DE3213626C2 - Rasterdrucker - Google Patents

Abstract

Rasterdrucker mit einer ausgewuchteten Hammerbank (40), wobei die Hammerbank (40) und ein Gegengewicht (50) mittels eines Paares koaxialer, identischer, senkrecht zueinander ausgerichteter Nocken (5, 6) entgegengesetzt hin- und herbewegt werden. Hierdurch kann die Vibration des Druckers auch bei hohen Geschwindigkeiten mittels des vollständig dynamisch ausgewuchteten Systems ausgeschaltet werden.

Description

ist ein Schwungrad 8 so befestigt, daß Druckzahlschwankungen der Nockenwelle 1 so klein wie möglich gemacht werden. Am vorderen Ende der Nockenwelle 1 sind zwei Doppelnockenscheiben 5 und 6 so befestigt, daß deren größter Durchmesser im wesentlichen senkrecht zueinander stehen.

An zwei Führungsstangenpaaren 20 bzw. 30, die mittels linearer Gleitlager 4 im Rahmen 2 gelagert sind, sind zwei C-förmige Gleitschlitten 21 bzw. 31 oberhalb bzw. unterhalb der Nockenwelle 1 so befestigt, daß die Gleitschlitten 21 Dzw. 31 sich senkrecht zur Nockenwelle in Drucklinienrichtung hin- und herbewegen können. Jeder der Gleitschlitten 21, 31 hat zwei Arme, die sich senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung erstrecken und an den Flanken der Doppelnockenscheiben 5 und 6 zum Eingriff kommen. An den Enden der zwei Arme der Gleitschlitten 21 sind mittels Muttern 23 Rollen 22 befestigt Gleiche Rollen 32 sind an den Enden der zwei Arme des Gleitschlittens 31 mittels Mutte-n 33 befestigt. Die Arme des oberen Gleitschlittens 21 erstrecken sich so nach unten, daß gemäß F i g. 2 das Paar der Rollen 22 mit der linken Flanke der ersten Doppelnockenscheibe 5 und mit der rechten Flanke der zweiten Doppelnockenscheibe 6 in Berührung steht Andererseits erstrecken sich die Arme des unteren Gleitschlittens 31 so nach oben, daß das Paar Rollen 32 entsprechend mit der rechten Flanke der ersten Doppelnockenscheibe 5 und der linken Flanke der zweiten Doppelnockenscheibe 6 in Berührung steht

An den vorderen Flächen der Gleitschlitten 21 bzw. 31 sind mit entsprechenden Schrauben 24 bzw. 34 L-formige Halterungen 25 bzw. 35 befestigt. Die Halterungen 25, 35 haben sich nach vorne erstreckende Arme, an denen eine Hammerbank 40 und ein Gegengewicht 50 mittels Blöcken 26 bzw. 36 befestigt sind. Die Hammerbank 40 umfaßt mehrere, in einer Druckzeile angeordnete Druckhammer und einen Antrieb für die Druckhammer, wobei die Druckhämmer und der Antrieb mit den Bezugszeichen 41 versehen sind. Der Antrieb besteht aus Permanentmagneten, jochförmigen Bauteilen und Lösespulen usw.; die Darstellung und ins einzelne gehende Beschreibung ist jedoch nicht notwendig, da derartige Antriebe von Druckhämmern bekannt sind. Die Gegenmasse 50 wird so ausgewählt, daß sie im wesentlichen der Gesamtmasse der Hammerbank 40 einschließlich der Druckhammer und dem Antrieb entspricht.

Längs der Druckzeile ist eine Walze 60 so angeordnet, daß sie den Druckhämmern durch ein Druckblatt 61 und ein Farbband 62 gegenüberliegt.

Die Rollen 22 und 32 stehen mit den Flanken der Doppelnockenscheiben 5 und 6, wie oben beschrieben, in Berührung. Wenn sich daher die Nockenwelle 1 dreht, werden die Gleitschlitten 21 und 31 in entgegengesetzten Richtungen von links nach rechts in Fig.2 hin- un herbewegt, so daß die Hammerbank 40 und die Gegenmasse 50 ebenfalls in entgegengesetzten Richtungen und senkrecht zur Zeichenebene von F i g. 1 hin- und herbewegt werden. Hierbei werden die Hammerbank 40 und die Gegenmasse 50 dynamisch miteinander ausgeglichen, da beide eine gleiche Masse und die gleiche Beschleunigung aufweisen. Somit tritt bei dem Druck keine Vibration auf.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die Rollen 22 und 32 drehbar ausgestaltet, um den Verschleiß der Rollen 22 und 32 und der Berühungsflächen der Nocken 5 und 6 so klein wie möglich zu halten und dadurch das Drehmoment des Motors 11 zu reduzieren.

Wenn es jedoch nicht erforderlich ist, auf den Verschleiß Rücksicht zu nehmen, können die Rollen 22 und 32 auch als feste Bauteile ausgeführt werden.

Aus der obigen Beschreibung ist allgemein ersichtlich, daß die Hammerbank und das Gegengewicht mittels der zwei Doppelnockenscheiben hin- und herbewegt werden und somit Rückholfedern nicht erforderlich sind. Die Anordnung um die Nocken ist daher ausgesprochen einfach und der Drucker kann sehr klein gebaut werden. Weiter ist nur ein Antriebsmotor 11 sehr kleiner Leistung erforderlich, der weiter zur Verkleidung des Druckers beiträgt Auf diese Art und Weise kann sehr leicht ein Hochgeschwindigkeitsdrucker geschaffen werden. Da die Nockenprofile nach Wunsch ausgewählt werden können, kann die Hammerbank und das Gegengewicht mit jeder gewünschten Geschwindigkeitskennlinie hin- und herbewegt werden.

F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bevor jedoch die Ausführungsform von Fig.4 beschrieben wird, soll zuerst ein Problem der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf F i g. 3 erläutert werden.

Wie oben beschrieben, führen die Hammerbank 40 und die Gegenmasse 50 Hin- und Herbewegungen aus, die in ihrer Phase um 180° verschoben sind, so daß sich die von den Beschleunigungen hervorgerufene Reaktionskräfte aufheben, so daß eine Vibration des Drukkers vermieden wird. Es werden jedoch nur die Reaktionskräfte aufgehoben, die in Richtung der Beschleunigung der Hammerbank 40 und der Gegenmasse 50 auftreten, wobei eine Bewegungsgröße infolge der Reaktionskräfte auftritt, die bei der ersten Ausführungsform nicht ausgeschaltet werden kann.
F i g. 3 zeigt auf einfache Weise die Anordnung der Massen der sich hin- und herbewegenden Bauteile in Fig. 1. In Fig.3 stellt Gb und Mb den Massenschwerpunkt und die Masse der Hammerbank 40 einschließlich der Druckhämmer und des Antriebs 41 dar; Gw bzw. Abstellen den Schwerpunkt und die Masse der Gegenmasse 50 dar; Gsu bzw. Msu stellen den Schwerpunkt und die Masse des Gleitschlittens 21 dar; und Gsl bzw. Msl stellen den Schwerpunkt und die Masse des Gleitschlittens 31 dar. Aufgrund des Gewichtsausgleichs gilt die Gleichung

(Mb+ Msu) = (M_w+ Msl)·

Weiter zeigt F i g. 3 den Schwerpunkt Gu einer Anordnung, die die Hammerbank 40, den Gleitschlitten 21 und die Halterung 25 umfaßt. Gl ist der Schwerpunkt der Anordnung, die das Gegengewicht 50, den Gleitschlitten 31 und die Halterung 35 umfaßt. Aus Fig.3 sieht man, daß der Schwerpunkt Gu vom Schwerpunkt Gl beabstandet angeordnet ist. Da die Hammerbank 40 und die Gegenmasse 50 in entgegengesetzten Richtungen und senkrecht zur Zeichenebene, wie oben beschrieben, beschleunigt werden, wird eine Bewegungsgröße bzw. ein Drall M ausgebildet, der durch folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:

M= λ (Mb+ Msu) ·

wobei oc die Beschleunigung der Hammerbank 40 und der Gegenmasse 50 darstellt.

Durch den Drall M in Verbindung mit der Hin- und Herbewegungsdauer der Hammerbank 40 unterliegt der Drucker einer zusätzlichen Vibration. Die Beschleunigung ist dem Quadrat der Hin- und Herbewegungsge-

5 6 f

schwindigkeit proportional. Aus diesem Grund ist es im Fall von Druckern relativ niedriger Geschwindigkeit

möglich, durch Verminderung der Masse der sich hin- v'

i d d d

und herbewegenden Teile und des Abstandes
zwischen den Schwerpunkten den Drall M zu vermindem, so daß die Vibration vermindert wird. Bei Hochgeschwindigkeitsdruckern ist es andererseits im wesentlichen unmöglich, den Drall M nur durch Verminderung des Abstandes zwischen den Schwerpunkten zu vermindern, da die Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit der Hammerbank 40 hoch und dementsprechend die Beschleunigung groß ist.

Aus diesem Grunde ist die in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform so ausgelegt, daß der Drall Mim wesentlichen Null ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Harnmerbank 40 auf einem Block 86 auf einer Halterung 85 befestigt, die an einem unteren Gleitschlitten 31 mittels Schrauben 84 befestigt ist. Eine Gegenmasse 50 ist mittels eines Blocks 96 auf einer Halterung 95 befestigt, die an dem oberen Gleitschlitten 21 mit Schrauben 94 befestigt ist.

F i g. 5 dient zur Darstellung der Anordnung der Gewichte der sich hin- und herbewegenden Bauteile in der zweiten in F i g. 4 gezeigten Ausführungsform. Hierbei schneidet sich die Linie, die den Schwerpunkt Cb der Hammerbank 40 mit dem Schwerpunkt Gsl des Gleitschlittens 31 verbindet, und die Linie, die den Schwerpunkt Gw des Gegengewichts 50 mit dem Schwerpunkt Gsu des Gleitschlittens 21 verbindet, im wesentlichen in ihren Mittelpunkten in einer vertikalen Ebene. Entsprechend ist aus F i g. 5 ersichtlich, daß der Schwerpunkt Gl, der Anordnung mit der Hammerbank 40, den Gleitschlitten 31 und der Halterung 85 sehr nahe am Schwerpunkt Gu, der Anordnung mit der Gegenmasse 50, dem Gleitschlitten 21 und der Halterung 95 liegt, wobei der Abstand GuGl zwischen den Schwerpunkten im wesentlichen Null beträgt, so daß der Betrag des Dralls ebenfalls im wesentlichen Null ist

Das heißt, in der in Fig. 4 gezeigten Anordnung können nicht nur die Reaktionskräfte in Richtung der Beschleunigung, sondern ebenfalls der Drall infolge der Reaktionskräfte ausgeschaltet werden. Aufgrund dieser Tatsache kann, sogar wenn die Hin- und Herbewegungsgeschwindigkeit der Hammerbank gesteigert wird, der Drucker bei jeder Geschwindigkeit ruhig betrieben werden.

Bei beiden der oben beschriebenen Ausführungsformen wird das Gegengewicht mittels Beschleunigen der Gegenmasse 50 in einer zur Beschleunigung der Hammerbank 40 entgegengesetzten Richtung erzeugt Man kann jedoch den Massenausgleich gemäß F i g. 6 auch mittels zwei Hammerbänken herbeiführen, die in entgegengesetzten Richtungen beschleunigt werden und senkrecht zur Druckzeile mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Eine der Hammerbänke wird wie die oben beschriebene Gegenmasse 50 angetrieben. Dieses Verfahren ist insoweit von Vorteil, als die Druckgeschwindigkeit gesteigert werden kann, da zwei Hammerbänke verwendet werden.

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Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

1 2 raerbank und das Gegengewicht mittels des Nockens in Patentansprüche: eine Richtung und mittels einer Feder in die entgegen gesetzte Richtung bewegt Entsprechend ist der An-

1. Rasterdrucker mit trieb, beispielsweise ein Elektromotor, sehr groß, da er

5 sowohl die Hammerbank als auch das Gegengewicht

— einer Hammerbank mit mehreren Druckhäm- gegen die Federkraft der Federn bewegen muß. Das mern, welche längs einer Drucklinie in einer Problem vergrößert sich, wenn die Geschwindigkeit der Führung hin-und herbewegbar ist, Hammerbank, d.h. die Rotationsgeschwindigkeit der

— einer gelagerten, gegenphasig zu der Hammer- Nocken, zur Steigerung der Druckgeschwindigkeit gebank hin- und herbewegten, gleich schweren io steigert wird. Wenn als Antriebswelle ein Antriebsmo-Gegenmasse und tor großer Leistung verwendet wird, können Raum- und

— einem Nockentrieb mit einer senkrecht zur Be- Kühlungsprobleme entstehen, wodurch es unmöglich wegungsrichtung der Hammerbank liegenden wird, eine Miniaturisierung eines Druckers vorzuneh-Nockenwelle, die eine Doppelnockenscheibe men.

mit zwei gleichen, in 180°-Teilung angeordne- 15 Aus der DE-OS 29 27 415 ist ebenfalls bereits eine

ten Nocken aufweist, Rasterdruckeinrichtung mit einer längs der Zeile verschiebbaren Hammerbank und einem Gegengewicht

dadurchgekennzeichnet, bekannt Dort ist eine Ausgleichsmasse elastisch an den

Druckkopf derart gekoppelt, daß diese Ausgleichsmas-

— daß der Nockentrieb zusätzlich eine gleiche, um 20 se mit dem Druckkopf und den Kopplungsmitteln ein 90° versetzte und auf der Nockenwelle (1) zur elastisches Schwingungssystem bilden. Damit soll ein einen Doppelnockenscheibe (5) angeordnete verbesserter dynamischer Ausgleich der Druckeranordzweite Doppelnockenscheibe (6) aufweist, nung erreicht werden. In einer Ausführungsform ist dort

— daß je ein sich parallel zur Bewegungsrichtung eine Zwangssteuerungseinrichtung vorgesehen, die eine der Hammerbank (40) erstreckendes Führungs- 25 gegenphasige Schwingung zwischen dem Druckkopf Stangenpaar (20, 30) zur Führung eines ersten und der Ausgleichsmasse erzwingt Bei diesem System sowie eines zweiten Gleitschlittens (21,31) vor- sind zwar auch noch Federn vorhanden, doch dienen sie gesehen sind, nicht mehr als Rückholfedern, sondern lediglich als Len-

— daß jeder der beiden Gleitschlitten (21,31) zwei ker. Auch bei diesem System ist jedoch der Antrieb für senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung ange- 30 die Hin- und Herbewegung noch kompliziert, so daß brachte Arme aufweist, von denen der eine an eine Miniaturisierung nicht ohne weiteres möglich ist. der einen Flanke der Doppelnockenscheibe (5) Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen und der andere an der diametral gegenüberlie- Drucker der eingangs genannten Art so zu verbessern, genden Flanke der anderen Doppelnocken- daß ein kleinerer Motor verwendet werden kann, um scheibe (6) zum Eingriff kommt, 35 die Hammerbank und das Gegengewicht hin- und her-

— und daß der eine der beiden Gleitschlitten (21, zubewegen, damit hohe Druckgeschwindigkeiten ohne 31) an der Hammerbank (40) und der andere an Vergrößerung des Druckers und auf einfache Weise ein der Gegenmasse (50) befestigt ist. guter Ausgleich aller auftretenden Kräfte ermöglicht

werden.

2. Rasterdrucker nach Anspruch 1, dadurch ge- 40 Erfinaungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennkennzeichnet, daß der erste und der zweite Gleit- zeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, schlitten (21,31) Rollen (22, 32) zur Berührung der Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Nockenflanken aufweisen, wobei jeder Gleitschlit- in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

ten (21,31) ein Paar Rollen (22,32) umfaßt. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung

3. Rasterdrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 45 sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgengekennzeichnet, daß die Gegenmasse (50) ebenfalls den näher beschrieben. Es zeigt

als Hammerbank (40) ausgebildet ist. F i g. 1 einen Querschnitt längs der wesentlichen Teile

einer ersten Ausführungsform;

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Teils der in F i g. 1

50 gezeigten Ausführungsform der Hammerbank, wobei in F i g. 2 ein unterer Gleitschlitten aus der tatsächlichen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rasterdrucker Stellung versetzt angeordnet ist, um das Verständnis der gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Erfindung zu erleichtern;

Bei einem derartigen Rasterdrucker, wie er beispiels- Fig. 3 eine Vorderansicht der ersten Ausführungsweise in der DE-OS 25 34 936 beschrieben ist, bei dem 55 form zur Darstellung der Gewichte der sich hin- und die Druckhämmer angetrieben werden, während sich herbewegenden Teile von Fig. 1;
eine Hammerbank längs einer Drucklinie hin- und her- F i g. 4 einen Querschnitt längs der wesentlichen Teile

bewegt, ist das Gewicht der Hammerbank beträchtlich einer zweiten Ausführungsform;
und die Bewegungsgeschwindigkeit der Hammerbank F i g. 5 eine Vorderansicht der zweiten Ausführungshoch. Entsprechend unterliegt der Drucker selbst einer 60 form zur Darstellung der Anordnung der sich hin- und beträchtlichen Vibration. Um die Druckervibration zu herbewegenden Teile von F i g. 1 und
vermindern, werden die Hammerbank und ein Gegen- F i g. 6 einen Querschnitt zur Darstellung einer ande-

gewicht mit dem gleichen Gewicht wie die Hammer- ren Ausführungsform.

bank in entgegengesetzten Richtungen hin- und herbe- In der Zeichnung ist eine Nockenwelle 1 drehbar in

wegt. 65 einem Rahmen 2 mittels Lagern 3 gelagert, die über eine

Bei der bekannten Vorrichtung sind die Hammerbank angetriebene Riemenscheibe 7, einen Riemen 9 und eine und das Gegengewicht auf beiden Seiten mit einem el- Antriebsriemenscheibe 10 mittels eines Motors 11 ange-ÜDtischen Nocken versehen. Dabei werden die Harn- trieben wird. An dem hinteren Ende der Nockenwelle I