DE2629592C2

DE2629592C2 - Druckhammer für Typendrucker

Info

Publication number: DE2629592C2
Application number: DE2629592A
Authority: DE
Inventors: Werner 7036 Schönaich Hasler; Subramaniam Dr. 7033 Herrenberg Padmanabhan
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1976-07-01
Filing date: 1976-07-01
Publication date: 1986-04-17
Also published as: GB1540807A; FR2356517B1; DE2629592A1; JPS5648308B2; JPS536121A; IT1114108B; CA1094882A; FR2356517A1; US4141290A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Druckhammer für Typendrucker mit zwei um jeweils einen Drehpunkt schwenkbaren Hebeln, von denen einer als Magnetanker betätigbar Ist und der andere infolge der Ankerbetätigung den Druckanschlag bewirkt.

Im US-PS 31 64 085 Ist eine Druckhammeranordnung beschrieben, bei der ein elektromagnetischer, um einen Drehpunkt schwenkbarer erster Hebel auf einen abgewlkkelten zweiten, den Druckanschlag bewirkenden Schwenkhebel wirkt. Der Drehpunkt des zweiten Hebels liegt jedoch nicht am ersten Hebel.

In der DE-AS 19 21 933 ist ein Schnelldrucker mit dreh- und linearbeweglichen Auslösenebeln beschrieben, wobei die Linearbewegung des Auslösehebels zur Betätigung des schwenkbaren Hammerhebels durch einen Anschlag begrenzt ist, bevor der Druckhammer an einer Drucktrommel anschlägt.

In der US-PS 35 04 623 Ist eine Druckhammeranordnung beschrieben, bei der ein elektromagnetisch betätigbarer Schwenkhebel auf einen durch zwei Blattfedern gelagerten Druckstößel einwirkt.

In der GB-PS 6 74 812 ist eine Druckhammeranordnung beschrieben, bei der zwei Schwenkhebel eine gemeinsame Schwenkachse aufweisen und der erstere auf den zweiten einwirkt, bis letzterer auf einen Anschlag trifft und der erste den Abdruck bewirkende Schwenkhebel gegen die Kraft einer Rückholfeder weiterschwenkt.

Bei bekannten elektromagnetisch betätigten Druckhämmern ist also der Druckhammer als ein- oder auch zweiarmiger Hebel ausgeführt. Dieser Hebel wird bei Erregung des dem Druckhammer zugeordneten Elektromagneten von dessen Joch angezogen. Bei dieser Bewegung schlägt ein am Ende des Druckhammerhebels angeordneter Druckkopf gegen eine Drucktype, um dabei auf zwischen Druckkopf und Drucktype angeordnetem Papier mittels eines Farbbandes einen Typenabdruck zu erzeugen.

Bei Anschlagdruckern dieser Art, insbesondere bei Verwendung In elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, wird eine besonders hohe Druckleistung gefordert. Einer solchen Forderung genügen Druckhämmer geringer Masse, welche sich also schnell beschleunigen lassen, und welche dementsprechend auch eine hohe Auftreffgeschwindigkeit für den Moment des Typenabdmckes erreichen. Je höher die Auftreffgeschwindigkeit Ist, um so geringer Ist auch die Gefahr von sogenannten Verwischungen im Druckbild. Bei bisher bekannten Druckhammeranordnungen ist jedoch eine Erhöhung der Auftreffgeschwindigkeit ohne Erhöhung der Energie zur Erregung des dem Druckhammer zugeordneten Elektromagneten nicht möglich.

Es 1st darum Aufgabe der Erfindung, einen Druckhammer anzugeben, welcher bei gleichbleibendem Energieaufwand für die Erregung des diesem Druckhammer zugeordneten Elektromagneten, eine Erhöhung der Auftreffgeschwlndlgkelt des Druckkopfes auf die Drucktype ermöglicht.

Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Um die Lagerpunkte der Hebel möglichst reaktlonskraftfrel zu halten, werden danach die Stoßmittelpunkte In die Drehpunkte verlegt. Dies geschieht durch Iterative Optimierung der Massenverteilung (der Hebel). Während der Beschleunigung tritt sehr wohl eine geringe Reaktionskraft auf; zum Zeitpunkt des Anschlags Ist die Reaktionskraft Im allgemeinen viel höher.

Um diese hohe unerwünschte Reaktionskraft zu vermelden bzw. gering zu halten, wird die Formgebung so gestaltet, daß zum Zeitpunkt des Anschlags der Drehpunkt (5) des ersten Hebels reaktionsfrei bleibt. Entsprechendes gilt auch für den zweiten Hebel.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Prinzipdarstellungen und Ausfuhrungsbeispiele der

Erfindung sind In den Zeichnungen dargestellt und werden Im folgenden näher beschrieben: Es zeigt

Flg. IA bis IC Prinzipdarstellung des Doppelhebelhammers In verschiedenen Stellungen, Fig. IA Ausgangsstellung,

Flg. IB Bewegungsphase,

Flg. IC Druckphase,

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel des Doppelhebelhammers In Ausgangsstellung,

FI g. 3A bis 3C eine andere Prinzipdarstellung des Doppelhebelhammers in verschiedenen Stellungen, Fig. 3A Ausgangsstellung,

F i g. 3B Bewegungspha·«,

Flg. 3C Druckphase,

Fig. 4 ein zweites AusfOhrungsbeisplel des Doppelhebelhammers in Ausgangsstellung.

Aus Gründen der Klarheit tragen die einander entsprechenden Teile in den Darstellungen der Fig. IA bis IC und Fig. 2 die gleichen Bezugszeichen.

Das gleiche gilt für die Fig. 3A bis 2C und die Fig. 4.

In den F ig. IA bis IC ist das Prinzip des Do^pelhebelhammers 1 in verschiedenen Stellungen dargestellt.

Es bedeuten:

2 = Erster Hebel mit den Hebelarmen 3 und 4 und

dem Drehpunkt 5
6 = Zweiter Hebel mit den Hebelarmen 7 und 8 und dem Drehpunkt 9

11 = Anschlag für den Hebelarm 3

14 = Druckkopf
17 = Drucktype
16 = Farbband

15 = Papier

10 = Rückholfeder

12 = Druckfeder

13 = Bolzen

Bei Betätigung des Doppelhebelhammers spielt sich folgender Vr-gang ab: Der Hebelarm 4 des Hebels 2 wird In Pfeilrichtung (Fig. IB) von dem diesem Hammer zugeordneten Elektromagneten (nicht dargestellt) angezogen. Der Hebel 2 bewegt sich dabei In Uhrzeigerrichtung um seinen Drehpunkt 5, bis sein Hebelarm 3 auf den Anschlag 11 trifft. Am oberen Ende des Hebelarmes 3 liegt der Drehpunkt 9 für den HeM 6. Bei der Bewegung des Hebels 5 bis zum Anschlag 11 wird der Hebel 6 mitgenommen. Im Moment des Auftreffens des Hebelarmes 3 auf den Anschlag 11 schwenkt der Hebel 6 In Uhrzeigerrichtung träghei'sbedlngt (durch den schweren Druckkopf am oberen Ende des Hebelarmes 7) um seinen Drehpunkt 9 (siehe I⁷Ig. IC), wobei der Typenabdruck erfolgt. Dabei schlägt das Druckelement 14 gegen das Papier 15, das Farbband 16 und die Drucktype 17.

Nach erfolgtem Typenabdruck bedingt die Rückholfeder 10 zwischen dem Hebelarm 8 und dem Hebelarm 3 ein Zurückziehen, bis das abgewinkelte Ende 18 des Hebelarmes 8 wieder am Hebelarm 3 anliegt. Bei der Betätigung des Hebels 2 durch den Druckhammermagneten wird der Bolzen 13 gegen die Kraft der Druckfeder 12 bewegt. Nach erfolgtem Druckvorgang bewirkt diese Druckfeder 12 eine Rückkehr der Doppelhebelanordnung in Ihre Ausgangsstellung.

Für den Druckvorgang sollte der Hebelarm 7 zusammen mit dem an seinem oberen Ende befestigten Druckelement 14 ein höheres Trägheitsmoment aufweisen als der Hebelarm 8. Dann erzeigt beim Auftreffen des Hebelarmes 3 auf den Anschlag 11 eine plötzliche Schwenkun« des Hebels 6 um seinen Drehpunkt 9. Dabei hat der Hebelarm 7 eine höhere Winkelgeschwindigkeit bezüglich des Drehpunktes 9 als während der Bewegungsphase die Doppelhebelanordnung 1 vor Auftreffen des Hebelarmes 3 auf den Anschlag 11 bezüglich des Drehpunktes 5. Durch diese höhere Winkelgeschwindigkeit Ist aber auch die Aufschlagsgeschwindigkeit für den Typenabdruck des Druckkopfes größer als bei Vorhandensein nur eines Hebels mit dem Drehpunkt 5 bei entsprechend größerer Länge des das Druckelement 14 tragenden Hebelarmes (nicht dargestellt).

in FI g. 2 1st ein Ausführungsbeispiel einer Doppelhebelhammeranordnung dargestellt. Der Hebelarm 4 des um die Achse 5 drehbaren Hebels 2 wird bei Betätigung des Elektromagneten 22/23 von dem Joch 21 angezogen. Dabei dreht sich der Hebelarm 3 in Uhrzeigerrichtung bis auf den Anschlag 11. Der Drehpunkt 9 am oberen Ende des Hebels 3 ist In besonderer Welse dadurch ausgebildet, daß eine Blattfeder 20 vorgesehen ist, die mil ihren beiden Enden in kunststoffgefüllten Aussparungen 19 im oberen Ende <ies Hebelarmes 3 fixiert ist. Beim Auftreffen des Hebelai.nes 3 auf den Anschlag 11 dreht sich der Hebel 6 um seinen Drehpunkt 9 in Uhrzeigerrichtung. Sein unterer Hebelarm 8 bewegt sich dabei gegen die Kraft einer als Blattfeder 30 ausgebl.ü'eten Rückholfeder 10. Diese Blattfeder ist mit ihrem einen Ende in der kunststoffgefüllten Aussparung 31 des Hebels 2 fixiert; mit ihrem freien Ende liegt sie am Hebelarm 8 an. Der Druckvorgang bezüglich des Hebels 6 ist der gleiche wie In den Prinzipdarstellungen Fig. IA bis IC beschrieben. Bei der Drehung des Hebelarmes 3 gegen den Anschlag 11 wird der Hebelarm 4 über den Bolzen 13 gegen die Kraft der Druckfeder 12 bewegt. Nach erfolgtem Druckvorgang wird der Hebel 6 durch die Rückholfeder 30 wieder in eine Position bezüg-Hch des Hebels 2 zurückgebracht, wie sie in F i g. 2 dargestellt Ist. Außerdem wirkt die Druckfeder 12 über den Bolzen 13 derart auf den Hebelarm 4 ein, daß sich der Hebel 2 entgegen der Uhrzeigerrichtung um seine Achse 5 bewegt. Diese Bewegung wird durch den aus Justierschraube 27 und Federwinkel 28 bestehenden Anschlag 25 für den Hebel 6 begrenzt. Auf dem Papierführungsblech 32 1st neben dem Anschlag 11 auch noch ein Halteelement 33 angebracht, welches über einen Steg, den Spulenkern 22 mit der Wicklung 23 des Elektromagneten mit dem dazu gehörigen Joch 21 trägt. Das Joch 21 des Elektromagneten Ist an entsprechenden Stellen mit einer Ummantelung 24 umgeben, welche in einer dafür vorgesehenen Aussparung die Druckfeder 12 und den Bolzen 13 aufnimmt bzw. eine Befestigung des Anschlags 25 über einen Winkel 26 mittels einer Schraube 29 ermöglicht. In den Flg. 3A bis 3C 1st elr.e andere Prinzipdarstellung eines Doppelhebelhammers 40 in verschiedenen Stellungen gezeigt. Die Darstellung Ist so zu verstehen, daß die Doppelhebelhammeranordr.ung 40 von einem nicht dargestellten Elektromagneten betätigt wird, dessen Joch mit 52 gekennzeichnet Ist. Der Hebel 41 ist In dieser Darstellung ein einarmiger Hebel mit dem Drehpunkt 42. (Er könnte aber ebensogut als zweiarmiger Hebel ausgeführt werden). Am oberen Ende dieses Hebels 41 befindet sich der Drehpunkt 48 für den zweiten Hebel 43 mit den Hebelarmen 44 und 45. Am oberen Ende des Hebelarmes 44 Ist eine Betätigungsstange 53 für eine Hammeranordnung 55 herkömmlicher Art (wie sie aus Flg. 1 zu ersehen Ist) angebracht.

Eine Druckfeder 49 In Verbindung mit einem Bolzen 50 hält den Hebel 41 In der In Flg. 3A dargestellten Ausgangsstellung. Eine zwischen dem Hebelarm 45 und dem Hebel 41 angeordnete Rückholfeder 54 hält den

Hebel 43 bezüglich des Hebels 41 In der In Flg. 3A gezeigten Lage, wobei das abgewickelte Armelement 46 des Hebels 43 am Hebel 41 anliegt. Bei Erregung des Druckhammermagneten wilrd die Doppelhebelanordnung 40 vom Joch 52 angezogen, wobei eine Drehung um 42 In Uhrzeigerrichtung erfolgt. Diese Bewegung erfolgt (über den Bolzen 50) gegen die Kraft der Druckfeder 49. Ein Teil des Joches 52 Ist als Anschlag 51 ausgebildet. Der untere Teil des Hebelarmes 45 Ist zu einem Auslenkarm 47 derart abgewinkelt, daß dieser bei einer Bewegung der Doppelhebelan.ordnung 40 Im Uhrzeigersinn bei Druckhammerbetätigung beim Auftreffen auf den Anschlag 51 (siehe Flg. 3B) gegen die Kraft der Rückholfeder 54 eine Auslenkung des Hebels 43 Im Uhrzeigersinn um seinen Drehpunkt 48 bewirkt. Für das Übersetzungsprlnzip muß der Hebelarm 44 länger sein als der Hebelarm 45. Dadurch lsi die Auslenkung am oberen Ende des Hebelarmes 44 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis als Quotient der Hebelarmlängen 44/45 entsprechend größer als am unteren Ende des Hebelarmes 45. Somit Ist jedoch die Winkelgeschwindigkeit des Hebelarmes 44 bezogen auf den Drehpunkt 48 größer als Im Vergleich zur Winkelgeschwindigkeit dieses Hebelarmes 44 bezogen auf den Drehpunkt 42 vor einer Auslenkung des Auslenkarmes 47 am Anschlag 51. Diese erhöhte Winkelgeschwindigkeit bedeutet aber auch eine erhöhte Aufschlaggeschwlridlgkelt des Hammers auf die Drucktype. (Daß die Auslenkstange 53 am oberen Ende des Hebelarmes 44 nicht direkt den Druckkopf trägt, sondern der Auslösung einer konventionellen Druckhammeranordnung dient, hat lediglich konstruktive und kostensparende Gründe).

In Fig. 3C Ist die Doppelhebelanordnung In einer Stellung gezeigt, bei der es zu einer Auslenkung des Hebels 44 um seinen Drehpunkt 48 kommt. In dieser Stellung oder auch bereits in eine Stellung gemäß Fig. 3B kann der Typenabdruck erfolgen.

In Flg. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Doppelhebelhammers für das in den Flg. 3A bis 3C erläuterte Prinzip dargestellt.

Der Hebel 41 ist um die Achse 42 schwenkbar, der Hebel 43 um die Achse 48 Im oberen Teil des Hebels. Als Rückholfeder 54 zur Ausrichtung des Hebels 43 bezüglich des Hebels 41 für die Ausgangsstellung dient eine Blattfeder 34, die an Ihrem einen Ende mit einer Schraube 35 am Hebel 41 befestigt Ist. Das andere freie Ende der Blattfeder liegt an der Außenfläche des Hebelarms 45 an. Bei Betätigung des Elektromagneten (Spulenkern 36. Wicklung 37) wird die Doppelhebelanordnung 40 vo" dem Joch 52 angezogen. Die Anordnung bewegt sich dabei Im Uhrzeigersinn um die Achse 42. Beim Auftreffen des Auslenkarmes 47 des Hebelarmes 45 auf den Anschlag 51 wird zusätzlich zur Bewegung des Hebels 41 In Richtung auf diesen Anschlag 51 der Hebel 43 um seine Achse 48 im Uhrzeigersinn ausgelenkt. Bei Bewegung des Hebelarmes 44 um den Drehpunkt 48 wirkt die an diesem Hebe! angebrachte Betätigungsstange 53 auf die eigentliche Druckhammeranordnung 55. Der Druckhammer 56 ist um seinen Drehpunkt 57 durch Einwirkung der Betätigungsstange 53 schwenkbar, um einen Abdruck der Drucktype 17 über das Farbband 16 auf dem Papier 15 zu erreichen. Die Auslenkung des Druckhammers erfolgt über einen Bolzen 50 gegen die Kraft einer Druckfeder 49. Als Anschlagselement für die Ausgangsstellung der Doppelhebelanordnung 40 ist eine justierbare Schraube 39 vorgesehen, welche an einem mit dem Joch 52 verbundenen Haltete!! 38 angebracht 1st.

Der Hebel 2 (Flg. IA bis IC, Flg. 2) kann auch als einarmiger Hebel ausgeführt sein; ebensogut Ist es auch möglich, den Hebel 41 (Flg. 3A bis 3C, Flg. 4) als zweiarmigen Hebel auszuführen.

Bei allen zweiarmigen Hebeln Ist es natürlich möglich, entweder den oberen oder unteren Hebelarm von dem Joch des Druckhammer-Elektromagneten anziehen zu lassen.

In den Ansprüchen werden für derartige (nicht gezeichnete) Ausführungsformen die Bezugszahlen entsprechender Teile von dargestellten Ausführungsformen verwendet.

Die Doppelhebelanordnung ist so auszulegen, daß beim Auftreffen des ersten Hebels 2 auf den Anschlag 11 der Stoßmittelpunkt des Hebels 2 mit dessen Drehpunkt 5 und beim Typenabdruck der Stoßmittelpunkt des zweiten Hebels 6 mit dessen Drehpunkt 9 zusammenfällt. Als Stoßmittelpunkt wird dabei der Punkt bezeichnet, welcher beim Auftreffen des Hebels auf den Anschlag reaktlonskraftfrei bleibt.

Bei der Dimensionierung der Doppelhebelanordnung gemäß Trägheitsprinzip Ist darauf zu achten, daß das Verhältnis Abstand beider Drehpunkte 5, 9 beider Hebel 2, 6/Abstand des Drehpunktes 9 des zweiten Hebels 6 zur Druckkopfmitte größer als I Ist. Nach dem Energieerhaltungssatz Ist z. B. eine Geschwindigkeitserhöhung von 4\% bei einem Verhältnis von 2 zu verzeichnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckhammer für Typendrucker mit zwei um jeweils einen Drehpunkt schwenkbaren Hebeln, von denen einer als Magnetanker betätigbar 1st und der andere infolge der Ankerbetätigung den Druckanschlag bewirkt, dadurch gekennzeichnet,

daß der als Magnetanker verwendete erste Hebel (2, 41) um einen Drehpunkt (5, 42) drehbar und bis zu einem ortsfesten Anschlag (11, 51) bewegbar ist,
daß der Drehpunkt (9, 48) des zweiten Hebels (6, 43) am einen Ende eines Hebelarmes (3, 41) des ersten Hebels (2, 41) liegt,

daß der zweite Hebel (6, 43) einen ersten Hebelarm (7, 44) und einen zweiten Hebelarm (8, 45) aufweist, welcher bei Drehbewegung des ersten Hebels (2, 41) auf den Anschlag (11, 51) zu, an diesem ersten Hebel (2, 41) anliegt,

und daß bet Aufschlag des ersten Hebels (2, 41) auf den Anschlag (11, 51) der erste Hebelarm (7, 44) des zweiten Hebf;ls (6, 43) um seinen Drehpunkt (9, 48) In Druckrichtung dreht

und daß nach diesem Aufschlag die Winkelgeschwindigkeit des freien Endes des ersten Hebelarmes (7, 44) des zweiten Hebels (6, 43), bezogen auf seinen Drehpunkt (9,48) größer 1st als die Winkelgeschwindigkeit desselben während der Bewegung des ersten Hebels (2, 41) auf den Anschlag (11, 51) hin, bezogen auf den Drehpunkt (5, 42) des ersten Hebels (2, 41).

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Hebelarm (7, 44) des zweiten Hebels (6, 43) ein den Druckanschlag bewirkendes Druckelement (14) angeordnet offer eine Betätigungsstange (53) für einen an sich bekannten Druckhamrnerhebe! (56) angelenkt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreffen des ersten Hebels (2) auf den Anschlag (11) der Stoßmittelpunkt des Hebels (2) mit dessen Drehpunkt (5) und beim Druckanschlag der Stoßmittelpunkt des zweiten Hebels (6) mit dessen Drehpunkt (9) zusammenfällt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch, gekennzeichnet, daß der erste Hebel (2, 41) und der zweite Hebel (3, 43) durch eine gegen die Bewegung des den Druckanschlag bewirkenden Druckelements (14) bzw. der Betätigungsstange (53) in Druckrichtung wirkende Feder (30, 34) miteinander gekoppelt sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Abstand beider Drehpunkte (5, 9; 42, 48) beider Hebel (2, 6; 41, 43)/Abstand des Drehpunktes (9, 48) des zweiten Hebels (6, 43) zur Mitte des den Druckanschlag bewirkenden Druckelementes (14) bzw. dem Anlenkungspunkt der Betätigungsstange (53) größer als 1 Ist.