DE2300910C3 - Drucker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucker mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei herkömmlichen Druckern, die mit Elektromagneten arbeiten, wird dem Hammer die für das Drucken erforderliche kinetische Energie unmittelbar über einen Hebel durch die Anzugskraft eines Elektromagneten zugeführt Um einen möglichst schnellen Druckvorgang zu erreichen, muß die Druckenergie und die kinetische Energie des Hebels in möglichst kurzer Zeit aufgebaut werden. Ein Elektromagnet mit dem dies möglich ist, verlangt eine ganz erhebliche Energiezufuhr und ist entsprechend groß, was sich auf eine enge Anordnung benachbarter Druckhämmer und auf den Raumbedarf des Druckers grundsätzlich negativ auswirkt

Ein bekannter Drucker mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 (US-PS 30 49 990) arbeitet nicht mit einem den Druckhammer in Richtung auf die Druckstellung antreibenden Elektromagnet, sondern mit Hilfe einer Antriebsfederanordnung, die in der Ruhelage des Druckhammers entsprechend vorgespannt ist. Die beschleunigende Kraft der Antriebs* federanordnung bzw. ganz allgemein des elastisch verformbaren Elementes als eine solche, steht unmittelbar nach der Freigabe des Druckhammers aus seiner durch die Kraft eines magnetischen Haltekreises bestimmten Ruhelage durch einen entsprechenden elektromagnetischen Auslösebefehl zur Vergügung, es tritt keine Verzögerung auf, wie sie bei elektromagnetischen Antriebsanordnungen entsprechender Größenordnung aufgrund deren Induktivität unvermeidlich sindt Der Energiebedarf des Elektromagneten wird deshalb geringer, weil dieser nur noch der Freigabe des Druckhammers aus der Ruhestellung dient, es muß also lediglich noch die entsprechend gering zu haltende Kraft des magnetischen Haltekreises überwunden werden. Zu diesem Zweck ist der durch das Auslösesignal hervorgerufene Fluß des Elektromagneten demjenigen in dem Haltemagnetkreis entgegengeriehtet Der entgegenwirkende magnetische Fluß muß nur

ίο so groß sein, daiß die Kraft der Antriebsfederanordnung die resultierende Kraft der Halte- und Auslöse-Magnetkräfte überwinden kann. Aus diesem Grunde ist nicht nur der Energiebedarf des Elektromagneten gering, er kann vielmehr auch eine vergleichsweise kleine Abmessung erhalten und mit entsprechend geringer induktiver Belastung ausgebildet sein.

Bei diesem bekannten Drucker sind die Erregermagneten des Auslösekreises einerseits und des Haltekreises andererseits in Reihe geschaltet und beide als Elektromagnete ausgebildet Jedem Druckhammer ist eine solche Reihenschaltung gesondert zugeordnet Der von dem Haltemagnet ausgehende Fluß ist so eingestellt daß an den Polflächen zwischen dem Druckhammer und den Jochen des Magnetkreises Sättigung herrscht, so daß an die Konstanz der elektrischen Energieversorgung im Haltekreis keine großen Anforderungen gestellt werden müssen.

Da die Anforderungen an die Genauigkeit des Auslösezeitpunktes bei schnellen Druckern mit sogenanntem fliegendem Druck wegen unvermeidlicher Fertigungstoleranzen ohne nachträgliche Einstellmöglichkeit nicht zu erfüllen sind, ist die Energiezufuhr zu der Auslösemagnetspule mit Hilfe eines Potentiometers anpaßbar gestaltet Das bedeutet aber, daß das Auslösesignal aus entsprechend konstanter Energiequelle entnommen werden muß bzw. mit entsprechend konstantem Wert anfällt

Insgesamt ist dieser bekannte Drucker daher in Herstellung, Energieversorgung und Platzbedarf relativ aufwendig.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Drucker der eingangs genannten Art zu schaffen, der sich bei geringem Energie- und Raumbedarf einfach herstellen und ohne besondere Konstanz des Auslösesignals betreiben läßt

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen gelöst, die im Kennzeichen des Anspruches 1 enthalten sind.
Durch den magnetischen Widerstand — hierbei kann

so es sich um ein nicht ferromagnetisches Material, einen Luftspalt od. dgl. handeln — wird zum einen ein Kurzschluß des Haltekreis-Dauermagneten über den parallel geschalteten Kern des Auslöse-Elektromagneten verhindert; durch dessen Veränderbarkeit bzw. Einstellbarkeil: läßt sich zum anderen die Größenord' nung des magnetischen Nebenschlusses des Dauermagneten über den Kern des Elektromagneten bestimmen, derart, daß der Druckhammer mit einer exakt definierten Kraft an den Polflächen der Joche gehalten wird Mit dieser Eifistelltr.öglichkeit kann man daher Fertigungsungenauigkeiten ausgleichen und insbesondere für eine Vielzahl von Druckhämmern, die von ein- und demselben Dauermagnet gehalten werden können, exakt gleiche Betriebsbedingungen erhalten.

An das Auslösesignal werden keine besonderen Konstanzforderungen gestellt, es muß lediglich den Haltefluß im Druckhammer-Haltekreisteil in einer bestimmten, von der Drucktypen-Umlaufgeschwindig-

keit abhängigen Zeit abbauen, was durch entsprechend steile Aussteuerung des Auslöseelektromagneten ohne Schwierigkeiten erreichbar ist Aufgrund der gleichen Halteverhältnisse läßt sich eine Vielzahl von Druckhämmern mit Auslösesignalen aus einer einzigen Signalquel-Ie steuern.

Die Verwendung des Dauermagneten, insbesondere eines gemeinsamen für eine Vielzahl von Druckhämmern, wirkt sich platzsparend aus. Der bzw. die Elektromagnete für das Auslösen des Druckvorganges können relativ kleni bemessen werden, weil der durch den Auslösefluß zu überwindende Haltefluß durch den Druckhammer-Haltekreisteil klein gehalten werden kann. Das Verändern des magnetischen Widerstandes zur Einstellung einer bestimmten Haltekraft auf den Druckhammer kann auf verschiedene Weise erfolgen, so läßt sich beispielsweise im Bereich des magnetischen Widerstandes der Querschnitt für den Durchgang des magnetischen Flusses variabel gestalten, zum anderen läßt-sich die Ausdehnung des magnetischen Widerstandes in Flußrichtung verändern. Letzteres geschieht beispielsweise bei einem Luftspalt bevorzugt mit Hilfe einer Schraube, die eine kontinuierliche Veränderung der Luftspaltbreite erlaubt

Wird das Magnetfeld des Haltekreis-Dauermagneten durch äußere Einflüsse verändert oder variiert die Belastung des Dauermagneten durch im Betriebsablauf unterschiedlich viele, gleichzeitig zu haltende Druckhammer oder liegen andere bzw. zusätzliche Einflüsse vor, die die Haltekraft an dem bzw. den Druckhämmern verändern könnten, so wird in weiterhin bevorzugter Ausbildung der Erfindung der Haltekreis mit einer Sättigungszone versehen. Diese Sättigungszone befindet sich in der Parallelschaltung in Reihe zum Dauermagneten vor der Ankopplung an den Auslösekreis bzw. den Haltekreisteil, der den Druckhammer umfaßt Durch diese Sättigungszone wird also der Auslösevorgang nicht beeinflußt, sie gestattet es lediglich, den Haltekreis-Dauermagneten so stark zu machen, daß er unabhängig von den vorgeschilderten Einflüssen im Haltefall immer eine Sättigung in der SättigungszonL bereitstellt Auf diese Weise wird — ähnlich wie bei einer sogenannten Scherung — der Haltemagnetfluß in dem den Druckhammer einschließenden Haltekreisteil konstant gehalten.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammemhang mit der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele, auf die besonders Bezug genommen wird und anhand deren die Erfindung nachfolgend näher erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispieles;

F i g. 2 eine schematische Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispieles.

F i g. 1 zeigt einen Druckhammer 1, der an zwei flexiblen parallelen Federn 9 aufgehängt und geführt ist. Zur Bildung des Haltekreises weist der Druckhammer 1 zwei entsprechende Vorsprünge auf, an denen Polflächen 2a und 3a von zugehörigen Jochen 2 und 3 angreifen. Das Joch 2 liegt an der einen Seite eines Dauermagneten 4 an, an dessen anderer Seite das Joch 3 angeschlossen ist. Eine Spule S umfaßt einen Kern, der unter entsprechender Formgebung mit einem Ende an das Joch 3 und mit dem anderen Ende unter Belassen eines Luftspaltes G an das Joch 2 herangeführt ist. Das Joch 3, der zwischen den Hohlflächen 3a und la liegende Teil des Druckhammers 1 und das Joch 2 bilden unter Anschluß des Dauermagneten 4 den Haltekreis /. Teile des Auslösekreises //werden von dem die Auslösespule 5 tragenden Kern mit seinen Anschlüssen an die Joche gebildet Einer dieser Anschlüsse liegt unmittelbar an dem Joch 3 an, während der andere durch den Luftspalt G beabstandet an das Joch 2 herangeführt ist Damit ergibt sich eine Parallelschaltung aus drei Zweigen, nämlich dem Haltekreisteil, der einen Teil des Druckhammers 1 umfaßt, ein Zweig, der den Dauermagneten 4 und einen Teil des Joches 3 umfaßt und ein weiterer Zweig, der in Reihenschaltung den Kern der Spule 5 und den Luftspalt G umfaßt

Für den Antrieb des Druckhammers 1 aus seiner dargestellten Ruhelage heraus in die Arbeitslage greift an dem Druckhammer 1 mit einem Ende ein Kraftübertragungshebel 11 an, an dessen anderem Ende eine Antriebsfeder 12 befestigt ist Der Kraftübertra- -gungshebel 11 ist drehbar um eine Achse i3 gelagert

Zur Begrenzung der Antriebsbewegung des Kraft-Übertragungshebels 11 ist ein ortsfester Anschlag 10 vorgesehen. Mit Hilfe einer Nockeneinrichtung 14 kann der Druckhammer 1 aus seiner Arb?itslage in die dargestellte Ruhelage zurückgeführt werden. Das Arbeitsende des Druckhammers 1 schlägt bei entsprechendem Antrieb über ein zu bedruckendes Papier 17 und ein zwischengelagertes Farbband 16 an den auf der Mantelfläche einer Drucktrommel 15 vorgesehenen Drucktypen an. In der Ruhelage des Druckhammers an den Hohlflächen 2a und 3a der entsprechenden Joche ist der Druckhammer 1 demnach vorbereitend mit der Antriebskraft der Antriebsfeder belastet

Im vorliegenden Falle wird der magnetische Widerstand in Form des Luftspaltes G im Auslösekreis-Zweig der Parallelschaltung dadurch geändert daß seine Breite und damit der Abstand zwischen dem entsprechenden Kernanschluß der Spule 5 und dem Joch 2 mit Hilfe einer Axialverschiebe sicher in ein Gewinde eines ortsfesten Halteblockes 7 eingreifende Stellschraube 8 veränderbar ist Durch Drehen der Schraube erreicht man eine stufenlose Einstellung der Breite des Luftspaltes G, der mit Hilfe einer Schraubenfeder 6 in Öffnungsrichtung beaufschlagt ist Die Feder greift also zwischen dem Kernansatz der Spule 5 und dem Joch 2 an und ist gegen seitliches Abgleiten mit Hilfe eines sie durchgreifenden Stiftes gesichert. Je enger bzw. schmaler man den Luftspalt G macht, um so größer ist der Flußanteil //des Dauermagneten 4, der den Kent der Spule 5 und damit diesen Teil des Auslösekreises durchfließt und um so geringer wird demzufolge der Flußanteil in dem Haltekreisteil, der den Druckhammer 1 umfaßt Erweitert man den Luftspalt G, so verändern sich die beiden Teilflüsse im umgekehrten Sinne. Diese Einstellmöglichkeit der Flußwerte ist vor allem auch dann von besonderem Vorteil, wenn eine Vielzahl von Druckhärrunern beispielsweise in einem Zeilendrucker, in Richtung der Spalten aufeinanderfolgend angeordnet ist. Mit Hilfe der Luftspalt-Einstellung erreicht man, daß die Zeit vom Einfallen des Auslösesignals bis zur Freigabe der Druckhämmer in allen Spalten gleich gehalten werden kann.

Die Arbeitsweise ist wie folgt: Der Druckhammer 1 wird an den Polflächen 2a und 3a des Haltekreises in Ruhelage gehalten und in dieser vorbereitend dem Antriebsdruck der Antriebsfeder 12 über den Kraft-Übertragungshebel 11 ausgesetzt. Befindet sich eine ausgewählte Drucktype der Drucktrommel in Nähe der dem Arbeitsende des i>ruckhammers gegenüberliegenden Lage, so wird ein Auslösestrom durch die

Auslösespule 5 geleitet, der einen solchen Richtungssinn hat, daß der durch ihn hervorgerufene magnetische Fluß den von dem Dauermagneten herrührenden Flußanteil ii verstärkt. Aufgrund der vorgeschilderten Parallelschaltung der Magnetkreiszweige verringert sich demzufolge der Fluß / in dem Haltekreisteil, der einen Teil des Druckhammers 1 umfaßt, und zwar dadurch, daß der durch den Auslösestrom hervorgerufene Magnetfluß in diesem Haltekreisteil dem Haltefluß i entgegengerichtet ist. Bei Unterschreiten eines bestimmten Schwellwertes des resultierenden Magnetflusses im Haltekreisteil des Druckhammers überwiegt der durch die Antriebsfeder 12 auf diesen ausgeübte Druck, so daß sich der Druckhammer 1 aus seiner Haltestellung an den Polflächen 2a und 3a löst und in Richtung auf die Drucktrommel zu durch entsprechende Verschwenkbewegung des Hebels 11 unter der Kraft der Feder 12 beschleunigt wird. Nach Anschlagen des Kräfteübertragungshebels 11 an dem Anschlag 10 hat der Druckhammer 1 eine genügend hohe kinetische Energie, um das zn bedruckende Papier 17 über das zwischengelegte Farbband 16 an die ausgewählte Drucktype der Trommel 15 anzuschlagen.

Die Rückführung des Druckhammers 1 geschieht durch die Nockeneinrichtung 14, die bei Verdrehen den Hebel 11 zurückstellt. Sobald der Druckhammer 1 an den Polflächen 2a und 3a anliegt, ist die Haltestellung wieder eingenommen, da zu diesem Zeitpunkt die Spule 5 des Auslösekreises keinen Strom mehr führt, und der Druckhammer ist bereit für einen erneuten Druckvorgang.

Durch den direkten Anschluß des Dauermagneten 4 an die Joche 2 und 3, die ihrerseits Teile dei den Druckhammer 1 umfassenden Haltekreisteiles bilden, ist die dem Dauermagneten 4 abverlangte Kraft äußerst gering. Der Dauermagnet kann also besonders klein gehalten werden. Treten allerdings Einflüsse auf, die den für den Haltekreisteil zur Verfügung zu stellenden Haltefluß variabel gestalten, so erreicht man eine Stabilisierung dadurch, daß in dem Zweig der Parallelschaltung, der den Dauermagneten 4 umfaßt, in Reihenschaltung zu diesem eine Zone vorgesehen wird, die bei einem Dauermagnetfluß, wie er zum Halten des Hammers 1 erforderlich ist, in den Bereich der magnetischen Sättigung gelangt. Der Dauermagnet 4 kann also so stark gewählt werden, daß diese Sättigung immer erreicht wird.

Eine solche Ausbildung zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2, dort ist der Teil des Joches 3, der zwischen dem Dauermagneten 4 und dem Anschluß des Kerns der Spule 5 liegt, mit einer Zone B verringerten Querschnittes versehen. Hier stellt sich die vorerwähnte Sättigung ein. Dadurch ändert sich an der Flußverteilung und der Einstellmöglichkeit des zum Halten des Druckhammers 1 benötigten Flußanteile des Dauerin magneten nichts, da der Auslösezweig der Parallelschaltung von der Sättigungszone Binsoweit unbeeinflußt ist. Auch die übrigen Einrichtungen, die zum Teil in F i g. 4 nicht dargestellt sind, erfahren keine Änderung gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1. Dies gilt auch hinsichtlich der Arbeitsweise.

Wie aus Vorstehendem ersichtlich, läßt sich durch das Vorsehen des erhöhten magnetischen Widerstandes in Form des Luftspaltes G der für das Halten des Druckhammers nicht wirksame Magnetflulianteii durch den Auslösezweig klein halten. Darüber hinaus läßt sich durch Einstellen des Luftspaltes G und damit entsprechende Änderung des magnetischen Widerstandes im Auslösezweig der Parallelschaltung die Dauermagnet-Flußverteilung in den beiden übrigen Magnetkreiszweigen beeinflussen. Dies führt dazu, daß bei einer Vielzahl von Hämmern, beispielsweise bei einem Zeilendrucker, bei denen solche Hämmer in Richtung der Spalten hintereinander angeordnet sind, die Zeit zwischen dem Aufbringen des Auslösesignals und dem Anschlagen des Druckhammers an dem Drucksymbol durch Einjustieren der Haltekrafi für den Druckhammer in der Ruhelage für alle hintereinander angeordneten Druckhammer gleichgehalten werden kann. Dies verhindert, daß bei dauernd umlaufender Typenwalze die abgedruckten Symbole in einer Reihe unterschiedlich hoch abgedruckt werden bzw. Unscharfen aufweisen. Man kann also erreichen, daß jeder der Druckhämmer der Spalten dann an der ausgewählten Drucktype anschlägt, wenn sich diese gerade in der exakten Zuordnung zu dem Arbeitsende des druckenden Hammers befindet

Ferner konnte experimentell nachgewiesen werden, daß die Steuerung des Druckhammers mit sehr kleinen Strömen durch die Auslösespule vorgenommen werden kann, da sich der Wert des Stromes in jeder Spalte annähernd gleichmäßig nach der Einstellung des Luftspaltes G bestimmt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche;

1. Drucker mit wenigstens einem Druckhammer, der in seiner Ruhestellung in einen magnetischen Haltekreis eingeschaltet und gegen die Kraft einer vorgespannten Antriebsfeder-Anordnung gehalten ist und der sich durch Erregen eines elektromagnetischen Auslösekreises und damit Schwächen des magnetischen Halteflusses aus der Ruhestellung löst und unter der Kraft der Antriebsfederanordnung in die Druckstellung gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösekreis (H) an den von einem Dauermagneten (4) gespeisten Haltekreis (i) über einen veränderbar einstellbaren magnetischen Widerstand (G) parallel angekoppelt ist

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand (G) durch einen Luftspalt gebildet ist

3. Drucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der magnetische Widerstand (G) mit Hilfe einer Schraubeinrichtung (6 bis 8) kontinuierlichveränderbar einstellbar ist

4. Drucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubeinrichtung (6 bis 8) gegen unbeabsichtigtes Verstellen der Luftspaltbreite durch Federbelastung (6) gesichert ist

5. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß in dem Haltekreis (i) eine im Haltebetrieb magnetisch gesättigte Zone fßj vorgesehen ist

6. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß einer Reihe von Druckhämmern ein gemeinsamer Dauermagnet zugeordnet ist