EP0016995B1

EP0016995B1 - Wire head guiding and driving mechanism for a wire printer

Info

Publication number: EP0016995B1
Application number: EP80101133A
Authority: EP
Inventors: Fritz Siegenthaler
Original assignee: Ascom Autelca AG; Autelca AG
Current assignee: Ascom Autelca AG; Autelca AG
Priority date: 1979-03-30
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1984-08-22
Also published as: JPS55132292A; US4303347A; EP0016995A2; DE3068989D1; EP0016995A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebs-und Führungsvorrichtung für einen Nadelkopf eines Nadeldruckers, die zu der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung gehört.The invention relates to a drive and guide device for a needle head of a dot matrix printer, which belongs to the type specified in the preamble of claim 1.

Es ist eine Antriebsvorrichtung dieser Gattung für einen Druckerkopf bekannt (DE-A-2 306 036), die an jedem Ende der Führung eine Seilumlenkung von einem Trum zu einem anderen hat, und deren Antriebsmotor mit der Treibscheibe in der Längsmitte der Führung mit seiner Welle rechtwinklig zu den Trumen angeordnet ist. Dabei sind Leerräume beiderseits des Antriebsmotors unvermeidlich, und die Gehäuseabmessung des Drukkers quer zur Druckerkopfführung wird grösser, d. h. das Gehäuse wird höher oder in Richtung der Führung für den Aufzeichnungsträger, insbesondere Papierführung, länger, womit auch diese Führung länger wird, und Störungen z.B. durch Fremdkörper oder Falten im Aufzeichnungsträger wesentlich schwieriger zu beheben sind. Zur Befestigung des Antriebsmotors am Nadeldruckerchassis muss dasselbe mit geeigneten Tragmitteln ausgerüstet sein. Dies gilt auch für bekannte Antriebsvorrichtungen ähnlicher Gattungen, bei denen der Seiltrieb anders ausgeführt, der Antriebsmotor aber ebenfalls in der Längsmitte der Führung mit seiner Achse rechtwinklig zu den Trumen angeordnet (DE-A-2 715 244 und FR-A-2 273 666) und der Druckerkopf mit Rollreibung an der Führung geführt (DE-A-2 715 244) ist.A drive device of this type for a printer head is known (DE-A-2 306 036), which has a cable deflection from one strand to another at each end of the guide, and its drive motor with the traction sheave in the longitudinal center of the guide with its shaft is arranged at right angles to the dreams. Empty spaces are inevitable on both sides of the drive motor, and the housing dimension of the printer across the printer head guide becomes larger, i. H. the housing becomes higher or longer in the direction of the guide for the record carrier, in particular paper guide, which also makes this guide longer, and faults e.g. are much more difficult to fix due to foreign bodies or folds in the record carrier. To attach the drive motor to the dot matrix printer chassis, it must be equipped with suitable suspension elements. This also applies to known drive devices of similar types, in which the cable drive is designed differently, but the drive motor is also arranged with its axis at right angles to the strands in the longitudinal center of the guide (DE-A-2 715 244 and FR-A-2 273 666) and the printer head is guided with rolling friction on the guide (DE-A-2 715 244).

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen 1 bis 3 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, eine Antriebsvorrichtung für einen Nadelkopf eines Nadeldrukkers zu schaffen, die weniger Raum beansprucht, den Raum des Nadeldruckergehäuses besser ausnutzt und eine kürzere Führung für den Aufzeichnungsträger sowie eine einfachere Befestigung des Antriebsmotors ermöglicht. Die im Anspruch 4 angegebene Weiterbildung der Führungen für den Nadelkopf ist zuverlässig und einfach, insbesondere brauchen die beiden Führungen nicht genau parallel zu verlaufen, trotzdem ist ein Verklemmen ausgeschlossen und die Führungen sind viel weniger störanfällig bei Verschmutzung. Insgesamt zeichnet sich die Vorrichtung durch eine einfache, kompakte Bauart aus.The invention seeks to remedy this. The invention, as characterized in claims 1 to 3, solves the problem of creating a drive device for a needle head of a needle printer, which takes up less space, makes better use of the space of the dot matrix printer housing and a shorter guide for the recording medium and easier attachment of the drive motor enables. The further development of the guides for the needle head specified in claim 4 is reliable and simple, in particular the two guides do not need to run exactly parallel, nevertheless jamming is excluded and the guides are much less susceptible to faults when contaminated. Overall, the device is characterized by a simple, compact design.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rückansicht eines Nadeldruckers mit einer Antriebsvorrichtung für einen Nadelkopf, in Blickrichtung des Pfeiles I in Fig. 2 und 3,
Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 111-111 in Fig. 1, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Prinzips des Seiltriebes des Nadeldruckers nach Fig. 1-3.

The invention is explained in more detail below with the aid of drawings which illustrate only one embodiment. Show it:

1 is a rear view of a dot matrix printer with a drive device for a needle head, in the direction of arrow I in FIGS. 2 and 3,
2 shows a section along the line 11-11 in Fig. 1,
Fig. 3 is a section along the line 111-111 in Fig. 1, and
Fig. 4 is a schematic representation of the principle of the cable drive of the dot matrix printer according to Fig. 1-3.

In Fig. 1 befindet sich der Nadelkopf 1 des Nadeldruckers in einer Stellung, die etwa der Mitte einer zu druckenden Zeile entspricht. Die Nadeln des Nadelkopfes 1 drucken an der Druckstelle 2 mittels eines Farbbandes auf ein Papier, das durch einen Einführungsschlitz 3 auf eine Unterlage 4 geschoben wird. Papier, Farbband, Farbbandführung- und -vorschubvorrichtung und eine eventuelle Papierabschneidevorrichtung sind nicht dargestellt. Von der Papierfördervorrichtung ist nur deren Antriebsmotor 5 im Umriss gezeigt.In Fig. 1, the needle head 1 of the dot matrix printer is in a position which corresponds approximately to the center of a line to be printed. The needles of the needle head 1 print at the printing point 2 by means of an ink ribbon on a paper which is pushed onto an underlay 4 through an insertion slot 3. Paper, ribbon, ribbon guide and feed device and a possible paper cutter are not shown. Only the drive motor 5 of the paper conveyor device is shown in outline.

Das der Druckstelle 2 zugewandte (in der Zeichnung untere) Arbeitsende 6 des Nadelkopfes 1 ist an einer Rundstange 7 mittels zweier Rollenpaare 8 und 9 geführt. Die Rollen 8 sind an der der Druckstelle 2 zugewandten Seite der Rundstange 7 angeordnet und auf fest mit dem Nadelkopf 1 verbundenen Achsen 10 drehbar gelagert. Sie haben eine im Querschnitt V-förmige Umfangsrille und nehmen zusammen mit der Rundstange 7 die beim Druckvorgang auftretende Reaktionskraft auf, wobei sie den Nadelkopf 1 in Richtung dieser Kraft unnachgiebig abstützen.The working end 6 of the needle head 1 facing the pressure point 2 (lower in the drawing) is guided on a round rod 7 by means of two pairs of rollers 8 and 9. The rollers 8 are arranged on the side of the round rod 7 facing the pressure point 2 and are rotatably mounted on axles 10 which are firmly connected to the needle head 1. They have a circumferential groove which is V-shaped in cross-section and, together with the round rod 7, absorb the reaction force which occurs during the printing process, relentlessly supporting the needle head 1 in the direction of this force.

Die Rollen 9 sind auf Achsen 11 je in einem gabelförmig geschlitzten Ende einer vorgespannten Blattfeder 12 drehbar gelagert, deren Mitte durch einen Bolzen 13 fest mit dem Nadelkopf 1 verbunden ist. Die Vorspannung der Blattfeder 12 ist grösser als die Schwerkraft des Nadelkopfes 1, um eine sichere Führung desselben zu gewährleisten.The rollers 9 are each rotatably mounted on axes 11 in a fork-shaped slotted end of a prestressed leaf spring 12, the center of which is firmly connected to the needle head 1 by a bolt 13. The bias of the leaf spring 12 is greater than the force of gravity of the needle head 1 to ensure that it is guided securely.

Der Nadelkopf 1 ist an dem seinem (unteren) Arbeitsende 6 abgewandten (oberen) Ende mittels eines Schiebers 14 an einer Führungsleiste 15 verschiebbar gegen eine Drehung um die Rundstange 7 gesichert geführt. Der Schieber 14 braucht nur seitlich an der Leiste zu gleiten, da das Gewicht des Nadelkopfes 1 von den Rollen 9 getragen ist. Die Leiste 15 hat einen viel grösseren Abstand von der Rundstange 7 als die Druckstelle 2, so dass eine genügend genaue Positionierung (senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1) des (unteren) Arbeitsendes 6 des Nadelkopfes 1 mit einem geringen Spiel des Schiebers 14 an der Leiste 15 erreicht wird, bei dem dessen Gleitreibung vernachlässigbar ist und keine Störanfälligkeit durch Verschmutzung besteht.The needle head 1 is guided on the (upper) end facing away from its (lower) working end 6 so that it can be displaced against rotation about the round rod 7 by means of a slide 14 on a guide bar 15. The slide 14 only needs to slide laterally on the bar, since the weight of the needle head 1 is borne by the rollers 9. The bar 15 has a much greater distance from the round rod 7 than the pressure point 2, so that a sufficiently precise positioning (perpendicular to the plane of FIG. 1) of the (lower) working end 6 of the needle head 1 with a slight play of the slide 14 on the Bar 15 is reached, in which the sliding friction is negligible and there is no susceptibility to interference from contamination.

Auf diese Weise ist der Nadelkopf 1 praktisch reibungsfrei längs seiner Führung 7, 15 verschiebbar gelagert und dabei mittels der Rollen 8 gegen die beim Druckvorgang auftretende Reaktionskraft starr abgestützt, so dass die ganze Druckkraft der Nadeln nutzbar ist.In this way, the needle head 1 is slidably mounted along its guide 7, 15 and is rigidly supported by the rollers 8 against the reaction force occurring during the printing process, so that the entire pressure force of the needles can be used.

Am Nadelkopf 1 ist unmittelbar über den Rollen 9 eine Doppelrillenseilscheibe 17 drehbar gelagert. An der in Fig. 1 linken Seitenwand 18 ist eine Seilscheibe 19 und in Aussparungen 20 und 21 der rechten Zwischenwand 22 sind Seilscheiben 23 und 24 und zwischen der Zwischenwand 22 und der rechten Seitenwand 25 ist eine mit einer Schraubenrille versehene Treibscheibe 26 gelagert, die auf der Welle 27 eines von der Wand 25 getragenen Schrittmotors 28 sitzt. Die Anordnung der Seilscheiben 19, 23 und 24 ergibt sich in bekannter Weise aus der Lage der Doppelrillenseilscheibe 17 und der Treibscheibe 26 und dem im folgenden beschriebenen Seilverlauf.On the needle head 1, a double pulley 17 is rotatably mounted directly above the rollers 9. On the left side wall 18 in FIG. 1 there is a rope pulley 19 and in recesses 20 and 21 of the right intermediate wall 22 there are rope pulleys 23 and 24 and between the intermediate wall 22 and the right side wall 25 a drive pulley 26 provided with a screw groove is mounted on the shaft 27 of a stepper motor 28 carried by the wall 25 is seated. The arrangement of the pulleys 19, 23 and 24 results in a known manner from the position of the double-grooved pulley 17 and the traction sheave 26 and the rope course described below.

Ein Ende 29 eines dehnungsfesten (d.h. praktisch nicht dehnbaren) Seiles ist an der Seitenwand 18, das andere Seilende 30 ist an der Zwischenwand 22 befestigt. Das Seil verläuft von dem einen Ende 29 in einem ersten Abschnitt 31 parallel zur Rundstange 7 zur Doppelrillenseilscheibe 17, umschlingt diese in einer ihrer Rillen um 180°, verläuft in einem zweiten Abschnitt 32 zur Seilscheibe 19, an der es wieder um 180° umgelenkt wird, so dass der nächste, dritte Abschnitt 33 wieder parallel zur Rundstange 7 verläuft. Danach ist das Seil an der Seilscheibe 23 um ca. 90° zur Treibscheibe 26 hin umgelenkt, die es der Schraubenrille folgend mehrfach umschlingt, woraufhin es von der Seilscheibe 24 um ca. 90° umgelenkt wird, und in einem vierten Abschnitt 34 wieder parallel zur Rundstange 7 in die andere Rille der Doppelrillenseilscheibe 17 läuft, diese um 180° umschlingt, worauf der letzte, fünfte Abschnitt 35 folgt, der sich bis zum anderen Seilende 30 erstreckt. Dabei fluchtet der Abschnitt 31 mit dem Abschnitt 35 und der Abschnitt 32 mit dem Abschnitt 34, abgesehen von einer kleinen Parallelverschiebung, die durch den Abstand der beiden Rillen der Doppelrillenseilscheibe 17 bedingt ist. Wie ersichtlich verläuft das Seil zwischen den Abschnitten 31 und 32 um eine Umfangshälfte und zwischen den Abschnitten 34 und 35 um die andere Umfangshälfte der Doppelrillenseilscheibe 17. Die Abschnitte 31, 32, 34 und 35 müssen parallel zur Rundstange 7 verlaufen, damit die Spannung des Seiles konstant bleibt, wenn der Nadelkopf 1 beim Drucken einer Zeile längs der Führungsstange 7 und -leiste 15 läuft. In der Mitte der Länge der Schraubenrille der Treibscheibe 26 ist die Stelle des Seiles fixiert, die in der Mitte des auf diese Treibscheibe 26 aufgewickelten Seilabschnittes liegt, wenn der Nadelkopf 1 sich in der Mitte seines längs der Stange 7 und Leiste 15 verlaufenden Weges befindet. Zu diesem Zwecke ist das Seil zweckmässig durch eine von zwei einander benachbarten radialen Bohrungen eines hohlzylindrischen, aussen die Schraubenrille aufweisenden Körpers der Treibscheibe in dessen Inneres und durch die andere Bohrung wieder heraus geführt. Der in der Schraubenrille aufgewickelte Seilabschnitt muss mindestens viermal so lang sein wie der Verschiebeweg des Nadelkopfes 1, da für den ganzen Verschiebeweg an einer Seite der Stelle, an der das Seil an der Treibscheibe 26 befestigt ist, jeweils ein Seilabschnitt der doppelten Länge dieses Weges aufgewickelt und an der anderen Seite dieser Stelle ebensoviel Seil abgewickelt werden muss.One end 29 of a stretch-resistant (ie practically inextensible) rope is on the sides wall 18, the other end of the rope 30 is attached to the intermediate wall 22. The rope runs from one end 29 in a first section 31 parallel to the round rod 7 to the double grooved rope pulley 17, wraps around it in one of its grooves by 180 °, runs in a second section 32 to the rope pulley 19, at which it is again deflected by 180 ° , so that the next, third section 33 again runs parallel to the round rod 7. Thereafter, the rope on the sheave 23 is deflected by approximately 90 ° to the traction sheave 26, which it wraps around the screw groove several times, whereupon it is deflected by the sheave 24 by approximately 90 °, and again in a fourth section 34 parallel to Round rod 7 runs in the other groove of the double grooved rope pulley 17, wraps around it by 180 °, followed by the last, fifth section 35, which extends to the other rope end 30. The section 31 is aligned with the section 35 and the section 32 with the section 34, apart from a small parallel displacement, which is caused by the distance between the two grooves of the double pulley 17. As can be seen, the cable runs between the sections 31 and 32 around a circumferential half and between sections 34 and 35 around the other circumferential half of the double pulley 17. The sections 31, 32, 34 and 35 must run parallel to the round rod 7 so that the tension of the cable remains constant when the needle head 1 runs along the guide rod 7 and bar 15 when printing a line. In the middle of the length of the screw groove of the traction sheave 26, the location of the cable is fixed, which lies in the middle of the cable section wound on this traction sheave 26 when the needle head 1 is in the middle of its path running along the rod 7 and bar 15. For this purpose, the rope is expediently guided through one of two adjacent radial bores of a hollow cylindrical body of the traction sheave, which has the screw groove on the outside, into the interior thereof and out through the other bore. The rope section wound in the screw groove must be at least four times as long as the displacement path of the needle head 1, since for the entire displacement path on one side of the point at which the rope is attached to the traction sheave 26, a rope section twice the length of this path is wound and on the other side of this point as much rope has to be unwound.

Fig.4 zeigt den Seilverlauf ohne die Seilscheiben 23 und 24, die zur Durchführung des Prinzips des vorliegenden Seiltriebs nicht nötig sind, es aber ermöglichen, den Antriebsmotor 28 mit der Treibscheibe 26 unabhängig von der Lage der Seilscheibe 17 und der Verschieberichtung des Nadelkopfes 1 platzsparend anzuordnen.4 shows the course of the rope without the rope pulleys 23 and 24, which are not necessary to implement the principle of the present rope drive, but make it possible to save the drive motor 28 with the drive pulley 26 regardless of the position of the rope pulley 17 and the direction of displacement of the needle head 1 to arrange.

In Fig. 1, 3 und 4 sind die Laufrichtungen der Doppelrillenseilscheibe 17 und der Treibscheibe 26 sowie des Seiles für die Verschiebung des Nadelkopfes 1 in Fig. 1 nach rechts durch ausgezogene Pfeile dargestellt. Für eine Verschiebung des Nadelkopfes 1 in Fig. 1 nach links gelten die entgegengesetzten Richtungen.1, 3 and 4, the running directions of the double grooved pulley 17 and the traction sheave 26 and of the cable for the displacement of the needle head 1 in FIG. 1 to the right are shown by solid arrows. The opposite directions apply to a displacement of the needle head 1 in FIG. 1 to the left.

Der beschriebene Seiltrieb ist als solcher spielfrei, ohne nennenswerte Reibung und nicht störanfällig, insbesondere nicht empfindlich gegen Staub und andere Verunreinigungen. Dabei ist der Nadelkopf 1 in bezug auf Erschütterungen in Verschieberichtung an vier Seilabschnitten 31, 32, 34 und 35 direkt gehalten. Die bei einer Erschütterung durch die Massenträgheit des Nadelkopfes 1 auf die Treibscheibe 26 wirkende Zugkraft, deren Drehmoment der Motor widerstehen muss, ist nur halb so gross wie die durch die Massenträgheit des Nadelkopfes 1 verursachte Kraft. Da die Enden 29 und 30 des Seiles ortsfest gehalten sind, das Seil an der Treibscheibe 26 fixiert ist, und die Seilspannung in entgegengesetzten Richtungen auf die Doppelrillenseilscheibe 17 am Nadelkopf 1 wirkt, ist ein Schlupf des Seiles, der sich auf die Lage des Nadelkopfes 1 auswirken könnte, zuverlässig verhindert. Der Radius der Seilscheiben 17, 19, 23, 24 und auch der Treibscheibe 26 kann trotz gedrängter Bauweise verhältnismässig gross bemessen werden. Das ist für die Wahl des Seilmaterials und die Lebensdauer des Seiles sowie für eine in Seilzugrichtung sichere Positionierung des Nadelkopfes 1 wesentlich.The cable drive described is as such free of play, without any significant friction and not susceptible to faults, in particular not sensitive to dust and other contaminants. The needle head 1 is held directly with respect to shocks in the direction of displacement on four cable sections 31, 32, 34 and 35. The tensile force acting on the traction sheave 26 when the needle head 1 is shaken, the torque of which the motor has to withstand, is only half the force caused by the inertia of the needle head 1. Since the ends 29 and 30 of the rope are held stationary, the rope is fixed to the traction sheave 26, and the rope tension acts in opposite directions on the double-groove rope sheave 17 on the needle head 1, the rope slips, which affects the position of the needle head 1 could impact, reliably prevented. The radius of the sheaves 17, 19, 23, 24 and also the traction sheave 26 can be dimensioned relatively large despite the compact construction. This is essential for the selection of the rope material and the lifespan of the rope as well as for a safe positioning of the needle head 1 in the direction of the rope pull.

Am oberen Ende des Schiebers 14 ist eine Hülse 36 gebildet, die das mit dem Nadelkopf 1 verbundene Ende des Anschlusskabels 37 des Nadelkopfes aufnimmt. Das andere Kabelende ist ortsfest abgestützt (nicht dargestellt). Dieses Kabel hat eine durch eine (nur teilweise dargestellte) Schraubenfeder 38 gebildete Hülle und ist im obersten Teil des Gehäuses zwischen den Seitenwänden 18 und 25 und der nicht dargestellten Vorder- und Rückwand in der nicht dargestellten Draufsicht (Grundriss) U-förmig mit seinen Schenkeln parallel zur Stange 7 und Leiste 15 angeordnet und mittels der Schraubenfeder 38 elastisch gehalten. Es passt sich bei Verschiebung des Nadelkopfes 1 durch Verlängerung des einen U-Schenkels und entsprechende Verkürzung des anderen U-Schenkels der jeweiligen Lage des Nadelkopfes 1 an. Es kann bei Erschütterungen vibrieren, kehrt aber unter der Wirkung der Feder 38 stets wieder in seine Lage zurück.At the upper end of the slide 14, a sleeve 36 is formed which receives the end of the connecting cable 37 of the needle head which is connected to the needle head 1. The other end of the cable is supported in a stationary manner (not shown). This cable has a sheath formed by a (only partially shown) coil spring 38 and is U-shaped with its legs in the uppermost part of the housing between the side walls 18 and 25 and the front and rear wall, not shown, in the plan view (plan view), not shown arranged parallel to the rod 7 and bar 15 and held elastically by means of the coil spring 38. When the needle head 1 is displaced, it adapts to the respective position of the needle head 1 by lengthening the one U-leg and shortening the other U-leg accordingly. It can vibrate when shaken, but always returns to its position under the action of the spring 38.

Versuche mit einem mit der beschriebenen Führung und dem beschriebenen Seiltrieb ausgeführten Nadeldrucker ergaben bei Erschütterungen bis zu 3 g Beschleunigung einwandfreie Druckergebnisse.Experiments with a needle printer designed with the guide described and the cable drive described gave perfect printing results in the event of vibrations of up to 3 g acceleration.

Claims

1. A driving and guidance device for a needle head of a needle printer, said device comprising a guide (7,15) which is parallel to the line direction and on which the needle head head (1) is displaceable by means of a rope drive (19, 26, 31-35) with rope ends fastened each to one end of the guide (7), which drive has strands (33, 32/34) which are parallel to the guide (7, 15), a rope deflection (19) from one strand (32) to another strand (33) at one end of the guide (7), and a driving pulley (25) which is driven by a reversible drive motor (28), characterised in that the drive motor (28) with the driving pulley (26) for shifting the needle head (1) guided with rolling friction (8, 9) on the guide (7) is arranged at the other end of the guide (7) with its shaft (27) parallel to the guide (7), and at this other end of the guide (7) two further rope pulleys (24, 23) deflect the rope from one strand (34) to the driving pulley (26) and from the driving pulley (26) to another strand (33).

2, A device according to claim 1, in which the drive motor (28) with the driving pulley (26) and, under the motor, a drive motor (5) for the recording medium advance are arranged on a side wall (25) of the needle printer frame.

3. A drive device according to claim 1 or 2, in which the flexible connection cable (37) of the needle head (1) extends, between its end fastened to the needle head (1) and its stationary end, in a U-shaped manner with U-limbs parallel to the guide (7, 15) and is held elastically by a helical spring (38) which encircles the connection cable (37).

4. A device according to claim 1, 2 or 3, in which the needle head (1) is guided, close to the printing location (2), by means of rollers (8, 9) on a first guide (7) and is slidingly guided, at its end remote from the printing location (2), on two surfaces of a second guide (15) which are perpendicular to the recording medium plane.

5. A device according to claim 4, in which the location (17) at which the rope drive (31,32,34,35) acts on the needle head (1) has a smaller spacing from the first guide (7) and a greater spacing from the second guide (15).