DE2139458C3 - Antriebsvorrichtung für die Druckdrähte eines Druckkopfes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine im Oberbegriff des Anspruchs I 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 2u 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 Drahtdnickvorrichtun*⁷ fOS 1

bekannt, bei der durch Herabsetzung der Reibung innerhalb der Druckdrahtführung kleinere Betätigungsmagnete verwendbar sind. In dieser Hinsicht unterstützend wirkt bei dieser Drahtdruckvorrichtung, daß jeder s 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 Ha!temagnetfeld 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 führt die öffnung der Anker auch während der Anschlagbewf.gung, 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

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen mehrere Druckdrahtbetätiger 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 Fig. 1,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Druckkopfes der F i g. 1,

Fig.2a eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles des Druckdrahtbetätigers der Fig.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 Parallel schenkel 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 werten.

Die Drahtführung 26 besitzt an ihrem einen Ende Jie 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 50 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 Polfläche 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 üen 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 Feaern 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 8.9 χ 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 Impulf 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 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 bestellt 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 Langsachse 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 Ausführungsfonr. der Blattfederanordnung (Fig. 3 a) 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 zu einem Teil des Ankers 40 und umgibt mit an ihrem oberen freien 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 β 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 den Fig.3 a, 3b dargestellte Anordnung mit Haupt- und Hilfsfeder erreicht bei einem 1300 Mikrosekunden andauernden Impuls 750 Zyklen pro Sekunde mit einer Wiederholungsgeschwindigkeit von 1,4 Millisekunden, um eine Druckleistung von 125 Zeichen pro Sekunde zu ergeben gegenüber der früheren Druckleistung von 85 Zeichen pro Sekunde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

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 Magnatkernen 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 Hajtemagnete als Permanentmagnete (42) ausgebildet sind.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gabelförmige Ende der härteren Blattfeder (60) einen Kunststoffüberzug (60a; besitzt.