DE3335374A1 - Typenraddrucker - Google Patents

Description

Typenraddrucker

Die Erfindung bezieht sich auf einen Drucker, speziell einen solchen, wie er für Büroschreibmaschinen, Rechner, Personalcomputer u.dgl. verwendbar ist, und genauer gesagt auf einen Typenraddrucker.

In Typenraddruckern werden zum Antrieb des Typenrades in aller Regel gwei Motoren verwendet. Das Typenrad rotiert um seine Achse, um einen bestimmten Druckbuchstaben in eine Druckposition zu bringen. Das Typenrad ist an einem Schlitten gelagert, der vor dem zu druckenden Papier längs einer Zeile beweglich ist, um den zu druckenden Buchstaben an eine bestimmte Schreibstelle zu bringen. Diese zwei Bewegungen, d.h. die Rotation des Typenrades und die lineare Fortbewegung des Schlittens, werden durch getrennte Motoren hervorgerufen. Solche Anordnungen sind beispielsweise in den US-Patentschriften 38 17 367 und 40 40 beschrieben.

Bei manchen dieser Anordnungen erfolgt der Drehantrieb des Typenrades durch den Motor direkt oder über einige mechanische Verbindungen, während der Motor, der den Schlitten fortbewegt, diesen über einen Riemen oder andere Spannbandelemente antreibt. Diese Anordnungen sind augenscheinlich relativ teuer, weil sie zwei Antriebsmotoren und die notwendigen mechanischen Kupplungselemente erfordern. Weiterhin ist eine Synchronisierung und Korrelierung der Bewegungen erforderlich, damit jeder Motor seine Funktion zum geeigneten Zeitpunkt ausführt. Als Folge davon sind diese Anordnungen sehr komplex.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Typenraddrucker anzugeben, der die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß sie zum Antrieb und zum Fortbewegen des Typenrades nur einen einzigen Motor benötigt und in beiden Richtungen drucken kann. Des weiteren sind keine unnötigen mechanischen oder elektrischen Einrichtungen nötig, um sicherzustellen, daß der Schlitten und das Typenrad in geeigneter Weise synchronisiert und korreliert sind. Ein weiterer Vorteil ist es, daß der Bereich der Zeile, in welchem geschrieben wird, sichtbar bleibt, so daß man sich zu jeder Zeit von dem Schreibergebnis überzeugen kann. Dabei ist das diese Vorteile ermöglichende Typenrad einfach und dauerhaft und kann billig hergestellt werden.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig« 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Typenrad nach der Erfindung;

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 zur Erläuterung der geometrischen Zusammenhänge;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 5;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung;

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 von Fig. 7;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform
eines Typenrades nach der Erfindung}

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Dämpfungssystems für das
Typenrad nach der Erfindung, und

Fig. 11 ein Blockdiagramm des Frequenzdetektors von Fig. 10.

Wenn nachfolgend die Erfindung unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen erläutert wird, so soll damit
nicht zum Ausdruck gebracht werden, daß die Erfindung hierauf beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Schlitten 1 gleitet auf Führungsstäben 3. Auf dem
Schlitten 1 sind ein Motor 5 und ein Getriebekasten 7 angeordnet. Die Motorwelle 9 treibt den Eingang des Getriebekastens 7 und die Welle des Typenrades 11.

Auf der Abtriebswelle 13 des Getriebekastens 7 ist ein Zahnrad 15 befestigt. Dieses greift in eine feststehende Zahnstange 17 ein. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, bewegt für jede volle Umdrehung der Welle 9 das in der Zahnstange 17 kämmende Zahnrad 15 den Schlitten 1 um eine Distanz, die so
groß ist wie der Kehrwert der Teilung des Typensatzes am Typenrad 11. Wenn beispielsweise die Teilung von "Pika"-Typen 10
Zeichen pro Zoll, d.h. ein Zeichen/2,54 mm beträgt, dann be-

wegt sich für jede volle Umdrehung des Typenrades 11 der Schlitten 1 um 2,54 mm.

Normalerweise kommt der Schlitten 1 an einem Punkt in der Mitte zwischen den Positionen zur Ruhe, an denen zwei benachbarte Zeichen gedruckt werden sollen. Beispielsweise kommt der Schlitten bei Pika-Schrift im Abstand von 1,27 mm von der nächsten Druckstelle in beiden Richtungen zum Stehen.

Wie man aus den Figuren 2 und 3 deutlich entnehmen kann, weist das Typenrad 11 eine Nabe 19 auf. Von der Nabe 19 stehen eine Vielzahl von Speichen 21 weg, an deren äußeren Enden Drucktypen 23 befestigt sind. Die Speichen 21 sind elastisch, damit die Drucktypen 23 federnd in ihre Ausgangspositionen zurückkehren, nachdem sie während des Druckvorganges auf das Papier geschlagen worden sind. Die Speichen 21 und die Drucktypen 23 können aus geeigneten bekannten Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus Plastik, Sintermetall oder Guß.

Auf dem Motor 5 ist ein Halter 12 befestigt. Dieser trägt einen Elektromagneten 14, der einen Hammer 16 treibt. Der Hammer 16 schlägt in bekannter Weise auf die Drucktypen 23 des Typenrades und schlägt diese Drucktypen auf das zu bedruckende Papier.

Um eine ungestörte Beobachtung der Druckzeile zu ermöglichen, wenn der Schlitten 1 sich in einer Ruheposition befindet, ist das Typenrad 11 mit einer Sektoröffnung 25 versehen. Wenn sich das Typenrad 11 in seiner Ruhelage befindet, dann steht der Radius, der den Sektor 25 halbiert, senkrecht auf der zu druckenden Druckzeile. Diese Sektoröffnung 25 sollte groß genug sein, daß das erste Ende der ersten Radiusspeiche zu beiden Seiten der Sektoröffnung unterhalb der zu druckenden Zeile liegt, wenn der Schlitten 1 sich in seiner Ruhelage be-

findet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Sektoröffnung je 30° zu beiden Seiten der Ruhelage, d.h. insgesamt 60 . Wenn das Typenrad 11 insgesamt 120 Speichenpositionen (alle 3 ) aufweist, dann werden 19 dieser Speichenpositionen von der Sektoröffnung 25 verbraucht, so daß 101 Speichenpositionen für Drucktypen übrigbleiben.

Tür jede Umdrehung der Welle 9 dreht sich das Typenrad 11 um eine volle Umdrehung. Wegen des beschriebenen Untersetzungsverhältnisses des Getriebekastens 7 dreht sich die Welle 13 ausreichend weit mit, um den Schlitten 1 exakt um den Kehrwert der Typenteilung des Typenrades 11 fortzubewegen. Wenn das Typenrad 11 mit den gewöhnlichen Pika-Typen besetzt ist, dann wird, wie oben erwähnt, für jede Umdrehung des Typenrades 11 der Schlitten 1 um exakt 2,54 mm fortbewegt.

Bei gewöhnlichen Typenraddruckern wird ein spezieller Druckbuchstabe dann gedruckt, wenn sich dieser Buchstabe an der Radialspeiche vor dem Druckhammer befindet. Dies ist normalerweise der Fall, wenn die betreffende Radialspeiche senkrecht zur Druckzeile steht.

Bei der vorliegenden Ausführungsform führt das Typenrad 11 exakt eine Umdrehung in dem Zeitraum aus, in welchem sich der Schlitten 1 aus der einen Ruhelage in die nächste Ruhelage bewegt. Wenn die Drucktypen am Typenrad 11 in üblicher Weise, d.h. exakt radial angeordnet wären, d.h. wenn eine spezielle Speiche die Druckposition einnimmt, dann würde sich der Schlitten 1 möglicherweise nicht vor der gewünschten Druckposition befinden. Wenn beispielsweise der erste der Sektoröffnung 25 benachbarte Buchstabe gedruckt werden soll, dann würde sich das Typenrad nur um wenig mehr als die Hälfte der Sektoröffnung (etwas mehr als 30 ) zu drehen brauchen. Andererseits erreicht man die gewünschte Druckposition in Bezug auf das zu beschreibende Papier,

die in der Hälfte der Distanz zwischen den Ruhepositionen des Schlittens 1 liegt, nur bei einer Typenradumdrehung von 180°.

Um die Drucktypen 23 direkt vor die Druckstelle zu bringen ohne Rücksicht auf die Tatsache, daß sich der Schlitten 1 möglicherweise noch nicht in diese Position bewegt hat, sind die Drucktypen 23 mit Ausnahme jener, die der Ruhelage des ; Typenrades direkt gegenüberliegt, sowohl in Umfangsrichtung ν als auch radial gegenüber der Position, die diese Drucktypen bei bekannten Typenrädern einnehmen, versetzt.

Dieser Versatz kann allgemein angegeben werden. Wie bereits erläutert wurde, bewegen das Getriebe und das Zahnrad den Schlitten i exakt um den Kehrwert der Typenteilung des Typenrades 11 bei jeder vollen Umdrehung des letzteren. Die Distanz zwischen den Ruhelagen des. Schlittens 1 ist daher gleich l/p, wobei ρ die Teilung des Typensatzes ist. Da der Schlitten 1 seine Ruheposition exakt in der Mitte zwischen zwei Druckpositionen hat, braucht er sich nur um eine Distanz von l/2p aus dieser Ruheposition in die Druckposition zu bewegen.

Das Typenrad 11 führt eine halbe Umdrehung, d.h. eine Umdrehung von 180° (oder ^" im Bogenmaß) aus, wenn der Schlitten 1 sich aus der Ruheposition in die benachbarte Druckposition bewegt. Die Distanz d_Q, die sich der Schlitten bei einer Drehung um den Winkel 0 des Typenrades 11 bewegt, beträgt demnach

d_g = Q (1),

2 ψ~~$

wobei Q im Bogenmaß ausgedrückt ist.

Der Versatz x, um den der Schlitten von der Druckposition entfernt ist, beträgt:

2ρ

wobei χ längs einer Linie gemessen wird, die senkrecht zu einem Radius verläuft, der um einen Winkel 0 gegenüber jenem Radius versetzt ist, der durch die Ruhelage des Typenrades 11 verläuft (Winkelhalbierende des Sektors 25).

Wenn der Schlittenversatz negativ ist, dann muß die betreffende Drucktype in der einen Richtung versetzt sein, um ihn mit der Druckposition in Übereinstimmung zu bringen, und wenn der Schlittenversatz positiv ist, dann muß der Versatz der Drucktype in der entgegengesetzten Richtung gelegen sein. Es sei auch betont, daß, wenn der Winkel 0 einer halben Umdrehung oder // beträgt, der Versatz χ gleich Null ist, wie zuvor gefordert wurde.

Da die erste Drucktype 31 auf einer Tangente zu einem Radius liegt, der gegenüber der Position, die er bei einem gewöhnlichen Typenrad hat, versetzt ist, ist ihre Distanz vom Zentrum des Typenrades 11 größer als die Distanz der Drucktype 23, die an der Speiche des Typenrades 11 angebracht ist, die gegenüber der Ruhelage um 180 versetzt ist. Die Distanz ζ der Drucktype 31 vom Zentrum des Typenrades 11 beträgt:

² = ^{Vr +}[ - -TF-J ⁽³⁾'

worin r gleich der Distanz jener Type 23 vom Zentrum des Typenrades 11 ist, die gegenüber deren Ruhelage um 180° versetzt ist, d.h. bei Vorhandensein einer Sektoröffnung 25 deren Winkelhalbierenden diametral gegenüberliegt.

In den Figuren 2 und 3 ist ein spezielles Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem hat die Sektoröffnung 25 einen Öffnungswinkel von 60°. Zu beiden Seiten der Ruhelage des Typenrades 11 sind daher auf 30° keine Speichen angeordnet. Diese Ruhelage nimmt das Typenrad 11 in der Ruheposition des Schlittens 1 ein.

Es sei angenommen, daß das Typenrad 11 sich im Uhrzeigersinn dreht, wenn der Schlitten 1 sich von links nach rechts bewegt. Die erste Drucktype 31 soll sich in der Druckposition befinden, nachdem das Typenrad 11 sich um 30 gedreht hat. Wie oben beschrieben, befindet sich die Drucktype 31 an der Speiche, die gegenüber der Winkelhalbierenden der Sektoröffnühg um 30° versetzt ist, an einer Stelle, die sich nicht direkt vor der Druckstelle befindet (Stand der Technik). Wenn das Typenrad 11 mit einer Pika-Teilung versehen ist (10 Drucktypen pro 2,54 cm), dann würde die erste Drucktype 31 in der Tat von der Sollstelle versetzt sein um

₂ ζ

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist daher gemäß der vorliegenden Erfindung die erste Drucktype 31 am Typenrad um eben jene Distanz versetzt angeordnet, gemessen längs einer Tangente, die durch jenen Punkt gezogen ist, den diese Type beim Stand der Technik einnehmen würde und der auf einem Radius liegt, der um 30 gegenüber der Winkelhalbierenden des Sektors 25 versetzt ist.

Unter der Annahme, daß r = 1 Zoll, 9 = ///6 und ρ = 10 Typen/ Zoll, dann errechnet sich

= VU) ² ₊

ί Τ/6

T/6 - 1 ) (5)

⁷IFI 2 do)

"™ -L ^ ™

Außerdem muß jede der Drucktypen 31 in ihrer Lage gegenüber
den Radien des Typenrades 11 verdreht sein, mit Ausnahme der Type an jener Speiche 21, die der Winkelhalbierenden des
Öffnungssektors 25 exakt gegenüberliegt. Es würden sonst die Drucktypen schief auf das Papier geschrieben werden. Die
Drucktypen sind an den sie tragenden Speichen im Gegensatz
zum Stand der Technik in unterschiedlichen Winkeln verschränkt angeordnet. Dieser Verschränkungswinkel Δ ist in Fig. 3b dargestellt. Er wird gegen den Radius gemessen, der die betreffende Drucktype schneidet und beträgt

- sin {_ZJ (6).

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform kompensiert die Erfindung automatisch die unterschiedliche Teilung des Typensatzes an dem Typenrad 11. Wieder ist ein Schlitten 1 vorgesehen, der sich auf Führungsstangen 3 bewegt. Auf dem Schlitten 1 ist ein Motor 5
angeordnet mit einer Welle 9. Die Welle 9 treibt das Typenrad 11. Das Typenrad 11 hat eine Nabe 41, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel drei Räder 43, 45 und 47 trägt. Nur eines dieser Räder ist gezahnt, im gezeigten Ausführungsbeispiel das Rad 43, während die Räder 45 und 47 glatt sind. Der Grund
hierfür wird nachfolgend erläutert.

Das gezahnte der Räder 43, 45 und 47 greift in eines von drei Zahnrädern 49, 51 und 53 ein. Diese letztgenannten Zahnräder sind auf einer Welle angeordnet, die zu einem Getriebekasten 7 gehört. Wie beim erstgenannten Ausführungsbeispiel untersetzt der Getriebekasten 7 die Drehung der Welle 55, so daß die zweite Ausgangswelle 13 des Getriebekastens 7 ein Zahnrad 15 längs
einer Zahnstange 17 im Kehrwert der Teilung des Typenrades für jede volle Umdrehung des Typenrades fortbewegt.

Der Fachmann erkennt nun, daß bei geeignet gewählten Radien der Räder 43 bis 47 und der Zahnräder 49 bis 53 die Nabe 41 bei dieser Ausführungsform die Fortbewegung des Schlittens 1 automatisch an drei unterschiedliche Typenteilungen anpaßt. Durch Zähne auf dem geeigneten der Räder 43, 45 und 47, die zu der Teilung des Typensatzes an dem Typenrad 11 passen, gelangt nur ein Paar Zahnräder in Eingriff, während die anderen unwirksam bleiben. Wenn ein Typenrad 11 bestimmter Teilung gegen ein anderes Typenrad anderer Teilung ausgewechselt wird, kommen verschiedene Paare von Zahnrädern in Eingriff und das Zahnrad 15 bewegt den Schlitten 1 mit Hilfe der Zahnstange 17 bei einer vollen Umdrehung der Welle 9 entsprechend unterschiedlich weit fort.

Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung besteht auch darin, daß bei jedem Austausch eines Typenrades 11 auch die Räder 43 bis 47 ausgetauscht werden. Bei Auswahl geeigneter Materialien für das Typenrad, insbesondere bei der Wahl weicher, billiger Materialien, sind die Räder 43 bis 47 weich, während die nicht auszutauschenden Räder 49 bis 53 aus einem harten Material sind. Die Erfindung stellt auf diese Weise eine hohe Bewegungsgenauigkeit durch einfachen Austausch von billig herzustellenden Typenrädern 11 her, ohne daß-all die anderen Teile des Druckwerkes augetauscht werden müssen. Bei Ersatz eines abgenutzten Typenrades ist somit automatisch ein Ersatz des dazu passenden Zahnrades sichergestellt.

Die Figuren 5 bis 6 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform braucht das Typenrad 11 keinen Speichenversatz aufzuweisen, es können vielmehr gewöhnliche, mit einer Sektoröffnung 25 versehene Typenräder mit radial verlaufenden Speichen verwendet werden. Die Welle 9 treibt direkt das Zahnrad 61. Dieses macht demnach eine volle Umdrehung für jede Umdrehung der Welle 9 und des Typenrades

Jedoch weist das Zahnrad 61 Zähne 63 nur in einem beschränkten Umfangsbereich auf. Der Sektorwinkel dieses Umfangsbereiches entspricht dem Sektorwinkel 25 der Sektoröffnung des Typenrades 11. Das Zahnrad 61 ist mit der Welle 9 so verkeilt, daß die Zähne 63 in die Zahnstange 17 nur in jenen Umdrehungsbereich eingreifen, in welchem sich die Sektoröffnung 25 in der Druckstellung befindet. Wenn sich der Schlitten 1 in der Ruheposition befindet, dann befindet sich die Mitte des Zahnradsektors 63 in Maximaleingriff an der Zahnstange 17, wie es Fig. 6 zeigt.

Wenn die Welle 9 mit ihrer Drehung beginnt, um eine der Drucktypen 23 in die Druckposition zu bringen, dann wird der Schlitten 1 durch die Drehung des Zahnrades 61 durch die eine Hälfte der Zähne 63 direkt in die Druckposition gebracht. Der Schlitten 1 bleibt für den übrigen Bereich der Drehung des Typenrades 11 für alle Drucktypen in der Druckposition. Wenn sich dann die passende Drucktype vor dem Hammer 16 befindet, wird der Elektromagnet 14 erregt und das ausgewählte Zeichen wird gedruckt. Die elektronischen Steuermittel hierfür sind nicht dargestellt. Das Typenrad 11 vervollständigt dann seine Umdrehung und wenn die Sektoröffnung 25 wieder vor den Hammer 16 läuft, greifen die Zähne 63 wieder in die Zahnstange 17 ein und bewegen den Schlitten 1 in seine Ruheposition zwischen den Druckpositionen.

Die Figuren 7 und 8 zeigen eine Variante der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6. Bei dieser Ausführungsform weist die Zahnstange 17 eine Mehrzahl von an geeigneten Stellen angebrachten Bohrungen 71 auf. In diese Bohrungen 71 greift ein Stift 73 ein, der von einem am Schlitten 1 befestigten Elektromagneten 75 betätigt wird. Wenn sich der Schlitten 1 in die ungefähre Druckposition bewegt hat, dann wird der Elektro-

magnet 75 betätigt, um den Stift 73 in Eingriff mit der Bohrung 71 zu bringen und den Schlitten 1 an der gewünschten Druckposition präzise in Stellung zu bringen.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Wie bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 gelangen mit Ausnahme der der Ruhestellung des Typenrades direkt gegenüberliegenden Drucktype die Drucktypen 23 entweder vor oder nach dem Schlitten 1 in die richtige Druckposition.

Bei der ersten Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 4 wurde dieser Versatz des Schlittens durch einen entsprechenden Versatz der Drucktypen gegenüber jener Lage kompensiert, die sie bei konventionellen Typenrädern haben. Dieselbe Wirkung kann man erreichen, wenn man Typenräder mit radial verlaufenden Speichen verwendet und die Betätigung des Schlaghammers 16 verzögert oder beschleunigt. Bei dieser Ausführungsform schlägt der Hammer 16 erst, wenn sich das Typenrad 11 genügend weit gedreht hat, um den Versatz χ zu kompensieren.

Beispielsweise muß gemäß der obigen Beschreibung für eine Typenraddrehung des Winkels 0 eine Kompensation für einen Versatz χ durchgeführt werden, der längs einer Linie gemessen wird, die senkrecht zu einem Radius verläuft, der um den Winkel Q gegenüber dem Radius der Ruheposition des Typenrades versetzt ist. Der Winkel d\ zwischen dem Radius beim Winkel 0 und einem Radius, der einen Punkt schneidet, der auf einer Linie senkrecht zu jenem Radius beim Winkel 0 im Abstand χ zu jenem liegt (s. Fig. 3a und 9), beträgt

ck - sin fχ ) oder ck - sin (x/z) (7),

wobei ζ sich nach der Gleichung (3) bestimmt.

Wenn sich das Typenrad mit einer Winkelgeschwindigkeit C£> dreht, dann beträgt die Zeit V , in welcher der Radius im Winkel Q ungefähr die Druckposition schneidet:

-1
sin _J

LJ £ (8).

Selbstverständlich weicht die genaue Zeit etwas davon ab, weil während der Zeit, während der sich das Typenrad um einen Winkel (Adreht, der Schlitten 1 sich fortbewegt.

Der Versatz χ besteht daher aus zwei Komponenten. Die erste resultiert aus der horizontalen Bewegung des Schlittens 1, während die zweite aus der Umfangsbewegung des Speichenendes resultiert. Gemäß Fig. 9 ist

χ = x_d + x_d, (9)

worin x_d = <fi^//2Tp (10)

und X₀^ = Z¹ sin (A' (11).

Der Fachmann stellt fest, daß x_di> der jeweilige Drehwinkel des Typenrades 11, nicht vollständig identisch mit <λ ist (Gleichung. 7), weil sich die lineare Schlittenbewegung mit der Rotationsbewegung überlagert. Der radiale Versatz (Speichen 21) Z' der Drucktypen 23 bestimmt sich zu

/2
' =Y

r + (χ - x_d) (12).

Die genaue Zeit zum Verzögern oder Beschleunigen des Hammerschlags gegenüber der normalen Zeit für die Q -Drehung beträgt:

Jede der Drucktypen 23 ist gegenüber den Radien des Typenrades 11 auf oben beschriebene Weise verdreht (s. Gleichung 6).

Die Lösungen dieser Gleichungen können auf bekannte Weisen ermittelt werden, einschliesslich der Reiteration.

Das Auslösen (Feuern) des Hammers 16 gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung kann man mit Hilfe eines Mikroprozessors steuern, der in Übereinstimmung mit den obigen mathematischen Zusammenhängen programmiert ist.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, mit der die Schwingungen im Typenrad 11 gedämpft werden können. Wie vorangehend beschrieben, wird das Typenrad 11 über eine Welle 9 von einem Motor 5 angetrieben. Der Motor 5 ist von bekannter Art, beispielsweise ein Schrittmotor, d.h. er erzeugt Drehbewegungen in diskreten Winkelschritten auf Zuführung entsprechender Impulse. Das Typenrad 11 ist mit einer Reihe von Schlitzen 91 versehen.

Wie aus Nachfolgendem hervorgeht, ist bei der bevorzugten Version dieser Ausführungsform eine ungerade Anzahl von Schlitzen 91 vorgesehen. Der mittlere der Schlitze 91 koinzidiert mit einem Radius, der durch die Ruheposition des Typenrades 11 geht. Eine Lichtquelle 93 schickt einen gebündelten Lichtstrahl durch einen auf sie ausgerichteten Schlitz 91 zu einer Fotozelle 95. Der Ausgang der Fotozelle 95 ist mit einem

Zähler 97 und einem Frequenzdetektor 98 verbunden. Sowohl der Frequenzdetektor 98 als auch der Zähler 97 sind mit einem Rechner 99 verbunden. Der Zähler 97 zählt die Anzahl der Schlitze, die zwischen der Lichtquelle 93 und der Fotozelle 95 passieren. Der Frequenzdetektor 98 sendet ein Signal an den Rechner 99, das von der Zeit zwischen den Impulsen der Fotozelle 95 abhängt.

Der Rechner 99 steuert eine Antriebslogik 101 für den Motor 5, der je nach Art der ihm zugeführten Signale die Welle 9 schrittweise im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn in Drehung versetzt.

Fig. 11 zeigt ein Blockdiagramm eines geeigneten Frequenzdetektors 98. Ein Taktimpulsgenerator 111 liefert Impulse an einen Zähler 113. Der Zähler 113 zählt die Anzahl der empfangenen Impulse. Eine Torschaltung 115 empfängt einen Impuls von der Fotozelle 95 und läßt das Zählergebnis aus dem Zähler zum Rechner 99 durch. Die Differenz zwischen den Zählungen nacheinander vom Tor 115 durchgelassener Zählergebnisse ist proportional zur Frequenz, mit der Impulse von den Schlitzen 91 erzeugt werden.

Die Schlitze 91 können dazu verwendet werden, die Ruheposition des Typenrades 11 zu ermitteln. Wenn beispielsweise sieben Schlitze im Typenrad 11 ausgebildet sind, dann läuft dieses durch die Ruheposition, wenn der Zähler 97 ein Zählergebnis von 4 registriert. Der Rechner 99 schaltet dann dahingehend, den Ausgang des Frequenzdetektors 98 aufzunehmen.

Ideal ist es, wenn das Typenrad 11 in seiner Ruhelage ohne Überschwingen zur Ruhe kommt. Wenn der Rechner 99 eine weitere Bewegung aufgrund des Inhalts des Zählers 113 feststellt, dann erkennt der Rechner 99, daß das Typenrad 11 eine zusätzliche Dämpfung benötigt. Dementsprechend steuert der Rechner 99 die

"™ £ tm ·"

Motorantriebslogik 101 derart, daß der Motor in umgekehrter Richtung gepulst wird, um die Bewegung des Typenrades 11 zu dämpfen.

Als Folge dieser Dämpfungsimpulse wird das Typenrad 11 bis zum Halt abgebremst und wird eine Drehung in der Gegenrichtung hervorgerufen, die graduell schneller wird. Eventuell wird das Typenrad 11 nochmals durch die Ruheposition laufen, der Rechner 99 veranlaßt dann die Motorlogik 101, dem Motor 5 einen Impuls zur Dämpfung der Rotation in dieser neuen Richtung zuzuführen. Der Rechner 99 ermittelt die Drehrichtung des Typenrades 11 durch Analysieren des Ausgangs des Frequenzdetektors 98. Der Rechner 99 stellt das Abbremsen des Typenrades bis zum Halt und den Beginn der Rotation fest. Er erkennt dies als Wechsel in der Drehrichtung des Typenrades. Da der Rechner 99 die ursprüngliche Drehrichtung des Typenrades 11 kannte, hatte er ausreichend Information, um die Richtung der Schwingungen um die Ruhelage zu verfolgen und die Bewegung des Typenrades in geeigneter Weise zu dämpfen.

Der Rechner 99 speichert die pulsierende Information, die notwendig ist, um die Drehbewegung des Typenrades 11 zu dämpfen. Unter Verwendung dieser Information in einem vom Fachmann entwickelten Programm bewirkt der Rechner 99 bei der nächsten Drehung des Typenrades 11, aus der es nicht in der Ruheposition, sondern an einer vorbestimmten Drucktype 23 zum Stillstand gebracht werden soll, daß die Antriebslogik 101 den Motor 5 Dämpfungsimpulse zuführt, um das Typenrad 11 an der vorbestimmten Drucktypenstellung schnellstmöglich zum Stehen zu bringen. Wenn das Typenrad 11 dann wieder in der Ruheposition angehalten werden soll, dann analysiert der Rechner 99 wieder die Dämpfungsbewegung des Typenrades 11 unter der Wirkung der gespeicherten Impulsinformation. Unter Verwendung bekannter Algorithmen kann

der Rechner 99 Impulsinformationen ableiten, die das Typenrad schneller aus seiner Bewegung abbremsen. Die neu abgeleiteten Dämpfungsbewegungs-Impulsmuster werden dann verwendet, um das Typenrad 11 an jeder beliebigen Drucktypenstellung mit optimaler Geschwindigkeit abzubremsen.

Es ist auch möglich, Auf- und Abwärtszähler, die von zwei Fotozellen oder von einer Fotozelle und einem Richtungsdetektor angesteuert werden, anstelle des Zählers 91 und des Frequenzdetektors 95 zu verwenden. Der Rechner 99 würde die relative Drehstellung des Typenrades 11 gegenüber der Ruhestellung durch den Zäh.lstand im Auf-/Abwärtszähler und der Drehrichtung des Typenrades ermitteln. In Übereinstimmung mit der vorangehenden Beschreibung könnte der Rechner 99 die entsprechenden Dämpfungsimpulsmuster in geeigneter Weise verarbeiten, um die Schwingungsbewegungen der Motorwelle raschestmöglich zu dämpfen.

Leerseite

Claims (1)

1. Ansprüche

   I.)Drucker mit einem Typenrad mit Nabe, gekennzeichnet durch:

   flexible Speichen (21) in der Ebene der Nabe (19), die sich von der Nabe (19) über einen vorbestimmten Umfangswinkelj der kleiner als der Gesamtumfangswinkel ist, erstrecken ;

   am Ende der Speichen (21) angebrachte Drucktypen (23,31), die einen vorbestimmten Versatz χ gemäß folgender Beziehung

   χ =

   aufweisen_s worin Q der Winkel im Bogenmaß ist, den ein Radius der Nabe gegenüber jenem Radius versetzt ist, der den speichenfreien Sektor (25) der Nabe (19) mittig teilt, ρ die Teilung des Typensatzes ist und der Versatz χ gegenüber einem erstgenannten Radius auf einer Tangente an einem Kreis mit dem Radius r gemessen wird,, auf welchem die der Mitte des speicherfreien Sektors (25) diametral gegenüberliegende Drucktype (23') gelegen ist.

   MÜNCHEN: TELEFON (089) 225085 KABEL: PROPINDUS · TELEX: 524244

   BERLIN: TELEFON (O3O) 8312Ο88 KABEL: PROPINDUS · TELEX: 184057

   2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Antrieb (5,7,15,17) aufweist, der gleichzeitig die Nabe (19) eine volle Umdrehung dreht und das Typenrad von einem Punkt, der um eine halbe Druckstellendistanz von einer Druckstelle entfernt ist, an der Druckstelle vorbei zu einem Punkt bewegt, der ebenfalls um eine solche halbe Distanz von jener Druckstelle entfernt ist.

   3. Drucker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb enthält:

   einen Motor (5) zum Drehen des Typenrades (11),

   ein Getriebe (7), das mit dem Motor ( 5) verbunden ist,

   einen Schlitten (1), der das Typenrad (11), den Motor (5) und das Getriebe (7) trägt,

   wobei das Untersetzungsverhältnis des Getriebes (7) derart gewählt ist, daß pro Umdrehung des Typenrades (11) der Schlitten (1) um den Kehrwert (l/p) der Typenteilung fortbewegt wird.

   4. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Zahnrad (15) und eine Zahnstange (17),in die jenes eingreift, enthält.

   5. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (5) ein Elektromotor ist.

   6. Drucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (5) ein Schrittmotor ist.

   7. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Getriebe (43,45,47;49,51,53) vorgesehen ist, über welches das Typenrad (11) mit dem ersten Getriebe (7) verbunden ist.

   8. Drucker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Rad (43;45j47) des zweiten Getriebes mit dem Typenrad (11) integral verbunden ist.

   9. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb umfaßt:

   ein Zahnrad (61), das nur in einem Sektor seines Umfangs, dessen Winkel gleich dem Sektorwinkel (25) am Typenrad ist, mit Zähnen (63) versehen ist,

   eine Zahnleiste (17), in die das Zahnrad (61) eingreift,

   einen Motor (5), der mit dem Typenrad (11) verbunden ist,

   ein Getriebe, das mit dem Motor (5) und dem Zahnrad (61) verbunden ist und dieses für jede Umdrehung des Typenrades (11) eine volle Umdrehung ausführen läßt.

   ΙΟ. Drucker nach Anspruch 2 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktypen (23) gegenüber einem durch sie hindurchgehenden Radius des Typenrades um einen Winkel Δ verdreht sind, der wie folgt definiert ist

   wobei

   ζ =

   11. Drucker mit einem Typenrad mit Nabe, gekennzeichnet durch:

   flexible Speichen (21) in der Ebene der Nabe (19), die sich von der Nabe (19) über einen vorbestimmten Umfangswinkel, der kleiner als der Gesamtumfangswinkel ist, erstrecken,

   am Ende der Speichen (21) angebrachte Drucktypen (23,31), einen Schlitten (1),

   einen vom Schlitten (1) getragenen Motor (5), der mit dem Typenrad (11) und einem Getriebe (7) verbunden ist, um das Typenrad (11) in einer vollen Umdrehung aus einer Ruheposition in eine Druckposition und wieder in die Ruheposition zu bringen und gleichzeitig den Schlitten (1) um eine Distanz zu verschieben, die dem Kehrwert (x —) der Teilung der Drucktypen entspricht,

   einen Hammer (16), um jeweils eine Drucktype (23) auf eine Druckfläche zu schlagen.

   12. Drucker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktypen einen vorbestimmten Versatz der Größe

   χ _i_

   2 TT ρ 2p

   aufweisen, worin Q der Verdrehungswinkel im Bogenmaß ist, um den das Typenrad (11) für den betreffenden Buchstaben aus einer vorgegebenen Ruheposition, deren Radius senkrecht zur Schreiblinie verläuft, verdreht ist, und χ längs einer Linie gemessen ist, die tangential zu einem imaginären Radius verläft, der einen Winkel zu dem Radius durch die Ruheposition hat und. einen Kreis des Radius r schneidet, dessen Mittelpunkt im Drehpunkt des Typenrades (11) liegt und auf dem die der Ruheposition diametral gegenüberliegende Drucktype (23') liegt.

   13. Drucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktypen (23,23') auf eine Linie drucken, die senkrecht zu einer imaginären Linie verläuft, die einen Winkel Δ zu

   einem imaginären Radius des Typenrades hat, der die betreffende Drucktype schneidet, wobei Δ definiert ist als

   -1
   A = sin

   14. Drucker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

   Einrichtungen vorgesehen sind, die den Hammer (16) gegen eine Drucktype zum Zeitpunkt TT schlagen lassen, wobei

   T= jL

   worin ⁰^ ein Winkel ist, der so ausgewählt ist, daß er die Gleichungen befriedigt und durch

   = sin

   definiert ist, worin

   χ =

   d)

   27Γ ρ 2 ρ
   und

   -M

   ζ -^{2 +}

   worin 0 der Winkel im Bogenmaß ist, um den die Nabe (19) gegenüber dem Zentrum jenes Sektors, der keine Speichen (21) trägt, verdreht ist, ρ gleicher der Teilung der Drucktypen ist, χ auf einer Linie gemessen wird, die tangential zu einem Kreis mit dem Radius r in einem Punkt verläuft, wo jener Kreis von einem imaginären Radius auf dem "//""-Radianten geschnitten wird, und r die Distanz zwischen Drehzentrum der Nabe und jener Drucktype ist, die von dem imaginären Radius im TT'-Radianten geschnitten wird.

   15. Drucker mit einem Typenrad aus einer Nabe und daran befestigten, Drucktypen tragenden flexiblen Speichen, die in der Ebene der Nabe von dieser wegstehen, gekennzeichnet durch

   einen Motor (5) zum Drehen des Typenrades (11),

   eine ungerade Anzahl von Schlitzen (91) im Typenrad (11),

   eine Detektoreinrichtung (95) zum Registrieren des Vorbeilaufens eines Schlitzes an einem vorbestimmten Punkt, und

   eine Motorsteuerungseinrichtung (97,98,99,101), die mit der Detektoreinrichtung (95) verbunden ist und die zur Dämpfung von Schwingungen in der Drehbewegung des Typenrades (11) geeignet ist.

   16. Drucker nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze in der Nabe (19) angeordnet sind und die Detektoreinrichtung aus einer Lichtquelle (93) und einem Fotoelement (95) besteht, und daß die Steuerungseinrichtung einen Zähler (97), einen Frequenzdetektor (98) und einen mit Zähler und Frequenzdetektor verbundenen Rechner (99) umfaßt, der Geschwindigkeit, Ort und Richtung der Rotation des Typenrades feststellt und Steuerbefehle für den Motor (5) des Typenrades (11) errechnet.