DE3437344C2

DE3437344C2 - Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung für eine Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE3437344C2
Application number: DE3437344A
Authority: DE
Inventors: Shuichi Iwate Aratsu
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1983-10-12
Filing date: 1984-10-11
Publication date: 1987-03-19
Also published as: GB2148006A; US4669327A; DE3437344A1; KR860001692B1; KR850003709A; JPS6081532A; GB2148006B; GB8425450D0

Abstract

In einem Schwingungsunterdrücker für einen pulsierenden Antrieb zur intermittierenden Betätigung eines angetriebenen Gliedes von bestimmter Masse mit einem Motor ist zwischen einem Betätigungsglied und einem diesem zugewandten ortsfesten Glied, die beide im Kraftübertragungssystem des Motors angeordnet sind, ein elastischer Körper vorgesehen. Zwischen dem elastischen Körper und dem Betätigungsglied oder zwischen dem elastischen Körper und dem ortsfesten Glied ist eine Reibungsfläche (A) gebildet. Durch elastische Verformung dieses elastischen Körpers wird beim Anlaufen des Motors die Belastung der Umdrehung des Motors allmählich gesteigert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung für eine Antriebsvorrichtung eines intermittierend geradlinig anzutreibenden Druckwagens eines Druckers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Mit einer solchen Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung soll verhindert werden, daß Schwingungen in dem Moment erzeugt werden, in dem ein angetriebenes Teil mit bestimmter Masse, beispielsweise der Druckwagen, angehalten wird.
Ein Drucker, bei dem die Erfindung anwendbar ist, ist in Fig. 1 in Form eines mit Schreibstiften oder Schreibfedern oder sonstigen Schreibelementen ausgestatteten Druckers gezeigt. Bei diesem Drucker wird ein hier nicht gezeigtes Aufzeichnungspapier in Richtung orthogonal zur Zeichnungsebene, d. h. in X-Richtung, mittels einer an einem Gestell 1 angebrachten drehbaren Walze oder eines sonstigen Druckwiderlagers 2 transportiert, während ein Wagen 3 in Fig. 1 gesehen seitlich, d. h. in Y-Richtung bewegt wird. Eines der Vielzahl von Schreibelementen P am Wagen 3 wird jeweils mit einem Hammer 4 betätigt, um die Spitze des Schreibelements mit dem Aufzeichnungspapier in Berührung zu bringen. Gleichzeitig wird das Schreibelement in X- und Y-Richtung gesteuert bewegt, um die jeweils gewünschten Buchstaben, Zeichen oder Zahlen aufzuzeichnen.
Bei diesem Drucker wird die Antriebskraft eines Schrittschaltmotors Mx über ein Getriebe 5 an das Druckwiderlager 2 zur Umdrehung desselben übertragen. Auch die Antriebskraft eines Schrittmotors My wird übertragen, und zwar von einem drehfest auf einer drehbaren Welle m sitzenden Ritzel 6 über ein intermittierend wirksames Zahnrad 7 an ein Zahnrad 8, um dadurch eine Trommel 8 a anzutreiben, mit der das Zahnrad 8 in einem Stück ausgebildet ist. Der Wagen ist mittels eines um die Trommel 8 a geschlungenen Drahtes 9 längs einer Führungsstange 3 a bewegbar. Die vorstehend genannten Bauelemente zum Übertragen der Antriebskraft an den Wagen 3 bilden einen intermittierend aktivierten oder pulsierenden Antrieb 10.
Bei dem vorstehend beschriebenen pulsierenden Antrieb 10 wird der mit den Schreibelementen p versehene Wagen 3, d. h. ein angetriebenes Glied einer bestimmten Masse, vom Schrittmotor My intermittierend bewegt. Wenn diese Bewegung angehalten wird, unterliegt das Antriebssystem, beispielsweise der Rotor des Motors, Dämpfschwingungen aufgrund des Beharrungsvermögens des Wagens 3 oder der Merkmale des Schrittmotors. Solche Dämpfschwingungen machen den Aufzeichnungsvorgang des Druckers instabil.
Um derartige Schwingungen aufzuheben, wird bisher eine Vorrichtung zum Unterdrücken von Schwingungen verwendet, die in Fig. 2 gezeigt ist. Bei diesem herkömmlichen Schwingungsunterdrücker wird eine Widerstandsplatte 11 gegen die Welle m des Schrittmotors My gepreßt, um der Drehkraft des Schrittmotors My einen festen Reibungswiderstand entgegenzusetzen, was zur Folge hat, daß das Entstehen von Schwingungen im Antriebssystem vermieden werden kann, wenn der Schrittmotor My anhält.
Da bei dieser Vorrichtung die Widerstandsplatte 22 ständig den festen Widerstand auf die Welle m ausübt, wird der Schrittmotor My stark belastet. Viel Kraft ist insbesondere beim Anlauf des Schrittmotors My nötig. Das hat den Nachteil, daß übermäßig viel Strom verbraucht wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung der eingangs genannten Art zu schaffen, die hohe Dämpfungswirkung und beim Anlauf der Antriebsvorrichtung von einem niedrigen Anfangswert ansteigende Bremskraft miteinander vereinigt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst. Der Kern der Erfindung liegt darin, daß die Brems-Reibungsfläche in das Stirnflächenpaar des Zahnrads und einer Reibungsscheibe gelegt worden ist, daß die Reibungsscheibe durch eine axiale Schraubenfeder gegen das Zahnrad gedrückt ist und beim Anlaufen des Schrittmotors zunächst unter zunehmender Verdrehung der Schraubenfeder ohne Rutschen mitgenommen wird. Erst wenn die Schraubenfeder in der Phase nach dem eigentlichen Anlaufen des Schrittmotors durch Verdrehen so stark gespannt ist, daß eine weitere Spannungserhöhung durch die Haftreibungsverhältnisse zwischen Zahnrad und Reibungsscheibe nicht mehr möglich ist, rutscht das Zahnrad gegenüber der Reibungsscheibe durch. Da die Gleitreibung geringer als die Haftreibung ist, kommt es dann zu einer zurückverdrehenden Entspannung der Schraubenfeder. Somit muß bei jedem Anlaufen des Schrittmotors zunächst nur der allmählich zunehmende Verdrehungswiderstand der Schraubenfeder überwunden werden, so daß sich gerade beim Beginn des Anlaufens ein sehr geringer Anlaufwiderstand durch den Schwingungsunterdrücker ergibt. Dennoch hat man beim Anhalten des Schrittmotors eine hohe, durch die axiale Vorspannung der Schraubenfeder definierte Dämpfungswirkung, die überdies in den beiden Richtungen des Nachschwingens der Antriebsvorrichtung praktisch gleich groß ist.
Aus der DE-OS 30 23 655 ist eine Dämpfungseinrichtung bekannt, bei der zwischen einem rotierenden und einem stationären Teil im Antriebsstrang eines Schrittmotors ein elastisches Reibungselement angeordnet ist. Das Reibungselement ist als eine Art Bürste oder in Form eines oder mehrerer, rückwärts abgebogener Metallstreifen ausgebildet. Infolge dieser Ausbildung ist der Reibungswiderstand in Antriebsdrehrichtung des Systems gering, aber entgegen der Antriebsdrehrichtung groß. Infolgedessen ist jedoch die Dämpfungswirkung der bekannten Vorrichtung praktisch halbiert, weil eine merkliche Dämpfungswirkung nur bei einem Teil der Schwingungsbewegung entgegen der Antriebsdrehbewegung stattfindet. Beim Anlaufen ist zwischen den Enden der Borsten bzw. Metallstreifen des Reibungselements und dem gegenüberliegenden Reibungspartnerteil sofort die Haftreibung zu überwinden, so daß der Anlaufwiderstand tendenziell groß ist.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Drucker,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung für eine Antriebsvorrichtung eines Druckwagens, und
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht einer Ausführungsform einer Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung gemäß der Erfindung.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform einer Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung kann in der Antriebsanordnung eines Druckers angeordnet sein, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung, bei der die die Schwingung unterdrückende Funktion am Kraftabgabeteil des Schrittmotors My verwirklicht wird. Der Schrittmotor My weist eine drehbare Welle m mit einem Ritzel 6 auf. Das Ritzel 6 kämmt, wie Fig. 1 zeigt, mit einem intermittierend wirkenden Getriebe 7 zum Antrieb eines Drahtes 9 mittels einer Trommel 8 a. Eine Reibungsscheibe 21 ist becherförmig ausgebildet und in Anlage an der Stirnfläche des Ritzels 6 gehalten, wobei die Berührungsfläche zwischen beiden eine Reibungsfläche A darstellt, an der die beiden Oberflächen in Gleitberührung miteinander stehen. Zwischen der Reibungsplatte 21 und einer ortsfesten Fläche 1 a an einer Seite des Gehäuses 1 ist eine Schraubenfeder 22 angeordnet. Die Schraubenfeder 22 kann auch durch andere elastische Mittel, wie eine Blattfeder, Gummi oder dgl., ersetzt werden.
Die vorstehend beschriebene Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung arbeitet wie folgt: Wenn der Schrittmotor My das Ritzel 6 zu drehen beginnt, wird durch den Reibungswiderstand der Reibungsfläche A die Reibungsscheibe 21 mitgedreht oder verwunden. Beim Anlaufen wird die Belastung des Schrittmotors My durch die elastische Verformung der Schraubenfeder 22, ausgehend von einem Mindestwert, allmählich gesteigert. Wenn das Ritzel 6 um einen bestimmten Winkel gedreht worden ist, erreicht die Torsion der Schraubenfeder 22 ihre Grenze. Danach gleiten Ritzel 6 und Reibungsscheibe 21 im Verhältnis zueinander an der Reibungsfläche A. Wenn dieser Schlupf an der Reibungsfläche A beginnt, wird die Torsion der Schraubenfeder 22 aufgrund des niedrigen Beiwerts dynamischer Reibung aufgehoben, so daß die Schraubenfeder 22 ebenso wie die Reibungsscheibe 21 in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Wenn der Schrittmotor My mitten in einem mit dem Schreibelement P (Fig. 1) am Wagen 3 durchgeführten Druckvorgang anhält, hätte das Ritzel 6 die Tendenz, aufgrund des Beharrungsvermögens in dem am Wagen 3 umfassenden Kraftübertragungssystem zu schwingen. Aber die Reibungsscheibe 21 und die Schraubenfeder 22 vermitteln dem Ritzel Widerstand, so daß solche Schwingungen unterbleiben, wenn der Schrittmotor anhält. Das bedeutet, daß beim Anlaufen des Schrittmotors My der Betriebswiderstand minimal ist, und daß der Betriebswiderstand groß ist, wenn das Ritzel 6 mit konstanter Geschwindigkeit gedreht wird.

Claims

Einrichtung zur Schwingungsunterdrückung für eine Antriebsvorrichtung eines intermittierend geradlinig anzutreibenden Druckwagens eines Druckers, welche einen Schrittmotor, eine Antriebsbewegungsübertragung zwischen dem Schrittmotor und dem Druckwagen, die eine Umsetzungsvorrichtung zum Umsetzen einer Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung sowie mindestens ein Zahnrad im Rotationsbewegungsbereich aufweist, umfaßt, mit einer im Rotationsbewegungsbereich der Antriebsbewegungsübertragung angreifenden Bremseinrichtung zur Unterdrückung von Nachschwingungen beim Anhalten des Schrittmotors, dadurch gekennzeichnet, daß axial neben einem Zahnrad (6) der Antriebsbewegungsübertragung (6, 7, 8, 8 a) koaxial eine relativ zum Zahnrad (6) drehbare Reibungsscheibe (21) angeordnet ist, die in Axialrichtung durch eine Schraubenfeder (22) derart gegen das Zahnrad (6) vorgespannt ist, daß sie beim Anlaufen des Schrittmotors (My) unter Haftreibung vom Zahnrad (6) mitgenommen wird, wobei die Schraubenfeder (22) zunehmend solange verdreht wird, bis die Reibungsscheibe (21) aufgrund des ansteigenden Widerstands der Schraubenfeder (22) unter Übergang in Gleitreibung gegenüber dem Zahnrad (6) stehenbleibt und sich die Schraubenfeder (22) zurückverdreht.