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Druckvorrichtung für Fernschreiber, bei der zwei Schreibköpfe zeilenweise
vor dem in waagerechter Richtung feststehenden Papier gleiten Die Erfindung betrifft
eine Druckvorrichtung für Fernschreiber, bei der zwei Schreibköpfe zeilenweise vor
dem in waagerechter Richtung feststehenden Papier gleiten.
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Bekanntlich weisen Fernschreibmaschinen, die nicht eine ganze Zeile
auf einmal drucken, gewöhnlich einen schrittweise in Schreibrichtung bewegten Wagen
auf, der die Druckorgane (z. B. Typenhebel, Typenräder) enthält.
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Dieser Wagen wird, wenn er am Zeilenende angelangt ist, in möglichst
kurzer Zeit an den Zeilenanfang zurückgeführt. Diesen Vorgang nennt man Wagenrücklauf.
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Bei Schreibgeschwindigkeiten über etwa zehn Buchstaben pro Sekunde
ist man bereits., um die Masse der Druckorgane zu verringern, dazu übergegangen,
das Schriftzeichen nicht durch einen Typenanschlag zu erzeugen, sondern aus Rasterpunkten
zusammenzusetzen. In diesem Fall muß der Wagen nur eine geringe Zahl von Nadelelementen
aufnehmen, die je nach Art des Gerätes zwischen fünf und fünfunddreißig liegt.
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Trotz der bei dieser Anordnung erzielten Massenverringerung des Schreibwagens
läßt sich die Zeit für den notwendigen Wagenrücklauf nicht unter 100 msc herabsetzen.
Bei einer Schreibgeschwindigkeit von zwanzig Buchstaben pro: Sekunde bedeutet das
bereits einen Verlust von zwei Zeichen. Bei noch höheren Schreibgeschwindigkeiten
wird der relative Zeitverlust entsprechend größer.
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Dabei besteht außerdem die Schwierigkeit, den Sender, der, wenn er
beispielsweise durch Lochstreifen gesteuert wird, möglichst kontinuierlich arbeiten
soll, ständig für die Zeit des Wagenrücklaufs anzuhalten, damit kein Text der Nachricht
verlorengeht. Ist ein Anhalten des Senders nicht möglich, so müssen in den die Nachricht
enthaltenden Lochstreifen für die Zeit des Wagenrücklaufs entsprechend viele Leerzeichen
(Bu oder Zwischenraum) eingestanzt werden. Dies bereitet jedoch bei der Herstellung
des Lochstreifens Schwierigkeiten oder zumindest Unbequemlichkeiten. Auf jeden Fall
wird der übertragungsweg durch die durch Wagenrücklauf verursachte Totzeiten nicht
voll ausgenutzt.
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Durch die deutschen Patentschriften 812 438, 818 811 und 847
024 ist es bereits bekannt, zur Vermeidung der durch den Wagenrücklauf entstehenden
Totzeit bei mit Rasterdruck arbeitenden Fernschreibern mehrere Druckorgane auf einem
endlosen, umlaufenden Stahlband oder einer Kette anzuordnen. Diese Druckorgane laufen
dabei waagerecht, durch eine Schiene geführt, am Papier vorbei und bedrucken es
im Rhythmus der ankommenden Impulse, indem die Führungsschiene in Richtung zum Papier
geschoben wird oder indem in den Druckorganen selbst ein Magnetsystem in Richtung
zum Papier wirksam wird. Die Druckorgane sind dabei im Abstand einer Zeilenlänge
voneinander auf dem endlosen Band angeordnet, damit jeweils nur eines von ihnen
das Papier bedrucken kann.
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Fig. 1 zeigt eine weitere nach dem Stande der Technik aufgebaute Anordnung,
die nach dem Rasterdruckprinzip arbeitet und es gestattet, bei gleichmäßigem oder
auch schrittweisem Wagenvorschub eine hohe Schreibgeschwindigkeit zu erreichen.
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Das Papier einer Papierrolle P ist um eine Schreibwalze W herumgeführt.
Auf der Rückseite des Papiers ist als Wagen ein Schreibkopf SK beweglich
angeordnet. Er kann über das Papier in Schreibrichtung von links nach rechts gleiten
und vom Zeilenende wieder in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden.
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Der Schreibkopf SK enthält die. Druckelemente, die in der wiedergegebenen
Anordnung aus fünf Nadeln bestehen. Diese Nadeln werden elektromagnetisch betätigt
und wahlweise gegen das Papier gedrückt, oder es wird zwischen den Nadeln und der
Walze W ein durch das Papier hindurchgehender Funkendurchschlag erzeugt, oder es
wird das Papier durch Stromdurchgang auf elektrolytischem Wege verändert. Auch ein
xerographischer oder elektrographischer Betrieb ist mit der dargestellten Anordnung
möglich.
Die Einzelheiten des möglichen Druckverfahrens sind in
diesem Zusammenhang nicht von Bedeutung. Wesentlich ist lediglich, daß, wenn an
eine Schreibnadel eine elektrische Spannung gelegt wird, auf dem darunterliegenden
Papier ein lesbarer Punkt entsteht.
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Bei der Anordnung gemäß der Fig. 1 werden die fünf Schreibnadeln durch
die Transistoren T 1 bis T 5
angesteuert. Wenn während des kontinuierlichen
Vorschubes des Schreibkopfes SK an einem Transistor über eine der Klemmen K 1 bis
K 5 ein negativer Impuls geleitet wird, so erzeugt die dazugehörige Nadel auf dem
Papier einen Punkt. Durch spaltenweisen Aufbau der Schriftzeichen entsteht auf dem
Papier in bekannter Weise eine lesbare Schrift. Dabei ist es erforderlich, daß den
Transistoren in geeigneter Weise codierte Impulse zugeführt werden.
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Um für eine derartige Druckvorrichtung die durch den am Zeilenende
notwendigen Wagenrücklauf verursachte Totzeit zu vermeiden, wird erfindungsgemäß
eine Druckvorrichtung vorgeschlagen, bei der zwei Schreibköpfe innerhalb zweier
aneinandergrenzender Teilabschnitte, die zusammen eine Zeilenlänge bilden, zueinander
gegenläufig und im gleichen Takt über das Papier gleitend hin- und hergeführt werden
und daß diese so gesteuert werden, daß sie nur während ihrer Fortbewegung in Schreibrichtung
drucken.
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Die Erfindung soll an Hand der Fig. 2 bis 4 näher erläutert werden.
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Fig. 2 stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar;
in Fig. 3 wird in einem Diagramm der Verlauf der Geschwindigkeit in Abhängigkeit
vom Weg des Schreibkopfes gezeigt; Fig. 4 gibt das Wegzeitdiagramm der Schreibköpfe
wieder.
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In der Fig. 2 sind alle unwesentlichen Teile des Antriebes fortgelassen.
Auch die Papierbahn, die sich normalerweise um die Schreibwalze W schlingt, ist
der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet.
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Die Anordnung der Fig. 2 enthält die beiden Schreibköpfe SKI
und SK 2, die beide über je einen Winkel starr mit den Schlitten S1 und S2
verbunden sind. Die Schlitten werden über einen Spindelantrieb über je eine Papierhälfte
hin- und herbewegt. Der Spindelantrieb besteht aus der Antriebswelle AW, die zwei
endlose rechts- und linksläufig übereinandergeschnittene Gewinde enthält. Die Schlitten
S1 und S2 laufen über die Schneckengewinde und werden dabei in ihrer Bewegungsrichtung
durch die Schiffchen Sf 1 und Sf 2 gesteuert. Diese Schiffchen
sorgen auch am Schneckenende für die Umsteuerung der beiden Schlitten.
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Die Bewegung der beiden Schlitten und der beiden Schreibköpfe soll
wie folgt erläutert werden: Wenn sich S 1 am linken Spindelende befindet,
steht S 2 am rechten Spindelende. Bei Drehung der Antriebswelle AW werden S 1 nach
rechts und S 2
nach links bewegt. In der Spindel- und damit auch Papiermitte
treffen beide Schlitten und Schreibköpfe zusammen. Die von den beiden Schreibköpfen
überstrichenen Bereiche sind dabei so angeordnet, daß die beiden Reihen der Schreibnadeln
beim Zusammentreffen in der Papiermitte in ganz geringem Abstand nebeneinanderliegen
und die Schreibbereiche insgesamt eine Zeilenlänge ergeben. Die Schiffchen steuern
nun die Schlitten um, indem Sf l in den linksläufigen Teil des Schneckengewindes
und Sf 2
in den rechtsläufigen Gewindeteil hineingleiten. Von nun an bewegt
sich S 1 nach links, S2 nach rechts.
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Die genauen Bewegungsvorgänge sind an Hand der Fig. 3 und 4 dargestellt.
Fig. 3 zeigt die Geschwindigkeitswegkurve. Auf dem Hinlauf hat der Schreibkopf SKI
vom Wege s=0 bis s=b/2 die konstante Geschwindigkeit v, Von s=bl2 ab wird
SKI auf die Geschwindigkeit 0 verzögert und anschließend in entgegengesetzter
Richtung beschleunigt. Dieses entspricht der Rückführung des Schreibkopfes. Von
s=b12 bis s=b (volle Zeilenlänge) wird der Schreibkopf SK 2 mit der Geschwindigkeit
v, über die rechte Papierhälfte bewegt. Zu dem Zeitpunkt, in dem er am rechten Zeilenende
bei s=b angelangt ist, hat auch SKI den PunktS=0 wieder erreicht und besitzt bereits
die Vorwärtsgeschwindigkeit v, Von nun an wird SK 2 verzögert und anschließend in
entgegengesetzter Richtung beschleunigt. Dieses Wechselspiel wiederholt sich periodisch
für jede neue Zeile. Entsprechend dem Vorstehenden ergibt sich das in Fig. 4 dargestellte
zugehörige Wegzeitdiagramm.
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Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, sind für die Rückläufe der Schreibköpfe
größere Geschwindigkeiten erforderlich als für den Vorlauf, weil die Zeitverluste
an den Umkehrpunkten eingeholt werden müssen.
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Die in Fig. 2 dargestellte Antriebsordnung für die Schreibköpfe ist
nur eine der möglichen Ausführungsformen. Es sind auch Antriebsmechanismen denkbar,
die nicht mit endlosen Rechts- und Linksgewinden arbeiten, sondern nur einfache
Gewinde auf der Antriebswelle aufweisen und durch wechselnden Drehsinn der Antriebswelle
die Schreibköpfe abwechselnd rechts und links fortbewegen. Auch Antriebe über Seilzüge
sind denkbar. Wesentlich ist nur, daß eine gegenläufige Bewegung zweier Schreibköpfe
erreicht wird. Dabei müssen die Schreibköpfe die Bewegung nicht unbedingt gleichförmig
wie in dem Beispiel der Fig. 2 ausführen, sondern sie können auch für jeden Buchstaben
schrittweise angetrieben werden.
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Die elektrische Ansteuerung der Schreibnadeln zeigt ebenfalls Fig.2.
Dabei ist zur Vereinfachung der Zeichnung nur die Ansteuerung der beiden obersten
Nadeln der Schreibköpfe SK 1 und SK 2 dargestellt. Diese beiden Nadeln sind mit
den Kollektoren der Transistoren T 2 und T 3 verbunden.
Beide Transistoren werden gleichzeitig über die Widerstände R 2 bis R 5 vom Transistor
T 1 angesteuert. Transistor T 1 erhält über die Klemme K 1 und den Widerstand R
1 Steuerimpulse, die der Codierung des gerade zu schreibenden Zeichens entsprechen.
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Damit nun nicht beide Schreibnadeln zur gleichen Zeit die gleichen
Buchstaben abdrucken, ist eine bistabile Kippstufe (Flip-Flop), bestehend aus den
Transistoren T 4 und T5, vorgesehen. Die Kollektoren der Transistoren
T 4 und T 5 sind über die Dioden D 1 und D 2 mit den Widerständen
R 2 und R 4 verbunden. Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: Wenn der Transistor
T4 geöffnet ist, werden sämtliche Steuerströme über den Widerstand R 5 zum allgemeinen
Bezugspunkt abgeleitet, und infolgedessen ist der Transistor T 3 ständig gesperrt.
Für diese Zeit ist der Transistor T5 jedoch gesperrt und durch die DiodeD2 vom Basisstromkreis
des Transistors T2 entkoppelt. Der Transistor wird daher ungehindert
im
Takte der von dem Transistor T 1 gelieferten Steuersignale stromdurchlässig und
erzeugt über die oberste Schreibnadel des Schreibkopfes SK2 Rasterpunkte auf dem
Papier.
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Die Lage wechselt, wenn der Flip-Flop gekippt wird und dadurch der
Transistor T 5 geöffnet und der Transistor T4 gesperrt wird. In diesem Fall ist
die oberste Schreibnadel des Schreibkopfes SKI funktionsfähig, während die des Schreibkopfes
SK2 durch den gesperrten Transistor T 2 abgeschaltet ist. Die Dioden D 1
und D 2 sowie die Transistoren T 1 bis T3 muß man sich so oft vorhanden
denken, wie die Schreibköpfe Schreibnadeln aufweisen.
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Der elektrische Zustand des Flip-Flops gibt dabei an, welcher der
beiden Schreibköpfe gerade angesteuert wird und welcher stillgelegt ist.
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In Weiterbildung der Erfindung wird nun eine Umsteuerungseinrichtung
geschaffen, die jeweils den Schreibkopf drucken läßt, der sich gerade im Vorlauf
befindet und die konstante Geschwindigkeit v5 erreicht hat. Dabei soll die Umschaltung
einmal in Tätigkeit gesetzt werden, wenn sich die Schreibköpfe an den Punkten s=0
und s=b befinden, und sie soll erneut in Tätigkeit gesetzt werden, wenn sich die
Schreibköpfe an den Punkten s=b/2 befinden.
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Gemäß dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine
Scheibe Ls vorgesehen, die von der Antriebswelle AW über einen Zahnriemen Z angetrieben
wird. Das Untersetzungsverhältnis zwischen Antriebswelle und Scheibe ist dabei so
gewählt, daß die Scheibe Ls eine Umdrehung macht, während die Schreibköpfe eine
vollständige Hin- und Rückbewegung ausführen.
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In der Scheibe Ls befinden sich zwei Löcher Lo 1 und Lo
2, die bei Vorbeilauf an der Glühlampe L
einen Lichtstrahl
St hindurchlassen, so daß dieser auf den Phototransistor PT fallen und diesen
öffnen kann. In dem Augenblick, in dem der vorher gesperrte Phototransistor beleuchtet
und dadurch geöffnet wird, wird über den Kondensator C ein positiver Impuls auf
den Eingang des - aus den Transistoren T 4 und T 5 bestehenden - Flip-Flops
geleitet, der Flip-Flop kippt, und damit findet ein Wechsel in der Wirksamkeit der
Schreibköpfe statt.
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Da sich zwei um 180° versetzte Löcher Lo1 und Lo 2 in der Lochscheibe
Ls befinden, findet dieser Wechsel zweimal während eines vollständigen Hin-und Rücklaufes
statt. Die Stellung der Löcher Lo 1
und Lot muß nun so justiert sein,
d'aß sie den Lichtstrahl St gerade dann durchlassen, wenn sich die Schreibköpfe
an den Punkten s=0 und s=b oder bei s=b12 befinden.
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Dabei müssen weiterhin Maßnahmen, die in Fig. 2 nicht gezeichnet sind,
getroffen werden, die den Flip-Flop in die richtige Ausgangslage bringen, so daß
die Schreibköpfe während ihres Vorlaufes und nicht etwa während ihres Rücklaufes
schreiben. Hierfür können z. B. ein weiteres Loch in der Scheibe und ein weiterer
Phototransistor vorgesehen werden, wobei der Phototransistor, falls sich der Flip-Flop
einmal im falschen Kippzustand befinden sollte, diesen in die richtige Lage umkippt.
Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Umsteuereinrichtung ist bei der in
Fig. 2 gezeichneten Anordnung die Justierung der Löcher Lot und
Lot nicht richtig dargestellt. Diese Darstellung entspricht nicht den oben
erörterten Erfordernissen. Die Löcher müßten vielmehr um etwa 90° versetzt werden.
Die Umsteuerung der Schreibköpfe, die gemäß Fig. 2 photoelektrisch vorgenommen wurde,
kann selbstverständlich auch auf andere Weise erfolgen. Beispielsweise kann sie
dadurch erfolgen, daß auf der Scheibe Ls zwei Nocken angebracht sind, die an Stelle
der Phototransistors einen Kontakt mechanisch betätigen.
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Auch eine elektrostatische oder eine magnetische Abfühlung von Markierungen
auf der Scheibe Ls ist möglich.
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Weiterhin kann auch die Stellung der Schreibköpfe SKI und SK2 unmittelbar
mechanisch, photoelektrisch, elektrostatisch oder elektromagnetisch abgetastet werden.
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Statt der im Ausführungsbeispiel beschriebenen Schreibköpfe mit Rasternadeln
können auch solche mit anderen Druckelementen, beispielsweise Typenrädern, verwendet
werden.
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Die bislang beschriebene und in Fig. 2 dargestellte Anordnung ging
davon aus, daß die Antriebswelle AW und damit die Bewegungsrichtung der Schreibköpfe
SKI und SK 2 parallel zur Achse der Schreibwalze W ausgerichtet waren. Mit dieser
Anordnung erzielt man bei kontinuierlichem Schreibbetrieb auf dem Papier P eine
etwas schräggestellte Zeile, die dadurch hervorgerufen wird, daß während des Schreibens
das Papier kontinuierlich unter den Schreibköpfen weitergezogen wird. Um eine zur
Papierkante senkrecht gerichtete Zeile zu erhalten, die diese Schräge nicht aufweist,
ist es erforderlich, die Antriebswelle AW ihrerseits zur Schreibwalze
W geneigt anzubringen, so daß auf diese Weise die durch den Papiervorschub
entstehende Zeilenneigung gerade aufgehoben wird.