DE2264068A1 - Druckvorrichtung - Google Patents

Description

Druckvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung mit einem Steuerteil für unter Ausnutzung magnetischer Kräfte betätigte Druckhammer.

Jis sind bisher bereits verschiedene Betatigungsmechanismen für den Druckhammer eines mechanischen Schnelldruckers bekannt geworden, wie er als Ausgabeteil in einer informationsverarbeitenden Vorrichtung verwendet wird. So ist ein Betätigungsmechanismus unter Ausnutzung einer elektromagnetischen Anziehungskraft bekannt geworden, bei der die Bewegung des Hammers lediglich von der Anziehungskraft eines Elektromagneten abhängig ist, wenn dieser Hammer gegen das ausgewählte Zeichen schlägt» Bei einem Schnell-

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drucker ist die Druckgeschwindigkeit groß, so daß auch die Geschwindigkeit der Zeichenträger (z.B. einer Walze,eines Bandes oder einer Kette etc.) groß ist und eine Bewegung des Hammers gefordert wird, die schnell und stets genau ist, um die Einhaltung des Bereiches des Druckzeichens und einen deutlichen Druck zu gewährleisten.

Bei dem genannten Betätigungsmechanismus für den Hamiaer unter Ausnutzung einer elektromagnetischen Anziehungskraft werden ein die Energie auf den Hammer übertragender Hebel oder eine Anziehungsplatte "benötigt, die nutzlos Bewegungsenergie verbrauchen, und es sind aus diesem Grund etwa fünf Ampere oder mehr pro Schreibstelle erforderlich. Außerdem ist die Ansprechzeit groß. KLn Drucker mit I30 Schreibstellen benötigt somit eine Stromstärke von 7OO Ampere und mehr, wenn sämtliche Druckzeichen gleichzeitig angeschlagen werden, so daß nicht nur die Stromversorgungseinrichtung sehr groß wird, sondern auch die Wärmeerzeugung zu Schwierigkeiten führt.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Betätigungsmechanismus für die Hämmer zu schaffen, der nur eine kleine Stromstärke erforderlich macht.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einzelnen Druckhammer ihre für den Druckvorgang erforderliche Energie bei

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einem Druckbefehl aus einem verformten, elastischen Körper "beziehen und das Steuerteil einen ersten magnetischen Kreis mit einem Permanentmagneten aufweist, durch den der Druckhammer unter Verformung des elastischen Körpers in einer Ruhestellung gehalten werden kann, ferner einen zweiten magnetischen Kreis mit einer Auslösespule besitzt, durch den der Druckhammer entsprechend dem Druckbefehl aus der Ruhestellung lösbar ist, und daß der erste und der zweite magnetische Kreis parallel zum Permanentmagneten liegen.

Bei dieser Lösung wird die Energie für den Druckvorgang aus einem elastischen Körper entnommen, der mittels eines Permanentmagneten im zusammengedrückten Zustand gehalten wird. Durch Schwächen der magnet oiüo tori sehen Kraft mittels einer Auslösespule kann durch eine kleine Energiezugabe die Haltekraft des Magneten soweit verringert werden, daß die Gegenkraft des elastischen Körpers größer wird und durch diese der Druckvorgang ausgeübt wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind der erste und der zweite magnetische Kreis über einen magnetischen Sättigungsteil mit dein Permanentmagneten verbunden. Hierdurch wird erreicht, daß die gegenseitige magnetische Beeinflussung zwischen den Magnetkreisen benachbarter ßchreibstellen keine schädlichen Auswirkungen mehr haben kann. Jei einem Zeilendrucker, bei dem ebenso viele Hammer wie Schreibstellen vorgesehen sind, können manchmal fehler dadurch auftreten, daß ein Hammer infolge Einflußnahme

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durch die Betätigung eines anderen Hammers, der das Verhältnis Bd/Hd des Permanentmagneten ändert (Arbeitspunkt des Permanentmagneten), ebenfalls betätigt wird. Durch den magnetischen Sättigungsteil wird verhindert, daß sich der Fluß ändert.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand von acht Figuren näher erläutert. Es zeigen

Pig. 1 eine erfindungsgemäße Druckvorrichtung

' Pig. 2 und J die magnetischen Kreise für den Hammer zweier weiterer erfindungsgemäßer Druckvorrichtungen

Pig. 4 die Ersatzschaltung der magnetischen Kreise für den Hammer

Pig. 5 einen Teil der Magnetisierungskennlinie zur Veranschaulichung des Arbeitspunktes

Pig. 6 eine erfindungsgemäße Ausführungsform mit einem magnetischen Sättigungsteil

Pig. 7 einen Ausschnitt aus der Druckvorrichtung nach Pig. 6, welcher die Verhältnisse in !Richtung der Schreibstellen darstellt

Pig. 8 eine Detailansicht einer weiteren Ausführungsform.

Die Druckvorrichtung gemäß Pig. 1 enthält einen Hammer 1 und Jochteile 2 und 2' mit Anzugsflächen 2a und 2*a zum Halten des ,Hammers 1. Die Jochteile schließen einen Permanentmagneten J einÄÄit dem

Bezugszeicnen 4 ist eine Auslösespule bezeichnet, die parallel zum Anzugsteil für den Hammer (magnetischer Lastwiderstand) in dem aus dem Permanentmagneten 3_t der Auslösespule 4 und dem Hammeranzugsteil

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bestehenden magnetischen Kreis angeordnet ist. Der Hammer ist mittels Aufhängefedern 5 gelagert. Es ist außerdem eine Antriebsfeder 6 für den Hammer vorgesehen, die durch eine Federführung 7 geführt wird und über einen Hammerkontaktgeber 9 die Federkraft auf den Hammer 1 überträgt. Hit der Zahl 8 ist eine Befestigungsplatte für die Feder 6 und mit der Zahl 10 ein Anschlag bezeichnet, der den-Hub der Feder 6 und des Kontaktgebers 9 begrenzt. Durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Bückstellmechanismus wird der Anschlag 10 jeweils nach Ausführung eines Druckvorgangs in die gestrichelt angedeutete Lage gebracht, wodurch der Hammer 1 wieder in die Huhelage zurückgestellt wird. Fig. 1 läßt außerdem eine Walze 11,ein Aufzeichnungspapier 12 und ein Farbband 13 erkennen.

Die Vorrichtungen gemäß den Fig. 2 und 3 unterscheiden sich von der nach Fig. 1 lediglich durch die Ausbildung des Joches und die Anordnung der Auslösespule. Es sind die gleichen Bezugszeichen gewählt.

Es wird nun anhand der Zeichnungen die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert. Unter der Voraussetzung, daß die Auslösespule 4 stromlos ist und daß der Hammer 1 in die in Fig. dargestellte Ruhelage zurückgestellt ist, wird der Hammer durch die Anzugsflächen 2a und 2'a der Jochs 2 und2^! infolge des magnetischen Flusses "i" des Permanentmagneten 3 gehalten. Die Halte-

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kraft für den Hammer ist größer als die Druckkraft der Antriebefeder 6 für den Hammer. Sie ist so gemessen, daß auch Einflüsse durch eine Temperaturänderung, Vibrationen etc., die auf den betreffenden Teil ausgeübt -werden, ohne Auswirkung bleiben. Der Arbeitspunkt des Permanentmagneten wird in diesem Zustand durch die magnetischen Kreise des Anziehungsteils des Hammers und des Teils, auf dem die Auslösespule sitzt, bestimmt. Das Verhältnis von Induktion zu .Feldstärke (Bd/Hd) für diesen Zustand ist in i'ig. 5 .dargestellt» Es gilt der Arbeitspunkt "a". Die Walze eines die Zeichen tragenden Zeichenträgers dreht sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit. Wenn sich das ausgewählte Zeichen der Vorderseite des Hammers nähert, wird der Auslösespule 4 in einem gewissen zeitlichen Ablauf ein Signal zugeführt. Die Polarität des der Auslösespule zugeführten Signals ist so gewählt, daß der magnetische i'luß der Schleife "ii" vergrößert wird. Es wirkt hierdurch auf den Permanentmagneten die in Pig. 3 dargestellte magnetomotorische Kraft "U" in der angegebenen Richtung ein und hierdurch wird der Arbeitspunkt des Permanentmagneten verschoben. In der elektrischen Ersatzschaltung gemäß Fig. 4 bedeuten "HdI" die magnetomotorische Kraft des Permanentmagneten, "U" die durch die Auslösespule 4 erzeugte magnetomotorische Kraft, "r" den magnetischen Widerstand im Jochteil der Auslösespule, "R" den magnetischen Widerstand im Halteteil des Hammers. Wenn gemäß den Fig. 4- und 5 die magnetomotorische Kraft "U" erzeugt wird, wird die magnetomotorische Kraft "HdI" des Permanentmagneten verringert,

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d.h. es wird die magnetomotorische Kraft zwischen den Stellen "c" und "d" vermindert. Demgemäß nimmt der durch den Hammerhalteteil fließende magnetische JFluß "i" ab, und die Haltekraft wird verringert. Unterschreitet die Haltekraft die durch die Antriebsfeder 6 erzeugte Gegenkraft, dann löst sich der Hammer von den Anzugsflächen 2a und 2*a und wird in Richtung des Zeichens bewegt· Die Antriebsfeder 6 für den Hammer führt dem Hammer so lange Energie zu, bis der Anschlagteil des Kontaktgebers 9 gegen den Anschlag 10 stößt. Nachdem der Kontaktgeber 9 durch den Anschlag 10 gestoppt ist, wird das Zeichen durch die im Hammer gespeicherte kinetische Energie angeschlagen. Die Bückstellung des Hammers erfolgt durch den in der Zeichnung nicht dargestellten Bückstellmechanismus. Durch diesen wird der Anschlag 10 in der in !ig. 1 durch einen Pfeil angedeuteten Bichtung bewegt, und hierbei der Halteteil des Hammers bis zu den Anzugsflächen 2a und 2*a der Jochteile 2 und 2¹ gebracht. In diesem Zeitpunkt fließt durch die Auslösespule 4- selbstverständlich kein Strom. Danach kehrt der Anschlag 10 wieder in die Ausgangsstellung zurück. In diesem Zustand befindet sich der Hammer in Bereitschaft für den nächsten Druckvorgang und der Druckprozeß für eine Druckzeile ist beendet.

Die in den Pig. 2 und 3 dargestellten magnetischen Kreise gehorchen dem gleichen Prinzip wie der ausführlich erläuterte magnetische Kreis gemäß Pig. 1. Lediglich die Ausbildung der Jochteile und die Lage der Auslösespule ist gegenüber Pig. 1 abgeändert.

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Die Hauptmerkmale der Erfindung sind:

a) Die Druckenergie für den Hammer wird nicht aus einer elektromagnetischen Einrichtung zugeführt, · sondern es wird die in einer Feder gespeicherte Energie verwendet. Die Auslösespule dient nur dazu, den magnetischen Kreis zu triggern.

b) Der Hammer wird durch die magnetische Kraft eines Permanentmagneten in seiner Ruhestellung gehalten.

c) In dem aus dem Halteteil für den Hammer, der Auslösespule und dem Permanentmagneten bestehenden magnetischen Kreis sind der Hammerhalteteil und der Teil, auf dem die Auslösespule sitzt, parallel zum Permanentmagneten angeordnet.

d) Das Lösen des Hammers vom Hammerhalteteil wird durch Erregen der Auslösespule in einer solchen Richtung bewirke, daß die

, magnetomotorische Kraft des Permanentmagneten verringert wird.

Der Hammermechanisriius kann mittels eines sehr kleinen Stromes von 100 Amperewindungen und weniger pro Schreibstelle gesteuert werden, Das erfindungsgemäße Prinzip kann in weitem Umfang für die Betätigungsvorrichtung von Hämmern eines Serien- oder Zeilendruckers angewandt werden. Der Leistungsverbrauch ist sehr gering und der Auslösestrom des Hammers klein. Ea kann ein leicht zu steuernder Hammermechanismus verwirklicht werden.

Die Ausführungsform nach irig· 6 unterscheidet sich von der nach Ji¹Ig. 1 dadurch, daß für den magnetischen Kreis ein Aufbau ähnlich der Ausfuhrungsform nach i'ig. 2 gewählt ist und daß die parallel

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liegenden magnetischen Zweige des Haminerhalteteils und der Auslösespule über einen magnetischen Sättigungsteil mit dem Permanentmagneten verbunden sind. Hierdurch wird erreicht, daß die Größe des magnetischen iTusses durch den Hammerhalteteil selbst dann nahezu konstant gehalten wird, wenn sich der Zustand anderer bchreibstollen ändert. Der Sättigungsbereich ist mit A bezeichnet.

I¹Ig. 7 dient zur !Erläuterung des in JB'ig. Λ dargestellten Hammerhai temechanismus und zeigt die Beziehung in Sichtung der Schreibstellen. Die üezugszeicheii entsprechen denen von j?ig. 1 und die Indizes beziehen sich auf die verschiedenen Schreibstellen. Unter der Voraussetzung, daß der Hammer in der ^Ruhestellung gehalten wird, schließt sich der vom Periianentmagneten ausgehende magnetische i'luß über die bchleifen (i) und (ii). Der magnetische i'luß der Schleife (i) wird dazu benutzt, den Hammer zu halten. Infolge dos magnetischen Sättigungsbereiches A im magnetischen i'lußpfad ändert sich die Größe des magnetischen i'lusses durch die Schleife (i) selbst dann nicht, wenn sich die magnetomotorische Kraft etwas ändert.

Der Permanentmagnet wechselt den Arbeitspunkt (Magnetfeldstärke) als ii'olge einer Änderung im magnetischen Widerstand des magnetischen Kreises des Permanentmagnet en. bind in Üichtung der Schreibst eilen, wie in ilg. ^r/ dargestellt, mehrere Hammer angeordnet, dann wird der Arbeitspunkb des Permanentmagneten beim Lösen des Hammers einer Schreibstelle aus der Huhestellung bzw·

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Halteposition geändert. Ist im magnetischen, Kreis der magnetische Sättigungsbereich A nicht vorgesehen, dann ändert sich die Größe des magnetischen Flusses im Hammerhalteteil und damit auch die Anziehungs- bzw. Haltekraft für den Hammer. Der Druckvorgang en einer Schreibstelle beeinflußt dann die anderen Schreibsteilen in unerwünschter Weise.

Dadurch, daß gemäß dieser Erfindung der magnetische Kreis zum Halten des Druckhammers in der liuhelage und der die Auslöe,e;;puiu M- enthaltende magnetische Kreis mit dem Permanentmagneten über den magnetischen Säbtigungsbereich A verbunden sind, bleibt die Größe des magnetischen H'lv.ssc? selbst dann nahezu konstant, wenn sich der Arbeitspunkt des Permanentmagneten ändert und die magnetomotorische Kraft des Permanentmagneten geändert wird, so daß die Größe des durch den Hauinerhalteteil fließenden ma_bne bischen i'lusses' nahezu konstant gehalten werden kann.

erscheint das ausgewählte Zeichen der Druckwalze vor dem Hammer, dann wird die Auslösespule 4 derart erregt, daß die Größe des magnetischen Flusses der Schleife (ii) ansteigt. Hierdurch v;iru der magnetische Fluß durch die Schleife (i) vermindert, und der Hammer wird unter Einwirkung der Antriebsfeder G bewegt. Es schließen sich die bereits zu Pig. 1 beschriebenen Arbeitsschriuto an, um den Druckvorgang für ein Zeichen zu beenden.

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wie "bereits erwähnt, kann der magnetische i'luß durch den Hammerhalteteil konstant gehalten werden, selbst wenn sich der Arbeitspunkt des Permanentmagneten und die magnetomotorische Kraft infolge des Einflusses anderer Schreibstellen etc. ändert. Die Schreibstellen können sich gegenseitig nicht mehr beeinflussen. Es ist somit zum Lösen der Hämmer aus der Ruhestellung nicht erforderlich im Hinblick auf die Einflüsse anderer Schreibstellen, einen größeren Strom durch die Auslösespule 4 fließen zu lassen. Uie Bewegung der Hämmer kann mittels eines sehr kleinen Stromes gesteuert werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den !"ig. 6 und 7 ist im Jochteil 2¹ ein magnetischer Sättigungsbereich A vorgesehen. Selbstverständlich kann ein solcher Sättigungsbereich, wie in KLg. 8 dargestellt, auch im Jochteil 2 vorgesehen sein. Er ist hier mit B bezeichnet. Außerdem können auch gleichzeitig in beiden Jochteilen 2 und 2¹ magnetische Sättigungsbereiche A und B vorhanden sein.

Kurch die Erfindung läßt sich, da der Einfluß von Änderungen des Arbeitcpunktes des Permanentmagneten beim Betätigen anderer L/cla-eibstellen eliminiert ist, eine stabile Arbeitsweise bei sehr kleinem Erregerstrom erzielen.

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Claims (1)

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1. !Druckvorrichtung mit einem bteuerteil für unter Ausnutzung magnetischer Kräfte betätigte Druckhammer, dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen Druckhammer (1) ihre für den Druckvorgang erforderliche Energie bei einem Druckbefehl aus einem verformten elastischen Körper (6) beziehen und das üteuerteil einen ersten magnetischen Kreis (i) mit einem Permanentmagneten (^) aufweist, durch den der Druckhammer unter Verformung des elastischen Körpers in einer ruhestellung gehalten werden kann, ferner einen zweiten magnetischen Kreis (ii) mit einer Auslösespule (4-) besitzt, durch den der Druckhammer entsprechend dem Druckbefehl aus der Ruhestellung; lösbar ist und daß der erste und der zweite magnetische Kreis parallel zum Permanentmagneten liegen.

2, Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Parallelanordnung aus den beiden magnetischen Kreisen (i, ii) über einen magnetischen Süttigungsteil (A, B) mit dem Permanentmagneten verbunden ist (vgl. .big. 6 bis 8).

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