DE1921930C3 - Schnelldrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieh' sich auf einen Schnelldrukker mit einer Lettern-, Zahlen- oder dergleichen Symbolreihen tragenden, sich ständig drehenden Druckwalze und einem synchron mit dieser sich drehenden Klinkenrad zur Betätigung von dreh- und linearbeweglichen Auslösehebeln, die elektromagnetisch über Steuerhebel gegen die Kraft einer Feder in den Wirkbereich des Klinkenrades hringbar sind, und von denen je einer einer Symbolreihe zugeordnet ist, wobei jeder Auslösehebel bei seiner Betätigung auf einen einen Druckhammer tragenden Hammerhebel einwirkt und auf dem Klinkenrad nur eine Klinke angeordnet ist. so daß ein Betätigen der Auslösehehel nur jeweils nach einer vollen Umdrehung des Klinkenrades erfolgen kann, nach Hauptpatent 1921932.

Neben einer besonderen Anordnung der Hebelanordnung zur Betätigung der Druckhammer weist der Gegenstand des Hauptpatentes 1 921 932 das wesentliche Merkmai auf, daß auf dem Klinkenrad nur eine Klinke angeordnet ist. Für jede Druekhammerbetatigung muß das Klinkenrad demnach einmal ganz, umlaufen. Da der Schnelldrucker insgesamt eine hohe

»ο Arbeitsgeschwindigkeit aufweisen soll, bedeutet dies eine entsprechend hohe Drehzahl des Klinkenrades. Die für das Klinkenrad erforderliche hohe Drehzahl ist aber auch hinsichtlich der angestrebten BaugröLie von Vorteil, daß bei einer hohen Rotationsgeschwin-

»5 digkeit die erforderliche kinetische Rotationsenergie in dem Klinkenrad gespeichert werden kann, ohne daß dessen Abmessungen und Masse störend groß gewählt werden müssen.

Mit der vorliegenden Erfindung soll dem Klinkenrad bzw. dem Schnelldrucker eine Antriebseinrichtung zugeordnet werden, die den durch den Schnelldrucker des Hauptpatentes gegebenen Anforderungen möglichst gerecht wird, der nämlich das Klinkenrad mit der erforderlichen hohen Geschwin-

^a5 digkeit möglichst zuverlässig und beständig über lange Zeit hinweg antreibt, und dessen Energiebedarf und Raumbeanspruchung möglichst niedrig sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß unmittelbar auf der Welle des Klinkenrades der Rotor eines biirslenlosen, durch transistorisierte Schaltkreise gesteuerten Gleichstrommotors angeordnet ist. Ein solcher Gleichstrommotor kann bei hohen Drehzahlen einwandfrei und verschleißarm arbeiten. Die Geschwindigkeit kann in einfacher Weise konstaut gehalten werden. Der Energiebedarf isl gering. Da man auch die Baugröße relativ klein halten kann, wird in vorteilhafter Weise die beabsichtigte raumsparende Ausführung des Schnelldruckers nach dem Hauptpatent begünstigt. Der Wirkungsgrad der Ge-

*o samtcinrichtung wird auf Grund des geringen Energiebedarfs ties Gleichstrommotors verbessert. Im RahiiiLii einer bevorzugten Ausführung ist die den Rotor ilcs Gleichstrommotors tragende Welle des Klinkenrades über einen Getriebezug mit der Druckwalze verbunden, die demnach ebenfalls von dem Gleichstrommotor angetrieben wird. Das Unlersetzungsverhältnis des Getriebezuges richtet sich dabei nach der Anzahl der über den Umfang der Druckwalze angeordneten Typen.

In besonders bevorzugter Ausführung der Erfindung ist der Rotor des Gleichstrommotors als Scheibenläufer ausgebildet. Da der Rotor des Gleichstrommotors unmittelbar auf der Welle des Klinkenrades angeordnet ist, nimmt er an der Bildung der Drehmasse des Klinkenrades zur Speicherung der erforderlichen Rotationsenergie teil, ohne daß irgendwelche verschleiß- und spielbehafteten Getriebeglieder zwischen dem Rotor und der Welle angeordnet sind, die die Lebensdauer der Antriebseinrichtung beeinträchtigen und die in dem Rotor gespeicherte Rotationsenergie nicht stoßfrei auf das Klinkenrad bei dessen Hammerhebelbetiitigung übertragen könnte. Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Rotors unmittelbar auf der Welle des Klinkenrades kann die Rotormasse einen namhaften Teil der insgesamt zur Speicherung der erforderlichen Rotationsenergie notwendigen Drehinasse bilden. Dies führt wiederum zu einer Verkleinerung des Klinkenrades, was dem korn-

paktcn Aufbau des Schnelldruckers zugute kommt. Die Scheibenform des Rotors hat darüber hinaus den Vorteil, daß seine Massenverteilung relativ weit radial von der Drehachse beabstandet ist: dadurch wird der von dem Rotor übernommene Anteil an der insgesamt erforderlichen Drehinasse groß. Darüber hinaus ragt der scheibenförmige und damit fluche Rotor auf der Achse des Klinkern ades nicht seitlich weil ab, sondern ermöglicht auch in dieser Richtung eine kompakte Hauweise des Druckers.

Hevorzugi wird der Rotor aus zwei auf der Welle des Klinkenrades axial heahstandel befestigten, radial absuchenden Roiorscheiben aufgebaut an denen sich über den Scheibenunifang verteilte I'aare miii Dauermagneten befinden, deren jeweils ein Paar bildende Magnete axial fluchten und zwischen sich dem Stator des Motors zugeordnete flache Antriebsspulen aufnehmen. Durch die Anordnung der Dauermagnete an den Rotorscheiben erhöht sich wiederum in \orteilhafter Weise der von dem Rotor getragene Anteil der Drehmasse, ohne daß sich dadurch die Gcsanitabmessungen des ei forderlichen Ai'lrirbsrotors vergrößern.

In weiterei Mirleilhailer Ausgestaltung ¹St an der Welle ties Kimkciirudcs eine Deiekioi scheibe verdrehfest angeordnet, die der Dcicklnrcinrichtung zugeordnet ist, welche die transistorisierten Schaltkreise drehwinkelabhiingig steuert. Die Mav>e der Delektorscheibe übernimmt wiederum in vorteilhafter Weise einen Teil der ei forderlichen Diehmasse. Das gleiche gilt für die Anurdnungeines Posiiionsubtus'.crs auf der Welle des Klinkenrades, der einen bei jede ι I 'mdrelumg der Welle Steuersignale erzeugenden Magneten aufweist, dem ein magnetischer Abtaster zugeordnet ist. Auch ein solcher Posilionsablaster läßt sich mit relativ großer radialer Abmessung herstellen, so daß er sieh raumsparend an das Gehäuse seitlich anordnen liißl und in entsprechendem I inifange an der erforderlichen Drehmasse beteilig! ist. Auch durch die Anordnung dieses Posiliunsabiasters wird demnach die Möglichkeil gegeben, das Klinkenrad selbst raumsparend auszubilden. Die Ii findung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Hs zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemiißen Schnelldruckers,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf das Ausluhiungsheispiel gemäß Fi t>. 1 zur Veranschauliehung der ReIalivlagcn von Hammelhebel, Auslösehehcl und Steuerhebel, bezüglich der Druckwalze und des Klinkenrades in der Ruhestellung.

Fig. 3 eine der Fig. 2 . . 'M>^lll-hende Seitenansicht zum Zeitpunkt des Anschlags lies llaminers an die Druckwalze,

Fig. 4 eine weitere Seitenansicht des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. I,

Fig. 5 bisS den Aufbau eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäß vorgesehenen Gleichstrommotors.

Wie der Draufsicht gemäß F i g. I entnommen werden kann, umfaßt der Schnelldrucker zwei Seitenteile 1 und 2, zwischen welchen die ein/einen Bauelemente angeordnet sind. Diese Seitenteile können sieh zu einem Gehäuse vervollständigen. Zwischen diesen beiden Seilenteilen ist in diesen eine die Druckwalze 3 lagernde Welle 4 gelagert. Die Druckwalze 3 trägt über ihren Umfang in verschiedenen Reihen α bis i angeordnete Lettern, Zahlen oder dergleichen Symbole in axial hintereinanderliegenden Radialebenen. Die Drehwelle 4 ist in noch näher zu beschreibender Weise über einen Gctriebe/ug durch eine in den Seilenteilen gelagerte Welle 18 angetrieben. Jeder der S>mboheihen α bis i ist jeweils in paralleler Anordnungein Druckhammer 5 am F.nde eines Hammerhebels 6 zugeordnet. Alle Hammerhebel 6 sind um eine gemeinsame Achse 7 verschwenkhar gelagert, so daß bei Verschwenkung eines Hammeihebeis der Druck-

tu hiiinmci "inier /»Nischen.schaliung eines zu bedrukkenden Papiere·· od.dsii. t:iul ■· ine^ I'.iibb.nui«. s od.dgl. gegen die Obeiiliuhc der Diiickwal/e au schlägt oder genauer gegen ein Svinbnl derselben. Wie insbesondere aus den Fig. 2 und .' ei kennbar.

wirkt mit jedem Hammerhebel 6 ein diesen über eine Schuller 13 betätigender Auslosehebel 9 zusammen. Die Schulter 13 liegt dem F.ndc 8 des einen Schenkel·« des llamnierhebeis 6 gegenüber. Alle Auslosdicbel ·> sind linear- und diehbeweglich auf einer gemeinsamen Achse 10 gelagert, welche in den Seitenteiles; I und 2 gelagert ist und entlang ihrer Länge mit uei.lisclseitigem Absland angeordnete Munde 11 aulweist, die Führiingsnuten für die cinzeliun Auslösehebel M begrenzen. Aus den Darstellung«, η ist erkennbar, daß die AiisW'schchel auf dem Nulgruiui. tlso .ml dem I ^!mfangd;:i Achse 10. aulliege 11. und duich die einander zugewandten Seilenwände der einzelnen Nuten linear, d. h.. in ihrer Längsrichtung, geführt sind, wenn ihr eines L^:.nde 15 durch eine Klinke 20 eines auf der Welle 18 befestigten Klinkenrades 17 vorgestoßen wird. Jeder Auslösehebel ·) wird durch eine Zugfeder lft gegen einen Anschlag 22 in seine Ruhe- oder Wartestellung gezogen, in welcher sein finde 15 außerhalb iles Drehwcges der Klinke 20 liegt.

Wie oben bereits kurz vermerkt, übertragen die Auslösehebel 9 die kinetische Diehenergie eines Triigheitskörpers. nämlich des Klinkenrades 17. auf den zugeordneten Hammerhebel dann, wenn iIi 1 F.ndc 15 in den Diehwcg der Klinke 20 gebracht ist. Dies wird dadurch bewirkt, daß jedem Auslösehebel ein Steuerhebel 23 zugeordnet ist. Alle Steuerhebel 23 sind auf einer gemeinsamen Achse 24, die in den Seitenteilen 1 und 2 drehbar gelagert ist. veischwenkbar gehalten, und jedem einzelnen Steuerhebel ist je ein kleiner Hlekiromagnet 27 zugeordnet, der bei Frregung eine an dem einen Hebelarm des zugeordneten Steuerhebels testgelegte Magnetplatte 26 anzieht, so daß der andere Hebelarm 25 das eine Hebelcnde 14 des zugeordneten Auslösehebels 9 beaufschlagt und diesen in der Darstellung gemäß den Fig. 2 und 3 entgegen I !hizeigerriehliing und entgegen der Wirkung der zugeordneten Zugfeder 16 gegen einen Anschlag 21 versehwenki. Fig. 3 veranschaulicht die Relativlage der einzelnen Teile zu einem Zeitpunkt kurz bevor die Klinke 20 das in ihren Drehweg gebrachte E-Jidc 15 des Auslösehebels ·) vorstößt, was dann zur Folge hat, daß der Druckhammer 5 gegen die Druckwalze 3 zum Anschlag mit di.-ser bewegt wird. Die einzelnen Filektromagnete 27 sind bezüglich des Umfangs der die Steuerhebel 23 lagernden Achse 24 in unterschiedliehen Winkellagen angeordnet, um dadurch den von ihnen eingenommenen Raum so klein wie möglich zu halten. Natürlich müssen die den einzelnen Klektromagnclen zugeordneten einzelnen Steuerhebel entsprechend der Anordnung der Hlektromagnete hinsichtlich ihrer Formgebung angepaßt ausgeführt sein, so daß der Hebelarm 25 immer von oben her das eine Ende 14 des zugeordneten Aus-

11 !se he be Is 9 liccinfliil.il Hs sollte aul jeden Fall gewährleistet scm daß Ivι Aulgcbcn eines Stcuerimpiilscs auf η μι.· mlc ι nc η ilci F.lekiromai:neie tier zugcordnelc Sleuerhelvl mil konstank ι Zeitfolge \crschwenkt wild, sei daß fur die Verschwenkung aller Ausloschcbcl jeweils ein konsianici Zeilfaktor aufirin.

Wie aus den lit:. I und 4 hervorgeht, isl auf einer Verlängerung der Drchwclle IS außerhalb lies Seilen teils 2 ein Positionsahiastci 35 mit einem hei jeder l'mdrehung dci Welle IX Steuersignale erzeugenden Magneten angeordnet, welchem tin Magnetalitaslcr 38 außerhalb des Seitenteils 2 zugeordnet ist. Die Drehwellen 18 und 4 stehen übci einen auBerhalb des Seitenteils 2 angeordiieien (ietiicbezug miteinander in Verbindung, del eine t nleisctzung im Verhältnis I : 1 Ct schafft, d h. eine volle Umdrehung der Drehwalze IX entspiichi einer Weiterdrehung der Druckwalze 3 um einen durch den I 'mfangsabstand zweier benachbarter Svmbole gegebenen Drehwinkcl. wenn die einzelnen Svmholieihcn jeweils H> F.inzelsvmbolc aufweisen. Auf der verlängerten Drehwelle 4 der Druckwalze 3 ist außerhalb der Seitenplatte 2 gleichfalls ein Posit ionsa blast ei 36 mn einem bei jeder l'mdrehung dieser Welle Riicksk!Signale erzeugenden Magneten angeordnet, welchem gleichfalls ein Magnetabtaster 39 zugeordnet ist. Die rotierenden Magneten der Wellen 18 bzw. 4 induzieren in den zugeordneten Abtaster 38 bzw. 39 also die Steuersignale bzw. die Rückstellsignale.

Aus den Fig 2 und 3 geht auch noch hervor, daß die zu bedruckende Papierbahn durch eine auf einer Welle 30 gelagerte Zuführwalze 30 über Fiihrungsrahmeii 28 und 29 zugetuhrt wird. Diese Zuführwalze 30 wird schrittweise weitergedreht, zu welchem Zwecke auf der Welle 30' ein Zahn- oder Klinkenrad 41 befestigt ist. mit welchem ein durch den Tauchanker eines Elektromagneten 37 verschwenkter Hebel 100 mittels des Klinkenhebels 40 durch eine zwischen beiden \erspannie Feder im Hingriff gehalten ist Eine bei 43 an dem Seitenteil 2 befestigte Gegenklinke 42 ist gleichfalls dem Zahn-oder Klinkenrad 41 zugeordnet, wie dies insbesondere aus Fig. 4 hervorgeht. Bei F.rregung des Flcktromagneten 37 wird die nicht gezeigte Papierbahn um einen Zcilenabstand weiterbewegt. Eis sei in diesem Zusammenhang auf den oben erwähnten Positionsabtaster 36 hingewiesen, der auf der Drehwelle 4der Druckwalze 3angeordnet ist. und dessen Magnet bei jeder vollen Umdrehung dieser Welle Ruckstcllsignalc erzeugt. Hs sind diese in dem zugeordneten magnetischen Abtaster 39 induzierten Ruckstellsignale, welche periodisch eine Erregung des Elektromagneten 37 auslosen. Der die Steuersignale übermittelnde Schaltkreis ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die Antriebseinrichtung für den Schnelldrucker besteht aus einem bürstenlosen, durch transistorisierte Stromkreise antreibbaren Gleichstrommotor, dessen Rotor auf der Welle 18 befestigt ist, auf welchem sich ebenfalls das Klinkenrad 17 mit der Klinke 20 als einem Trägheitskorper befindet, der kinetische Drehenergie /u speichern vermag und die Betätigung der einzelnen, je einen Druckhammer tragenden Druckhammerhebe! bewirkt. Die Drehwellc 18 ist über einen Getriebezug mit der Drchwelle 4 der Druckwalze 3 verbunden, d.h., die Drehung der Druckwalze ist von dem Antrieb der Drehwelle 18 abgeleitet. Wie aus Fi c. 1 und in Fi n. 5 bis S erkennbar, besieht der Rotor iles Motors aus zwei radial abstiebenden Scheiben 47 und 48 aus einem Werkstoff hoher Permeabilität, welche an ihren einander zugewandten Seitenflächen mit sektorformigen Dauermagneten 61 bis 6<i bzw. 67 bis 72 versehen sind (Fig. 1. 5 und S). Wie Fig. I erkennen laut, sind die Seheiben 47 und 4fl derart axial auf der Welle 18 beabstandet \erdrehfcst angeordnet, dall zwischen den Magnetsektoren 61 bis 66 einerseits und 67 bis 72 andererseits ein Spalt frei -

ίο bleibt, in welche eine Haltevorrichtung 51 fur Antriebsspulen 57 bis 59 hineiniagt. die bei 53 an einem Sockel 52 ortsfest gehalten isi Wie insbesondere I ig. Ci und S ei kennen lassen, sind die Daucrmagnclsektoren 61 bis 66 hinsichtlich der Verdrehlage der Dauermagnelsektorcii 67 bis 72 deiart orientiert, da 1.1 sich immer zwei sektorförmige Magnete axial gegenüberliegen, deren einander zugewandte Polfliicheii unterschiedliche Polarität anlweisi :i Dabei wechseln die Polaritäten der einander zugewandten Polfliicheii

ίο in llmfangsrichtiing gesehen von eiiii in zu dem darauffolgenden Polpaar ab. Die drei ebenfalls als Kreissektoren ausgebildeten Antriebsspulen 57 bis 59 sind ander Halieeiniiehtiing 51 derart festgelegt, daß die Spulen 58 und 59 hinsichtlich ihrer Mittellinien von der Mittellinie dei Spule 57 um 100 versetzt liegen. Auf diese Weise wird sichergestelli. daß sich in jeder Verdrehlage des Rotors wenigstens ein wirksamer Spulenzweig der Antriebsspulen 57 bis 59 in dem Feld eines Magnetpaares befindet, so d.iLi der Motor aui jeder Verdrehlage heraus selbsttätig anlaufen kann. Dabei isl vorausgesetzt, daß bei der angegebenen Versetzlage der Spulen gegeneinander um 100 sechs Dauermagnetpaare vorgesehen sind, die um jeweils iiO gegeneinander versetzt sind.

Zur drehwinkelahhängigen Steuerung des Stromes durch die einzelnen Antriebsspulen ist eine Detekloreinrichtung vorgesehen, die aus einer ebenfalls auf der Welle 18 befestigten Detektorscheibe 56 und drei Detektorspulenpaaren 75 und 76. 77 und 78 sowie 79 und 80 besieht. Die ein Spulenpaar bildenden Spulen sind jeweils axial zueinander und voneinander beabstandet angeordnet. In diesen Spalt ragt der Randbereich der Scheibe 56 hinein, in welchem Ausnehmungen 72 bis 74 vorgesehen sind. Die Steuerung erfolgt nun in der Weise, daß die elektromagnetische Kopplung zwischen den jeweils ein Spulenpaar bildenden beiden Spulen drehwinkclabhängig dadurch beeinflußt wird, daß abwechselnd eine der Ausnehmungen 72 bis 74 zwischen ein Spulenpaar gerät, so daß die Kopplung relativ stark sich zwischen den beiden anderen Spulenpaaren befindet, wodurch die Kopplung unierbrochen bzw. stark abgeschwächt wird. Die transistorisierten Auswerte- und Stcuerschaltkreisc fur diese Signale und den Antriebsstrom der Antriebsspulen 57 bis 59 sind in der Zeichnung nicht dargestellt. In Abhängigkeit von der Versetzlage der Spulen 57 und 58 sind die Spulenpaare 77. 78 und 79, 80 gegenüber dem Spulenpaar 75, 76 um einen Winkel von 40° versetzt angeordnet, wobei die Ausnehmungen 72 bis 74 der Detektorscheibe 56 ebenfalls über einen Umfangswinkelbereich von 40° ausgeführt sind und sich im übrigen symmetrisch über den Umfang der Detektorscheibe hin erstrecken, so daß keine Unwuchten auftreten. Wie insbesondere F i g. 7 erkennen läßt, befindet sich bei jeder Verdrehlage der Detcktorscheibc ein Spulenpaar im Bereich einer der Ausnehmungen 72 bis 74. Dadurch wird im Zusammenhalt mit der besonderen Anordnung der Antriebs-

spulen. Hilf Wfk'hc die Anordnung der De I ekln ι spult π abgestimmt ist, der Scllisliinliiiif des Rotors aus jeder Vcrdrehlage heraus siehergestelll.

Wie I-ig. I erkennen laßt, nimmt der mit einem < lehiitise 19 eingefaßte Gleichstrommotor mn einen relativ geringen Plat/ an der Außenseite ilci Seilen-

wand 1 ein. Die Ausbildung des Glcichs ils Scheibenläufer ist nicht nur liiiisichtl dem Kliiikemad 17 ali/unehnieiiden Ro gie. sondern auch im Hinblick auf eiiu lUiuvwiv des Schnelldruckers von beson teil.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Paicnlansprüclic:

1. Schnelldrucker mit einer Lettern-. Zahlenoder dergleichen Syniholreihen tragenden, sich ständig drehenden Druckwalze und einem zugleich mit dieser sich drehenden Klinkenrad zur Betätigung von dreh- und linearbeweglichen Auslösehebeln, die elektromagnetisch über Steuerhebel gegen die Kraft einer Feder in den Wirkbereich des Klinkenrades bringbar sind, und von denen je einer einer Symbolreihe zugeordnet ist, wobei jeder Auslösehebel bei seiner Betätigung auf einen einen Druckhammer tragenden Hammerhebel einwirkt und auf dem Klinkenrad nur eine Klinke angeordnet ist, so daß ein Betätigen der Auslösehebel nur jeweils nach einer vollen Umdrehung des Klinkenrades erfolgen kann, nach Hauptpatent 1921932, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar auf der Welle (18) des Klinkenrades (17) der Rotor eines bürslenlosen, durch transistorisierte Schaltkreise gesteuerten Gleichstrommotors angeordnet ist.

2. Schnelldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor als Scheibenläufer ausgebildet ist.

3. Schnelldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß tier Rotor (2) auf der Welle (18) des Klinkenrades (17) axial beabstandet befestigte, radial abstrebende Rotorscheiben (47, 48) aufweist, an denen sich über den Scheibenumfang verteilte Paare von Dauermagneten (61 bis 72) befinden, deren jeweils ein Paar bildende Magnete axial fluchten, und daß in dem Spalt zwischen den Magnetpaaren flache Antriebsspulen (57 bis 59) als Stator angeordnet sind.

4. Schnelldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch yekenn/cichnet, daß an der Welle (18) des Klinkemaclcs 117) eine der die transistorisierien Schaltkreise drchwinkclahhängig steuernden Dctcktoreinrichtung dos Motors zugeordnete Detektorschcibe (56) verdrehfest angeordnet ist.

5. Schnelldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (18) des Klinkenrades (17) ein Positionsabtaster (35) mit einem Magneten angeordnet ist, welcher in einem zugeordneten Magnetabtaster bei jeder Umdrehung dieser Welle Steuersignale induziert.