DE2445438A1 - Elektromagnetisches antriebselement fuer den schreibkopf eines punktmatrixschreibers sowie fuer eine verwendung des antriebselementes geeigneter schreibkopf - Google Patents

Description

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TELE SPEED COMMUNIOAl¹IOKS, INC. New York, N.Y. 10 019/USA

Elektromagnetisches Antriebselement für den Schreibkopf eines Punktmatrixschreibers sowie für eine Verwendung des Antriebselementes geeigneter Schreibkopf

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Antriebselement für den Schreibkopf eines Punktmatrixschreibers bzw. -druckers, mit einem Schreibmagneten und einer Ankerarmatur, sowie einen für eine Verwendung eines solchen Antriebselementes besonders geeigneten Schreibkopf mit einem Tragteil für seine Lagerung im Drucker mit einem im Abstand von der Schreibfläche liegenden Träger für die elektromagnetischen Antriebselemente und einer der Schreibfläche benachbarten Führung für die Schreibdrähte.

Der Schreibkopf bekannter Punlctmatrixschreiber bzw. -drucker

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enthält eine Anordnung von Elektromagneten für die Umwandlung" elektrischer Impulse in mechanische Bewegung, von den einzelnen, zugeordneten Elektromagneten angetriebene Schreibdrähte, Führungen für die Schreibdrähte bis in enge Nachbarschaft der Schreibfläphe, ein geeignetes Traggestell od. dgl, und - außer bei Druckern mit feststehendem Schreibkopf und horizontal 'beweglichem Papierträger - Antriebsmittel für die Vor- und Zurückbewegung des Schreibkopfes. Um eine schnelle horizontale Vor- und Zurückbewegung des Schreibkopfes mit hohen Beschleunigungs- und Verzögerungswerten bei genauer Positionierung und schnellem Rücklauf zu erleichtern, soll der Schreibkopf die geringstmögliche Masse aufweisen.

Es sind Punktmatrixschreiber mit feststehenden Schreibköpfen und axial beweglichen Wägen für das Papier ebenso bekannt wie umgekehrt Schreiber mit feststehender Papierführung und horizontal entlang der Schreibfläche beweglichen Schreibköpfen. In jedem Falle muß eine elektromagnetisch arbeitende Einrichtung vorgesehen werden, die beim Empfang des entsprechenden Signales die zur Bildung des gewünschten Schriftzeichens erforderlichen Schreibdrähte gegen die Schreibfläche anschlagen läßt. Hierzu dienen Elektromagnete. Ein Elektromagnet kann natürlich nur einen einzelnen Schreibdraht antreiben, so daß bei einer Rasterung des Schriftbildes mit 7x5 Punkten insgesamt 35 Schreibdrähte und 35 Elektromagnete erforderlich sind. Die Elektromagnete der bislang hierzu verwendeten

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Art weisen einen im Inneren des Magnetkerns beweglichen Anker auf, an dessen einem Ende der Schreibdraht "befestigt ist. Beim Erregen des Elektromagneten wird der Schreibdraht gegen die Schreibfläche gedrückt und spannt der Anker gleichzeitig eine Feder. Biese Feder liefert die zum Zurückziehen des Elektromagneten und des Drahtes in ihre Ruhelagen bei der Aberregung des Elektromagneten erforderliche Kraft. Bei derartigen Elektromagneten wird die maximale Antriebskraft für den Schreibdraht zu Beginn des Anschlagweges erzeugt und fällt die Antriebskraft ab, wenn der Anker sich aus dem Zentrum des Magnetfeldes herausbewegt.

Zwar sind in der Miniaturdimensionierung der hierzu eingesetzten Elektromagnete erhebliche Portschritte gemacht worden, jedoch sind diese zwangsläufig immer noch viel dicker als die Schreibdrähte. Baher entstehen bei der Anordnung der Elektromagnete Schreibdrähte verschiedener längen, die in verschiedenen Winkeln an die Schreibfläche geführt werden müssen. Durch diese Winkelstellungen werden axiale Belastungen und wechselnde Momente auf die Führungen der Schreibdrähte ausgeübt und beeinträchtigen die lebensdauer sowohl der Führungen als auch der Schreibdrähte und vermindern für vorgegebene Antriebskräfte die Arbeitsgeschwindigkeit und damit insgesamt die leistung des Druckers. Die längen der Schreibdrähte können gleich gehalten werden, wenn die Elektromagnete an einer Kugelfläche mit dem Schreibkopf als Mittelpunkt angeordnet sind, jedoch ist dies eine schwierige und teure lösung. Ein Abbiegen der Schreib-

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drähte führt zu einer anderen Schwierigkeit, aufgrund der eine ungleichmäßige Wiedergabe der Schriftzeichen entsteht. Dieser Nachteil kann zwar vermindert, jedoch nicht ausgeschaltet werden durch Rohrführungen für die Schreibdrähte bis zu einem Punkt in der Nähe des Schreibkopfes bzw. der Schreibfläche. Weitere Schwierigkeiten bringt die Neigung der Schreibdrähte, sich vom Anker zu lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Antriebselement der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, das bei einfachem und betriebssicherem Aufbau sowie gegebenenfalls geringem Gewicht die maximale Vortriebskraft beim Anschlag der Schreibdrahtspitzen auf der Schreibfläche entwickelt und eine vorteilhafte weitgehend parallele Anordnung der eng benachbarten Schreibdrähte im Schreibkopf gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schreibmagnet zwei einander gegenüberliegende Polteile und einen dazwischenliegenden, zwischen den Polteilen von einer Spule umgebenen Magnetkern besitzt, daß die Ankerarmatur ein am einen Polteil befestigtes und sich zum anderen Polteil erstreckendes Federblatt mit einem daran befestigten und sich zwischen den,jedoch in der Ruhelage im Abstand von den Polteilen erstreckenden Nebenschlußanker aufweist, und daß am freien Ende des Federblattes ein Befestigungsschuh für einen Schreibdraht befestigt ist. Anders als bei den zum vorliegenden Zweck bekannten Elek-

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tromagneten mit im Magnetkern gelagertem Anker ist erfindungsgemäß also ein an einem einfachen Federblatt gelagerter Anker mit einem Befestigungsschuh vorgesehen, mit dem der Schreibdraht, der sich quer zur Achse des Elektromagneten zurückerstreckt, einen rechten Winkel einschließt. Dadurch ist es möglich, die Elektromagnete kreisförmig um eine Mittellinie des Schriftzeichens anzuordnen, wobei alle Befestigungsschuhe sehr nahe 'beieinander liegen. Daruberhinaus ist die neue Bauart ersichtlich einfach herzustellen und "betriebssicher und liefert dadurch, daß der Nebenschlußanker bei Erregung des Elektromagneten angezogen wird, am Ende des Ankerhubs und damit des Anschlagwegs des Schreibdrahtes die maximale Antriebskraft für den Schreibdraht.

Die der erfindungsgemäßen Ausbildung des Schreibkopfes zugrundeliegende Aufgabe liegt darin, einen zur Verwendung der Antriebselemente der erfindungsgemäßen Bauart besonders geeigneten Schreibkopf zu schaffen, dessen Schreibdrähte über ihre ganze Länge möglichst eng benachbart im Bereich der Mittellinie des Schriftzeichens geführt sind, so daß die durch starke Biegungen oder unterschiedliche Winkelstellungen sowie erhebliche Längenunterschiede der Schreibdrähte auftretenden Nachteile beseitigt sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß der erfindungsgemäße Schreibkopf spezielle Elektromagnet© im wesentlichen der. erfindungsgemäßen Bau-

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art.in radialer Ausrichtung an einer oder vorzugsweise zwei ringförmig die Mittellinie des Schriftzeichens umgebenden Tragplatte "bzw. Tragplatten aufweist. Bei Erregung zieht der Elektromagnet den federnd gelagerten Anker an ein Polteil an und wird ein Schreibdraht, der am Anker über einen rechtwinklig zum Schreibdraht liegenden Befestigungsachuh in enger Nachbarschaft der Mittellinie des Schriftzeichens befestigt ist, auf die-Schreibfläche gedrückt. Als Führung für die Schreibdrähte genügt eine gemeinsame Führungsöffnung in einer Sammelplatte in unmittelbarer Nachbarschaft der Schreibfläche, gegebenenfalls ergänzt durch eine in der freien Länge der Schreibdrähte liegende zusätzliche Führungsplatte mit einzelnen Führungsausnehmungen für die Schreibdrähte, während weitere Führungseinrichtungen für die Schreibdrähte nicht erforderlich sind, weil die Schreibdrähte über ihre gesamte Länge sehr eng benachbart zur Mittellinie des Schriftzeichens liegen, alle im wesentlichen gleiche Länge aufweisen und über im wesentlichen denselben Bogen mit großem Krümmungsradius gebogen sind.

Im einzelnen wird die genannte, den Schreibkopf betreffende Aufgabe bei einem Schreibkopf mit einem Tragteil für seine Lagerung im Drucker und mit einem im Abstand von der Schreibfläche liegenden Träger für die elektromagnetischen Antriebselemente und einer der Schreibfläche benachbarten Führung für die Schreibdrähte dadurch gelöst, daß der Träger für die Antriebselemente wenigstens eine vertikale

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Tragplatte mit einer Ausnehmung großen Durchmessers darin aufweist, daß die Führung für die Schreibdrähte durch, eine Sammelplatte für die Schreibdrähte mit einer einzigen, allen Schreibdrähten gemeinsamen FührungsÖffnung gebildet ist, deren Mittellinie mit derjenigen der Ausnehmung der Tragplatte fluchtet, daß die elektromagnetischen Antriebseinrichtungen über den Umfang der Ausnehmung der Tragplatte derart angeordnet sind, daß ihre-in Befestigungsschuhen für die einzelnen Sch.reibdrah.te" endenden Ankerarmaturen sich bis in die Nähe der Mittellinie der Ausnehmung unter geringer Neigung gegen eine Normalebene der Mittellinie erstrecken, und daß eine Erregung des Elektromagneten jedes Antriebselementes das radial innere Ende des zugehörigen Befestigungsschuhes über einen dem Anschlagweg des Schreibdrahtes entsprechenden Hubweg in Richtung auf die Führungsöffnung in der Sammelplatte bewegt, und daß sich die Schreibdrähte von den Befestigungsschuhen aus in Bögen von großem Krümmungsradius in die Führungsöffnung der Sammelplatte erstrecken und in einer zur Schreibfläche parallelen, ihr eng benachbarten Ebene enden.

Für eine 7 x 5-Rasterung des Schriftzeichens könnten alle Elektromagneten in einem einzigen geschlossenen Kreis angeordnet werden, jedoch hätte dieser einen unhandlich großen Durchmesser, so daß die Anordnung der 35 Elektromagnete vorzugsweise in zwei benachbarten Kreisen erfolgt, deren Durchmesser nicht allzu groß ist. Die Schreibdrähte an den Befestigungsschuhen der einen Anordnungsebene für die Elektromagnete sind nicht exakt genauso lang wie die

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Schreibdrähte der Bef estigimgsschuhe in der anderen Tragplatt enetene, die sich daraus ergehenden geringen Längenunterschiede verursachen jedoch keine Schwierigkeiten.

An der Schreibfläche liegen alle Schreibdrähte in oder parallel zur Mittellinie des Schriftzeichen und durchsetzen die einzige Führungsöffnung in Reibungskontakt untereinander und mit den Rändern der Führungsöffnung. Anders als bei bekannten Druckern, bei denen die Schreibdrähte an die Schreibfläche mit geringen Winkelanstellungen durch einzelne Führungsöffnungen hindurch geführt sind, tritt somit nicht Reibung und Verschleiß zwischen Schreibdraht und Öffnungsrand bei jedem Anschlag auf. Durch die Verwendung einer einzelnen Führungsöffnung werden im wesentlichen kompakt aussehende Schriftzeichen erzeugt und Reibung sowie Verschleiß vermindert. Verschleiß tritt nämlich nur entlang der Berührungslinie zwischen einem beim Anschlag angetriebenen Schreibdraht und einem beim Anschlag ruhenden Schreibdraht und/oder dem Rand der Führungsöffnung auf. Bei einem bestimmten Anschlag tritt keine Reibung oder Verschleiß zwischen benachbarten angetriebenen Schreibdrähten auf. Da jeder Schreibdraht nur eine ganz geringe Biegung aufweist, liegt die Knickfestigkeit höher und biegt jeder Schreibdraht beim Anschlag in nur ganz geringem Umfange aus, so daß die Schreibleistung verbessert und der Verschleiß der Schreibdrähte ebenfalls vermindert ist.

Durch die radiale Anordnung der Elektromagnete in zwei

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Ebenen treten erhebliche Abstände zwischen den Elektromagneten auf, wodurch deren Kühlung problemlos erfolgen kann und auch Fehlanschläge durch gegenseitigen Störeinfluß der Elektromagnete ausgeschlossen sind.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung, insbesondere in Verbindung mit den zusätzlichen Ansprüchen. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schreibkopfes in Seitenansicht, wobei zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nur vier Elektromagnete dargestellt sind;
Pig. 2 eine Rückansicht· des Schreibkopfes gemäß Pig. 1 von links;

Fig. 3 eine Frontansicht gemäß Pfeilen 3-3 aus Fig. 1; Fig. 4 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elektromagnetischen Antriebselementes;

Fig. 5 eine Rückansicht des elektromagnetischen Antriebselementes gemäß Fig. 4 von links.

Ein erfindungsgemäßer Schreibkopf 10 gemäß Fig. 1 bis 3 ist in dem nicht näher dargestellten Drucker auf einer unteren G-leitstange 12 und einer oberen Stützstange "W- für den Wagen gelagert. Der Schreibkopf 10 ist durch ein Tragteil abgestützt, welches ein Paar von Gleitstützen 16 und

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mit jeweils einer horizontalen Lagerbohrung zur Aufnahme der Gleitstange 12 aufweist. Die Gleitstützen 16 und 18 weisen Klemmglieder 22 zur Festlegung eines Steuerriemens auf. Durch eine nicht näher dargestellte Antriebseinrichtung wird der Steuerriemen 24 angetrieben und so der Schreibkopf 10 entlang der Gleitstange 12 geführt.

Mit der Oberseite der Gleitstützen 16 und 18 fest verbunden ist eine Basisplatte 26, welche die Führung der Gleitstützen 16 und 18 im gegenseitigen Abstand an der Gleitstange sichert. Die Basisplatte 26 trägt die Schreibvorrichtung. Im einzelnen weist die Basisplatte 26 an der der Schreibfläche benachbarten Vorderseite des Schreibkopfes 10 eine sich aufwärts erstreckende Führungsstütze 28 für den Wagen auf, an welcher eine Führungsplatte 30 für eine mittlere Abstützung von Schreibdrähten 68, ein Verbindungsglied 32 und eine Sammelplatte 34 mit einer einstellbaren Führungsöffnung 96 für die Schreibdrähte 68 befestigt sind, deren Aufbau und Wirkungsweise im einzelnen weiter unten noch näher erläutert wird. Auf der Rückseite des Schreibkopfes im Abstand von der Schreibfläche weist die Basisplatte 26 einen sich aufwärts erstreckenden Sockel 36 auf, der als Montagesockel für eine innere und eine äußere Tragplatte bzw. 40 für Elektromagnete 52 ausgebildet ist, wie dies im einzelnen ebenfalls weiter unten noch näher erläutert wird. Vorzugsweise sind die Gleitstützen 16 und 18, die Basisplatte 26, die Führungsstütze 28 und der Sockel 36 als einstückiges, entsprechend nachbearbeitetes Gußstück aus

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einem unmagnetischen und gut wärmeableitenden Werkstoff ausgebildet. Weiterhin weist die Basisplatte 26 auch eine Stütze 42 zur Lagerung einer photogesteuerten Kodiereinrichtung 44 auf. Die !Codiereinrichtung 44 arbeitet mit einem Kodierstreifen 46 zusammen, der am Gehäuse des Druckers zur Impulssteuerung der Elektromagnete 52 vorgesehen ist. Die Stütze 42 ist als besonderes Anbauteil dargestellt, könnte jedoch ebenfalls einstückig mit der Basisplatte 26 ausgeführt werden. Die Tragplatten 38 und 40 können einfach eben und mit rechteckigem Umriß ausgeführt werden und eine große runde Ausnehmung 48 aufweisen, jedoch ist es im Interesse einer Minimierung des Gewichtes des Schreibkopfes 10 vorzuziehen, den Oberteil 50 der Tragplatten 38 und 40 entsprechend der Rundung der Ausnehmung 48 abzurunden. Die Tragplatten 38 und 40 bilden einen kreisringförmigen Tragrahmen mit einem unteren, durch den Sockel 36 gebildeten Lagerteil. Selbstverständlich können die Tragplatten 38 und 40 auch auf andere Weise gelagert werden. Die Steifheit der Tragplatten 38 und 40 kann durch eine Mehrzahl nicht näher dargestellter Stützstangen als Abstandhalter zwischen ihnen verbessert werden.

Eine Mehrzahl der Elektromagneten 52 sind in radialer Ausrichtung in Abständen am Umfang der Ausnehmung 48 an jeder Tragplatte 38 und 40 verteilt und durch eine Befestigung sstütze 74 (Fig. 4) am einen Polteil 54 mit der jeweiligen Tragplatte 38 oder.40 verbunden. Die Elektromagnete 52, die weiter unten im Zusammenhang mit den Pig. 4 und 5 noch

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näher erläutert werden, haben einen im wesentlichen I-förmigen Magnetkern 60, von dem aus sich in der gewählten Darstellung die Befestigungsstütze 74 von der linken Seite aus nach außen erstreckt, wo sie an der Vorderfläche der zugehörigen Tragplatte 38 oder 40 befestigt ist. Die Vorderflächen der Tragplatten 33 und 40 sind überdies im Winkel gefräst, so daß die Befestigungsflächen der Befestigungsstützen 54 nach innen geneigt sind und nicht normal zur Schreibachse bzw. zur Hittellinie des Schriftzeichens verlaufen, sondern hierzu im spitzen Winkel geneigt sind. Durch den Neigungswinkel der Befestigungsstützen 74 und der zugehörigen Elektromagnete wird, wie weiter unten näher erläutert ist, die Art des Bogens bestimmt, den die Schreibdrähte 68 beschreiben.

Die äußere, hintere Tragplatte 40 weist eine Stütze 56 an ihrem oberen Rand auf, welche ein Stützlager 58 trägt, das sich an der oberen Stützstange 14 für den Wagen zu dessen Längsführung abstützt. Dadurch wird jede Schwenkbewegung des Schreibkopfes 10 um die Gleitstange 12 herum unterbunden.

In Fig. 4 ist eine einen der Schreibmagneten 52 aufweisende elektromagnetische Antriebsvorrichtung für einen der Schreibdrähte 68 mit näheren Einzelheiten dargestellt. Danach weist der Magnetkern 60 eines Elektromagneten 52 zwei einstückig- mit ihm verbundene Polteile 54 und 62 und eine als Federblatt 64 ausgebildete langgestreckte Feder auf,

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welche an der Seite des einen Polteils 54 eingespannt ist; ,weiterhin ist ein Gebenschlußanker 66 und ein Befestigungsschuh 67 für einen Schreibdraht 68 vorgesehen, die beide an dem Federblatt 64 befestigt sind. Der Befestigungsschuh trägt den zugehörigen Schreibdraht 68 an seinem freien äußeren bzw. in der radialen Anordnung an der Tragplatte 38 oder 40 inneren Ende. Der Magnetkern 60 trägt in der üblichen Weise eine Wicklung oder Spule 70, welche geschnitten dargestellt ist.

Der Magnetkern 60 und die Polteile 54 und 62 müssen ebenso wie der Nebenschlußanker 66 aus einem geeignetem magnetischen oder magnetisierbaren Werkstoff hergestellt sein. Vorzugsweise sind der Magnetkern 60 und die Polteile 54 und 62 als einstückiges Bauteil hergestellt, jedoch ist dies nicht zwingend erforderlich. Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Magnetkern 60 einen gerundeten rechteckigen Querschnitt auf. Auch dies ist nicht zwingend erforderlich, jedoch wird hierdurch ein ausreichender Magnetfluß bei minimaler Masse erzielt.

Das Polteil 54 ist an dem in der Einbaulage radial äußeren Ende des Magnetkern 60 vorgesehen und weist ein ebenes Plattenteil 72 auf, dessen Abmessungen so gewählt sind, daß das Plattenteil 72 an der benachbarten Stirnfläche der Spule 70 anliegen kann; zur Befestigung an der zugehörigen Tragplatte 38 oder 40 ist in der zuvor bereits erläuterten Weise am Polteil 54 überdies an einer Seite eine Befesti-

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gungsstütze 74 vorgesehen. Die Befestigungsstütze 74 hat eine bearbeitete Anlagefläche 76 mit einem Einschnitt 77, in dem das Pederblatt 64 gelagert ist und weist eine Gewindebohrung 78 zur Aufnahme einer nicht näher dargestellten Befestigungsschraube auf.

Wie auch aus Pig. 4 ersichtlich ist, ist die zugehörige Anlagefläche der als Träger für den Elektromagneten dienenden Tragplatte 38 gegenüber der Vertikalen bzw. gegenüber einer Normalebene zur Mittellinie des Schriftzeichens oder zur Schreibachse leicht geneigt; die Größe dieser Neigung im einzelnen ist in Abhängigkeit von der geometrischen Auslegung des Schreibkopfes 10 im jeweiligen Einzelfall zu wählen. Auch die Anlagefläche 76 ist gegenüber der Achse des Magnetkerns 60 geringfügig geneigt und führt so zur Bildung eines Spaltes 90 zwischen dem Nebenschlußanker 66 und der Stützfläche 88 des radial inneren Polteils 93, wie weiter unten näher erläutert wird.

Die in der Einbaulage radial innere Oberfläche des Plattenteiles 72 ist mit einer stufenförmigen Schulter 80 im Anschluß an die Anlagefläche 76 versehen, in der das freie Ende des Nebenschlußankers 66 aufgenommen werden kann. Dadurch wird eine Unterbrechung bzw. Störung des Magnetfeldes vermieden und eine mechanische Dämpfung für die beim Rückzug der Schreibdrähte 68 beim Aberregen des Elektromagneten 52 zurückfedernde Bauteilgruppe aus Pederblatt 64, Nebenschlußanker 66 und Befestigungsschuh 67 erzielt.

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Das Federblatt 64 ist aus einem geeignetem Werkstoff wie Federstahl oder einer Beryllium-Kupferlegierung gefertigt. Es ist zwischen dem Einschnitt 77 in der Anlagefläche 76 und einer bearbeiteten Gegenfläche des Trägers an der Tragplatte 38 befestigt und erstreckt sich nach unten bzw. in der Einbaulage radial nach innen bis in den Bereich des Polteiles 92 oder über dieses hinaus. Am freien Ende des Federblattes 64 sind der Hebenschlußanker 66 und der Befestigungsschuh 67 mit einem Paar von Befestigungsschrauben 82 und 84 befestigt, und zwar derart, daß das Federblatt 64 zwischen diesen daran befestigten Teilen liegt. Der llebenschlußanker 86 besteht im wesentlichen aus einer Stange aus magnetischem Werkstoff, welche sich von eioem dem radial inneren Polteil 92 gegenüberliegenden Punkt in die Schulter 80 hinein erstreckt. Um die freie Beweglich-' keit des Federblattes 64 nicht zu behindern, weist der Nebenschlußanker 66 einen Einschnitt auf, der einen kleinen Luftspalt zwischen dem Federblatt 64 und der benachbarten ' Oberfläche des Nebenschlußanker 66 erzeugt. Umgekehrt ausgedrückt weist der Nebenschlußanker 66, dessen Hauptkörper in geringem Abstand vom Federblatt 64 liegt, im Bereich der Befestigungsstelle am Federblatt eine vorspringende Schulter 86 auf, welche die Befestigungsschrauben 82 und aufnimmt; hierdurch ist eine freie Beweglichkeit des Federblattes 64 gesichert.

Die Stützfläche 88 des in Einbaulage inneren Polteils 62, welche an einem Sockelteil 92 des Polteils 62 vorgesehen

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ist, dient als Anschlag, der im Abstand dem befestigten Ende des Webenschlußankers 66 gegenüberliegt. Die Stützfläche 88 ist nicht ganz parallel zur Achse des Magnetkerns 60, sondern vielmehr leicht geneigt, so daß sie parallel der gegenüberliegenden Fläche des Nebenschlußankers gegenüberliegt, wenn der Elektromagnet erregt ist und das Pederblatt 64 in einem Bogen um das radial innere Ende der Anlagefläche 76 dreht, so daß die beiden Oberflächen des Nebenschlußankers 66 bzw. des Sockelteils 92 in Berührung gelangen. Der Spalt 90 zwischen der Stützfläche 88 und dem Nebenschlußanker 66 entspricht in seiner Breite ungefähr dem 1 1/2-fachen des vorgesehenen Anschlagweges jedes Schreibdrahtes 68. Die untere oder in der Einbaulage radial innere Oberfläche des Polteils 62 bzw. des Sockelteils 92 ist gemäß den Erfordernissen einer maximalen Magnetflußdichte bei minimaler Masse ausgebildet.

Mittels der Befestigungsschrauben 82 und 84 ist auch der Befestigungsschuh 67 am Federblatt 64 befestigt, jedoch auf der dem Nebenschlußanker 66 gegenüberliegenden Seite. Der Befestigungsschuh 67 erstreckt sich in der Einbaulage radial nach innen über den Elektromagneten 52 über einen solchen Abstand hinaus, der nach den Erfordernissen der Führung der Schreibdrähte 68 im Schreibkopf 10 gewählt ist. Es ist wesentlich, daß der Befestigungsschuh 67 starr ist, im Betrieb also keinen Biegungen unterliegt, und eine für die Schreib- oder Druckerfordernisse ausreichende Masse aufweist. Der Schreibdraht 68 ist am unteren, in der Ein-

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baulage radial inneren Ende des Befestigungsschuhs 67 "befestigt und erstreckt sich vom Befestigungsschuh 67 ausgesehen bezüglich des Elektromagneten 52 wieder nach hinten in Richtung auf die Schreibfläche und kreuzt dabei die Achse des Magnetkerns 60. Wenn in der Spule 70 Strom fließt und dadurch der Elektromagnet 52 erregt wird, so wird der Nebenschlußanker 66 über den Sp_falt 90 hinweg in Richtung auf die Stützfläche 88 gezogen, wodurch das Federblatt 64 unter Spannung gesetzt und der Schreibdraht 68 über den erforderlichen Hubweg in Kontakt mit der nicht näher dargestellten Schreibfläche gebracht wird.

Bei bekannten Elektromagneten für diesen Zweck bewegt sich der Anker aus dem Zentrum des Magnetfeldes heraus, wenn der zugehörige Schreibdraht zur Überbrückung des Anschlagweges nach vorne gestoßen wird. Die Folge hiervon ist, daß die stärkste Antriebskraft für den Schreibdraht beim Beginn des Anschlags auftritt. Gemäß der vorliegenden Erfindung steigt jedoch die Antriebskraft in dem Maße, wie die freie Breite des Spaltes 90 vermindert wird und erreicht einen Maximalwert, wenn die Spitze des Schreibdrahtes 68 auf die Schreibfläche auftrifft. Mit für den vorliegenden Zweck üblichen Elektromagneten muß der Anker darüberhinaus über eine solche Strecke bewegt werden, die sich aus dem vorgesehenen Hubweg der Schreibdrahtspitze beim Anschlag und einem Ausgleich für Biegungen im Schreibdraht zusammensetzt. Im Falle der vorliegenden Erfindung jedoch entspricht der Hubweg des Nebenschlußankers 66 über den Spalt 90 ledig-

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lieh einem Bruchteil des Anschlagweges des Schreibdrahtes 68, weil die Bewegung des Nebenschlußankers 66 mit einer sich aus den unterschiedlichen Schwenkradien zwischen dem radial inneren Ende des Nebenschlußankers 66 und dem radial inneren Ende des Befestigungsschuhs 67 ergebenden Übersetzungsverhältnis auf den Schreibdraht 68 übertragen wird. Dadurch kann nicht nur der Spalt 90 für einen vorgegebenen Anschlagweg des Schreibdrahtös 68 schmäler gewählt werden, sondern wird auch eine höhere Winkel- und damit Vortriebsgeschwindigkeit für den Schreibdraht 68 als für den Nebenschlußanker 66 erreicht; all dies wirkt sich bei Punktmatrixdruckern vorteilhaft aus.

Die Schreibdrähte 63 sind vorzugsweise aus einem verschleißfesten, reibungsarmen Werkstoff hergestellt, so insbesondere etwa aus elektrolytisch poliertem Wolfram. Wie sich aus geometrischen Überlegungen ohne weiteres ergibt, ist eine möglichst geringe Krümmung der Schreibdrähte 68 anzustreben, da bei einem weitgehend gerade ausgerichteten Schreibdraht ein größerer Anteil der zur Verfügung stehender Antriebsenergie in Bewegung der Schreibspitze umgesetzt wird als bei einem stärker gebogenen Schreibdraht, bei dem ein Teil der Energie in Biegungen verlorengeht. Solche Biegungen, die unvermeidlich sind, werden vorzugsweise in die Nähe des Befestigungsschuhs 67 und nicht in die Nähe der Schreibfläche gelegt, wo die Schreibdrähte 68 eng benachbart liegen und zusätzlich geführt sind; so könnte beispielsweise die Führungsplatte 30 momentane Verzögerungen in der Bewe-

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gung der Schreibdrahtspitze und damit ein Absinken der Ausdruckgeschwindigkeit hervorrufen. Um dies zu vermeiden ist der Anstellwinkel der Elektromagneten 52 gegenüber einer Normalebene zur Mittellinie des Schriftzeichens so gewählt, daß die Schreibdrähte 68 in der Nachbarschaft des Befestigungsschuhes 67 in einem Bogen von geringerem Radius liegen und der Krümmungsradius des Bogens mit der Entfer_T nung vom Befestigungsschuh 67 anwächst. So beschreiben die Schreibdrähte 68 insgesamt einen annähernd parabelförmigen Bogen, dessen geringster Krümmungsradius in der Nähe des Befestigungsschuhs 67 liegt.

In der erläuterten Weise erstrecken sich die Schreibdrähte von den Befestigungsschuhen 67 aus in einem Bogen mit großem Radius in die Führungsöffnung 96 in der Sammelplatte 34, Als zusätzliche Führungshilfe für die Schreibdrähte 68 dient die zwischengeschaltete Führungsplatte 30 (Fig. 1), die an einer geeigneten Stelle zwischen den Befestigungsschuhen 67 und der Sammelplatte 34 angeordnet ist. Die Führungsplatte 30 hat insgesamt 35 nicht näher dargestellte Führung s ausnehmung en für die Schreibdrähte 68, weichein einer solchen Verteilung angeordnet sind, die zwischen der Verteilung der Schreibdrähte in einer Normalebene in Höhe der Tragplatten 38 oder 40 und der Verteilung der Schreibdrähte in der Führungsöffnung 96 der Sammelplatte liegt, wo die Schreibdrähte in einer Sieben-zu-Fünf-Rechteckanordnung zur Erzielung einer 7 x 5-Rasterung verteilt sind. In unmittelbarer Nachbarschaft, der. Schreibfläche sind

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die Schreibdrähte 68 in der einzigen Führungsöffnung 96 in der Sammelplatte 34-· gebündelt. Die Führungsöffnung 96 hat Nominalatmessungen von 1,778 mm χ 2,54 mm (0,07" χ 0,1"), jedoch ist die Führungsöffnung 96 derart einstellbar, daß Maßabweichungen in der Dicke der Schreibdrähte 68 ausgeglichen und die Größe der freien Öffnung mit fortschreitendem Verschleiß der Schreibdrähte 68 nachgestellt werden kann.

Wie bereits weiter oben bemerkt wurde, ist die Ausbildung der Führungsöffnung 96 als eine allen Schreibdrähten 68 gemeinsame Sammelöffnung ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung. Hierdurch wird nicht nur der Schreibdrahtverschleiß vermindert, sondern durch die Einfassung der Schreibdrähte 68 in dieser Art wird auch die exakte Rechteckform des Schriftzeichens gewährleistet, wobei der Abstand zwischen der Schreibfläche und dem Aufzeichnungsträger nicht so kritisch ist, und werden klare, im wesentlichen massiv erscheinende Schriftzeichen erzeugt.

Das Verbindungsglied 32 kann auch mit sich seitlich nach außen erstreckenden Stützarmen 98 (Fig. 3) als Abstützungen für Farbbandführer 100 versehen werden, von denen in Fig. 3 einer dargestellt ist.

In Fig. 1 sind in strichpunktierten Linien einige Zubehörteile des Druckers dargestellt, die nicht !Teil der vorliegenden Erfindung sind; es handelt sich hierbei um Papierführungen 102 und eine Zwischenplatte 104.

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Wie ohne weiteres ersichtlich ist, sind die zu Elektromagneten 52·an der äußeren oder hinteren Tragplatte 40 des Schreibkopfes 10 führenden Scbreibdrähte 68 zwangsläufig etwas länger als diejenigen Schreibdrähte 68, die mit Elektromagneten 52 an der inneren oder vorderen Tragplatte 38 verbunden sind. Das unterschiedliche Gewicht bzw. die unterschiedliche Masse der'Schreibdrähte 68, die sich durch diesen Längenunterschied ergibt, beeinträchtigt jedoch die Druckqualität noch nicht. Allerdings empfielt es sich, die inneren Befestigungsflächen an den beiden Tragplatten 38 und 40 in geringfügig unterschiedlichen Anstellwinkeln gegenüber einer Formalebene zur Mittellinie des Schriftzeichens herzustellen, so daß die Schreibdrähte 68 aus den Ebenen der beiden Tragplatten 38 und 40 im wesentlichen dieselbe geometrische Form und dieselben Biegeeigenschaften aufweisen.

Im Bedarfsfalle können am Schreibkopf 10 logische Schaltungen zfim Anxrieb der Elektromagneten 52 vorgesehen werden. Wie Fig. 1 zeigt, ist hierfür eine Schaltungsplatte 106 an der Unterseite der G-leitstützen 16 und 18 befestigt. Hierdurch kann die nicht näher dargestellte elektrische Verbindung vom Signaleingang zu den Elektromagneten vereinfacht werden.

Wie die vorstehende Beschreibung zeigt, wird die gestellte Aufgabe bei einem erfindungsgemäßen Schreibkopf im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein Paar von radialen Elektromagnetanordnungen vorgesehen ist, wodurch es möglich wird,

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alle Schreibdrähte in der Nähe der Mittellinie des Schriftzeichens anzuordnen. Die radial ausgerichtete Lage der Elektromagneten gestattet es auch, die Elektromagnete so im Abstand voneinander anzuordnen, daß Kühlprobleme und Fehlanschläge durch gegenseitige Magnetstörungen vermieden sind. Der erfindungsgemäße Schreibkopf weist eine geringe Masse auf, hat jedoch andererseits eine so hohe gewichtsspezifische Leistung, daß ein einwandfreier Ausdruck sichergestellt ist; tatsächlich wiegt der Schreibkopf gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht mehr als bekannte Schreibköpfe mit nur 7 Elektromagneten. Die vergrößerte Tiefe des Druckbereichs, welche durch die Parallellage aller Schreibdrähte an der Schreibfläche erreicht wird, erleichtert die Handhabung des Druckers, da Justierungen der Platten selten erforderlich sind. Selbstverständlich müssen wie bei jedem Schreibkopf die Führung des Magnetflusses, die Impulsbreiten, die Masse, die Trägheitskräfte, Resonanzen, Dämpfungsgeschwindigkeiten und die geometrische Auslegung insgesamt in der üblichen Weise aufeinander abgestimmt werden, um einen schnellen und störungsfreien Ausdruck zu erreichen. Dabei können sich selbstverständlich im Einzelfall der Praxis viele Abweichungen hinsichtlich Einzelheiten, Werkstoffen und Anordnungen der Teile ergeben, die immer noch im Rahmen der Erfindung liegen.

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Claims (13)

1. Patent- (Schutz-) Ansprüche

   f 1.^Elektromagnetisches Antriebselement für den Schreibkopf >>—deines Punktmatrixschreibers bzw.-druckers, mit einem Schreibmagneten und einer Ankerarmatur, dadurch gekennzeichnet, daß· der Schreibmagnet (52) zwei einander gegenüberliegende Polteile (54, 62) und einen -dazwischenliegenden, zwischen den Polteilen (54_f 62) von einer Spule (70) umgeben-en Magnetkern (60) besitzt, daß die Ankerarmatur ein am einen Polteil (54) befestigtes und sich zum anderen Polteil (62) erstreckendes Federblatt (64) mit einem daran befestigten und sich zwischen den, jedoch in der Ruhelage im Abstand von den Poliälen (54,62) erstreckenden Nebenschlußanker (66) aufweist^ und daß am freien Ende des Federblattes (64) ein Befestigungsschuh (67) für einen Schreibdraht (68) befestigt ist.
2. 2. Antriebselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Befestigungsschuh (67) über das Federblatt (64) hinaus erstreckt und die Befestigung des Schreibdrahtes (68) am äußeren Ende des Befestigungsschuhs (67) erfolgt, wobei der Schreibdraht (68) sich, die Achse des Magnetkerns (60) kreuzend, zurück erstreckt.
3. 3.' Antriebselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußanker (66) und der Befestigungsschuh (67) an gegenüberliegenden Seiten des freien

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   Endes des Federblatts (64) befestigt sind.
4. 4. Antriebselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußanker (66) mit Ausnahme seiner Befestigungsstelle am Pederblatt (64) im Abstand vom Pederblatt (64) liegt.
5. 5. Antriebselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Befestigung des Federblattes (64) dienenden Polteil (54) eine Befestigungsstütze (74) für die Befestigung des Antriebselements vorgesehen ist.
6. 6. Schreibkopf für einen Punktmatrixschreiber bzw. -drucker, mit einer Mehrzahl elektromagnetischer Antriebselemente insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und mit einem 'Tragteil für seine Lagerung im Drucker mit einem im Abstand von der Schreibfläche liegenden Träger für die elektromagnetischen Antriebselemente und einer der Schreibfläche benachbarten Führung für die Schreibdrähte, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für die Antriebselemente wenigstens eine vertikale Tragplatte (38 bzw. 40) mit einer Ausnehmung (48) großen Durchmessers aufweist, daß die Führung für die Schreibdrähte (68) durch eine Sammelplatte (34) für die Schreibdrähte (68) mit einer einzigen, allen Schreibdrähten (68) gemeinsamen Führungsöffnung (96) gebildet ist, deren Mittellinie mit derjenigen der Ausnehmung (48) der Tragplatte (38 bzw. 40) fluchtet, daß die elektromagnetischen Antriebselemente, über den Umfang der Ausnehmung (48) der Trag-

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   platte (38 bzw. 40) derart angeordnet sind, daß ihre im Befest igung s schuhen (67) für die einzelnen Schreibdrähte (68) endenden Ankerarmaturen sich bis in die Nähe der Mittellinie der Ausnehmung (48) unter geringer lie igung gegen eine Normalebene der Mittellinie erstrecken und daß eine Erregung des Elektromagneten (52) jedes Antriebselementes das radial innere Ende des zugehörigen Befestigungsschuhs (67) über einen dem Anschlagweg des Schreibdrahts (68) entsprechenden Hubweg in Richtung auf die Führungsöffnung (96) der Sammelplatte (34) bewegt, und daß sich die Schreibdrähte (68) von den Befestigungsschuhen (67) aus in Bögen von großem Krümmungsradius in die Führungsöffnung (96) der Sammelplatte (34) erstrecken und in einer zur Schreibfläche parallelen, ihr eng benachbarten Ebene enden.
7. 7. Schreibkopf nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Antrieb zur Bewegung des Schreibkopfes (10) parallel zur Schreibfläche.
8. 8. Schreibkopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für die elektrischen Antriebselemente durch zwei im Abstand liegende parallele Tragplatten (38, 40) mit Antriebselementen an jeder Tragplatte gebildet ist.
9. 9. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine zwischen den Befestigungsschuhen (67) und der Sammelplatte (34) angeordnete Führungsplatte (30) mit einzelnen Führungsausnehmungen für die Schreibdrähte (68).

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10. 10. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bögen der Schreibdrähte (68) in etwa Parabelform mit dem geringsten Krümmungsradius an den Befestigungssc.huhen (67) aufweisen,
11. 11. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch eine Schaltanordnung zur Erregung der Elektromagneten (52) der Antriebselemente in Abhängigkeit von empfangenen Steuersignalen.
12. 12. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Führungsöffnung (96) für die Schreibdrähte (68) einstellbar gehalten ist.
13. 13. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet durch 35 elektromagnetische Antriebselemente an den Tragplatten (38, 40) wobei die gemeinsame Führungsöffnung (96) die Schreibdrähte (68) in einer Sieben-zu-Pünf-Rechteckanordnung verteilt sind.

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