[0001] Die Erfindung betrifft eine Punktdruckvorrichtung, insbesondere für Matrix-Zeilendrucker
zum Schreiben aus Punktmustern gebildeter Zeichen bzw. Zeichnungen auf einem senkrecht
zur Zeilenrichtung bewegbaren Aufzeichnungsträger mit einer auf einer Druckzeile horizontal
hin- und herbewegbaren Pendeleinrichtung, die einen länglichen Wagen, Schlitten oder
dergleichen aufweist, auf denen in Zeilenrichtung nebeneinanderliegende Druckhämmer
angeordnet sind.
[0002] Allgemein kann man Matrix-Drucker in zwei Druckertypen einteilen - Zeilendrucker
und Seriendrucker. Beide Druckertypen erzeugen Bilder (Zeichen oder Zeichnungen) durch
selektives Drucken einer Punktreihe in einer X-Y-Matrix. Ein Serienmatrixdrucker enthält
einen Druckkopf, der entweder kontinuierlich oder schrittweise über einen streifenförmigen
Aufzeichnungsträger hin- und herbewegt wird. Der Kopf enthält eine Spalte mit Punktdruckelementen.
Da jede Spaltenposition einer Zeichenposition während des Druckens überstrichen wird,
wird die erforderliche Anzahl Punktdruckelemente zur Erzeugung von Druckpunkten betätigt.
Eine Reihe so erzeugter Punktspalten bildet das gewünschte Zeichen. Im Gegensatz hierzu
enthalten Zeilendrucker Druckvorrichtungen, in denen im wesentlichen gleichzeitig
Punktzeilen erzeugt werden, während das Papier schrittweise durch den Drucker bewegt
wird. Eine Serie Punktzeilen erzeugt ein Bild, d. h. eine Zeile Zeichen oder eine
Zeichnung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Matrix-Zeilendrucker.
[0003] Es sind verschiedene Arten Punktdruckvorrichtungen zur Verwendung in Matrix-Zeilendruckern
vorgeschlagen worden.
[0004] In einer derartigen bekannten Punktdruckvorrichtung ist ein Druckkamm, der eine Vielzahl
freitragender, aus einem federnden ferromagnetischen Material hergestellte Druckhämmer
enthält, auf einem Schlitten montiert. Der Schlitten bewegt den Druckkamm vor einer
Vielzahl Elektromagnete hin und her, die so angeordnet sind, daß sie die Hämmer selektiv
betätigen können. Die Hammerbetätigung erfolgt durch Erregung der Elektromagnete,
so daß sie die freien Enden der Hämmer aus der Ebene des Druckkamms ziehen und eine
nachfolgende Freigabe der so gespannten Hämmer durch Trennen der erregten Elektromagnete
von der Stromquelle bewirken. Die freigegebenen Hämmer fliegen durch die Ebene des
Druckkammes nach vorn und erzeugen einen Punkt auf dem Papier. Die Hin- und Herbewegung
des Druckkammes bewirkt, daß jeder Hammer eine festgelegte Anzahl Punktpositionen
der gesamten Druckzeile "überstreicht". An jeder Punktposition werden die entsprechenden
Hämmer nach Bedarf betätigt, um in der zuvor beschriebenen Weise Punkte zu erzeugen.
Nach der Bewegung in einer Richtung wird das Papier weitergeschaltet und der Druckhammer
wird in die entgegengesetzte Richtung bewegt, wodurch die nächste Linie überstrichen
wird. Eine ausführlichere Beschreibung eines derartigen Druckers, der wie beschrieben
funktioniert, ist in der DE-PS 21 54 568 enthalten.
[0005] Wie aus der vorstehenden Beschreibung erkennbar ist, sind die Betätigungs-Elektromagnete
fest montiert und nur die Druckhämmer werden in einem Drucker des in der DE-PS 21
54 568 beschriebenen Typs hin- und herbewegt. Eine Alternative zu einer Matrix-Druckvorrichtung,
in welcher nur die Druckhämmer hin- und herbewegt werden, ist eine, in welcher sowohl
die Druckhammer-Betätigungsvorrichtung als auch die Druckhämmer hin- und herbewegt
werden. Ein Matrix-Zeilendrucker, in welchem diese Anordnung verwendet wird, ist in
der DE-OS 25 34 936 beschrieben. Zusätzlich zur Hin-und Herbewegung sowohl der Hammerbetätigungen
als auch der Hämmer wird in der DE-OS 25 34 936 die Verwendung eines Dauermagneten
zum Spannen der Hämmer erwähnt. Die gespannten Hämmer werden dadurch freigegeben und
ihre gespeicherte Energie zur Erzeugung eines Punktes genutzt, indem elektrische Spannung
an eine Spule angelegt wird, welche um einen Polschuh gewickelt ist, von welchem die
freien Enden der Hämmer angezogen werden. Die Magnetspule erzeugt ein Magnetfeld,
das gegen die Feldstärke des Dauermagneten wirkt, so daß der zugehörige gespannte
Hammer freigegeben wird.
[0006] Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten und unterschiedlichen Typ einer
Punktdruckvorrichtung, insbesondere für Matrix-Zeilendrucker, in welcher die Druckhammer-Betätigungsvorrichtung
ebenso wie die Druckhämmer hin- und herbewegt werden und in welcher die Druckhämmer
durch das von einem Dauermagneten erzeugte Magnetfeld gespannt werden und freigegeben
werden, wenn von einem Elektromagneten ein entgegengerichtetes Magnetfeld erzeugt
wird.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Punktdruckvorrichtung für
Matrix-Zeilendrucker zu verbessern, indem der Aufbau der Druckhämmer übersichtlicher
gestaltet und die physikalischen Wirkungen der Magnetkreise verbessert werden.
[0008] Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Druckhämmer innerhalb von Druckhammermoduln
angeordnet sind und daß jeweils eine Gruppe von mehreren Druckhämmern gebildet ist,
die zusammen wiederum eine Hammerbaugruppe mit einem separaten Magnetflußkreis innerhalb
des Druckhammermoduls bilden. Die Schaffung von Druckhammermoduln zergliedert die
Vielzahl der Hammerbaugruppen und gestattet ein leichtes Austauschen sowie Montieren
und Demontieren, so daß der Zugriff zu den Hämmern, deren Bauteile verschleißen, erleichtert
wird. Außerdem wird die elektromagnetische Energiezufuhr verbessert sowie auch Herstellung
und Wirkung der einzelnen Bauteile vereinfacht werden.
[0009] Hierbei ist vorgesehen, daß ein Druckhammermodul jeweils einen länglichen Dauermagneten
enthält, der bezüglich seiner Längsachse quer polarisiert ist und ein Paar einander
gegenüberliegende Polflächen aufweist, die parallel zur Längsachse des Dauermagneten
verlaufen. Diese Lösung gewährleistet relativ kleine in großer Stückzahl leichter
zu erzeugende Dauermagnete.
[0010] Nach dem Grundgedanken der Erfindung ist der Druckhammermodul im wesentlichen aus
den Polflächen des Dauermagneten zugeordneter Feldlinienleitplatten bzw. Feldlinienrückleitplatten
aus magnetisch permeablen Werkstoffen und aus mehreren Ständern mit Elektromagnetspulen
gebildet und besteht aus einem den magnetischen Feldlinienfluß in Parallelschaltung
führenden Druckhammerarm mit einer Druckspitze. Bei einem derartigen Druckhammermodul
lassen sich die Feldlinien in Verlauf und Stärke leichter bestimmen.
[0011] Eine weitere Zergliederung der Vielzahl von Bauteilen läßt sich dadurch erzielen,
daß die Druckhämmer eines Druckhammermoduls eine Hammerbaugruppe bilden, die aus drei
federnden Druckhämmern bestehen, die mittels einer Klemmplatte und Senkkopfschrauben
auf der Feldlinienrückleitplatte lösbar befestigt sind.
[0012] Nach einem weiteren Prinzip kann eine möglichst große Anzahl von Druckhämmern auf
der begrenzten Länge des Schlittens untergebracht werden, indem eine Vielzahl von
Druckhammermoduln im Bereich der gegenüberliegenden Schenkel des Schlittens derart
montiert sind, daß alle Druckspitzen auf der Drucklinie liegen.
[0013] Eine ferner hervorzuhebende Ausgestaltungsform der Druckhammennoduln ist dadurch
gekennzeichnet, daß an jedem der Druckhämmer eine Versteifung befestigt ist, die dem
Ständer gegenüberliegt, wobei die Elektromagnetspule nahe der Versteifung am Ständer
befestigt ist. Der Vorteil dieser Maßnahme ist nach Art einer Verzahnung erzielte
Platz- und Raumersparnis.
[0014] Eine weitere Verbesserung der Erfindung sieht vor, daß die Versteifung aus jeweils
einem über den Spitzen des Ständers mit der Elektromagnetspule liegenden Körper aus
weichmagnetisch permeablem Werkstoff, wie z. B. kohlenstoffarmem Stahl, besteht. Vorteilhafterweise
lassen sich über diesen Körper gespeicherte Energie und damit die zu erzeugenden Geschwindigkeiten
für das Vorschnellen.der Druckspitzen variieren.
[0015] Bei entsprechender Gestaltung ist außerdem vorteilhaft, wenn die Versteifung jeweils
als Feldlinienverdichter für zwei parallele Feldlinienwege innerhalb eines Druckhammermoduls
dient.
[0016] Ein leichtes Justieren eines Druckhammermoduls wird dadurch gewährleistet, daß die
Feldlinienleitplatte einen Fußbereich und sich nach außen erstreckende, durch Schlitze
getrennte Arme aufweist, wobei der Fußbereich auf der einen Polfläche des Dauermagneten
und die Ständer auf den Enden der sich nach außen erstreckenden Arme befestigt sind.
[0017] Ebenso ist vorteilhaft, daß die Feldlinienrückleitplatte einen Fußbereich und sich
nach außen erstreckende Arme aufweist, wobei der Fußbereich der anderen Polfläche
des Dauermagneten zugeordnet ist, die Arme auf der vom Dauermagneten abgewandten Seite
hinterschnitten, gleichzahlig wie die Ständer und mit diesen ausgerichtet sind.
[0018] Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine erheblich
verbesserte Punktdruckvorrichtung, insbesondere für Matrix-Zeilendrucker, geschaffen
ist. Die nach Art einer Verzahnung mit Druckhammermoduln ausgestattete Punktdruckvorrichtung
gemäß der Erfindung hat eine erhebliche Anzahl konstruktiver Vorteile gegenüber einseitigen
Zeilendruckvorrichtungen des in der DE-OS 25 34 936 beschriebenen Typs. Zusätzlich
wird dadurch, daß zwischen den Druckhämmern und dem zu bedruckenden Aufzeichnungsträger
keine Platte liegt, der Feldlinienfluß durch die Druckhämmer verbessert und somit
die Hammerspannkraft erhöht. Als Ergebnis dessen kann das von dem Dauermagneten erzeugte
Magnetfeld kleiner gewählt werden, wodurch kleinere Magnete oder Magnete mit geringerer
Feldstärke verwendet werden können. Weil die Federspannkraft aufgrund des Fehlens
einer derartigen Frontplatte erhöht wird, bedeutet dies, daß die zur Erzeugung einer
Hammerspannkraft bestimmter Größe erforderliche Magnetfeldstärke kleiner wird, weswegen
kleinere Magnete oder Magnete mit geringerer Feldstärke ohne Beeinträchtigung der
erzielten Druckqualität verwendet werden können. Weiterhin kann, da die Magnete verkleinert
werden, die hin- und herbewegte Masse des Schlittens vermindert werden, wodurch bei
gleicher Energieaufnahme für die Hin- und Herbewegung die Geschwindigkeit gesteigert
werden kann.
[0019] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im
folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht, welche die wichtigsten mechanischen Komponenten eines Matrix-Zeilendruckers
enthält,
Fig. 2 eine Darstellung des Schlittens bzw. Wagens mit den gemäß der Erfindung geschaffenen
Druckhammermoduln,
Fig. 3 eine Draufsicht, welche die in Zwischenräume ragenden Druckhämmer der Druckhammermoduln
einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Punktdruckvorrichtung zeigt,
Fig. 4 eine Ansicht eines zur Verwendung in einer gemäß der Erfindung gestalteten
Punktdruckvorrichtung geschaffenen Druckhammermoduls,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Magnetkreises eines gemäß der Erfindung aufgebauten
Druckhammermoduls,
Fig. 6 einen Querschnitt gemäß der Linie VI - VI in Fig. 1,
Fig. 7 eine Draufsicht gemäß der Linie VII - VII aus Fig. 6 und
Fig. 8 eine Explosionszeichnung eines Teils eines gemäß der Erfindung aufgebauten
Druckhammermoduls.
[0020] In Fig. 1 ist ein länglicher Wagen 11 bzw. Schlitten 43 enthalten, der mit einer
als zylindrisch dargestellten Schreibwalze 13 ausgerichtet ist. Diese Ausrichtung
bedeutet, daß die Längsachse des Wagens 11 parallel zur Längsachse der Schreibwalze
13 liegt. Die Schreibwalze 13 hat einen Abstand von dem Wagen 11. In dem Spalt zwischen
dem Wagen 11 und der Schreibwalze 13 befindet sich ein zu bedruckender Aufzeichnungsträger,
z. B. Papier 15 und ein Farbband 17. Das Papier 15 liegt näher bei der Schreibwalze
13, und das Farbband 17 liegt näher beim Wagen 11. Das Farbband 17 wird durch eine
übliche Farbbandtransportvorrichtung von einer Vorratsspule 19 auf eine Aufwickelspule
21 bewegt und kann zwischen den beiden Spulen wiederholt hin- und hergespult werden.
Der Wagen 11 hat an jedem Ende einen von der Schreibwalze 13 weggerichteten Arm 23.
Die äußeren Enden der Arme 23 sind mit Federelementen 25 am Rahmen 27 des Druckers
befestigt. Die Federelemente 25 sind so montiert, daß sich der Wagen 11 in einer zur
Längsachse der Schreibwalze 13 parallelen Richtung, d. h. in der durch einen Doppelpfeil
29 dargestellten Richtung hin- und herbewegen kann. Ein Ende des Wagens 11 ist durch
ein Zwischenstück 31 mit einer Wagenbewegungsvorrichtung 33, d. h. mit einer Pendeleinrichtung,
verbunden, die in Fig. 1 ersatzweise in Blockform dargestellt ist. Die Wagenbewegungsvorrichtung
33 kann einen Schrittmotor oder einen ständig laufenden Motor enthalten, der über
das Zwischenstück 31 mit dem Wagen 11 verbunden ist, so daß der Wagen 11 in der durch
den Doppelpfeil 29 angezeigten Richtung hin- und herbewegt wird.
[0021] Der Wagen 11 trägt die erfindungsgemäße Punktdruckvorrichtung 35. Die Druckachse
der Punktdruckvorrichtung 35 ist radial zur zylindrischen Schreibwalze 13. Bei Betätigung
schlagen die Druckelemente der Punktdruckvorrichtung 35 das Farbband 17 gegen das
Papier 15, welches seinerseits gegen die Schreibwalze 13 gedrückt wird. Auf diese
Weise wird bei jeder Betätigung eines Punktdruckelementes ein Druckpunkt gedruckt.
Im praktischen Betrieb der Vorrichtung wird eine Vielzahl Punkte so wie sie je nach
Art des zu druckendes Bildes (z.B. Schriftzeichen oder Zeichnung) erforderlich sind,
entlang einer parallel zur Längsachse der Schreibwalze 13 liegenden Druckzeile gedruckt.
[0022] Fig. 2 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer gemäß der Erfindung geschaffenen Punktdruckvorrichtung
und umfaßt den Schlitten 43 und eine Vielzahl auf dem Schlitten montierter Druckhammermoduln
45. Da die Größe der von der Wagenbewegungsvorrichtung 33 zu erzeugenden Hin- und
Herbewegungs- oder Schwingungsenergie direkt vom Gewicht des hin- und herzubewegenden
Schlittens 43 abhängt, ist es wünschenswert, den Schlitten 43 aus einem leichten Werkstoff
mit ausreichender Festigkeit herzustellen.
[0023] Aus diesem Grund wird der Schlitten 43 vorzugsweise aus einem hochfesten Leichtmetall,
wie Magnesium, gefertigt. Andererseits kann der Schlitten 43, da er nicht magnetisch
leitend zu sein braucht, aus einem leichten, hochfesten Kunststoff, wie einem nach
dem ausziehend arbeitenden Extruderverfahren hergestellten kohlefaserverstärkten Epoxydharz
bestehen.
[0024] Jeder der Druckhammermoduln 45 umfaßt eine Gruppe freitragender Druckhämmer 47. Während
verschiedene Anzahlen Druckhämmer 47 verwendet werden können, enthalten die auf den
Zeichnungen dargestellten Druckhammermoduln 45 jeweils drei Druckhämmer 47. Auf dem
freitragenden äußeren Ende jedes Druckhammers 47 ist eine Druckspitze 49 befestigt.
Die Druckhammermoduln 45 sind so angeordnet, daß die Druckspitzen 49 auf einer gemeinsamen,
in Fig. 3 mit P bezeichneten Drucklinie liegen. Zusätzlich sind die Druckhammermoduln
45 so angeordnet, daß sie abwechselnd auf beiden Seiten der Drucklinie P liegen und
so, daß die Druckhämmer 47 nebeneinanderliegender Druckhammermoduln 45 in Lücken ragen,
wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt.
[0025] Gemäß den Figuren 4 und 5 umfaßt jeder Druckhammermodul 45 einen länglichen Dauermagneten
51, der im allgemeinen einen rechteckigen Querschnitt hat. Die Dauermagnete 51 sind
so polarisiert, daß ein Pol (z.B. der Nordpol N) des Dauermagneten 51 entlang einer
Längsfläche und der andere Pol (z.B. der Südpol S) entlang der gegenüberliegenden
Längsfläche liegt. Die Dauermagnete 51 der Druckhammermoduln 45 sind vorzugsweise
auf einer Seite der Drucklinie P in einer Richtung und auf der anderen Seite in der
entgegengesetzten Richtung gepolt. Auf einer der Polflächen des länglichen Dauermagneten
51 sind eine Feldlinienrückleitplatte 52 und eine Hammerbaugruppe 53 montiert; und
auf der anderen Polfläche ist eine Feldlinienleitplatte 55 montiert. Die Feldlinienrückleitplatte
52, die Hammerbaugruppe 53 und die Feldlinienleitplatte 55 sind eben und erstrecken
sich nach außen in parallelen Ebenen. In der Nähe des äußeren Endes der Feldlinienleitplatte
55 ist eine Vielzahl von Ständern 57 montiert, die sich rechtwinklig nach außen in
Richtung auf die Feldlinienrückleitplatte 52 und die Hammerbaugruppe 53 erstrecken.
Um jeden Ständer 57 ist eine Elektromagnetspule 59 gewickelt. Die Feldlinienrückleitplatte
52 ist zwischen dem Dauermagneten 51 und der Hammerbaugruppe 53 montiert. Die Hammerbaugruppe
53 umfaßt drei Druckhämmer 47, von denen jeder einen Druckhammerarm 65 und eine Versteifung
67 aufweist. Die Druckhammerarme 65 sind aus einer gemeinsamen Hammerplatte 63 aus
einem Stück hergestellt. Die gemeinsame Hammerplatte 63 ist auf einem erhabenen Stück
der Feldlinienrückleitplatte 52 befestigt, so daß die Arme einen Abstand von der Feldlinienrückleitplatte
52 aufweisen, obwohl sie parallel zu dieser liegen. Auf dem äußeren Ende jedes Druckhammerarms
65 ist eine der Versteifungen 67 montiert. Die Versteifungen 67 liegen über den Spitzen
der Ständer 57, und die Druckspitzen 49 sind auf den den Ständern 57 abgewandten Seiten
der Versteifungen 67 montiert. Eine Klemmplatte 71 liegt über der gemeinsamen Hammerplatte
63 der Druckhammerarme 65. Die Klemmplatte 71 liegt hierbei parallel zum Dauermagneten
51. Relativ lange Senkkopfschrauben 73 werden durch ausgerichtete öffnungen in der
gemeinsamen Hammerplatte 63 der Feldlinienrückleitplatte 52 und dem Dauermagneten
51 in Gewindelöcher in der Feldlinienleitplatte 55 geschraubt. Im festgezogenen Zustand
halten die Senkkopfschrauben 73 diese Teile der Druckhammermoduln 45 zusammen.
[0026] Der Dauermagnet 51 besteht aus einem Werkstoff, der ein hochkonzentriertes Magnetfeld
erzeugen kann, wie das in den Vereinigten Staaten von Amerika bekannte "INDOX V oder
VII". Die Druckhammerarme 65 und die gemeinsame Hammerplatte 63 bestehen aus einem
hochfesten federnden magnetischen Werkstoff, wie martensitischem Stahl SAE 1050 (AISI
C 1050 - entspricht der Werkstoffnummer 1.1210 nach DIN 1707 bzw. Ck 50 nach DIN 1706).
Die Feldlinienleitplatte 55, der Ständer 57, die Feldlinienrückleitplatte 52 und die
Versteifung 67 bestehen alle aus einem weichmagnetisch permeablem Werkstoff, wie C-armem
Stahl. Die Klemmplatte 71 kann aus unmagnetischem Werkstoff, wie Aluminium oder magnetischem
Werkstoff, wie Stahl, bestehen.
[0027] Wie erkennbar, hat jede Hammerbaugruppe 53 einen ersten und einen zweiten magnetischen
Feldlinienweg, die teilweise zusammenfallen. Der erste magnetische Feldlinienweg führt
von dem Dauermagneten 51 durch die Feldlinienleitplatte 55, den Ständer 57, die Versteifung
67 und die Feldlinienrückleitplatte 52. Der zweite magnetische Feldlinienweg führt
von dem Dauermagneten 51 durch die Feldlinienleitplatte 55, den Ständer 57, die Versteifung
67 und den Druckhammerarm 65. Da der Druckhammerann 65 aus federndem, jedoch magnetischem
Werkstoff besteht, wird die Versteifung 67 durch die von dem Dauermagneten 51 erzeugte
magnetische Feldstärke von dem Ständer 57 angezogen, wenn durch die Elektromagnetspule
59 kein Strom fließt. Wenn diese Magnetkraft hoch genug ist, werden die Druckhammerarme
65 aus einer unbeanspruchten ebenen Lage in eine gespannte, gebogene Position gezogen,
in welcher die Versteifungen 67 jeweils auf ihre zugehörigen Ständer 57 stoßen. In
dieser Position sind die Druckhammerarme 65 definitionsgemäß gespannt, da die gebogenen
Druckhammerarme 65 Energie speichern, wenn durch die Elektromagnetspule 59 kein Strom
fließt. Diese gespeicherte Energie erzeugt einen Punkt, wenn die Druckhammerarme 65
freigegeben werden. Genauer gesagt, wird ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das
dem anziehenden Dauermagnetfeld entgegenwirkt, wenn ein Strom geeigneter Richtung
durch die Elektromagnetspule 59 fließt. Im wesentlichen bewirkt das elektromagnetische
Feld, daß das Dauermagnetfeld den Spalt zwischen dem Ständer 57 und der Feldlinienrückleitplatte
52 eher überspringt als daß es durch die Versteifung 67 fließt. Das elektromagnetische
Feld erhöht auch den Streufluß im Luftspalt zwischen der Feldlinienrückleitplatte
52 und der Feldlinienleitplatte 55 ebenso wie auch den Streufluß im Luftspalt zu den
anderen ferromagnetischen Elementen in der Nähe. Als Ergebnis all dessen wird die
Anziehungskraft zwischen der Versteifung 67 und der Spitze des Ständers 57 vermindert.
Wenn die Verminderung groß genug ist, wird die im Druckhammerarm65 gespeicherte Energie
höher als die verbleibende Anziehungskraft des Dauermagneten 51. Sobald dieser Zustand
eintritt, bewegt der Druckhammerarm 65 die Versteifung 67 schnell von der Spitze des
Ständers 57 weg. Dadurch wird bewirkt, daß die Versteifung 67 und somit die Druckspitze
49 zur Schreibwalze 13 hin fliegen. In diesem Fall preßt die Druckspitze 49 zunächst
das Farbband 17 gegen das Papier 15 und dann beide gegen die Schreibwalze 13, so daß
auf dem Papier 15 ein Punkt erzeugt wird. Die Versteifung 67 wirkt für beide magnetischen
Feldlinienwege als Feldlinienverdichter und vermindert somit die Größe des zur Erzielung
einer Kraft bestimmter Größe erforderlichen Dauermagneten 51. Die durch die Versteifung
67 im ersten Feldlinienweg (zwischen dem Ständer 57 und der Feldlinienrückleitplatte
52) bewirkte Feldlinienverdichtung ist ebensogroß wie die im zweiten Feldlinienweg
(zwischen dem Ständer 57 und dem Druckhammerarm 65) bewirkte Feldlinienverdichtung.
[0028] Die Figuren 6,7 und 8 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in weiteren
Einzelheiten. Wie am besten in Fig. 6 dargestellt ist, hat der längliche Schlitten
43 einen U-förmigen Querschnitt, der ein Paar Schenkel 81 und einen gemeinsamen Steg
83 umfaßt. Wie zuvor erwähnt, ist der Schlitten 43 vorzugsweise aus einem leichten
Werkstoff, wie Magnesium, oder nach dem ausziehend arbeitenden Extrusionsverfahren
aus kohlefaserverstärktem Epoxydharz hergestellt. Die Druckhammennoduln 45 sind auf
dem Steg 83 des Schlittens 43 montiert. Nahe dem Ende des Stegs 83 (Fig. 7) befinden
sich öffnungen 87 zur Befestigung des Schlittens 43 an den Armen 23 (Fig. 1) und somit
an der oben beschriebenen federnden Haltevorrichtung. Es ist einleuchtend, daß die
Anzahl der öffnungen 87 und die Lage der öffnungen 87 verschieden sein können, je
nach der speziellen Art der Befestigung. Weiterhin können, falls erwünscht, Befestigungsverfahren
gewählt werden, für die keine Öffnungen erforderlich sind.
[0029] Von jeder Längskante des Steges 83 des Schlittens 43 nach innen liegt eine erste
Reihe runder Löcher 89a,89b,89c usw. und 89a',89b',89c' usw. Die erste Reihe Löcher
liegt entlang äußerer mit B1 und B2 bezeichneter Mittelpunktslinien, die parallel
zur mit A bezeichneten Längsmittellinie des Schlittens 43 liegen. Zwischen der ersten
Reihe Löcher 89a,89b, 89c usw. und 89a',89b',89c' usw. liegen Schlitze 91a,91b,91c,
91d usw. und 91a', 91b', 91c',91d' usw., deren Längsachsen senkrecht zur Längsmittellinie
A liegen. Genauer gesagt umfaßt die erste Vielzahl Löcher Paare weit voneinander entfernter
Löcher, z. B. 89a,89b; 89b,89c usw. und 89a',89b';89b', 89c' usw. Jedes Paar weit
voneinander entfernter Löcher, z. B. 89a,89b, liegt nahe beim nächsten Paar weit voneinander
entfernter Löcher, z. B. 89b,89c. Ein Paar Querschlitze, z. B. 91a, 91b liegt zwischen
den Löchern, welche die Paare weit voneinander entfernter Löcher bilden, z. B. 89a,89b
und ein einzelner Querschlitz, z. B. 91c, liegt zwischen benachbarten Paaren weit
voneinander entfernter Löcher, z. B. 89a, 89b und 89b, 89c. Der Abstand zwischen den
Querschlitzen ist gleich, ungeachtet dessen, ob sie zwischen den Löchern liegen, welche
die Paare weit voneinander entfernter Löcher bilden, oder zwischen benachbarten Paaren
mit weit voneinander entfernten Löchern. Schließlich sind die entlang der Mittelpunktslinien
B1 und B2 angeordneten Löcher und Schlitze in Längsrichtung so zueinander versetzt,
daß das Endloch 89a' entlang der Mittelpunktlinie B2 senkrecht zum Endschlitz 91a
entlang der Mittelpunktslinie B1 ausgerichtet ist.
[0030] Zwischen den Mittelpunktslinien B1 und B2, symmetrisch zur Längsmittellinie A, befindet
sich auf jeder Seite des Schlittens 43 eine zweite Vielzahl Löcher 93a,93b,93c,93d
und 93a',93b',93c',93d'. Die zweite Vielzahl Löcher 93a,93b, usw. und 93a',93b' usw.
liegt auf mit Cl und C2 bezeichneten inneren Mittelpunktslinien, die parallel zu den
Mittelpunktslinien B1 und B2 und somit parallel zur Längsmittellinie A liegen. Die
zweite Vielzahl Löcher 93a,93b usw. liegt im gleichen Abstand zwischen den Querschlitzen
91a,91b usw.
[0031] Wie am besten in Fig. 8 ersichtlich ist, sind die Feldlinienleitplatten 55 der Druckhammermoduln
45 flach. Wie zuvor beschrieben, bestehen die Feldlinienleitplatten 55 vorzugsweise
aus weichmagnetischem Material, wie C-armem Stahl. Die Feldlinienleitplatten 55 sind
aus einem Stück gefertigt und haben einen Fußbereich 94 und drei sich nach außen erstreckende
Arme 96a,96b und 96c. Zwischen den Armen sind Schlitze 98a,98b so angeordnet, daß
sie mit den Schlitzen 91a,91b usw. im Schlitten 43 ausgerichtet werden können, wenn
die Feldlinienleitplatten 55 am Steg 83 des Schlittens 43 in der hier beschriebenen
Weise befestigt werden. Die äußeren Enden der Arme 96a,96b und 96c der Feldlinienleitplatten
55 haben im Grundriß etwa die Form von Pyramidenstümpfen. Zusätzlich sind die äußeren
Kanten 100a und 100b der beiden Arme 96a und 96c hinterschnitten, so daß zwischen
den äußeren Armen 96a und 96c benachbarter Feldlinienleitplatten 55 ein Schlitz entsteht,
wenn ein Paar Feldlinienleitplatten 55 in der nachfolgend beschriebenen Weise nebeneinander
montiert wird.
[0032] Im Fußbereich 94 der Feldlinienleitplatten 55 befindet sich ein Paar voneinander
getrennter Gewindelöcher 95a und 95b. Nahe dem inneren Ende jedes Armes 96a,96b, 96c
befinden sich Löcher 97a,97b und 97c. Die beiden äußeren Löcher 97a und 97c haben
Gewinde und sind so angeordnet, daß sie mit einem Paar der weit voneinander entfernten
Löcher 89a,89b,89c, usw. entlang der Achse B1 oder 89a',89b',89c' usw. entlang der
Achse B2 des Steges 83 des Schlittens 43 ausgerichtet werden können. Zur Befestigung
der Feldlinienleitplatte 55 am Schlitten 43 durch diese Löcher werden Kopfschrauben
99 (Fig. 6) verwendet. Genauer gesagt, gehen die Kopfschrauben 99 durch die weit voneinander
entfernten Löcher 89a,89b usw. im Steg 83 des Schlittens 43 und werden in die ausgerichteten
Gewindelöcher 97a,97c nahe den inneren Enden der äußeren Arme 96a und 96c der Feldlinienleitplatte
55 eingeschraubt. Das mittlere Loch 97b hat kein Gewinde. Es dient nur zur Erhaltung
der magnetischen Symmetrie.
[0033] Nahe dem äußeren Ende jedes der Arme 96a,96b und 96c der Feldlinienleitplatten 55
befinden sich äußere Gewindelöcher 101a,101b und 101c. Die äußeren Gewindelöcher 101a,101b
und 101c sind zur Aufnahme der mit Gewinden versehenen Enden der Ständer 57 der Druckhammermoduln
45 in der hier beschriebenen Weise ausgelegt. Die äußeren Gewindelöcher 101a,101b
und 101c in den äußeren Enden der Arme 96a,96b,96c sind so angeordnet, daß sie mit
den entlang der Mittelpunktslinien Cl und C2 des Stegs 83 des Schlittens 43 liegenden
Löcher 93a,93b usw. und 93a',93b' ausgerichtet sind, wenn die Feldlinienleitplatten
55 in der zuvor beschriebenen Weise am Schlitten 43 befestigt werden.
[0034] Der Dauermagnet 51 ist ein rechtwinkliger Quader, der, wie zuvor beschrieben, aus
dauermagnetischem Material besteht. Der Dauermagnet 51 enthält ein Paar Querschlitze
103a und 103b, die so angeordnet sind, daß sie mit den Gewindelöchern 95a und 95b
im Fußbereich 94 der Feldlinienleitplatte 55 ausgerichtet werden können. Der Dauermagnet
51 ist so auf der Feldlinienleitplatte 55 montiert, daß die Schlitze 103a und 103b
mit den Gewindelöchern 95a und 95b im Fußbereich 94 der Feldlinienleitplatte 55 ausgerichtet
sind.
[0035] Die Ständer 57 besitzen zylindrischen Querschnitt. Wie zuvor erwähnt, hat ein Ende
105 der Ständer 57 ein Gewinde, das in die äußeren Gewindelöcher 101a,101b und 101c
in den Armen 96a,96b und 96c der Feldlinienleitplatte 55 paßt. Die Gewindeenden 105
der Ständer 57 haben einen Schlitz 107 (oder eine öffnung mit Innensechskant), welcher
durch die Löcher 93a,93b usw. und 93a',93b' usw. entlang der Mittelpunktslinien Cl
und C2 des Stegs 83 des Schlittens 43 zugänglich sind, welche mit den äußeren Gewindelöchern
101a, 101b und 101c, wie zuvor beschrieben, ausgerichtet sind. Durch die Löcher entlang
der Mittelpunktslinien Cl und C2 kann ein Flachschraubenzieher in die Schlitze 107
in den Ständern 57 gesteckt werden, um die Ständer 57 längs zu justieren, wodurch
die Luftspalte der Ständer 57 in den in Fig. 6 dargestellten und oben beschriebenen
Magnetkreisen eingestellt werden können.
[0036] Um jeden der drei Ständer 57 ist nahe dem äußeren Ende der Ständer 57 ein Spulenträger
llla,lllb und lllc montiert. Somit befinden sich die um die Spulenträger llla,lllb
und 111c gewickelten Elektromagnetspulen 59 nahe den äußeren Enden der Ständer 57.
Wie zuvor erwähnt, ist die Feldlinienrückleitplatte 52 so angeordnet, daß sie parallel
zu der Feldlinienleitplatte 55 liegt. Wie am besten aus Fig. 8 ersichtlich ist, umfaßt
die Feldlinienrückleitplatte 52 einen Fußbereich 112 und drei Arme 114a,114b und 114c.
Der Fußbereich 112 ist, verglichen mit den Armen 114a,114b und 114c, welche auf einer
Seite hinterschnitten sind, relativ dick bemessen. Da die Arme 114a,114b,114c nur
auf einer Seite hinterschnitten sind, liegt die andere Fläche der Arme parallel zur
anderen Seite des Fußbereichs 112.
[0037] Im Fußbereich 112 der Feldlinienrückleitplatte 52 befinden sich drei Gewindelöcher
113a,113b und 113c. Im Fußbereich 112 befindet sich ferner zwischen jedem Paar Gewindelöcher
113a,113b und 113c ein Paar großer Schlitze 115a und 115b. Diese großen Schlitze 115a
und 115b sind so angeordnet, daß sie mit den Querschlitzen 103a und 103b im Dauermagneten
51 ausgerichtet werden können, wenn die Feldlinienrückleitplatte 52 auf dem Dauermagneten
51 in der in den Zeichnungen dargestellten und hier beschriebenen Weise montiert wird.
Große Schlitze sind anstelle von Löchern vorgesehen, um die Herstellung der Feldlinienrückleitplatte
52 zu erleichtern und um magnetische Kreuzkopplung zu vermindern. Jeder der Arme 114a,114b
und 114c der Feldlinienrückleitplatte 52 hat einen relativ dicken Bereich und ein
abgesetztes äußeres Ende 116a,116b und 116c.
[0038] Zwischen den Dickenbereichen befinden sich Schlitze 118a und 118b. Wie in Fig. 6
dargestellt, enden die äußeren Enden 116a,116b und 116c der Arme 114a,114b und 114c
der Feldlinienrückleitplatte 52 ein kurzes Stück vor den äußeren Spitzen der Ständer
57, wenn die Druckhammermoduln 45 in der hierin beschriebenen Weise zusammengebaut
werden. Das bedeutet, daß das äußere Ende der Arme 114a,114b,114c der Feldlinienrückleitplatte
52 nicht über den Spitzen der Ständer 57 liegt. Sie sind vielmehr gegenüber den Spitzen
der Ständer 57 um eine bestimmte Distanz in Richtung auf den Dauermagneten 51 versetzt.
Schließlich ist die hinterschnittene Seite der Anne 114a,114b und 114c der Feldlinienrückleitplatte
52 vom Dauermagneten 51 abgewendet.
[0039] Wie zuvor erwähnt, erfaßt jeder Druckhammennodul 45 drei Druckhämmer 47. Die Druckhämmer
47 bestehen aus einer Hammerbaugruppe 53, die drei Druckhammerarme 65 mit einer gemeinsamen
Hammerplatte 63 und drei Versteifungen 67 umfaßt. In der Hammerplatte 63 befinden
sich fünf Löcher 119a,119b,119c, 119d und 119e, die so angeordnet sind, daß sie mit
den drei Löchern und zwei Schlitzen im Fußbereich 112 der Feldlinienrückleitplatte
52 ausgerichtet werden können. Die Druckhammerarme 65 sind so angeordnet, daß sie
parallel zu den Armen 114a,114b,114c der Feldlinienrückleitplatte 52 liegen, wenn
die fünf Löcher in der Hammerplatte 63 und im Fußbereich 112 der Feldlinienrückleitplatte
52 richtig ausgerichtet sind. Die äußeren Enden der Druckhammerarme 65 sind kegelstumpffönnig
ausgebildet. Auf den äußeren Enden der Druckhammerarme 65 sind die Versteifungen 67
montiert. Wie in Fig. 8 dargestellt, haben die Versteifungen 67 hinterschnittene Enden,
welche über den Enden der Druckhammerarme 65 liegen. Die Enden der hinterschnittenen
Enden der Versteifungen 67 sind einseitig abgeschrägt. Der Bereich, in dem die Versteifungen
67 auf den Enden der Druckhammerarme 65 aufliegen, wird in geeigneter Weise, z. B.
durch Schweißen, an den Druckhammerarmen 65 befestigt. Das dem Befestigungspunkt zum
Druckhammerarm 65 abgewandte Ende der Versteifungen 67 ist nach innen gekrümmt und
endet in einer nach außen vorstehenden Spitze 121.
[0040] Die nach außen vorstehenden Spitzen 121 der Versteifungen 67 sind auf der zu den
Druckhammerarmen 65 gerichteten Seite hinterschnitten. Auf der von den Druckhammerarmen
65 abgewandten Seite der Spitzen 121 der Versteifungen 67 sind die Druckspitzen 49
montiert.
[0041] Wie in Fig. 8 dargestellt, ist die Klemmplatte 71 ein längliches Metallstück mit
fünf Löchern 123a,123b,123c,123d und 123e, die in Längsrichtung verteilt sind. Die
fünf Löcher sind so angeordnet, daß sie mit den fünf Löchern 119a,119b,119c,119d und
119e in der Hammerplatte 63 der Hammerbaugruppe 53 ausgerichtet werden können, wenn
die Klemmplatte 71 über dem Fußbereich der Hammerbaugruppe 53 liegt. Drei Senkkopfschrauben
127a,127b und 127c (Fig. 7) werden durch das mittlere und die beiden äußeren Löcher
in der Klemmplatte 71 und in der Hammerplatte 63 der Hammerbaugruppe 53 geführt und
in die Gewindelöcher 113a,113b und 113c im Fußbereich 112 der Feldlinienrückleitplatte
52 eingeschraubt. Somit befestigen die Klemmplatte 71 und kurze Senkkopfschrauben
127a,127b und 127c die Hammerbaugruppe 53 an der Feldlinienrückleitplatte 52. So befestigt
liegen die Druckhammerarme 65 parallel zu den Armen 114a,114b und 114c der Feldlinienrückleitplatte
52. Der hinterschnittene Bereich der Arme 114a,114b,114c der Feldlinienrückleitplatte
52 läßt einen Zwischenraum zwischen den Druckhammerarmen 65 und den Armen 114a,114b,114c
der Feldlinienrückleitplatte 52.
[0042] Die zusammengeschraubte Klemmplatte 71, die Druckhämmer 47 und die Feldlinienrückleitplatte
52 werden so angeordnet, daß die Löcher zwischen den kurzen Kopfschraubenlöchern mit
den Querschlitzen 103a und 103b im Dauermagneten 51 ausgerichtet sind, welche ihrerseits
mit den Gewindelöchern 95a und 95b im Fußbereich 94 der Feldlinienleitplatte 55 ausgerichtet
sind, wie zuvor beschrieben wurde. Die relativ langen Senkkopfschrauben 73 werden
durch diese ausgerichteten Löcher und Querschlitze 103a,103b gesteckt und in die Gewindelöcher
95a und 95b im Fußbereich 94 der Feldlinienleitplatte 55 eingeschraubt. Beim Zusammenbau
werden vorzugsweise die aus der Feldlinienleitplatte 55, den Ständern 57, den Spulenträgern
111a,111b,111c, den Elektromagnetspulen 59, dem Dauermagneten 51, der Feldlinienrückleitplatte
52, der Hammerbaugruppe 53 und der Klemmplatte 71 bestehenden Druckhammermoduln 45
zunächst zusammengebaut. Danach werden die Druckhammermoduln 45 in der zuvor beschriebenen
Weise mit Kopfschrauben 99 am Schlitten 43 befestigt. Vorzugsweise werden die Dauermagnete
51 erst nach Zusammenbau der Druckhammermoduln magnetisiert (jedoch vor Montage auf
dem Schlitten 43), damit die Teile beim Ausrichten leicht gegeneinander verschiebbar
sind, weil sie nicht voneinander magnetisch angezogen werden.
[0043] Wie aus der vorstehenden Beschreibung leicht zu erkennen ist, schafft die Erfindung
eine zur Verwendung in einem Matrix-Zeilendrucker besonders verbesserte Punktdruckvorrichtung.
Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Druckspitzen 49 so, daß bei der Hin- und
Herbewegung des Schlittens 43 eine Druckspitze 49 zwei Zeichenpositionen überdeckt.
Somit würden auf dem Wagen 11 insgesamt 66 Druckhämmer 47 montiert, wenn eine vollständige
Zeichenzeile 132 Zeichenpositionen (Spalten) umfaßt. Wenn man davon ausgeht, daß jeder
Druckhammermodul 45 drei Druckhämmer 47 aufweist und daß jeweils die Hälfte davon
auf jeder Seite des Schlittens 43 montiert ist, würde eine vollständige Punktdruckvorrichtung
elf auf jeder Seite der Längsmittellinie A montierte Druckhammermoduln 45 oder insgesamt
22 Druckhammermoduln 45 umfassen.
[0044] Eine bevorzugte Ausführungsart der Erfindung wurde dargestellt und beschrieben. Es
ist zu bedenken, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne den Inhalt
und Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Somit kann die Erfindung auch in anderer
Weise ausgeführt werden als hier spezifisch beschrieben worden ist.
1. Punktdruckvorrichtung, insbesondere für Matrix-Zeilendrucker, zum Schreiben aus
Punktmustern gebildeter Zeichen bzw. Zeichnungen auf einem senkrecht zur Zeilenrichtung
bewegbaren Aufzeichnungsträger mit einer auf einer Druckzeile horizontal hin- und
herbewegbaren Pendeleinrichtung, die einen -länglichen Wagen, Schlitten oder dergleichen
aufweist, auf denen in Zeilenrichtung nebeneinanderliegende Druckhämmer angeordnet
sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckhämmer (47) innerhalb von Druckhammermoduln (45) angeordnet sind und
daß jeweils eine Gruppe von mehreren Druckhämmern (47) gebildet ist, die zusammen
wiederum eine Hammerbaugruppe (53) mit einem separaten Magnetflußkreis innerhalb des
Druckhammermoduls (45) bilden.
2. Punktdruckvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Druckhammermodul (45) jeweils einen länglichen Dauermagneten (51) enthält,
der bezüglich seiner Längsachse quer polarisiert ist und ein Paar einander gegenüberliegende
Polflächen (N,S) aufweist, die parallel zur Längsachse des Dauermagneten (51) verlaufen.
3. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckhammermodul (45) im wesentlichen aus den Polflächen (N,S) des Dauermagneten
(51) zugeordneter Feldlinienleitplatten (55) bzw. Feldlinienrückleitplatten (52) aus
magnetisch permeablen Werkstoffen und aus mehreren Ständern (57) mit Elektromagnetspulen
(59) besteht sowie aus einem den magnetischen Feldlinienfluß in Parallelschaltung
führenden Druckhammerarm (65) mit einer Druckspitze (49).
4. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckhämmer (47) eines Druckhammermoduls (45) eine Hammerbaugruppe (53) bilden,
die aus drei federnden Druckhämmern (47) bestehen, die mittels einer Klemmplatte (71)
und Senkkopfschrauben (73) auf der Feldlinienrückleitplatte (52) lösbar befestigt
sind.
5. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von Druckhammermoduln (45) im Bereich der gegenüberliegenden Schenkel
(81) des Schlittens (43) derart montiert sind, daß alle Druckspitzen (49) auf der
Drucklinie (P) liegen.
6. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß an jedem der Druckhämmer (47) eine Versteifung (67) befestigt ist, die dem Ständer
(57) gegenüberliegt, wobei die Elektromagnetspule (59) nahe der Versteifung (67) am
Ständer (57) befestigt ist.
7. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Versteifung (67) aus jeweils einem über den Spitzen des Ständers (57) mit
der Elektromagnetspule (59) liegenden Körper aus weichmagnetisch permeablem Werkstoff,
wie z. B. kohlenstoffarmem Stahl, besteht.
8. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Versteifung (67) jeweils als Feldlinienverdichter für zwei parallele Feldlinienwege
innerhalb eines Druckhammermoduls (45) dient.
9. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feldlinienleitplatte (55) einen Fußbereich (94) und sich nach außen erstreckende,
durch Schlitze (98a,98b) getrennte Arme (96a,96b,96c) aufweist, wobei der Fußbereich
(94) auf der einen Polfläche (S) des Dauermagneten (51) und die Ständer (57) auf den
Enden der sich nach außen erstreckenden Arme (96a,96b,96c) befestigt sind.
10. Punktdruckvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Feldlinienrückleitplatte (52) einen Fußbereich (112) und sich nach außen erstreckende
Arme (114a,114b,114c) aufweist, wobei der Fußbereich (112) der anderen Polfläche (N)
des Dauermagneten (51) zugeordnet ist, die Arme (114a,114b,114c) auf der vom Dauermagneten
(51) abgewandten Seite hinterschnitten, gleichzahlig wie die Ständer (57) und mit
diesen ausgerichtet sind.