PRINT HAMMER DEVICE WITH A PLUNGER-TYPE ELECTROMAGNET SYSTEM HAVING AN ELECTRO-OPTICAL SENSOR

Abstract: 1. A plunger-type magnet system comprising an energising coil (3), an armature (4) forming a print hammer of a print hammer device and supported on a stop (11) in the rest position, an optoelectronic sensor (12) arranged in the region of the armature movement, characterised in that an armature control circuit arrangement (13 to 40) controls the length of the current pulse applied to the energising coil, switching on the coil current in the event of a start signal and simultaneously initiating a time-measuring element (37) of the control circuit arrangement, that the optoelectronic sensor (12) is arranged such that it is switched by the armature (4) at an intermediate point between the initial and final position of the armature (4) and subsequently emits a control signal which stops the time-measuring element (37), the time determined by said element being supplied to a comparison control device (40) of the armature control circuit arrangement to be compared with a predetermined theoretical time and switch off the coil current at a time (T3) which is dependent upon the comparison result in the comparison control device.

Description: Hammerdruckvorrichtung mit einem eine Lichtschranke enthaltenden Tauchankermagnetsystem Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Tauchankermagnetsysteme als Antriebsvorrichtung 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. Bei der Verwendung von Tauchankermagnetsystemen in An schlagdruckern 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. 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 de#Ra- gnetspule ansteuernden Schaltungsanordnung so anzusteuern, dass nach Beschleunigung des Ankerhebels mit zugehörigem. Druckhammer, der Erregerstrom auf einen wesentlich geringer dimensionierten Haltestrom zurückgeschaltet wird, bzw. dass nach erfolgtem Abdruck über eine erneute Betätigung des Magnetsystems der Druckhammer abgebremst wird. 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. 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. 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. Der Begriff Druckhammer umfasst im folgenden sowohl die Nadeln eines Mosaikdruckers als auch den Hammer einer Typ endrucke inrichtung. 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 Impulsfolgç, wie bei den bekannten Drucksystemen, ist nicht ausreichend genau. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass damit eine exakte Ansteuerung bei optimaler Funktion sicherheit ermöglicht wird. Diese Aufgabe wird bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. 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. 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. 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 (Licht schranke) versehenen Tauchankermagnetsystems, Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ansteuerschaltungsan ordnung für das- Tauchankermagnetsystem und Fig. 3 eine schematische Darstellung der Ausgangs impulse der fotoelektrischen Einrichtung beim Abdruck mit den zugehörigen Ansteuerimpulsen für das Magnet system. 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 Foto strecke im Bewegungsbereich des Tauchankers 4 angeordnet ist. 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 mono stabile Kippglied 14 ist über ein Verzögerungsglied 33 mit dem Ausgang der fotoelektrischen Schalteinrichtung 12 verknüpft. Angesteuert wird die Schaltungsanordnung über einen z.B. von einer hier nicht dargestellten Tastatur ausgelösten m- puls 34. Die Kippstufen 13 und 14 stehen über ein ODER Glied 35 mit dem Steuereingang des Schalttransistors 17 in Verbindung. Weiters weist die Antriebsvorrichtung eine Ankeransteuereinrichtung 36 auf. Sie enthält eine mit dem Impulsen gang 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. Eine z.B. als Warnlampe ausgebildete Funktionswarneinrichtung 41 ist mit dem Zeitmessglied 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. Die eigentliche Funktion des in der Fig. 1 dargestellten Tauchankermeldesystems wird im folgenden anhand der Fig. 2 und dem Spannungszeitdiagramm der Fig. 3 erläutert. Dabei 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. 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 wirksam. Der Schalttransistor 16 und der Leistungstransistor 15 werden leitend, womit der Strom in der Erregerspule 3 sprungartig bis zu dem durch die Regeleinrichtung bestimm- ten Maximalwert ansteigt. Unter der Wirkung des erzeugten Magnetfeldes wird der An ker -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 Er gebnis der Messung wird e iner einer Vergleichssteuereinrichtung 40 zugeführt. Diese Vergleichssteuereinrichtung 30 kann z.B. als Mikroprozessor ausgebildet sein und enthält einen Speicher 38 mit zugehöriger Zentralsteuereinheit 39. 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 Ankersteuereinrichtung 36 steuert damit über die Kippstufe 13 die zeitliche Länge der Ansteuerung des Transistors 15 und damit den Erregerstrom in der Spule 3. Nach Rückkehr des Tauchankers 4 von der Abdruckstelle unterbricht er mit seinem hinteren Ende 6 zum Zeitpunkt T4 erneut die Lichtschranke des Sensors 12. Da es sich um den Ubergang 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 Schalttransistor 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 werden. Zusätzlich ist die Schaltungsanordnung noch mit einer Funktionswarne inrichtung 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. Ein Uberschreiten 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 ZeitmeEgliede-s 37 mit-einem abgespeicherten Sollstand vergleicht und bei Uberschreitung eine Warneinrichtung aktiviert. 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 Zeitmesseinrichtung 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 Durchlauf- zeit 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 Ver ändern des Potentiometers 20 eine Grundeinstellung des Erregerstromes in der Spule 3 vornehmen. Damit entfällt die bei sonstigen Magnetsystemen erforderliche mechanische Veranderung 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. Selbstverständlich ist die Ausführung der Antriebsvorrichtung nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt. So sind für die einzelnen Elemente noch andere Ausführungs- formen denkbar. Der Sensor 12 kann z.B. auch ein die Be wiegung des Ankers durch Induktion erfassendes Element sein, oder es können im Ankerweg zwei Sensoren angeordnet sein. 10 Patentansprüche 3 Figuren

Claims: Patentansprüche: 1. Antriebsvorrichtung für einen als Anker eines Tauch ankermagnetsystems 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, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, 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 Foto strecke 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 Steuersignal 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.

Inventors: HEIDER, ULRICH, DR. ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1982
Main classification: B41J9
IPC codes: B41J9