Hammerdruckvorrichtung mit einem eine Lichtschranke enthaltenden Tauchankermagnetsystem

Abstract

 An dem der Druckstelle abgewandten Teil eines Tauchankermagnetsystems in einem Typenraddrucker ist eine Infrarotlichtschranke (12) zur Erfassung der Bewegung des Ankers (4) angeordnet. Das Ausgangssignal dieser Lichtschranke (12) wird zur zeitlichen Ansteuerung des Tauchankermagnetsystems verwendet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Tauchankermagnetsysteme als Äntriebsvorrichtung für den Druckhammer in Typendruckeinrichtungen oder die Druckernadeln in Mosaikdruckeinrichtungen sind in der Drucktechnik allgemein bekannt und mit Erfolg zur Anwendung gelangt. So wird in der DE-OS 28 39 024 ein derartiges Tauchankermagnetsystem für einen Typendrucker beschrieben.

[0003] Bei der Verwendung von Tauchankermagnetsystemen in Anschlagdruckern bildet ein wesentliches Problem die zeitliche Ansteuerung des Magnetsystemes. So hängt die Druckgeschwindigkeit des mit einem derartigen Tauchankermagnetsystem versehenen Anschlagdruckers davon ab, wie schnell es gelingt, den als Anker des Magnetsystems ausgebildeten Druckhammer nach erfolgtem Abdruck prellfrei in seine Ausgangslage zurückzubringen.

[0004] Bei Klappankermagnetsystemen ist es aus der DE-OS 29 33 6-16 bei einer Dämpfungsvorrichtung für den elektromagnetischen Antrieb des Druckhammers in einer Druckhammeranordnung bekannt, das Magnetsystem über eine den Erregerstrom der/Magnetspule ansteuernden Schaltungsanordnung so anzusteuern, daß nach Beschleunigung des Ankerhebels mit zugehörigem. Druckhammer, der Erregerstrom auf einen wesentlich gerin- ^ger dimensionierten Haltestrom zurückgeschaltet wird, bzw. daß nach erfolgtem Abdruck über eine erneute Betätigung des Magnetsystems der Druckhammer abgebremst wird.

[0005] Die Rückkehrgeschwindigkeit des Ankers nach erfolgtem Abdruck im Tauchankermagnetsystem und damit die Zeit, die vergeht, bis das Tauchankermagnetsystem erneut aktiviert werden kann, hängt stark von der Dämpfung ab, die der Druckhammer am Aufzeichnungsträger erfährt. Der Dämpfungsgrad ist dabei u.a. stark von der Anzahl der verwendeten Durchschläge beim Druckvorgang abhängig.

[0006] Es ist weiter aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Volume 15, No 8, Jan 73, Seite 2356 bekannt, die Bewegung des Druckhammers in einem Druckhammersystem durch einen in der Umgebung der Auftreffstelle des Druckhammers angebrachten Fotosensor abzutasten.

[0007] Eine Anordnung in der Umgebung der Abdruckstelle hat aber den Nachteil, daß damit nach dem Meßvorgang und vor dem Auftreffen des Druckhammers auf der Abdruckstelle keine aktive Korrektur der Bewegungsenergie mehr möglich ist.

[0008] Der Begriff Druckhammer umfaßt im folgenden sowohl die Nadeln eines Mosaikdruckers als auch den Hammer einer Typendruckeinrichtung.

[0009] Zur optimalen Ansteuerung eines derartigen Tauchankermagnetsystems ist es deshalb notwendig, auch im Betrieb eine ausreichend genaue Information über die Lage des Ankers zu gewinnen. Eine zeitkonstante Impulsfolge, wie bei den bekannten Drucksystemen, ist nicht ausreichend genau..

[0010] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß damit eine exakte Ansteuerung bei optimaler Funktionssicherheit ermöglicht wird.

[0011] Diese Aufgabe wird bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0012] Durch die vorteilhafte Anordnung der fotoelektrischen Einrichtung ist es möglich, den Anker auch bei wechselnder Konsistenz der Abdruckstelle exakt anzusteuern und damit optimal nach dem Abdruck abzubremsen.

[0013] Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht der Sensor mit einer Ansteuerschaltungsanordnung in Verbindung, die derart ausgebildet ist, daß bei Empfang eines bedarfsweise über ein Verzögerungsglied verzögerten, und dem in seine Ausgangslage zurückkehrenden Druckhammer ausgelösten Steuersignal einen Bremsimpuls auslöst.

[0014] Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Schnittbild eines mit einem Sensor (Lichtschranke) versehenen Tauchankermagnetsystems,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltungsanordnung für das Tauohankermagnetsystem und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Ausgangsimpulse der fotoelektrischen Einrichtung beim Abdruck mit den zugehörigen Ansteuerimpulsen für das Magnetsystem.

[0015] Bei der in der Fig.1 schematisch dargestellten Druckeinrichtung für eine Fernschreib- oder Schreibmaschine wird über ein im folgenden näher beschriebenes Tauchankermagnetsystem ein Typenrad 1, das gegenüber einer Schreibwalze 2 angeordnet ist, betätigt. Das Tauchankermagnetsystem besteht im wesentlichen aus einer Erregerspule 3 und dem als Antriebselement für das Typenrad 1 dienenden Tauchanker 4. Der Tauchanker 4 besitzt zwei unmagnetische Führungsteile 5 und 6, die zusammen mit Buchsen 7 und 8 verhindern, daß der Tauchanker radial an die Fläche 9 der Erregerspule 3 gezogen und damit an seiner.eigentlichen axialen Bewegung gehindert wird. Der Tauchanker 4 ragt mit seinem hinteren Teil durch die Buchse 8 und liegt im Ruhezustand unter der Wirkung einer Rückstellfeder 10 an einem Anschlag 11 an. Im Bereich des hinteren Teiles des Tauchankermagnetsystems ist ein Sensor 12, in diesem Falle eine fotoelektrische Schalteinrichtung, aus einer Infrarotlichtschranke, wobei die Fotostrecke im Bewegungs - bereich des Tauchankers 4 angeordnet ist.

[0016] Angesteuert wird der Tauchankermagnet über eine Ansteuerschaltungsanordnung, die z.B. entsprechend dem Blockschaltbild der Fig. 2 ausgeführt sein kann. Sie besteht im wesentlichen aus zwei Kippstufen 13 und 14 zur zeitlichen Ansteuerung der Schaltungsanordnung. Schalttransistoren 15, 16 und 17 verbinden die Magnetspule 3 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Verstärkers 18, der den Erregerstrom bei Abdruck und den Bremsstrom in der Spule 3 regelt, mit einer Konstantspannungsquelle 19. Der Verstärker 18, der als Stromregler geschaltet ist, liegt mit seinem positiven Ausgang an einem Spannungsteiler aus den Widerständen 20 bis 24 und dem zugeordneten Schalttransistor 25. Dabei ist der-Widerstand 20 als Potentiometer ausgebildet. Der Schalttransistor 25, der über die Kippstufe 13 angesteuert wird, verändert in Abhängigkeit von dem gewünschten Strom in der Spule 3 das Teilerverhältnis des Spannungsteilers 20 bis 24, der über den Widerstand 20 mit einer Referenzspannungsquelle 26 in Verbindung steht. Der negative Eingang des Verstärkers 18 liegt an einem Meßwiderstand 27 zur Feststellung des Istwertes des Stromes in der Spule 3 an. Die weiteren Widerstände 28 bis 32 dienen in bekannter Weise zur Anpassung der Schalttransistoren. Das monostabile Kippglied 14 ist über ein Verzögerungsglied 33 mit dem Ausgang der fotoelektrischen Schalteinrichtung 12 verknüpft. Angesteuert wird die Schaltungsaaordnung über einen z.B. von einer hier nicht dargestellten Tastatur ausgelösten Impuls 34. Die Kippstufen 13 und 14 stehen über ein ODER-Glied 35 mit dem Steuereingang des Schalttransistors 17 in verbindung.

[0017] Weiters weist die Antriebsvorrichtung eine Ankeransteuereinrichtung 36 auf. Sie enthält eine mit dem Impulseingang 34 und dem Sensor 12 verknüpftes Meßglied 27 und eine mit einem Speicher 38 und einem Vergleicher 39 versehene Vergleichssteuereinrichtung 30, deren Ausgang mit dem Rücksetzeingang der Kippstufe 13 in Verbindung steht.

[0018] Eine z.B. als Warnlampe ausgebildete Funktionswarneinrichtung 41 ist mit dem ZeitmeLiglied 37 verknüpft. Ihre Funktion wird später erläutert. Dasselbe gilt für das zur Grundeinstellung der Abdruckenergie nach dem Einbau des Tauchankermagnetsystems in die Druckeinrichtung benötigte Meßglied 42.

[0019] Die eigentliche Funktion des in der Fig. 1 dargestellten Tauchankermeldesystems wird im folgenden anhand der Fig. 2 und dem Spannungszeitdiagramm der Fig. 3 erläutert. Da- . bei zeigt in der Fig. 3 der obere Impulszug den Verlauf der Erregerimpulse am Ausgang des ODER-Gliedes 35 und der untere Impulszug den Verlauf der Erregerimpulse am Ausgang des Sensors 12.

[0020] Zum Zeitpunkt T1 wird über den am Eingang 34 eingegebenen Startimpuls die Kippstufe 13 gesetzt und damit über das ODER-Glied 35 die Steuerstrecke der Transistoren 17 und 25 unterbrochen. Dadurch wird die Stromregeleinrichtung wirk= sam. Der Schalttransistor 16 und der Leistungstransistor 15 werden leitend, womit der Strom in der Erregerspule 3 sprungartig bis zu dem durch die Regeleinrichtung bestimmten Maximalwert ansteigt.

[0021] Unter der Wirkung des erzeugten Magnetfeldes wird der Anker 4 beschleunigt. Gleichzeitig beginnt das Zeitmeßglied 37 der Ankersteuereinrichtung 36, das z.B. als Zähler ausgebildet sein kann, seinen Betrieb. Zum Zeitpunkt T2 öffnet sich die Lichtschranke und am Ausgang des Sensors 12 tritt ein Rechteckimpuls mit abfallender Flanke auf. Dieser Rechteckimpuls stoppt das Zeitmeßglied 37 und das Ergebnis der Messung wird einer Vergleichssteuereinrichtung 40 zugeführt. Diese Vergleichssteuereinrichtung 30 kann z.B. als Mikroprozessor ausgebildet sein und enthält einen Speicher 38 mit zugehöriger Zentralsteuereinheit 39.

[0022] Der von dem Anker vom Anschlag bis zur Lichtschranke . durchlaufende Weg pro Zeiteinheit ist ein Maß für die aufgebrachte Druckenergie. Weicht die von dem Zeitmeßglied 37 festgestellte Durchlaufzeit von der im Speicher 38 gespeicherten Sollzeit ab, dann steuert die Zentraleinheit 39 entsprechend das Rücksetzen der Kippstufe 13 zum Zeitpunkt T3. Zum Zeitpunkt T3 wird die Kippstufe 13 in ihre ursprüngliche Lage zurückgeführt. Damit werden die Transistoren 17 und 25 erneut leitend, wobei die Stromregelung unterbrochen und der Leistungstransistor 15 abgeschaltet wird. Die Ankersteuereinrichturig 36 steuertdamit über die Kippstufe 13 die zeitliche Länge der Ansteuerung des Transistors 15 und damit den Erregerstrom in der Spule 3.

[0023] Nach Rückkehr des Tauchankers 4 von der Abdruckstelle unterbricht er mit seinem hinteren Ende 6 zum Zeitpunkt T4 erneut die Lichtschranke des Sensors 12.

[0024] Da es sich um den Übergang vom ununterbrochenen zum unterbrochenen Sensorstrahl und damit um die ansteigende Flanke des unteren Impulszuges der Fig. 3 handelt, aktiviert das um die Zeit At über das Zeitglied 33 verzögerte Ausgangssignal des Sensors 12 die monostabile, mit ansteigender Impulsflanke setzbarer Kippstufe 14, die zum Zeitpunkt T5 den Schalttransistor 17 über das ODER-Glied 35 erneut unterbricht und damit die Spule 3 aktiviert. Der Schalttran-. sistor 25 befindet sich wegen der Kippstufe 13 im leitenden Zustand, so daß der Verstärker 18 den Erregerstrom in der Spule 3 auf einen in diesem Falle niedrigeren Bremsstrom ausregelt. In der verbleibenden Wegstrecke des Ankers 4 bis zum Anschlag 11 wird der Anker 4 durch diesen Bremsstrom vollständig abgebremst und kann sich ohne Nachschwingungen an den Anschlag 11 anlegen. Zum Zeitpunkt T6 kippt die monostabile Kippstufe 14 in ihre ursprüngliche Lage zurück, womit der Transistor 17 erneut leitend wird und damit den Erregerstrom in der Spule 3 über den Leistungstransistor 17 unterbricht. Durch einen erneuten Startimpuls 35 kann ein weiterer Abdruckzyklus gestartet werd en.

[0025] Zusätzlich ist die Schaltungsanordnung noch mit einer Funktionswarneinrichtung 41 ausgestattet. Diese Funktionswarneinrichtung steht beispielsweise mit dem Zeitmeßglied 37 in Verbindung und gibt dann ein Warnsignal ab, wenn nicht innerhalb einer bestimmten Zeitspanne nach Start des Tauchankermagnetsystems das Ende des Ankers 4 die Lichtschranke 12 passiert.

[0026] Ein Überschreiten dieser Zeitspanne weist auf eine Störung des Tauchankermagnetsystems hin. Dies kann z.B. ein Bruch des Ankers oder ein Defekt der Erregerspule sein. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle der Zeitspanne die Zeit eines gesamten Abdruckzyklus, d.h. also die zweimalige Unterbrechung der Lichtschranke als Maß für eine Funktionswarneinrichtung zu verwenden. Die Funktionswarneinrichtung selbst kann in ihrer einfachsten Form aus einem Vergleicher bestehen, der den Zählerstand des Zeitmßgliedes 37 mit-einem-abgespeicherten Sollstand vergleicht und bei Überschreitung eine Warneinrichtung aktiviert. :

[0027] Mit dem vorher beschriebenen Tauchankermagnetsystem läßt sich in einfacher Weise die Grundeinstellung der Abdruckenergie nach dem Einbau des.Tauchankermagnetsystems in die Druckeinrichtung bewerkstelligen. Zu diesem Zwecke weist die Ansteuerschaltungsanordnung einen Potentiometer 20 auf, über das der maximale Erregerstrom in der Spule 3 einstellbar ist. Zusätzlich dazu ist an den Ausgang des Sensors 12 ein Meßglied 42 ankoppelbar, das z.B. aus einer ZeitmeDeinrichtung mit zugehöriger Anzeigeeinrichtung bestehen kann, über das die Durchlaufzeit des Ankers von der Anfangsunterbrechung der Lichtschranke bis zur Unterbrechung der Lichtschranke bei der Rückkehr des Ankers in die Ausgangslage gemessen wird. Diese Durchlaufzeit des Ankers ist ein Maß für die Abdruckenergie'und bei der Grundeinstellung des Tauchankermagnetsystems nach dem Einbau in die Druckeinrichtung kann man diese Zeit mit einer vorgegebenen Sollzeit vergleichen und durch Verändern des Potentiometers 20 eine Grundeinstellung des Erregerstromes in der Spule 3 vornehmen. Damit entfällt die bei sonstigen Magnetsystemen erforderliche mechanische Veränderung des Abstandes zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem Druckhammer. Weiters ist es dadurch möglich, die bei der Fertigung zwangsläufig auftretenden Toleranzen und die dadurch hervorgerufenen Schwankungen des magnetischen Materials und des Spulenstromes auszugleichen.

[0028] Selbstverständlich ist die Ausführung der Antriebsvorrichtung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. So sind für die einzelnen Elemente noch andere Ausführungsformen denkbar. Der Sensor 12 kann z.B. auch ein die Bewegung des Ankers durch Induktion erfassendes Element sein, oder es können im Ankerweg zwei Sensoren angeordnet sein.

Ansprüche

1. Antriebsvorrichtung für einen als Anker eines Tauchankermagnetsystems ausgebildeten, in einer Ruhestellung an einem Anschlag sich abstützenden Druckhammer einer Druckhammervorrichtung, mit einem im Bewegungsbereich des Ankers angeordnetes ein in Abhängigkeit von der Bewegung des Ankers ein Ausgangssignal generierenden Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) in dem der Druckstelle abgewandten Bereich des Tauchankermagnetsystems in einem definierten Abstand vom hinteren Anschlag angeordnet ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) aus einer in Abhängigkeit vom Wechsel zwischen Freigabe und Unterbrechung einer Fotostrecke durch den Anker (4) ein Ausgangssignal generierenden fotoelektrischen Schalteinrichtung besteht.

3. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) mit einer Ansteuerschaltungsanordnung für das Tauchankermagnetsystem in Verbindung steht, die derart ausgebildet ist, daß sie bei Empfang eines bedarfsweise über ein Verzögerungsglied (33) verzögerten, von dem in seine Ausgangslage zurückkehrenden Druckhammer ausgelösten Steuer-- signal einen Bremsimpuls auslöst.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Verlauf des Erregerstromes in der Erregerspule (3) des Tauchankermagnetsystems in Abhängigkeit von einer über den Sensor (12) erfaßten Durchlaufzeit einer definierten Ankerwegstrecke steuernde Ankersteuereinrichtung (36) vorgesehen ist.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankersteuereinrichtung (36) aus einem das Ausgangssignal des Sensors (12) und das Startsignal des Tauchankermagnetsystems (34) erfassenden Zeitmeßglied (37) mit nachgeschalteter, einen Speicher (38) für die Solldurchlaufzeit enthaltenden Vergleichssteuereinrichtung (40) besteht.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einbau des Ankermagnetsystems in eine Druckeinrichtung die Grundeinstellung der toleranzbedingt schwankenden Abdruckenergie des Tauchankermagnetsystems dadurch erfolgt, daß über den Sensor (12) mit zugeordneter Meßeinrichtung (42) die Durchlaufzeit des Ankers bei einem Abdruckvorgang erfaßt und in Abhängigkeit davon über ein Stellelement (20) eine Einstellung des Ankererregerstromes erfolgt.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement als Potentiometer (20) ausgebildet ist.

8. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tauchankermagnetsystem eine Funktionswarneinrichtung (41) zugeordnet ist, die in Abhängigkeit von einer über den Sensor (12) erfaßten Durchlaufzeit einer definierten Ankerwegstrecke ein Warnsignal generiert.
Bezugszeichenliste

1 Typenrad

2 Schreibwalze

3 Erregerspule

4 Tauchanker

5 und 6 unmagnetische Führungsteile

7 und 8 Buchsen

9 Fläche

10 Rückstellfeder

11 Anschlag

12 Sensor

13 bistabile Kippstufe

14 monostabile Kippstufe

15, 16 und 17 Schalttransistoren

18 Verstärker

19 Konstantspannungsquelle

20 Potentiometer

21 bis 24 Widerstände

25 Schalttransistor

26 Referenzspannungsquelle

27 Meßwiderstand

28 bis 32 Widerstände

33 Verzögerungsglied

34 Ansteuerimpuls

35 ODER-Glied

36 Ankersteuereinrichtung

37 Zeitmeßglied

38 Speicher

39 Zentralsteuereinheit

40 Vergleichssteuereinrichtung

41 Warneinrichtung

42 Meßeinrichtung für Durchlaufzeiten

U Spannung

T1 bis T6 Zeiten

Δt Verzögerungszeit

Zeichnung