DE2230810B2

DE2230810B2 - DRIVE DEVICE FOR THE PRINT NEEDLES OF A PIN PRINTER

Info

Publication number: DE2230810B2
Application number: DE19722230810
Authority: DE
Inventors: Armin 7731 Pfäffenweiler; Mutz Gerhard; Hirt Albert; 7730 Villingen; Winkler Werner 7743 Furtwangen Heindke
Original assignee: Kienzle Apparate GmbH
Current assignee: Digital Kienzle Computersysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1972-06-23
Publication date: 1976-11-04
Also published as: DE2230810A1; FR2190055A5; IT985740B; GB1386530A; JPS4952534A; US3892175A; JPS5222564B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung füi die Drucknadeln eines Nadeldruckers, wie er in Oberbegriff des Hauptanspruchs näher definiert ist Solche Drucker sind auch als Matrix-, Punkt- odei Drahtdrucker bekannt und setzen jedes zu druckende The invention relates to a drive device for the printing needles of a needle printer, as defined in more detail in the preamble of the main claim. Such printers are also known as matrix, dot or wire printers and set each to be printed

to Zeichen aus einer Vielzahl von einzelnen Punktei zusammen. Matrixdrucker schreiben dabei ein Zeichei parallel, indem aus einer Matrix von beispielsweise 5 x 7 = 35 Nadeln im Druckkopf, die zugleich betätig werden, das gewünschte Zeichen gebildet wird. Nacl to characters composed of a multitude of individual points. Matrix printers write a character in parallel by creating the desired character from a matrix of, for example, 5 x 7 = 35 needles in the print head, which are actuated at the same time. Nacl

einem Tabulationsschritt um eine oder mehren Schreibteilungen kann das nächste Zeichen in gleichei Weise gedruckt werden. Andere derartige Drucket weisen beispielsweise nur sieben Nadeln in einem Druckkopf auf, die senkrecht übereinander unter 90°a tabulation step by one or more writing divisions, the next character can be printed in the same way. Other such prints have, for example, only seven needles in a print head, which are perpendicular to each other at 90 °

zur Zeilenrichtung angeordnet sind. Ein zu druckendes Zeichen wird dabei in Serie durch mehrere Teilschritte des Druckkopfes gebildet indem zwischen je zwei Teilschritten die Nadeln parallel aktiviert werden, die zur Bildung des entsprechenden Zeichenteiis benötigt werden. Nach beispielsweise fünf Teilschritten ist dann ein Zeichen Jertig gedruckt Nach entsprechenden Leerschritten, die den Abstand der einzelnen Zeichen untereinander bilden, beginnt der Druck des nächst folgenden Zeichens in der vorher geschilderten Weise.are arranged to the row direction. One to be printed Character is formed in series by several sub-steps of the print head by between each two Sub-steps the needles are activated in parallel, which is required for the formation of the corresponding drawing part will. After, for example, five sub-steps, a character Jertig is then printed according to the corresponding The printing of the next begins with spaces that form the space between the individual characters following sign in the manner described above.

Der Druck kann auch fliegend, d.h. nicht im Start-Stop-Betrieb des Druckkopfes erfolgen.Printing can also be done on the fly, i.e. not in start-stop mode of the print head.

Es sind bereits eine Vielzahl derartiger Drucker bekannt. Bei den heute üblichen wird jede Nadel beispielsweise von einem Elektromagneten aus der Ruhelage in die Druckstellung vorgeschnellt wo sie auf das Farbband auftrifft und die Druckenergie über dieses auf den Aufzeichnungsträger und gegebenenfalls dessen Durchschläge weitergibt, wie dies die OS 19 43 675 beispielsweise zeigt Die im großen und ganzen geraden oder auch vorgebogenen Nadeln, die aus Gründen des Platzbedarfs für die Magnete in freier Biegelinie zu diesen hin verlaufen und dabei ganz oder zum größten Teil in Führungsrohren gehalten werden, bilden eine starre Verbindung zwischen der Druckstelle und dem Magnetanker. Dies bedingt eine peinlich genaue Justierung des Arbeitshubes, da sonst bei großem Hub das Farbband und eventuell das Papier durchbohrt werden kann oder aber bei zu geringem Hub ein zu schwacher bzw. gar kein Abdruck des Punktes erreicht wird. Bei zu großem Arbeitshub ist weiterhin durch übermäßige Biegebeanspruchung Nadelbruch zu befürchten. Insbesondere bei höheren Druckfrequenzen steigt die Gefahr von Schwingungsbrüchen der Nadel bei diesen Anordnungen.A large number of such printers are already known. With today's usual every needle for example, by an electromagnet from the rest position to the pressure position where they snap up the ink ribbon strikes and the printing energy via this onto the recording medium and possibly its Passes on carbon copies, as shown in OS 19 43 675, for example, which is by and large straight or also pre-bent needles, which for reasons of space requirements for the magnets in a free bending line these run out and are held wholly or for the most part in guide tubes, form a rigid connection between the pressure point and the magnet armature. This requires a meticulously precise one Adjustment of the working stroke, otherwise the ribbon and possibly the paper will pierce with a large stroke can be achieved or, if the stroke is too small, an imprint of the point that is too weak or no imprint at all can be achieved will. If the working stroke is too large, there is still a risk of needle breakage due to excessive bending stress. Particularly at higher printing frequencies, the risk of the needle breaking vibrations increases with these arrangements.

Die vorerwähnten Schwierigkeiten zu vermeiden, ist mit der DT-AS 12 70 858 eine Nadelbetätigung bekannt geworden, bei der die Verlängerung des beweglichen Teiles des Betätigungsorgans in ein hakenförmiges Ende ausläuft das in ein öhr der Drucknadel eingreift dessen freier Durchmesser größer als der des eingreifenden Hakens ist Eine derartige langlochähnliche Verbindung dürfte aber im Hinblick auf die mögliche Druckfrequenz und Lebensdauer Nachteile aufweisen.To avoid the aforementioned difficulties, a needle actuation is known from DT-AS 12 70 858 become, in which the extension of the movable part of the actuator in a hook-shaped The end runs out that engages in an eye of the print needle whose free diameter is larger than that of the engaging hook is Such a slot-like connection is likely in view of the possible printing frequency and service life have disadvantages.

Weiter ist durch das DT-PS 12 70 859 eine Ausführung bekannt geworden, bei der ein Klappankermagnet als Antrieb vorgesehen ist, bei dem die Bewegungsübertragung vom Magneten zur Nadel über eine Verlange-Furthermore, a version has become known from DT-PS 12 70 859 in which a hinged armature magnet is provided as a drive, in which the transmission of motion from the magnet to the needle via a demand

ning des Ankers rechtwinklig zur Längsachse der Nadel «rfolgt Da der Verlängerungsstift des Magnetankers ein verbiegbarer Stift ist, sind zwar die Mangel der geradlinigen starren Verbindung zwischen der Druckspitze der Nadel und ihrem Antrieb behoben, die Folgefrequenz für den Druck aber wesentlich verringert, weil ein Klappanker bekanntermaßen durch das große Streufeld einen schlechten Wirkungsgrad aufweist. Um diesen Mangel teilweise zu kompensieren, wird auch bei diesem Patent eine langlochähnliche "> Ankopplung der Nadel an den Klappanker verwendetning of the anchor at right angles to the longitudinal axis of the needle Since the extension pin of the magnet armature is a bendable pin, the shortcomings are indeed the rectilinear rigid connection between the pressure tip of the needle and its drive fixed that Repetition frequency for the pressure is significantly reduced, because a hinged armature is known to be due to the large stray field has a poor efficiency. To partially compensate for this deficiency, a slot-like ">" is also used in this patent Coupling of the needle to the hinged armature is used

Derartige Klappanker mit feststehenden Druckmagneten zeigt auch das Schweizer Patent 4 52 558. Dort sind zwar die Druckdrähte mit den Antriebshebeln durch je eine Drahtwendel formschlüssig verbunden, jedoch ist diese Verbindung starr und nicht elastisch ausgebildetSuch hinged armatures with fixed pressure magnets are also shown in Swiss patent 4,52,558. There Although the pressure wires are positively connected to the drive levers by a wire helix, however, this connection is rigid and not elastic

Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Nadeldrucker zu schaffen, bei dem die Vorteile des guten Wirkungsgrades von Tauchankermagneten mit denen einer elastischen und formschlüssigen Kraftübertragung auf die Drucknadel kombiniert werden. Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale erreicht, die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgezeigt sind. The object of the invention is to create an improved dot matrix printer in which the advantages of the good efficiency of plunger magnets are combined with those of an elastic and positive force transmission to the print needle. This is achieved according to the invention by the features which are indicated in the characterizing part of the main claim.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.Further refinements are contained in the subclaims.

Der Aufbau und die Wirkungsweise des Nadeldrukkers nach der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert: Es zeigtThe structure and mode of operation of the needle printer according to the invention will be explained below with reference to FIG Drawings explained in more detail: It shows

F i g. 1 die für den Antrieb einer Nadel notwendigen Teile,F i g. 1 the parts necessary to drive a needle,

Fig. 2 die Ausbildung einer einzelnen Nadel von der Seite gesehen,2 shows the design of a single needle seen from the side,

Fig.3 eine Draufsicht auf die Nadel gemäß der Fig. 2,3 shows a plan view of the needle according to FIG Fig. 2,

Fig.4a bis 4c schematisch verschiedene Stellungen des Nadelantriebes.Fig. 4a to 4c schematically different positions of the needle drive.

In Fig. 1 ist ein Elektromagnet 1 dargestellt, in den bei Bestromung ein Tauchanker 2 hineingezogen wird. Ein Ansatz 3 des Tauchankers 2 dient als Anschlag für den Tauchanker in seiner Ruhestellung und liegt an einer Schraube 4 an, durch die die Ruhestellung einstellbar ist. Durch eine Mutter 5 wird die eingestellte Ruhestellung fixiert. Der Ansatz 3 weist zwei Bohrungen 3a und 3b auf. Durch die Bohrung 3a reicht ein Antriebshebel 6, dessen unterer Teil in einem Punkt 7 gelagert ist. Auf dem oberen freien Ende des Antriebshebels 6 ist eine Drucknadel 8 formschlüssig befestigt, von der in der F i g. 1 nur der hintere Teil dargestellt ist. Das nicht dargestellte vordere Ende der Drucknadel ist zu einem nicht dargestellten Druckkopf geführt, in dem sämtliche Drucknadeln in an sich bekannter Weise geführt sind. Durch die Bohrung 3b des Ansatzes 3 ist eine Rückstellfeder 9 geführt, deren beide Enden im Gehäuse des Elektromagneten 1 gehaltert sind.In Fig. 1, an electromagnet 1 is shown, into which a plunger 2 is drawn when energized. A shoulder 3 of the plunger 2 serves as a stop for the plunger in its rest position and rests on a screw 4, by means of which the rest position can be adjusted. The set rest position is fixed by a nut 5. The approach 3 has two bores 3a and 3b . A drive lever 6, the lower part of which is supported at a point 7, extends through the bore 3a. On the upper free end of the drive lever 6, a pressure needle 8 is attached in a form-fitting manner, of which FIG. 1 only the rear part is shown. The front end of the print needle, not shown, is routed to a print head, not shown, in which all of the print needles are routed in a manner known per se. A return spring 9, both ends of which are held in the housing of the electromagnet 1, is guided through the bore 3b of the extension 3.

Beim Einschalten des Stromes-wird der Anker 2 in den Elektromagneten 1 gemäß der F i g. 1 nach links gezogen und nimmt dabei den Antriebshebel 6 mit Die Rückstellfeder 9 wird dabei gespannt. Der Arbeitshub des Ankers 2 (in F i g. 1 nach links) wird durch einen Eisenkern 10 begrenzt unci sei bei diesem Beispiel mit 0,4 mm festgelegt. Da der Antriebshebel 6 in der Mitte seiner Gesamtlänge von dem Anker 2 bewegt wird, 6s führt sein oberes Ende mit der Drucknadel einen Arbeitshub von 0,8 mm aus. Somit ist hier eine besonders günstige Lösung für das Problem gefunden, bei möglichst kleinem Arbeitshub eines Tauchankers 2 einen entsprechend größeren Hub einer Drucknadel 8 zu erzielen. Der geringe Hub des Tauchankers 2 ermöglicht sehr hohe Druckfrequenzen. When the current is switched on, the armature 2 is in the electromagnet 1 according to FIG. 1 is pulled to the left and takes the drive lever 6 with it. The return spring 9 is tensioned. The working stroke of the armature 2 (to the left in FIG. 1) is limited by an iron core 10 and, in this example, is set at 0.4 mm . Since the drive lever 6 is moved in the middle of its total length by the armature 2 , 6s its upper end executes a working stroke of 0.8 mm with the pressure needle. A particularly favorable solution for the problem of achieving a correspondingly larger stroke of a pressure needle 8 with the smallest possible working stroke of a plunger 2 is thus found here. The short stroke of the plunger 2 enables very high pressure frequencies.

Wie die Fig.2 zeigt, ist das hintere Ende der Drucknadel 8 zu einer Spiralfeder 8a geformt, deren Innendurchmesser dem Durchmesser des Antriebshebels 6 entspricht. Diese Spiralfeder wird Ober das freie Ende des Antriebshebels 6 geschoben und bildet so eine formschlüssige Verbindung mit diesem. As FIG. 2 shows, the rear end of the print needle 8 is shaped into a spiral spring 8 a, the inner diameter of which corresponds to the diameter of the drive lever 6. This spiral spring is pushed over the free end of the drive lever 6 and thus forms a positive connection with it.

Wie die Fig.3 zeigt, ist die Drucknadel in ihrem hinteren Teil bei 86 abgekröpft, und zwar so, daß die Verlängerung des nicht abgekröpften Drucknadelteils genau zur Achsmitte des Antriebshebels 6 führt, während die Abkröpfung zur ersten Wendel der Spiralfeder 8a führt Damit wird erreicht, daß die oberen Windungen der Spiralfeder 8a elastisch nachgeben, wenn die Drucknadel 8 an der Abdruckstelle auftrifft Durch diese elastische Anbringung der Drucknadel 8 an dem Antriebshebel 6 ist es möglich, mit den Drucknadeln 8 auf einer Stahlplatte zu schreiben, ohne daß die Drucknadeln 8 zerstört werden. Es hat sich jedoch erwiesen, daß bei sehr hohen Druckfrequenzen in den oberen Windungen der Feder 8a Brüche auftreten können. Aus diesem Grunde ist die Feder 8a und ein Teil der Drucknadel 8 mit einer Plastikmasse 11 umkleidet, die die Wirkung der Feder 8a nur gering beeinflußt, aber unerwünschte Schwingungen vermeidet. As FIG. 3 shows, the rear part of the print needle is bent at 86, in such a way that the extension of the not bent print needle part leads exactly to the center of the axis of the drive lever 6, while the bend leads to the first helix of the spiral spring 8a that the upper turns of the spiral spring 8a yield elastically when the printing needle 8 hits the impression point will. It has been found, however, that at very high pressure frequencies, breaks can occur in the upper turns of the spring 8a. For this reason, the spring 8a and part of the pressure needle 8 are covered with a plastic compound 11 which only slightly influences the action of the spring 8a, but avoids undesirable vibrations.

Der Antriebshebel 6 besteht vorzugsweise aus Federstahl, so daß sich eine zusätzliche Vergrößerung der Elastizität des Antriebes der Drucknadel 8 ergibt.The drive lever 6 is preferably made of spring steel, so that there is an additional increase the elasticity of the drive of the print needle 8 results.

Die F i g. 4a zeigt schematisch die Antriebsglieder 2,6 und 8 in Ruhestellung. Wird der Elektromagnet 1 nun bestromt, so taucht der Anker 2 mit großer Geschwindigkeit in den Spulenkörper ein. Dabei wird infolge der Trägheit der anzutreibenden Teile 6 und 8,8a und 11 der Antriebshebel 6 in der Mitte nach links durchgebogen, wie dies die Fig.4b zeigt. Diese Vorspannung des Antriebshebels 6 ergibt eine Beschleunigung der Drucknadel 8 auf dem Weg zur Druckstelle hin. Nach dem Auftreffen des Ankers 2 auf dem Eisenkern 10 wirkt die Masse der Drucknadel 8, der Feder 8a und des Antriebshebels 6 in der Bewegungsrichtung weiter und ergibt somit einen zusätzlichen freien Flug der Drucknadel 8 zur Druckstelle hin. Das ergibt eine Vergrößerung des Arbeitshubes der Drucknadel 8 von 0,8 mm auf etwa 1 mm. Der Augenblick des Auftreffens ist in der F i g. 4c bildlich dargestellt. Durch den fre^;en Hub ergibt sich nach dem Anschlagen der Drucknadel 8 auf den Aufzeichnungsträger wiederum eine Vorspannung des Antriebshebels 6, jedoch nun in der entgegengesetzten Richtung als in F i g. 4b. Durch diese Vorspannung des Antriebshebels 6 (F i g. 4c) und durch das Auftreffen der Drucknadel 8 auf die Druckunterlage wird die durch die Rückstellfeder 9 auf den Anker 2 bewirkte Rückstellkraft vergrößert so daß die Drucknadel 8 auch beschleunigt zurückgeführt wird. Diese Beschleunigung der Rückstellung ist aber nur am Beginn Jer Rückführung der Nadel 8 erwünscht und die Rückstellenergie muß beim Erreichen der Ruhestellung vernichtet werden, um unerwünschte Schwingungen des Antriebes zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist am Gehäuse des Elektromagneten 1 in der Höhe der Feder 8a ein Schwingungsdämpfer 12 angeordnet, gegen den die Drucknadel 8 mit der Feder 8a und der Plastikmasse 11 auftrifft Dieser Schwingungsdämpfer 12 wird vorzugsweise aus Schaumplastik oder ähnlichem, gut dämpfendem Material gebildet Er muß so bemessen The F i g. 4a shows schematically the drive members 2, 6 and 8 in the rest position. If the electromagnet 1 is now energized, the armature 2 plunges into the coil body at high speed. As a result of the inertia of the parts to be driven 6 and 8, 8a and 11, the drive lever 6 is bent to the left in the middle, as shown in FIG. 4b. This bias of the drive lever 6 results in an acceleration of the print needle 8 on the way to the printing point. After the armature 2 hits the iron core 10, the mass of the pressure needle 8, the spring 8a and the drive lever 6 continues to act in the direction of movement and thus results in an additional free flight of the pressure needle 8 towards the pressure point. This results in an increase in the working stroke of the print wire 8 from 0.8 mm to about 1 mm. The moment of impact is shown in FIG. 4c illustrated. By the fre ^; In the stroke, after the print needle 8 strikes the recording medium, the drive lever 6 is again pretensioned, but now in the opposite direction to that shown in FIG. 4b. This pretensioning of the drive lever 6 (FIG. 4c) and the impact of the pressure needle 8 on the printing pad, the restoring force caused by the return spring 9 on the armature 2 is increased so that the pressure needle 8 is also returned in an accelerated manner. This acceleration of the return is only desired at the beginning of the return of the needle 8 and the return energy must be destroyed when the rest position is reached in order to avoid undesired vibrations of the drive. For this purpose, the spring being on the housing of the electromagnet 1 in height arranged 8a, a vibration damper 12, against which the printing wire 8 with the spring 8a and the plastic mass 11 strikes The vibration absorber 12 is preferably formed of foam plastic or the like, well-damping material He must so sized

werden, daß Prellungen an der Einstellschraube 4 weitgehend vermieden werden.be that bruises on the adjusting screw 4 are largely avoided.

Durch die Elastizität des Antriebshebels 6 in Verbindung mit dem guten Wirkungsgrad des Tauchankers 2 wird ein beschleunigter Vortrieb der Drucknadel 8 erreicht, der wiederum durch die Elastizität des Antriebshebels 6 zu einem freien Flug der Nadel 8 beim Abdruck führt. Das Zusammenwirken der Teile 2,6,8a und 8 führt somit zu einer wesentlichen Erhöhung der Druckfrequenz bei für Nadeldrucksystemj relativ großem Arbeitshub und bei gleichzeitig wesentlicher Verminderung der Bruchgefahr der Drucknadeln gegenüber den bisher bekannten Nadeliintrieben Dieser Antrieb kann mit gleichem Vorteil für die verschiedensten Ausführungen von Matrix , Punkt-Drahtdruckern etc. verwendet werden.Due to the elasticity of the drive lever 6 in connection with the good efficiency of the plunger 2, an accelerated advance of the print needle 8 is achieved, which in turn is due to the elasticity of the Drive lever 6 leads to a free flight of the needle 8 during the impression. The interaction of parts 2,6,8a and 8 thus leads to a substantial increase in the printing frequency at for needle printing system j relative large working stroke and at the same time a significant reduction in the risk of breakage of the printing pins compared to the previously known needle drives This drive can be used with the same advantage for a wide variety of matrix and dot wire printers etc. can be used.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Drive device for the print needles of a needle printer, in which each print needle is positively connected to a resilient drive lever extending transversely to its actuation direction by winding around one end of this drive lever and in which a drive magnet acts on a drive lever mounted at its other end in the print head so that the stroke on the drive magnet limited by the air gap is increased by the lifting length of the drive lever and its spring action, characterized in that the drive magnet acting on the drive fog (6) is designed as a plunger magnet (2) with an adjustable working stroke , the plunger of which is rigid is connected to the drive lever (6) assigned to it, and that the wire diameter of the print needle and the helix diameter at the form-fitting connection of pressure needle (8) and drive lever (6) are selected so that the first helix adjoining the straight part of the pressure needle is elastic Ve Forming permitted by increasing the helix diameter.

2. Drive device according to claim 1, characterized in that the rear end of the needle (8) is shaped into a spiral spring (8a), the diameter of which is a form-fitting and elastic Connection with the free end of the drive lever (6) allows

3. Drive device according to claim 2, characterized in that the needle end and the Coil springs are provided with a plastic coating (ll) to avoid vibrations.

4. Drive device according to claim 1, characterized in that the needle (8) in its rear Part is bent so that an extension of the straight part to the longitudinal axis of the drive lever (6) and the cranked part leads to the first coil of the spiral spring (8a).

5. Drive device according to claims 1 and 2, characterized in that the spring action of the drive lever (6) is chosen so that at the beginning of the working stroke of the plunger (2) a elastic deformation of the drive lever (6) occurs, leading to a greater drive acceleration the needle (8) leads.

6. Drive device according to claim 5, characterized in that when it hits the plunger (2) on a stop (10) of the drive lever (6) a free flight of the needle (8) to the pressure point made possible while maintaining the form-fitting connection

7. Drive device according to claims 5 and 6, characterized in that a shock-absorbing rest bearing (12) is provided which destroys the reverse acceleration forces of the drive lever (6) occurring during the return of the needle (8).

8. Drive device according to claims 1 to 7, characterized in that the drive lever (6) consists of spring steel

9. Drive device according to claim 1, characterized in that the adjustability of the working stroke of the plunger armature (2) is effected in that it rests against a screw (4 ) in its rest position