DE2420005A1

DE2420005A1 - Matrixdruckvorrichtung

Info

Publication number: DE2420005A1
Application number: DE19742420005
Authority: DE
Inventors: Donald G Hebert
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1974-04-25
Publication date: 1974-11-21
Also published as: NL7401608A; JPS501820A; CA1010293A; IT1006487B; GB1477661A; FR2227129A1

Description

Dr. E. WleflMd. Dipl.-Ing. W. Kieimnn 2420005

Dr. M. Koh!w. D:?!.-!flg. G. Ss? nhardl

Patantarr.viüe

Hamburg 50 - KönigstraBo 28

Tel. No. 3312 33

Telex;212979karpd ^s

W.26265/74 12/Sch

The Singer Company

Elizabeth, New Jersey (v. st. A.)

Matrixdruckvorrichtung·

Die Erfindung bezieht sich auf Matrix-Hochgeschwindigkeit sdruckvorrichtungen derjenigen Art, bei welcher eine Mehrzahl dünner Drahtstifte oder Druckdrähte wahlweise angeschlagen wird, um einen Anschlag an einem Aufzeichnungsmedium auszuführen.

Bei der gegenwärtigen Verwendung von Ausgänge sit hoher Geschwindigkeit liefernden Vorrichtungen, beispielsweise von Vorrichtungen, die mit elektronischen Rechnern, Rechenmaschinen und mit Datenverarbeitungsausrüstung verwendet werden, ist es notwendig, die Ausgangsinformationen sehr schnell, deutlich und wirksam auszudrucken, und zwar oftmals mit der Möglichkeit, gleichzeitig mehrere Kopien herzustellen·

In einer solchen Druckvorrichtung mit mechanischen Elementen ist die Trägheit der mechanischen Elemente ein Paktor, der die Arbeitsgeschwindigkeit begrenzen kann.

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Bei solcher Hochgeschwindigkeitsanwendung von Matrixdruckvorrichtungen, die eine'Mehrzahl von Druckdrähten haben, um Punkte zu bilden, die derart gedruckt werden können, daß Zeichenkonfigurationen gebildet werden, ermöglichen die geringe Masse der Druckdrähte und der Betätigungseinrichtungen die Erzielung sehr hoher Arbeitsgeschwindigkeit, insbesondere, da jeder Druckdraht sich nur über eine sehr kurze Strecke zu bewegen braucht, um einen Druck an dem Aufzeichnungsmedium aus zuführen.

Eine Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist von derjenigen Art, bei welcher die Druckdrähte derart am Ausgangsende angeordnet sind, daß eine gerade Linie gebildet wird, die quer über ein Aufzeichnungsmedium schnell entfernt werden kann, um Zeichen auf dem Aufzeichnungsmedium zu drucken und zu bilden. Jedes gedruckte Zeichen wird durch eine Folge aufeinanderfolgender Anschläge der Druckdrähte auf dem sich bewegenden Medium gebildet.

Es ist eine Vielzahl von Druckdrähte aufweisenden Matrixdruckvorrichtungen entwickelt worden mit verschiedenen Arten von Elementen und Konfigurationen. Gewisse solcher Druckvorrichtungen haben einen einzigen Antrieb oder eine einzige Betätigungseinrichtung, die dazu verwendet wird, einen oder mehrere der Druckdrähte wahlweise zu betätigen. Bei anderen solchen Matrixdruckvorrichtungen ist eine Mehrzr 'il von Betätigungseinrichtungen vorgesehen für Betätigung verschiedener Druckdrähte. Unter den hier auftretenden Problemen befindet sich das Problem des zur Verfügung stehenden Raumes gemäß welchem die Betätigungseinrichtung für jeden Druckdraht erfordert, daß die Druckdrähte an demjenigen Ende, an welchem sie betätigt werden, in großem Abstand voneinander liegen, wobei andererseits gleichzeitig die Spitzen der Druckdrähte, welche den Anschlag an das Aufzeichnungsmedium ausführen, in sehr

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kleine ausgerichtete räumliche Konfiguration gebracht werden müssen. Dies hat bei den bekannten Vorrichtungen allgemein erforderlich gemacht, daß Jeder Druckdraht von einer Lage in großem Abstand an einem Ende mittels einer scharfen Biegung zu einer engen Ausrichtung am anderen Ende gebracht werden mußte mit dem Ergebnis, daß gewisse Druckdrähte größere Länge als andere Druckdrähte haben mußten. Die verschiedenen Längen und die verschiedenen Massenunterschiede bei den Druckdrähten und das unterschiedliche Ausmaß der Bogenbildung oder Biegung entlang der Länge der Druckdrähte führt zu Problemen, die durch komplexe Führungseinrichtungen und komplexe Antriebs- oder Betätigungseinrichtungen überwunden werden müssen, wobei für jeden Druckdraht ein Ausgleich geschaffen werden muß hinsichtlich des Ausmaßes ded Energieanschlages, den der Druckdraht erhält, hinsichtlich der Länge des Hubes der Betätigungseinrichtung, welche als Hammer auf den Druckdrähte einwirkt, und hinsichtlich der Masse und der Beschleunigung des Hammers, der den Anschlag auf den Druckdraht ausübt.

Andere Probleme, die sich bei der. Verwendung von Druckdrähten für das Hochgeschwindigkeitsdrucken ergeben, umfassen das Problem der schnellen Rückkehr in die Ausgangs- oder Ruhestellung jedes Druckdrahtes ohne übermäßiges Rückschlagen, ohne übermäßige Schwingungen und ohne Überlaufen. Allgemein wird dies bei den bekannten Vorrichtungen mittels einer Federvorspanneinrichtung gelöst·

Andere Gesichtspunkte und Probleme bei bekannten Druckvorrichtungen mit Druckdrähten umfassen das Erteilen ausreichender Beschleunigung und Geschwindigkeit an jeden einzelnen Druckdraht, um am Druckende des Druckdrahtes einen ausreichenden Anschlag zu erzielen, um an einem oder mehreren übereinanderliegenden Aufzeichnungsmedien

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schnelles und klares Drucken zu erhalten, und mit ausreichender Schnelligkeit der Rückkehr in die Ausgangsstellung, um den Druckdraht schnell für den nächsten Anschlagkreislauf verfügbar zu machen. Demgemäß stellen die Verringerung der Masse des Druckdrahtes und der Betätigungs- oder Anschlageinrichtung ein Problem besonderer Bedeutung dar zusätzlich zu der Entwicklung einer schnellen, jedoch einfachen Einrichtung zum wahlweisen Betätigen jedes oder irgendeines der einzelnen Druckdrähte, und zwar sowohl getrennt und/oder gleichzeitig·

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden ohne zu verringern.

Gemäß der Erfindung ist eine Matrix-Druckvorrichtung mit einem Druckkopf geschaffen mit einer Mehrzahl von Druckdrähten, deren jeder ein Eingangsende und ein Ausgangsende zum Abgeben eines Anschlages aufweist, einer Trag- und Führungseinrichtung zum Halten und Führen der Druckdrähte für Bewegung in Längsrichtung, und mit einer Aktivierungseinrichtung, die mit den Eingangsenden der Druckdrähte zusammenarbeitet, um ausgewählten Druckdrähten Bewegung und Geschwindigkeit zu erteilen, wobei die Trag- und Führungseinrichtung bewirkt, daß der geometrische Ort der Eingangsenden der Druckdrähte die Form einer Ellipse hat.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine isometrische und schematische Darstellung einer Druckdrähte aufweisenden Matrix-Druckvorrichtung, wobei die Hauptbauteile in der zusammenarbeitenden Lage wiedergegeben sind.

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Fig. 2 ist eine Draufsicht der Druckvorrichtung mit einer Anordnung von neun elektromagnet!-

sehen Ankern, die als Hammer verwendet werden, um die Druckdrähte anzutreiben, die ihrerseits am Ausgangsende der Vorrichtung gegen ein Papierband od.dgl. anschlagen.
Pig. 3 ist eine Schnittansicht nach Linie 3-3 der Fig. 2 der Matrix-Druckvorrichtung, wobei dargestellt ist,-wie ein Anker mit einem Anschlagkopf in Berührung tritt, um einen Druckdraht anzutreiben, der von einer Drahtführungseinrichtung abgestützt ist.

Fig. 4-A ist eine schaubildliche schematische Ansicht der Drahtführungseinrichtung, wobei dargestellt ist, wie die Druckdrähte am Ausgangsende zum Drucken auf Papier über ein Band abgestützt sind, während das Eingangsende jedes Druckdrahtes durch einen zylindrischen Block geführt ist, der Öffnungsverlängerungen aufweist, die Stiftlochträger für die Druckdrähte an der ebenen Fläche der Endfläche des zylindrischen Blocks bilden, wobei an dieser Fläche der geometrische Ort der Stiftlochträger die Form einer Ellipse hat.

Fig. 4-B zeigt eine Draufsicht des zylindrischen Blocks der Drahtführungseinrichtung mit den erhöhten Stiftlochträgern für die Druckdrähte, die in ,elliptischer Konfiguration angeordnet sind.

Fig. 4-C ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Draufsicht der ebenen Fläche der Endfläche des zylindrischen Blocks der Drahtführungseinrichtung, wobei in schematischer Form dargestellt ist, wie die Stiftlochträger für die Druckdrähte angeordnet sind, um einen geometrischen Ort von Punkten zu bilden, die entlang des Umfanges

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einer Ellipse in gleichen Abständen angeordnet sind.

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Druckdrahtbewegung über der Zeit (in Mikrosekunden), um die Flug- und Anschlagkreisläufe für die Druckdrähte für verschiedene Dicken des Aufzeichnungsmediums darzustellen.

Gemäß Fig. 1 weist eine Druckdrähte aufweisende Matrixdruckvorrichtung einen Druckkopf auf mit einer Metallhalteplatte 6, die eine Druckdrahtf übungseinrichtung 1 und eine Reihe von elektromagnetischen Ankern 9 abstützt, die in einer den mittleren Teil der Drahtführungseinrichtung 1 umgebenden Gestalt angeordnet sind, insbesondere in dem mit 21 bezeichneten Bereich, in dem der obere Teil der Drahtführungseinrichtung 1 in Form eines zylindrischen Blockes sich befindet, durch welchen hindurch Druckdrähte 13a, 13b, 13c usw. hindurchgehen und in einem Anschlagknopf 8 enden, deren jeder einem Anker 9 benachbart angeordnet ist.

Es ist ersichtlich, daß relative Abwärtsbewegung eines elektromagnetischen Ankers 9 zu einem Auftreffen auf den Knopf 8 führt, so daß der zugeordnete Druckdraht 13 in Bewegung gesetzt wird, der am Ausgangsende 18 des Druckkopfes sich über den Fuß der Drahtführungseinrichtung 1 hinaus erstreckt, um gegen ein Band und ein Papier zu drücken, um eine Punktmarkierung zu drucken (siehe Fig. 4A). Nach Beendigung des Hammeranschlages des Ankers 9 gegen den Anschlagknopf 8 bewirkt die Kompression einer Rückführfeder 7, daß der Druckdraht 13 sich nach oben in seine normale Stellung oder Ausgangsstellung zurückbewegt.

Gemäß den Fig. 1 und 3 ist der Anker 9 in einer Elektromagneteinrichtung gehalten, in welcher ein Magnetkern 16 von einer Spule 19 umgeben ist. Eine Mutter 17 hält den Magnetkern 16 an der Halteplatte 6, wobei zusätz-

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lieh daran ein Magnetjoch 15 befestigt ist, welches sich von der Platte 6 nach oben biegt und der Seite des Magnetkernes 16 benachbart liegt.

An dem Magnetjoch 15 ist ein Ankerhalter 10 einstellbar angebracht, der den magnetischen Anker 9 nahe dem öberende des Magnetkerns 16 hält·

Eine Belastungsfeder 11 gewährleistet, daß das Außenende des Ankers 9 nahe dem öberende des Jochs 15 gehalten wird, um einen kontinuierlichen Kreis für magnetischen Fluß aufrechtzuerhalten. Am Innenende des Ankerhalters 10 ist ein Anschlag bzw. ein elastomeres Pufferkissen 20 vorgesehen, welches den Rückkehrstoß des Ankers 9 gegen den Halter 10 abpuffert bzw. dämpft.

Der von dem Anker 9 bei seiner hammerartigen Wirkung gegen den Anschlagknopf 8 des Druckdrahtes 13 zurückgelegte Hub ist durch Einstellung der Höhe des Ankerhalters 10 mittels einer Schraube 9 und einer Halteklemme 14 bestimmt.

Pig. 2 zeigt eine Draufacht des Matrixdruckkopfes, wobei eine Reihe von neun magnetischen Ankern (Hämmern) in einer gewissen Konfiguration um die obere Endfläche des zylindrischen Blocks 21 angeordnet ist. Jeder Anker 9 liegt über dem Anschlagknopf 8 eines betreffenden Druckdrahtes, der von der Spfcze des Ankers 9 in Abwärtsrichtung bewegt werden kann.

Die gesamte Einrichtung aus den neun Elektromagneten und Ankern 9 ist an der Halteplatte 6 abgestützt, und ein besonderer Elektromagnet ist in Pig. 2 so dargestellt, daß die unter dem Ankerhalter 10 liegenden Bauteile sichtbar sind.

In Fig. 3 ist die Drahtführungseinrichtung 1 dargestellt mit einem Eingangsende 21, d.h. dem zylindrischen Block, und mit einem ebenen Ausgangsende 18 mit einer Lagereinrichtung in Form eines zackenförmigen oder zinnen-

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förmigen Rubins 23, durch welchen die Druckdrähte 13 hindurchgehen. Die Druckdrähte 13 sind in der Drahtführungseinrichtung 1 durch eine Querstrebe mit einer öffnung biegbar abgestützt, die als unterer Drahtträger bezeichnet ist. In ähnlicher Weise ist ein oberer Drahtträger 3 vorgesehen.

Am Oberende der Drahtführungseinrichtung 1 befindet sich eine Reihe von mit Öffnungen versehenen Verlängerungen 22, deren jede einen Druckdraht 13 aufnimmt und als Führungsund Stiftlochträger für jeden Druckdraht wirkt.

Jeder Druckdraht 13 hat an seinem Oberende einen aus einem Polyamid bestehenden Anschlagknopf 8, der den Schlag von dem betreffenden Anker erhält und der an dem Druckdraht 13 starr und festlegbar angebracht ist, um die Bewegung des Ankers 9 auf den Druckdraht 13 zu übertragen. Zwischen dem Anschlagknopf 8 und der Verlängerung 22 befindet sich eine Drahtrückführfeder 7· Diese Feder 7 ist eine Druckfeder, die dahingehend wirkt, zu veranlassen, daß der Druckdraht 13 in seine normale Stellung oder Ausgangsstellung zurückkehrt, nachdem er durch einen Hammeranschlag von dem Anker 9 betätigt worden ist.

In Fig. 3 ist weiterhin die Halteeinrichtung dargestellt, mittels welcher die Drahtführungseinrichtung 1 an der Halteplatte 6 angebracht ist. Diese Halteeinrichtung umfaßt Halteschrauben 5, welche die Drahtführungseinrichtung 1 mit der Halteplatts 6 verbinden.

Fig. 4-A, 4B und 4C zeigen in größerem Detail die vorteilhafte Konfiguration der Druckdrähte 13 an dem den Hammerschlag empfangenden Ende sowie die Einrichtung, mittels welcher die Druckdrähte 13 in Form geradliniger Konfiguration zum Ausgangsende gefördert werden.

Fig. 4-A zeigt die Draht führungseinrichtung 1 und deren Ausgangsende 18, wobei die Druckdrähte 13 in ausgerichtete Konfiguration gebracht worden sind, indem sie

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durch die Mitte der Lagereinrichtung 23 hindurch angeordnet sind. Das andere Ende der Drahtführungseinrichtung 1 ist der zylindrische Block 21 mit den mit öffnungen versehenen Verlängerungen 22. Eine typische eine Öffnung aufweisende Verlängerung 22 ist dargestellt, die den Druckdraht 13C führt bis zu dem betreffenden Anschlagknopf 8. Zwischen der mit öffnung versehenen Verlängerung 22 und dem Anschlagknopf 8 befindet sich gemäß vorstehender Beschreibung die Druck- oder Rückführfeder 7.

Fig. 4-B ist eine Draufsicht des zylindrischen Blocks und der mit einer Öffnung versehenen Verlängerungen 22. Es ist ersichtlich, daß der zylindrische Block 21 eine kreisförmige ebene Fläche hat und daß die mit einer Öffnung versehenen Verlängerungen 22 derart angeordnet sind, daß der geometrische Ort der Löcher bzw. Öffnungen in den Verlängerungen 22 eine Ellipse bildet, was bedeutet, daß die

Mitten der öffnungen der Verlängerungen 22 entlang einer Ellipsenlinie angeordnet sind.

Fig. 4-C zeigt in vergrößertem Maßstab das Format, mit welchem die eine Öffnung aufweisenden Verlängerungen 22 an der Endfläche des zylindrischen Blocks 21 angeordnet sind, um die zuvor beschriebene Anordnung der Mitten 22a der Öffnungen der Verlängerungen 22 entlang der Umrißlinie einer Ellipse anzuordnen. Es ist ersichtlich, daß die Stellen e.* bis aq entlang der Hauptachse der Ellipse angeordnet sind. Diese Stellen a^ bis ag bestimmen die Stellungen an den Ausgangsendenspitzen der neun Druckdrähte 13» wenn sie in der Lagereinrichtung 23 gehalten sind.

Die in vergrößertem Maßstab gehaltenen Fig. 4-B und 40 zeigen die Anordnung der Öffnungsmitten 22a der Verlängerungen 22 auf dem Umfang einer Ellipse. Die Mitten der Druckdraht spitzen, die mit a^ bis an bezeichnet· sind,

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stellen die Ausgangsendenspitzen der Druckdrähte 13 am Ausgangsende 18 dar. Wird die Ausführung gemäß Fig. 4A in Draufsicht betrachtet, dann ergibt sich aus einer Betrachtung der Fig. 4G, daß die Öffnungsstellen a,, bis a^ eine gerade Linie darstellen, die der geometrische Ort der Mitten der neun Druckdrähte ist. Die Öffnungsmitten 22a der Verlängerungen 22 sind in Fig. 4C dargestellt. Der Abstand zwischen irgend zwei benachbarten Öffnungsmitten 22a der Verlängerungen 22 ist entlang des Umrisses der Ellipse gleich. In gleicher Weise ist der Abstand von irgendeiner Druckdraht spit ze, beispielsweise a.* oder ap bis zur Oberebene oder oberen Fläche der betreffenden Verlängerung 22 ebenfalls gleich. Demgemäß ist der Abstand d>, gleich dp gleich d, usw. bis zu gleich dg. Auf diese Weise kann die Gesamtlänge der Druckdrähte 13 bequem und wirksam genau gleich ausgeführt werden.

Die oben beschriebene Vorrichtung ist so ausgeführt, daß sie robust und dauerhaft ist und wenig Verschleiß hat, während sie gleichzeitig minimale Größe und Masse hat, um nicht nur die Bewegung der Druckdrähte 13 und der Ankerhämmer 9 zu erleichtern, sondern auch die Gesamtausführung aus irgendeinem statischen Zustand in bequem beschleunigten Zustand zu bringen.

Typisch für eine Ausführungsform der Erfindung ist das Merkmal, daß die Druckdrähte 13a» 13b, 13c usw. aus einem Draht gebildet sind, der kreisförmigen Querschnitt, einen Durchmesser von 0,356 mm (0,014 Zoll) sowie eine Länge von etwa 6,4 cm (2,52 Zoll) von der Ausgangsendenspitze bis zur Eingangsendenspitze hat.

Der Anker 9 ist vorzugsweise aus magnetischem Material hergestellt, beispielsweise aus nickelplattiertem Stahl mit einer Dicke von 0,89 bis 0,915 mm (0,035 bis 0,36 Zoll), wobei der Anker 9 in einem Kunststoffankerhalter 10 gehalten oder angebracht ist. Der Magnetkern 16 ist typisch ein Magnetkern mit einem Durchmesser von etwa 2,5^ n™ (1/10 Zoll),

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und er ist aus einem 2-1/2 % Siliziumeisen hergestellt.

Die verwendbare Hauptlänge des Magnetkerns 16 beträgt etwa 16,5 mm (0,65 Zoll).

Die Drantführungs- und Halteeinrichtung 1 ist aus festem, jedoch leichtem Kunststoffmaterial hergestellt, beispielsweise aus "Delrin Ai¹". Zusätzlich zu den mit einer öffnung versehenen Verlängerungen 22, durch welche die Druckdrähte 13 am Anschlagende angeordnet werden, sind auch die beiden Drahtfuhrungstrager vorhanden, nämlich der obere Drahtführungsträger 3 und der untere Drahtführungsträger 2. Ein sich verjüngendes Loch 3¹ bzw. 2¹ ist in dem oberen bzw. dem unteren Drahtführungsträger 3 bzw. 2 gebildet, um jeden einzelnen Druckdraht 13 von dem Anschlagknopf bis zum Ende oder zur Spitze des Druckdrahtes 13 am Ausgangsende 18 praktisch geradlinig zu halten.

Am Ausgangsende 18 des Druckkopfes nimmt das Lager 23 die Mehrzahl der Druckdrähte 13 auf und richtet sie geradlinig aus, so daß die Spitzen der Druckdrähte 13 in einer Ebene liegen. Dies trifft natürlich nur dann zu, wenn die Druckdrähte 13 sich in ihrer Ausgangsstellung befinden, da sie sich bei Anschlagen in Übereinstimmung mit der Hubeinstellung des sie betätigenden Ankerhammers 9 bewegen bzw. erstrecken.

Das Joch 15 des Elektromagneten kann aus Stahl plus 1 % Siliziumeispn hergestellt sein und es kann eine Dicke von 1,50 mm (0,059 Zoll bzw. etwa 16 gauge) haben. Die Halteplatte 6 für den Druckkopf kann aus Aluminiummaterial gebildet sein mit einer Dicke von etwa 2,54- mm (1/10 Zoll).

Die Spule 19» die rund um den Kern 16 angeordnet ist nach Anbringung an einer Polyamidspule, kann aus 200 Windungen eines Drahtes Nr. 28 hergestellt sein mit einem Widerstand von 0,95 ohm bei Raumtemperatur.

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Zufolge der Einfachheit der Teile und der Zusammenbauten der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es einfach, den Anker 9» der gewöhnlich aus nickelplattiertem Stahl einer Dicke von °>9 r.n (2#gauge) hergestellt ist, zu ersetzen und seine Masse beispielsweise dadurch zu erhöhen, daß er aus nickelplattiertem Stahl einer Dicke von 3,25 mir. (IO gauge) hergestellt wird.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, werden bei Erregung irgendeines ausgewählten Elektromagneten oder einer Gruppe von Elektromagneten der betreffende Anker oder die betreffenden Anker erregt, so daß sie als Hammer wirken und einen plötzlichen Schlag oder Stoß auf den Knopf 8 des betreffenden Druckdrahtes bzw. der betreffenden Druckdrähte ausführen·

Am Ausgangsende des Druckkopfes, d.h. an demjenigen Ende, von welchem die Druckdrähte vorragen, um auf ein Farbband und ein Aufzeichnungsmedium (beispielsweise Papier) anzuschlagen, treten unterschiedliche Situationen auf, die geschaffen werden können hinsichtlich des Ausmaßes an Bewegung, die von den Druckdrähten ausgeführt wird. In großem Ausmaß wird das Ausmaß der Flugstrecke der Druckdrähte eingestellt in Abhängigkeit von der Dicke des Farbbandes und der Dicke und der Art des Aufzeichnungsmediums, welches, wie gesagt, beispielsweise Papier ist.

Bei diesen Anwendungen ist es oftmals erwünscht, .daß mehrere Aufzeichnungsmedien wie Papierbögen unter das Farbband gelegt werden, damit viele Kopien gleichzeitig hergestellt werden können. In einem solchen Fall ist der Hüb oder die Fluglänge viel kürzer für ein Aufzeichnungsmedium, welches eine vergleichsweise große Dicke hat, beispielsweise ein sechsteiliger Kopiersatz, wobei zwischen den Blättern des Satzes Kohlepapier zwischengelegt ist.

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Wenn andererseits lediglich ein einziger Bogen über ein Polyamidfarbband gedruckt werden soll, ist es erforderlich, daß die Länge des Hubes bzw. die Fluglänge beträchtlich länger ist, damit die Druckdrähte den einzelnen Bogen, auf den Informationen oder Zeichen gedruckt werden sollen, erreichen und auf diesem Bogen drucken·

Pig. 5 zeigt die Kreislaufzeitunterschiede beim Bedrucken eines einzigen Bogens oder mehrerer Bogen, die von einer Platte 24 abgestutzt sind, die sich in einem Abstand von 0,762 mm (0,030 Zoll) von der Ausgangsebene 18 befindet.

Als Beispiel sei eine Situation angenommen, in welcher ein einziger Bogen verwendet wird, der beispielsweise eine Dicke von annähernd 0,0762 mm (0,003 Zoll) hat, wobei in dieser Situation der einzige Bogen von der Platte 24- abgestützt wird, die sich in einem Abstand von 0,762 mm von der Ausgangsebene 18 des Matrixdruckkopfes befindet. Unter diesen Bedingungen liegt die Fluglänge der Spitze des Druckdrahtes in der Größenordnung von 0,635 mm (0,025 Zoll), da die Dicke des Aufzeichnungsmediums, die 0,0762 mm beträgt, und die Dicke des Polyamidbandes, die 0,0762 mm beträgt, den Abstand zwischen der Ausgangsebene 18 des Druckkopfes und der Bandlinie oberhalb der Platte 24 verkürzen. Demgemäß wird durch eine Pluglänge oder Drahtbewegung von 0,635 mm gewährleistet, daß der Druckdraht um wenigstens 0,0254 mm (0,001 Zoll) in das Polyamidband eindringt, was ausreichend ist ^ ein richtiges Drucken auf dem Papieraufzeichnungsmedium hervorzurufen.

Wenn bei der beschriebenen Vorrichtung Strom an einen ausgewählten Elektromagneten oder an eine ausgewählte Gruppe von Elektromagneten angelegt wird, um die betreffenden Druckdrähte zu aktivieren, kann es sein, daß für den Stromanstieg von Null bis auf die erforderlichen vier Ampere eine Periode von etwa 200 Mikrosekunden erforderlich ist. Durch die Erregung der elektromagnetischen Spule wird der magnetische Anker in Bewegung gesetzt, so daß er als Hammer wirken und

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einen plötzlichen Schlag auf den Knopf 8 des betreffenden Druckdrahtes ausführen kannj Von der Einleitung des Schlages von dem Ankerhammer 9 gegen den Anschlagknopf 8 ist eine Beschleunigung vorhanden, die auf den Druckdraht 13 übertragen wird und bewirkt, daß dieser in Richtung gegen das Polyamidband und das Aufzeichnungsmedium fliegt. Der Ankerhammer 9 kann während etwa 200 bis 250 Mikrosekunden in Berührung mit. dem Anschlagknopf 8 in Antriebsbewegung verbleiben, wie es an der Linie 25 dargestellt ist, wonach der Druckdraht 13 allein weiter in Richtung gegen das Polyamidband und das Aufzeichnungsmedium fliegt, und zwar während etwa 300 Mikrosekunden, zu welchem Zeitpunkt dann das Anschlagen des Polyamidbandes auftritt.

Danach wird unter dem Einfluß der Feder 7 der Druckdraht 13 zurück in seine Ausgangsstellung gebracht, und die hierfür benötigte Zeit beträgt etv/a 400 Mikrosekunden. Bevor der Druckdraht 13 zur Ruhe kommt, kann ein geringfügiges Überlaufen und eine Rückkehr in die Ruhestellung oder Ausgangsstellung vorhanden sein, was innerhalb einer Zeitperiode von 100 Mikrosekunden auftritt.

Auf diese Weise beträgt die Zeit von dem anfänglichen Zeitpunkt des Anschlagens und der Beschleunigung der Bewegung des Druckdrahtes 13 aus seiner Ausgangsstellung bis zum Anschlag an dem Polyamidband und bis zur Rückkehr in die Ausgangsstellung in eine Stillstandsstellung etwa 1000 Mikrosekunden·

Es ist somit zufolge der Tatsache, daß eine Platte 24, die in einem Abstand von 0,762 mm von der Ebene des Ausgangsendes 18 des Druckkopfes liegt, und Verwendung eines einzelnen Papierbogens einer Dicke von annähernd 0,0762 mm sowie eines Polyamidfarbbandes einer Dicke von 0,0762 mm, ersichtlich, daß es möglich ist, eine Geschwindigkeit des Punktdruckens von 1000 Drucken je Sekunde zu erreichen,

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was bedeutet, daß, wenn der Druckkopf quer über das Papieraufzeichnungsmedium bewegt wird, er quer über das Aufzeichnungsmedium 1000 Punktkombinationen je Sekunde drucken kann. Dies kann auch ausgeführt werden, wenn das Aufzeichnungsmedium an dem Druckkopf entlang bewegt wird.

Es wird nunmehr die Situation betrachtet, in welcher der Druckkopf dazu verwendet wird, mehrere Kopien auf einmal herzustellen, beispielsweise bei einem sechsteiligen Satz mit einer Gesamtdicke von etwa 0,457 mm (0,018 Zoll), wenn der Abstand von der Ausgangsebene 18 des Druckkopfes zu der darunter liegenden Platte 24 wiederum insgesamt 0,762 mm beträgt. Wenn nun der sechsteilige Satz 0,457 nra dick ist und das Polyamidband 0,0762 mm dick ist, ist ersichtlich, daß ein Abstand von 0,2285 mm (0,009 Zoll) zwischen dem Polyamidband und der Ausgangsebene 18 des Druckkopfes verbleibt.

Unter diesen Bedingungen beträgt, wenn wiederum angenommen wird, daß 200 Mikrosekunden erforderlich sind, um vollständige Erregung des Elektromagneten hervorzurufen, die Fluglänge nur etwa 0,2285 mm plus 0,0254 mm Eindringen in das Polyamidband für eine Gesamtlänge von 0,254 mm an Fluglänge, d.h. Fluglänge von der Ausgangsstellung bis zum Anschlag gegen das Polyamidband zum Drucken auf das Aufzeichnungsmedium. .

In diesem besonderen Fall führt zufolge der kürzeren Fluglänge der sich beschleunigende Druckdraht, der eine Fluglänge von lediglich 0,254 mm hat, seinen Anschlag inner-

aus

halb von 200 bis 250 Mikrosekunden, wonach die Federvorspanneinrichtung 7 eine Rückführung des Druckdrahtes 13 in die Ausgangsstellung innerhalb von 200 Mikrosekunden bewirkt, wonach weitere etwa 200 Mikrosekunden erforderlich sind, um den Druckdraht 13 in der Ausgangsstellung im

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Stillstand zu stabilisieren. Daher dauert in diesem Fall der gesamte Kreislauf, aus Einleitung der Bewegung des

Druckdrahtes, Anschlag und Rückkehr zum Stillstand bei Verwendung eines Mehrblattsatzes und einer kürzeren Fluglänge lediglich 800 MikrοSekunden. Demgemäß ist in diesem Fall bei Verwendung von Mehrblattsätzen und kürzerer Flugzeit die tatsächliche Druckgeschwindigkeit noch höher als in dem zuvor beschriebenen Fall. Demgemäß ist es in diesem Fall möglich, 1250 Punktdrucke je Sekunde auszuführen entweder durch Bewegung des Druckkopfes über das Papier oder durch Bewegung des Papiers an dem Druckkopf.

Wird eine Zeichendruckeinrichtung angenommen, bei welcher Zeichen mittels des Matrixdruckkopfes ausgedruckt werden, und wird angenommen, daß jedes Zeichen aus einem Block oder einer Matrix zusammengesetzt ist, die fünf Punkte hoch und vier Punkte breit ist, und wird schließlich angenommen, daß der Abstand zwischen zwei gegebenen Buchstabenzeichen einer Leerstelle entspricht, so dauert es dann fünf Punktfolgen, um einen Zeichenabstand darzustellen, einschließlich des Ausdruckens des Zeichens und des Abstandes zu dem nächsten Zeichen.

Wird diese Zahl 5 genommen und die Zahl von 1250 durch 5 dividiert, so ist ersichtlich, daß 250 Zeichen je Sekunde von der Vorrichtung gedruckt werden können, bei welcher eine Matrixdruckvorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen ist.

Zuverlässigkeitstests an der vorbeschriebenen Druckvorrichtung haben bereits gezeigt, daß mehr als 200.000.000 aufeinanderfolgende Arbeitsvorgänge ohne Versagen und ohne unangemessenes Arbeiten erreicht werden konnten. Dies ist sehr bemerkenswert unter Berücksichtigung, daß der Kosten- und Einfachheitsfaktor um wenigstens einen Faktor von 5 bis gegenüber bekannten Druckvorrichtungen verringert werden konnte.

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Ein Vorteil der oben beschriebenen Matrixdruckvorrichtung besteht darin, daß zufolge der besonderen elliptischen Anordnung der den Anschlag erfahrenden Enden der Druckdrähte alle Druckdrähte gleiche Länge haben und nur eine minimale Biegung entlang ihrer Länge erfahren, wobei diese Biegung gleich oder kleiner als ein Drahtdurchmesser, d.h. gleich oder kleiner als 0,356 mm (0,014 Zoll) ist. Dies ermöglicht direkte Übertragung des Anschlages von einem Ende des Druckdrahtes zu dem anderen, und weiterhin besteht keine Notwendigkeit, getrennte und verschiedene Einstellungen bezüglich des Hubes der verschiedenen Anker vorzunehmen, um Unterschiede hinsichtlich der Länge, der Masse oder des Biegungswinkels der verschiedenen Druckdrähte auszugleichen.

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Druckvorrichtung besteht darin, daß mit ihr mehr als 1000 Drucke je Sekunde und je Druckdraht ausgeführt werden können.

Ein noch weiterer Vorteil der oben beschriebenen Druckvorrichtung besteht darin, daß zufolge der Einfachheit der Druckdrähte, indem sie gleiche Länge, gleiche Masse und minimale Biegung haben, und da keine Änderungen der Anschlagenergie oder Hubunterschiede zwischen den verschiedenen Druckdrähten vorhanden sind, alle aktivierenden Elektromagnete und Ankereinrichtungen gleichmäßig gebildet sein können, so daß beträchtliche Wirtschaftlichkeit hinsichtlich des Teilezusammenbaus und der Wartung geschaffen sind, ausgedrückt durch Einfachheit und geringe Kosten.

Ein anderer Vorteil der oben beschriebenen Druckvorrichtung besteht darin, daß ein Ankerhalter vorgesehen ist, mit einem elastomeren Pufferkissen der Anschlagseite des Ankers benachbart und gegenüberliegend, wobei dieses Kissen als Puffer oder Dämpfungskissen wirkt, um irgendwelche

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übermäßigen Schwingungen zu dämpfen, die sich aus der Entregung der Elektromagnete und aus dem Rückkehrkreislauf des Ankers und des federbelasteten Druckdrahtes nach Beendigung des Anschlag-Druck-Kreislaufs ergeben.

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Claims

Patentansprüche

1.JDrahtmatrix-Druckvorrichtung, mit einer Mehrzahl von Drtfckdrähten, deren jeder ein Eingangsende und ein Ausgangsende zum Ausführen eines Anschlages aufweist, einer Abstütz- und Führungseinrichtung zum Halten und Führen der Druckdrähte für Bewegung in Längsrichtung, und mit einer Aktivierungseinrichtung, die mit den Eingangsenden der Druckdrähte zusammenarbeitet, um ausgewählten Druckdrähten Bewegung und Geschwindigkeit zu erteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdrähte (13) von der Abstütz- und Führungseinrichtung (2, 3) derart abgestützt sind, daß der geometrische Ort (22a) der Eingangsenden der Druckdrähte die Form einer Ellipse hat,

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Druckdrähte (13) genau gleiche Länge haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Druckdrähte (13) entlang ihrer Länge im wesentlichen geradlinig angeordnet sind·

4·. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsenden der Druckdrähte (13) in im wesentlichen gleichen Abständen voneinander entlang des Umfanges der Ellipse (28) angeordnet sind.

5· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdrähte (13) von der Abstütz- und Führungseinrichtung (2, 3) derart abgestützt sind, daß der geometrische Ort (a^ bis aj der Ausgangsenden der

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Druckdrähte eine gerade Linie bildet.

6· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsenden der Druckdrähte (13) so ausgeführt und angeordnet sind, daß sie einen Schlag von der Aktivierungseinrichtung (9) erhalten können·

7· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungseinrichtung eine Mehrzahl von elektromagnetischen Aktivierungseinrichtungen (9, 15» 16, 19) aufweist, die so angeordnet sind, daß wahlweise irgendeinem Druckdrahteingangsende ein Schlag erteilt werden kann·

8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Aktivierungseinrichtung zum wahlweisen Ausführen eines Schlages gegen das Eingangsende irgendeines Druckdrahtes (13) eine Mehrzahl von Ankern (9) und zugeordnete Elektromagnete (16, 19) zum wahlweisen Anschlagen des jedem der Anker (9) benachbarten besonderen Eingangsendes aufweist, eine Einrichtung (7) vorgesehen ist zum Zurückführen jedes Druckdrahtes in eine normale nicht aktivierte Stellung nach Beendigung des Anschlagens von der Aktivierungseinrichtung, und daß eine Einrichtung (11) vorgesehen ist, um Jeden Anker in seine nicht aktivierte Stellung zurückzuführen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Aktivierungseinrichtung einen Ankerhalter (10) zum Halten und Anordnen des Ankers (9) eines Elektromagneten (16, 19) aufweist, und daß der Elektromagnet einstellbare Haltemittel (13, 14» 15) für den Ankerhalter (10) aufweist derart, daß der Hub des Ankers gegen den Druckdraht (13) in seiner Länge einge stellt werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerhalter (10) des Elektromagneten ein elastomeres

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Pufferkissen (20) dem Anschlagende des Ankers benachbart und gegenüberliegend aufweist·

11· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Eingangsende ^edes Druckdrahtes (13) ein Anschlagknopf (8) fest angebracht ist, und daß die Ausgangsenden der Druckdrähte in einem Lager (23) angeordnet sind.

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