des
Pfeiles i i in Fir. i :.tack absinkt, Bei derartigen Werten \ an
aa,l-ra;l
kann also keine wesentliche Erregung des Gestelles durch Triebw erkschwingungen
und damit keine Schallübertragung mehr eintreten.
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Daß dieser Einfluh des Verhältnisses der Eigenschwingungszahlen auf
die Schallwirkung sehr groß ist, geht z. E. daraus hervor, daß man bei einer Geige
die tönende Saite mit einer bestimmten Eigenschwingungszahl allein kaum hören würde,
während sie auf einem guten Resonanzboden mit der entsprechenden Eigenschwingungszahl
desselben gekoppelt äußerst laut tönt. Durch die vorliegende Erfindung wird also
bei einer Schreibmaschine mit leisem Abdruck der Typen zur weiteren Geräuschminderung
bewußt das Gegenteil von dem veranlaßt, was der Geigenbauer zu erreichen sucht.
An Stelle des im Geigenbau erwünschten guten Resonanzbodens wird nach der Erfindung
das Gestell der Schreibmaschine mit Absicht als außerordentlich schlechter Resonanzboden
für das vorliegende Triebwerk ausgebildet.
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Zu diesem Zweck wird das Gestell der Schreibmaschine, wie aus Fig.3
und 4 ersichtlich ist, durch starre seitliche Rahmenteile i und durch eine Anzahl
starker O_uerverbindungen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, die die beiden Rahmenteile i fest
miteinander verbinden, gebildet. Sowohl das Gestell in seiner Gesamtheit als auch
die einzelnen Rahmenteile i und Querverbindungen 2 bis 8 besitzen verhältnismäßig
große Trägheitsmomente, mit denen bekanntlich die Eigenschwingungszahlen steigen.
Die Trägheitsmomente der seitlichen Rahmenteile i sind durch zahlreiche auf den
Innenseiten angebrachte Rippen 42 noch besonders erhöht.
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Im Gegensatz hierzu sind die Triebwerkteile, insbesondere die in erster
Linie für die Schwingungsbeeinflussung des Gestelles in Frage kommenden Typenträger
3 i und die dieselben tragenden Lenker 32, 33, sowie die Antrieb- und Übertragungsglieder
22, 23, 25, 27, 28, 2g, 30 und ihre einstellbaren Lagerstücke 26 ohne
Versteifungsrippen mit möglichst niedrigen Trägheitsmomenten ausgeführt. Ihre Eigenschwingungszahlen
liegen dementsprechend sehr tief. Durch entsprechende Lagerung und Führung während
ihrer Bewegung sind die Triebwerkteile gegen übermäßige Beanspruchungen gesichert
und können ohne Beeinträchtigung ihrer Wirkun-sweise und Haltbarkeit mit den -ee
zj w t *inschten niedrigen niedrigen Trägheitsmomenten ausgeführt werden. Dies trifft
besonders auf die Tvpenträger 31 zu, bei denen die zum Abdruck der Typcn 35 erforderliche
Kraft unmittelbar hinter dein die Typen tragenden Typenkörper 34 übertragen wird,
so daß die rückwärtigen Teile der Typenstangen 34 an denen die Lenker 32, 33 angelenkt
sind, lediglich zur Führung dienen und dementsprechend in geringen Querschnitten
gehalten werden können.
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Die hierdurch erzielten niedrigen Eigenschwingungszahlen der Typenträger
und des übrigen Triebwerkes ergeben den weiteren Vorteil, daß das noch verbleibende
Geräusch beim Schreiben im wesentlichen durch tiefe Teilschwingungszahlen bestimmt
wird. Das noch verbleibende Geräusch besteht also in der Hauptsache aus tiefen Tönen,
die vom menscblichen Ohr i"#eniger störend empfunden werden als die hohen Töne.
Durch diese Maßnahmen entfernen sich die beim Schreiben hervorgerufenen Geräusche
in Richtung des Pfeiles i4 in Fig. 2 aus dem Bereich der Schwingungszahlen, die
von dein menschlichen Ohr besonders leicht und schon bei geringer Schallstarke empfunden
werden. Die Geräusche nähern sich damit mehr den Grenzen des Hörbereiches, die in
F ig. 2 durch die Kurve 12, die sogenannte Hörschwelle, und durch die Kurve 13,
die sogenannte Schmerzschwelle, dargestellt sind. Der von den beiden Kurven 12 und
13 eingeschlossene Raum stellt den Hörbereich des menschlichen Ohres bei verschiedenen
Schwingungszahlen, die in Hertz, d. i. Schwingungen pro Se":., angegeben sind, und
bei verschiedenen Schalldrücken, die in Dyn/cm° angegeben sind, dar.
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Um die entstehenden Geräusche weiter zu vermindern, sind die Rahmenteile
i und die Querverstrebungen 2 bis e aus Werkstoffen mit großer innerer Dämpfung
hergestellt. Hierzu werden vorzugsweise Gußlegierungen verwendet. In besonders vorteilhafter
Weise werden die Rahmenteile i und die Querverstrebungen 2 bis 8 @ sämtlich oder
zum Teil aus Leichtmetallegierungen hergestellt.
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Auch für die Triebwerkteiie wird zweckmäßig ein Werkstoff mit großer
innerer Dämpfung verwendet. Beispielsweise bestehen die Triebwerkteile nicht mehr,
wie es bisher der Fall war, aus gehärtetem, d. h. klirrendem Werkstoff, sondern
werden aus ungehärtetem, naturhartem Stahl hergestellt.
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Außerdem «-erden die Triebwerkteile, insbesondere die Typenstangen
31, und 'die sie tragenden und führenden Teile in den Querverstrebungen 7 bzw. 8
des Gestelles derart gelagert und während ihrer Bewegung geführt, daß in ihnen auftretende
Schwingungen von außen her gedämpft werden. Die an der Querverstrebung 8 ausgebildeten
Führungen 36 sind soweit wie möglich an die Schreibwalze 38 herangeführt, so daß
sie in langer Auflagefläche stark dämpfend auf die schwingenden Typenstangen 31
einwirken. Die für die Eigenschwingungszahl maßgebende Länge der Typenstangen 31
ändert
sich außerdem hierdurch dauernd, so daß eine ausgeprägte
Schwingung sich gar nicht ausbilden kann.
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Die Schreibwalze 38 besteht vorzugsweise aus einem mit dein üblichen
Gummibelag 39 versehenen vollen oder starkwandigen Zvlinder d.o aus Elektron oder
einem anderen tVerkstoff von besonders niedrigem Elastizitätsmaß. Hierdurch wird
einerseits eine starke innere Dämpfung erzielt, anderseits auch die Eigenschwingungszahl
der Schreibwalze 35 gegenüber derjenigen des Gestelles sehr niedrig gehalten.
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Die Richtigkeit und Zweckmäßigkeit der erfindungsgemäßen :Maßnahmen
sind durch eine Anzahl von Versuchen bestätigt worden. In Fig. 5 sind die Ergebnisse
von Vergleichsversuchen an drei verschiedenen Maschinen graphisch dargestellt. Die
Gesamt-,r@räusclie, die beim Schreiben auf den Versuchsmaschinen entstanden, tvurden
in verschiedene Bereiche i8,, bis 18, von Schwingungszahlen zerlegt. Durch besondere
Meßgeräte wurden die anteiligen Lautstärken des Gesamtgeräusches bzw. denselben
entsprechende Meßwerte h nacheinander in den einzelnen Schwingungszahlbereichen
18" bis 18,. festgestellt. wobei jeweils sämtliche nicht zu dein betreffenden Schwingungszahlbereich
18 gehörigen Schallschwingungen ausfielen. Die Werte der ausgezogenen Linie 15 in
Fig. 5 wurden für eine gemäß der Erfindung ausgerührte -Maschine ermittelt, während
die punktierte Linie 16 und die gestrichelte Linie 17 die Werte für zwei Schreibmaschinen
bekannter Art darstellen, die ebenfalls mit einem einen leisen Anschlag der Tvpen
erzielendem Typenantriebwerlz versehen sind. Aus Fig. 5 geht zunächst hervor, daß
die durchschnittliche Gesamtschallstärke über alle Schwingungsbereiche von 18" bis
18, bei der erfindungsgemäßen Schreibmaschine erheblich niedriger ist als bei den
bekannten Maschinen. Ferner -zeigt Fig.5, daß die beabsichtigte merkliche Verschiebung
der das Gesamtgeräusch ausmachenden Teilgeräusche aus dein Bereich i8,d und 18,,
der störenden Schallschwingungen mit hoher Schwingungszahl iif den Bereich 18" bis
18,. der angenehnieren mit tiefer ",cliwiiigungszahl in Richtung des Pfeiles 14
(s. Fig. 2) bei der erfindungsgemäßen Maschine gegenüber den bekannten Maschinen
stattgefunden hat.
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Selbstverständlich stellen diese Ergebnisse nicht die Grenzen des
erfindungsgemäß Möglichen dar. Sie zeigen vielmehr, in welcher Richtung die gemäß
der Erfindung zu erzielenden Verbesserungen einer mit leisem Abdruck der Typen arbeitenden
Schreibmaschine liegen. Durch restlose Verkörperung der in den Ansprüchen angegebenen
Erfindungsmerkmale kann die in Fig. 5 angedeutete Wirkung noch erhöht werden.