DE2139458B2 - Antriebsvorrichtung fuer die druckdraehte eines druckkopfes - Google Patents
Antriebsvorrichtung fuer die druckdraehte eines druckkopfesInfo
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Description
45
Die Erfindung betrifft eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Art einer Antriebsvorrichtung
für die Druckdrähte eines Druckkopfes.
Bei Drahtdruckern werden die einzelnen Drähte betätigt, um auf dem zu beschriftenden Papier ein
Zeichen zu erzeugen, das aus Punkten zusammengesetzt ist. Es wird gewöhnlich für die Betätigung eines jeden
Druckdrahtes ein Elektromagnet verwendet, wobei derselbe den Draht eine bestimmte Strecke mit einer für
den Anschlag ausreichenden Kraft zu bewegen hat. Damit ist eine bestimmte Größe des Elektromagneten
notwendig, um die benötigte Antriebskraft zu erzeugen, wobei bei vollem Angezogensein des Magnetankers der
Druckdraht noch nicht das zu bedruckende Papier berührt haben soll. Naturgemäß erfordert eine Erhöhung
der Schaltfrequenz des Elektromagneten eine Vergrößerung desselben, um den erhöhten Temperaturanforderungen
infolge der erforderlichen größeren Ströme gewachsen zu sein. Einer Vergrößerung des
Elektromagneten sind jedoch Grenzen gesetzt, beispielsweise durch das Erfordernis einer gedrängten
Bauweise.
So ist eine Drahtdruckvorrichtung (OS 19 43 675) bekannt, bei der durch Herabsetzung der Reibung innerhalb der Druckdrahtführung kleinere Betätigungsmagnete verwendbar sind. In dieser Hinsicht unterstützend wirkt bei dieser Drahtdruckvorrichtung, daß jeder der mit einem Druckdraht fest verbundenen und von dem freien Ende einer eingespannten Blattfeder getragenen Anker, der durch ein Magnetfeld in seiner Ruhestellung gehalten wird, durch einen zu dem genannten und allen Ankern gemeinsamen Magnetfeld entgegengesetzt gerichteten, magnetischen Fluß, der wahlweise pro Anker schaltbar ist, für die unter dem Einfluß der Blattfeder erfolgenden Druckbewegung freigebbar ist. Dadurch wirkt allerdings die Polfläche, an die der Anker durch das Magnetfeld sonst angezogen wird, nicht mehr als Führung. Bei der Rückbewegung des Ankers ist dieser entgegengesetzt gerichtete Fluß abgeschaltet, so daß durch das allen Ankern gemeinsame Haltemagnetfeld die Rückprallenergie des Ankers herabgesetzt wird.
So ist eine Drahtdruckvorrichtung (OS 19 43 675) bekannt, bei der durch Herabsetzung der Reibung innerhalb der Druckdrahtführung kleinere Betätigungsmagnete verwendbar sind. In dieser Hinsicht unterstützend wirkt bei dieser Drahtdruckvorrichtung, daß jeder der mit einem Druckdraht fest verbundenen und von dem freien Ende einer eingespannten Blattfeder getragenen Anker, der durch ein Magnetfeld in seiner Ruhestellung gehalten wird, durch einen zu dem genannten und allen Ankern gemeinsamen Magnetfeld entgegengesetzt gerichteten, magnetischen Fluß, der wahlweise pro Anker schaltbar ist, für die unter dem Einfluß der Blattfeder erfolgenden Druckbewegung freigebbar ist. Dadurch wirkt allerdings die Polfläche, an die der Anker durch das Magnetfeld sonst angezogen wird, nicht mehr als Führung. Bei der Rückbewegung des Ankers ist dieser entgegengesetzt gerichtete Fluß abgeschaltet, so daß durch das allen Ankern gemeinsame Haltemagnetfeld die Rückprallenergie des Ankers herabgesetzt wird.
Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, die Führung des Ankers zu verbessern und
damit die Reibung der Druckdrähte, insbesondere während der Anschlagbewegung, herabzusetzen, ohne
daß dadurch die Rückprallenergie ansteigt. Bei einer nach der Erfindung aufgebauten Antriebsvorrichtung
führ» die öffnung der Anker auch während der Anschlagbewegung, ohne daß dadurch die Rückprallenergie
ansteigt, da letztere durch die zweite, verstärkte Blattfeder herabgesetzt wird.
Durch die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 bleibt das magnetische Haltefeld auch
bei plötzlichem Stromausfall bestehen, wodurch ein Anschlagen sämtlicher Druckdrähte gegen das zu
bedruckende Papier, was zu einer NichtVerwendbarkeit des bereits erzeugten Druckes führen würde, vermieden
wird.
Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es zeigt
F i g. 1 eine Draufsicht auf einen mehrere Druckdrahibetätiger
aufweisenden Druckkopf,
F i g. 1 a eine vergrößerte Draufsicht auf das obere Ende des vertikalen dem Druckdraht zugewandten
Schenkels des Magnetkernes der Druckdrahtbetätiger nach F ig. 1,
F i g. 2 eine Seitenansicht des Druckkopfes der F i g. 1,
Fig.2a eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles
des Druckdrahtbetätigers der F i g. 2 zur Veranschaulichung der Befestigung der Blattfedern,
F i g. 3 a eine vergrößerte Teilseitenansicht des Druckdrahtbetätigers mit einer anderen Anordnung der
beiden Blattfedern,
F i g. 3 b eine ähnliche Ansicht wie in F i g. 3 a, jedoch bei betätigtem Anker und
F i g. 3 c eine Teilansicht der härteren Blattfeder und des Ankers der F i g. 3 a.
Der Druckkopf 10 (Fig. 1, 2) besitzt den im wesentlichen stufenförmigen Träger 12 mit dem unteren
Parallelschenkel 14, dem oberen Parallelschenkel 15 und dem die beiden genannten Schenkel verbindenden
Vertikalteil 16. Der untere Parallelschenkel 14 ist mit den Laschen 14a ausgerüstet zum Zwecke der
Befestigung des Druckkopfes an einem nicht gezeigten Schlitten, der eine Relativbewegung zur Schreibwalze
18 ausführt, die hinter dem Farbband 19 und dem zu bedruckenden Papier 20 angeordnet ist. Der Druck wird
ausgeführt durch mehrere Druckdrähte 22, die durch elektromagnetische Betätiger 24 wahlweise betätigbar
sind. Die Betätiger 24 sind an dem unteren Parallelschenkel 14 befestigt, um die Druckdrähte durch die an
dem oberen Parallelschenkel 15 befestigte Drahtführung 26 hindurchzubewegen, damit die Enden der
Druckdrähte 22 das Farbband 19 und das zu bedruckende Papier 20 angeschlagen werden.
Die Drahtführung 26 besitzt an ihrem einen Ende die kreisbogenförmige Fläche 26a, in der öffnungen 27
angeordnet sind, durch welche hindurch die Druckdrähte 22 in Kanäle eintreten und am anderen Ende der
Drahtführung 26 die dort in einer Senkrechten angeordneten Kanäle verlassen.
Jeder Betätiger 24 besitzt einen unteren Kernteil 30, der mit Befestigungsfüßen 32,34 (F i g. 2) ausgerüstet ist,
die Schlitze 32a und 34a zur Aufnahme von Schrauben 36 enthalten, wodurch der untere Kernteil 30 auf dem
unteren Parallelschenkel 14 des stufenförmigen Trägers 12 verstellbar befestigt ist. Der untere Kernteil 30 ist mit
dem im wesentlichen vertikal nach oben verlaufenden Schenkel 38 ausgerüstet, der an seinem oberen Ende den
Schlitz 38a aufweist, zur verschiebbaren Aufnahme des Ankers 40. Der Permanentmagnet 42 ist am anderen
Ende des unteren Kernteiles 30 angeordnet und trägt den oberen Kernteil 44 des Kernaufbaus. Der
Permanentmagnet 42 hält den Anker 40 an der Polfläche 46 entgegen der Kraft der Feder 30 angezogen.
Mittels der Schraube 45 ist der obere Kernteil 44 und der Permanentmagnet 42 an dem unteren Kernteil
30 befestigt. Der obere Kernteil 44 ist mit der Polfäche 46 ausgestattet, die in unmittelbarer Nähe des oberen
Endes des vertikalen Schenkels 38 liegt, um eine im wesentlichen tangentiale Zuordnung von Anker 40 und
der Polflüche 46 zu bilden, wodurch ein vorher bestimmter Luftspalt 48 zwischen den beiden genannten
Teilen entsteht. Die Wicklung 51 ist um den oberen Kernteil 44 gelegt und ist selektiv mit Impulsen
beaufschlagbar, um den magnetischen Effekt des Permanentmagneten 42 aufzuheben zum Zwecke der
Freigabe des Ankers 40 zum Drucken. Der Anker 40 wird durch die kombinierte Wirkung von Rückschlag
und magnetischem Fluß zurückbewegt, um an der Polfläche 46 anzuliegen.
Der Anker 40 ist im in dem vertikalen Schenkel 38 angeordneten Schlitz 38a verschiebbar gelagert und
schwebt in diesem Schlitz infolge der ausgeglichenen magnetischen Anziehung zwischen ihm und den Teilen
des Schenkels 38, welche den Schlitz 38a umgeben. Der Anker 40 ist an der Blattfeder 50 angeordnet, die an dem
vertikalen Schenkel 38 mittels der Schrauben 52 befestigt ist Eine Hilfsfeder 54 ist zwischen der
Blattfeder 50 und dem vertikalen Schenkel 38 angeordnet, wobei zwischen den beiden Federn ein
Abstandsplättchen 56 sich befindet. Eine in den vertikalen Schenkel 38 eingeschraubte Einstellschraube
58 wirkt mit der Hilfsfeder 54 zusammen, um einen einstellbaren Anschlag für die Blattfeder 50 zu bilden,
wodurch zwischen den beiden Federn eine Linienberührung entsteht Die Blattfeder 50 steht mit dem Anker 40
durch eine öffnung in der Blattfeder in Verbindung, die den verjüngten Endteil 40a des Ankers 40 aufnimmt.
Der Endteil 40a besitzt eine öffnung, die das eine Ende des Druckdrahtes 22 aufnimmt. Mittels Kaltverformung
ist der Endteil ausreichend verformbar, um den Druckdraht und die Feder zu erfassen.
Der Permanentmagnet 42 hat einen Querschnitt von etwa 83 x 8,9 mm und weist einen Gesamtfluß in der
Größenordnung von 2000 bis 3000 Gauß auf, wodurch eine ausreichende Kraft erzeugt wird, um den Anker 40
an der Polfäche 46 entgegen der Kraft der Feder 50 angezogen zu halten. Wenn die Wicklung 51 mit einem
Impuls beaufschlagt wird, um dem Fluß des Permanentmagneten 42 entgegenzuwirken, wird der Anker 40
freigegeben und bewegt sich unter der Kraft der Feder 50 schnell von der Polfläche weg, wodurch das freie
Ende des Druckdrahtes 22 gegen das zu bedruckende
ίο Papier 20 und das Farbband 19 schlägt und einen Punkt
druckt. Hierauf kehrt der Anker 40 in seine an der Polfäche 46 anliegende Stellung zurück.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bestehen die Druckdrähte 22 aus Wolfram bei
einem Durchmesser von etwa 0,28 mm. Der Anker 40 besteht aus 2,5%igem Siliciumeisen und ist etwa 5 mm
hoch und 1,25 mm dick, um nahe der magnetischen Sättigung zu arbeiten. Der Schlitz 38a, in dem der Anker
40 angeordnet ist, besitzt eine Weite von 1,3 mm. Der Luftspalt 48 ist etwa 0,7 mm weit und der Anker 40 ragt
in seinem unangezogenen Zustand etwa 0,32 mm in den Luftspalt 48 hinein. Die Polfläche 46 ist gewölbt, um an
den oberen und unteren Kanten des Ankers ein Spiel von etwa 0,037 mm zu erzeugen, wenn der Anker die
Polfläche berührt. Hierdurch wird eine gleichförmigere Beziehung zwischen der Polfläche und der Fläche des
Ankers 40 in der angezogenen Stellung erzeugt. Die Längsachse des Ankers 40 ist in seiner angezogenen
Stellung um etwa 2° nach unten gegen die Horizontale geneigt. Der Anker 40 ist überzogen, um Antrieb und
Korrosion zu mindern und eine Restkraft zu erzeugen. Ein Chromüberzug ergab sehr zufriedenstellende
Ergebnisse, und ein Nickelüberzug ist verwendbar bei einer Wärmebehandlung nach dem Plattieren auf eine
Härte von 60 bis 65 RC. Die Polfläche 46 ist vorzugsweise auf eine Tiefe von 0,075 bis 0,125 mm
gehärtet und ebenfalls 60 bis 65 RC.
Der Anker 40 einer weiteren Ausführungsform der Blattfederanordnung (Fig.3a) wird, wie vorher beschrieben,
von der Blattfeder 50 getragen, die an den vertikalen Schenkel 38 mittels der Schrauben 52
befestigt ist. Die Hilfsfeder 60 erstreckt sich nach oben bis vi einem Teil des Ankers 40 und umgibt mit an ihrem
oberen freier Ende angeordneten Schlitz 62 den Hauptteil des Ankers 40, der durch den Schlitz 38a des
Schenkels 38 ragt. Die Spitzen der Hilfsfeder 60 sind mit einem Kunststoffüberzug, beispielsweise aus Polyurethan
versehen, um eine Dämpfungswirkung hervorzurufen. Die Blattfeder 50 ist von der Hilfsfeder 60 durch das
Zwischenplättchen 62a beabstandet, so daß die Blattfeder 50 beim Rückhub des Ankers 40 in seine angezogene
Stellung sich ein Stück frei bewegt, bevor ihr oberes Ende die Hilfsfeder 60 berührt, worauf beide Federn
zusammen ausgeschwenkt werden, bis der Anker 40 an der Polfläche 46 zum Anliegen kommt. Die Hilfsfeder 60
wirkt somit als Puffer. Hierbei findet eine Energieübertragung auf die Hilfsfeder statt, wodurch die Geschwindigkeit
und die Anschlagkraft des Ankers 40 vermindert wird. Dadurch wird die Abnutzung des Ankers 40 und
der Polfläche 46 auf ein Minimum gebracht Durch Verwendung von Haupt- und Hilfsfedern wird eine
bessere Ankerwirkungsweise sichergestellt, wobei die Federkraftkurve mehr der magnetischen Wirkungskurve
des Ankers 40 näher kommt. In einem Modell, welches diese Federanordnung verwendet, besitzt das
Zwischenplättchen 62a eine Dicke von etwa 0,5 mm und weist die Feder 50 eine Dicke von 0,45 mm auf und eine
Federkraft von 5600 g pro 25,4 mm, während die
Hilfsfeder 60 0,9 mm dick ist und eine Federkraft von 41 kg pro 25,4 mm aufweist. Die Hilfsfeder 60 hat von
dem vertikalen Schenkel 38 einen Abstand von etwa 0,38 mm und der gemeinsame Ausschlag beider Federn
beträgt 0,16 mm während der Zurückbewegung. In der in den F i g. 3 a, 3 b gezeigten Anordnung wirkt die
Hilfsfeder 60 als Puffer und die Rückgeschwindigkeit des Ankers 40 könnte zwischen 635 und 1016 mm/Sekunde
betragen, während die Druckkraft in der Größenordnung von 940 bis 1050 g sich beläuft. Es ist
somit eine höhere Wiederholungsgeschwindigkeit der Arbeitshübe des Ankers 40 und des Druckdrahtes 22
möglich. Mit einem Impuls von 2 A bei 24 V und einer Dauer von 600 Mikrosekunden kann der Betätiger der
F i g. 2 und 3 a, 3 b mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 2 Millisekunden oder
mit 500 Zyklen pro Sekunde arbeiten. Die in der Fig.3a, 3b dargestellte Anordnung mit Haupt- unc
Hilfsfeder erreicht bei einem 1300 Mikrosekunder andauernden Impuls 750 Zyklen pro Sekunde mit einci
Wiederholungsgeschwindigkeit von 1,4 Millisekunden um eine Druckleistung von 125 Zeichen pro Sekunde zi
ergeben gegenüber der früheren Druckleistung voi 85 Zeichen pro Sekunde.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Antriebsvorrichtung für die Druckdrähte eines auf einem Schlitten in Zeilenrichtung verschiebbaren
Druckkopfes, bei dem die an der Druckstelle in Spaltenrichtung übereinanderliegenden Druckdrähte
durch Haltemagnete entgegen der Kraft von die Druckdrähte in Abdruckrichtung antreibenden, den
Anker lagernden Blattfedern in ihrer Ruhestellung gehalten werden und durch die Felder der
Haltemagnete überlagernde Felder von Abwurfmagneten selektiv auslösbar sind, wobei jeweils bei
den Magnetkernen der Luftspalt im wesentlichen vertikal zwischen dem dem Druckdraht zugewandten
Schenkel und dem verkürzten, die: Spule des Abwurfmagneten tragenden horizontalen Schenkel
ausgebildet ist und der mit dem Druckdraht verbundene Anker sich bis in den Luftspalt erstreckt,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem dem Druckdraht (22) zugewandten Schenkel (38) eine
öffnung (3Sa) zur Führung des Ankers (40) sich befindet und daß zwischen dem Schenkel und der
Blattfeder (50) und von diesen beabstandet eine weitere, jedoch härtere Blattfeder (60) angeordnet
ist, deren freies Ende den Anker (40) gabelförmig umgibt.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Anker (40)
zusammenwirkende Polfläche (46) des Magnetkerns (30,38,44) konvex ausgebildet ist
3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Führung des Ankers
dienende öffnung ein in dem vertikalen Schenkel (38) angeordneter Schlitz (38a,)darstellt.
4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemagnete als Permanentmagnete
(42) ausgebildet sind.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das gabelförmige Ende der
härteren Blattfeder (60) einen Kunststoffüberzug (60a,) besitzt.
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