DE2342021A1

DE2342021A1 - Mosaikdruckkopf fuer schreibmaschinen oder aehnliche maschinen

Info

Publication number: DE2342021A1
Application number: DE19732342021
Authority: DE
Inventors: Max Dr Rer Nat Guntersdorfer; Hans Dr Rer Nat Helmrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-08-20
Filing date: 1973-08-20
Publication date: 1975-03-06
Also published as: IL45170A; IL45170A0; CH575833A5; SE7410533L; FR2241413A1; BR7406830D0; IT1019956B; ZA744219B; BE819016A; CS182262B2; DK441774A; CA1029599A; GB1463691A; US3970184A; JPS5049019A; NL7410246A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, 2 0. AUG. 19 7 3 Berlin und München Wittelsbacherplatz

73/2074

Mosaikdruckkopf für Schreibmaschinen oder ähnliche Maschinen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mosaikdruckkopf für Schreibmaschinen, Datenschreib-, Fernschreib- oder ähnliche Maschinen unter Verwendung von punkterzeugenden stiftförmigen Druckelementen zum Aufzeichnen von aus Elementen eines Punktrasters gestalteten Zeichen auf einen Aufzeichnungs- · träger.

Derartige Mosaikdruckköpfe haben gegenüber Schreibeinrichtungen, welche an ihren Druckkörpern, sämtliche Typenbilder der abzudruckenden Zeichen beinhalten, den bekannten wesentlichen Vorteil, daß für das Aufbringen der einzelnen Zeichen bedeutend geringerer Zeitaufwand benötigt wird, d.h. dai3 damit eine hohe Schreibgeschwindigkeit erzielbar ist und daß das Arbeitsgeräusch einen annähernd gleichen, sehr niedrigen Pegel hat. Diese hohe Schreibgeschwindigkeit gegenüber dem Gesamttypenabdruck wird erreicht aufgrund des Wegfalls von notwendigen Einstellbewegungen bei Verwendung von Typenwalzen oder Typenköpfen bei der eigentlichen Abdruckbewegung dieses Typenträgers in Richtung auf den Aufzeichnungsträger und durch die Verringerung einerseits der je Abdruckvorgang zu beschleunigenden und abzubremsenden Massen und andererseits durch geringe Hübe der Abdru&elemente.

Aufwendig bei den bekannten Mosaikdruckkopfanordnungen unter Verwendung von punkterzeugenden Druckelementen sind die Antriebsorgane für diese Druckelemente. Für jedes einzelne Druckelement wird nämlich eine individuell ansteuerbare Elektromagnetanordnung benötigt. Diese Elektromagnetanordnungen haben insgesamt eine relativ große Ausdehnung, so daß sie

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gegenüber den nebeneinander angeordneten punkterzeugenden Druckelementen aufgefächert werden müssen, und stellen für den im Normalfall längs einer Zeile während des Schreibbetriebs wandernden Typenträgerwagen eine hohe Belastung dar.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Mosaikdruckkopfeinrichtung unter. Verwendung von punkterzeugenden, stiftförmigen Druckelementen bereitzustellen, deren Aufbau platzsparend und deren zu bewegende, und zu beschleunigende Massen möglichst gering sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckkopf unter Verwendung von punkterzeugenden Druckelementen durch eine Anordnung gelöst, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß mit unterschiedlichen elektrischen Feldern in rascher Folge beaufschlagbare, langgestreckte, piezoelektrische Wandler auf die punkterzeugenden, nebeneinander liegenden Druckelemente einwirken.

Durch die Ausgestaltung des Druckkopfes mit diesen erfindungsgemäßen Merkmalen wird der Gesamtaufbau dieses Druckkopfes wesentlich, verkleinert. Neben der Verringerung des für die Anordnung benötigten Platzes und neben der Verringerung der zu bewegenden, zu beschleunigenden und abzubremsenden Massen auf dem Typenwagen ergibt sich bei dieser Anordnung der wesentliche Vorteil darin, daß die die punkterzeugenden Druckelemente beeinflussenden Organe, im vorliegenden Fall also die piezoelektrischen Wandler enger als die bekannten Elektromagnetanordnungen gestaffelt v/erden können. Es ist möglich, die piezoelektrischen Wandler im Teilungsabstand der nebeneinander liegenden, punkterzeugenden, stiftförmigen Druckelemente hinter diesen anzuordnen. Daraus ergibt sich eine weitere Vereinfachung des Aufbaus, da die Führungen der einzelnen punkterzeugenden Druckelemente in diesem Fall geradlinig in Richtung auf die Aufzeichnungsstelle hin ausgerichtet sein können. VPA 9/240/3029 - 3 -

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Ebenso wie Elektromagnetanordnungen zum Beeinflussen der punkterzeugenden Druckelemente des Mosaikdruckkopfes sind, bei der Verwendung von piezoelektrischen Wandlern zu diesem Zweck lediglich die entsprechende Anzahl von elektrischen Zuleitungen vom ortsfesten Zeichengenerator zum längs der Zeile beweglichen Mosaikdruckkopf erforderlich. Vorteilhafterweise werden als piezoelektrische Wandler Piezokeramiken angewendet. Diese Piezokeramiken sind sehr einfach in ihrer Herstellung und haben annähernd gleiches Verhalten wie ein aus einem einzigen Kristall bestehendes piezoelektrisches Element.

Die Längenänderungen, welche bei Änderungen der an den piezoelektrischen Wandlern angelegten elektrischen Felder an diesen Wandlern erzielbar sind, sind sehr gering. Dafür sind aber die auftretenden Kräfte entsprechend groß. Eine entsprechende Übersetzung des Arbeitshubes auf die punkterzeugenden Druckelemente ist demgemäß erforderlich und möglich.

Gemäß einer diese Tatsache berücksichtigenden bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Mosaikdruckkopf dadurch gekennzeichnet, daß die punkterzeugenden Druckelemente mit ihren der Abdruckstelle funktionell abgewandten Enden gegen flach ausgestaltete, langgestreckte, piezoelektrische' Wandler federgefesselt sind und daß die Federelemente derart dimensioniert sind, daß die auftretenden Federkräfte wesentlich kleiner als die auf die punkterzeugenden Druckelemente beim Strecken der piezoelektrischen Wandler durch entsprechende.. Änderungen der an ihnen wirkenden Kräfte sind.

Bei einer nach diesen bevorzugten Merkmalen ausgestalteten Anordnung werden die punkterzeugenden Druckelemente durch die bei Änderung des angelegten elektrischen Feldes

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hervorgerufene Längenänderung des piezoelektrischen Wandlers in Richtung auf die Schreibstelle kurz beschleunigt und fliegen aufgrund ihrer eigenen Massenträgheit bis zur Abdruckstelle weiter. Nach erfolgtem Abdruck kehren sie durch Rückprallenergie und unterstützt von den an ihnen angreifenden Federn in ihre Ausgangslage am piezoelektrischen Wandler zurück.

Nach einer -weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Mosaikdruckkopf dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Wandler einen mit inkompressibler Flüssigkeit ausgefüllten, durch einen auf die punkterzeugenden Druckelemente wirkendes Kolben- oder Membransystem abgeschlossenen Raum umgibt und daß dieser piezoelektrische Wandler an der Innerrwandung und an der Außenv/andung zur Zuführung der Spannung Elektrodenbeläge aufweist, so daß bei Änderung der am piezoelektrischen Wandler angelegten Spannung eine Vergrößerung bzw. Verkleinerung des von dem piezoelektrischen Wandler umschlossenen Raumes eintritt.

Bei einer Anordnung nach diesen Merkmalen erfolgt die Bewegungsübersetzung vom piezoelektrischen Wandler zum punkterzeugenden Druckelement in einfacher Weise verlustfrei. Bevorzugterweise schließt das punkterzeugende Druckelement selbst mit seinem der Abdruckstelle funktionell abgewandten Ende als Kolben den vom piezoelektrischen Wandler umgebenden Raum ab.

Ausführungsbeispiele nach den Merkmalen der Erfindung sind anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Figur 1 einen Mosaikdruckkopf unter Verwendung von Piezokeramiken zur Beeinflussung der einzelnen Druckelemente ' und

Figur 2 eine Anordnung unter Verwendung einer piezoelektrischen Keramik zum Betätigen eines einzelnen punkt-

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erzeugenden Druckelements über ein hydraulisches Medium.

Gemäß der schematischen und ausschnittweisen Darstellung nach Figur 1 ist der Mosaikdruckkopf 1 auf Führungsschienen 2 verschieblich gelagert, so daß er gezogen über einen Bandzug 3 vor dem Aufzeichnungsträger 4 während des Schreibbetriebes entlang der Schreibzeile bewegbar ist. In dem Mosaikdruckkopf 1 sind übereinander in einer Reihe die punkterzeugenden Druckelemente 5 angeordnet. Jedes dieser punkterzeugenden Druckelemente wird durch ein eigenes Federelement 6 eine piezoelektrische Keramik 7 angelegt. Diese piezoelektrischen Keramiken 7 sind flach und langestreckt ' ausgestaltet, so daß sie auf dem Mosaikdruckkopf in der Teilung der punkterzeugenden Druckelemente 5 und somit mit diesen fluchtend angeordnet v/erden können. Die beiden Seiten jeder piezoelektrischen Keramik 7 tragen Elektrodenbe-· lege, über die an die piezoelektrischen Keramiken 7 die entsprechenden elektrischen Felder angelegt werden. Die Ansteuerung erfolgt über elektrische Zuleitungen 8 von einer nicht dargestellten, im ortsfesten Teil der Schreibeinrichtung angeordneten Elektronik aus.

Durch rasche Veränderung des über die Elektrodenbeläge an einer piezoelektrischen Keramik anliegenden elektrischen Feldes erfolgt eine impulsartige Verlängerung dieser piezoelektrischen Keramik. Dadurch wird das dieser piezoelektrischen Keramik 7 zugeordnete punkterzeugende Druckelement 5 angestoßen und in Richtung auf die Schreibstelle beschleunigt. Nach dieser Beschleunigungsphase des punkterzeugenden Druckelementes 5» welche durch die geringe Längenänderungsfähigkeit der piezoelektrischen Keramik 7 begrenzt ist, bewegt sich das punkterzeugende: Druckelement infolge seiner Massenträgheit in Richtung auf die Schreibstelle weiter, bewerkstelligt dort den Punktabdruck und kehrt infolge seiner

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Rückprallenergie und infolge der Kraftwirkung des Federelementes 6 in die Ausgangslage zurück.

Zwischen jedem punkterzeugenden Druckelement 5 und der zugeordneten piezoelektrischen Keramik 7 ist zum Schütze der Berührungsstellen ein Schuh 9 aus Plastik - insbesondere aus Duroplast.angeordnet. Im Bereich dieses Schuhs ist das Druckelement 5 verbreitert ausgestaltet. Dadurch wird die träge Masse des Druckelements 5 erhöht und die Betätigungsfläche vergrößert.

Figur 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem ein punkterzeugendes Druckelement 10 über eine inkompres-. sible Flüssigkeit 11 durch eine piezoelektrische Keramik 12 verstellbar ist. Die piezoelektrische Keramik 12 umschließt den mit der inkompressiblen Flüssigkeit 11 ausgefüllten Raum und trägt" an der Innen- und der Außenwandung Elektrodenbeläge 13» 14, über die die jeweilige elektrische Spannung angelegt wird, die dann in der piezoelektrischen Keramik 12 das Feld erzeugt. Bei Änderung des an der piezoelektrischen Keramik'12 anliegenden elektrischen Feldes tritt eine Kontaktion bzw. eine Expansion ein, welche über die inkompressible Flüssigkeit auf das in einer Führungsplatine 15 gelagerte punkterzeugende Druckelement 10 in eine Längsbewegung überführt wird. Die Führungsplatine 15 ist über ein elastisches Zwischenstück 16 mit der piezoelektrischen Keramik 12 verbunden.

7 Patentansprüche
2 Figuren

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Claims

Patentansprüche

Mosaikdruckkopf für Schreibmaschinen, Datenschreib-, Fernschreib- oder ähnliche Maschinen unter Verwendung von punkterzeugenden stiftförmigen Druckelementen zum Aufzeichnen von aus Elementen eines Punktrasters gestalteten Zeichen auf einen Aufzeichnungsträger, dadurch gekennzeichnet, daß mit unterschiedlichen elektrischen Feldern in rascher Folge beaufschlagbare, langgestreckte, piezoelektrische Wandler (7, 12) auf die punkterzeugenden, nebeneinander liegenden Druckelemente (5, 10) einwirken.
2. Mosaikdruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als piezoelektrischer Wandler (7j 12) piezoelektrische Keramik angeordnet ist.
3. Mosaikdruckkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die punkterzeugenden Druckelemente (5) mit ihren der Abdruckstelle funktionell abgewandten Enden gegen flach ausgestaltete, langgestreckte, piezoelektrische Wandler (7) durch Federelemente (6) angelegt sind und daß die Federelemente (6) derart dimensioniert sind, daß die auftretenden Federkräfte wesentlich kleiner als die auf die punkterzeugenden Druckelemente (5) beim Strecken der piezoelektrischen Wandler (12) durch entsprechende Änderungen der an ihnen angelegten elektrischen Felder wirkenden Kräfte sind.
4. Mosaikdruckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das punkterzeugende Druckelement im Bereich der dem piezoelektrischen Wandler (7) gegenüberliegenden Betätigungsstelle erweitert ausgebildet ist.

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5. Mosaikdruckkopf nach einem der Ansprüche 3 oder 4, d a -^ durch gekennzeichnet, daß das zwischen den einzelnen punkterz.eugenden Druckelementen (5) und den ihnen zugeordneten piezoelektris dien Wandlern (7) ein Schuh (9) aus Plastikmaterial angeordnet ist.
6. Mosaikdruckkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Wandler (12) einen mit inkompressible!" Flüssigkeit (11) ausgefüllten, durch ein auf die punkterzeugenden Druckelemente (10) wirkender Kolben oder Membransystem abgeschlossenen Raum umgibt und daß dieser piezoelektrische Wandler (12) ah der Innenwandung und an der Außenlandung zum Anlegen des elektrischen Feldes Elektrodenbeläge (13» 14) auf v/eist, so daß bei ihrer Änderung das an dem piezoelektrischen Wandler (12) angelegte elektrische Feld eine Vergrößerung bzw_o eine Verkleinerung des vom piezoelektrischen Wandler umschlossenen Raumes eintritt.
7. Mosaikdruckkopf nach Anspruch 5, dadurch g e k en η ζ ei c hn e t, daß das punkterzeugende Druckelement (10) mit seinem der Abdruckstelle funktionell abgewandten Ende als Kolben vom piezoelektrischen Wandler (12) umgeben und mit inkompressibler Flüssigkeit (11) gefüllten Raum abschließt.

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