CH617389A5

CH617389A5 -

Info

Publication number: CH617389A5
Application number: CH449577A
Authority: CH
Inventors: John Hibbard Weaver
Original assignee: Anadex Instr
Priority date: 1976-04-12
Filing date: 1977-04-12
Publication date: 1980-05-30
Also published as: JPS5611342B2; CA1084337A; DE2714691A1; NL7703883A; IE44722B1; SE7703188L; US4070963A; GB1555898A; JPS52124823A; IE44722L; FR2348055A1; FI771094A7

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anschlagzeilendrucker zu schaffen, der sowohl eine hohe Druckdichte als auch eine hohe und gleichmässige Druckkraft erzielt, dabei jedoch eine einfache und wirtschaftlich herstellbare Bauform einhält.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe in erster Linie durch die in Anspruch 1 angegebenen Massnahmen.

Die erfindungsgemässe Ausbildung hat den Vorteil, dass gewöhnliche zylindrische Magnetspulen den dicht gepackten Druckhämmern zugeordnet werden können. Drucker gemäss der Erfindung sind insbesondere zum Drucken von Mehrfachformularen einschliesslich eines Blatts aus verhältnismässig schwerem Material, wie es z. B. in USA unter der Bezeichnung 90 lb. bekannt ist, geeignet. Dies wird dadurch ermöglicht,

dass man die Magnetspulen-Betätigungsvorrichtungen die ihnen zugeordneten Druckhämmer in unterschiedlichen Abständen von der Hammerschwenkachse treffen lässt. Beim beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Mehrzahl von Magnetspulen innerhalb des gleichen vertikalen Raums befestigt. Die äusseren Durchmesser dieser Magnetspulen sind grösser als die Abstände der Druckhämmer, wobei die Magnetspulen in nahe benachbarten, zueinander versetzten Reihen angeordnet sind, so dass die erste Reihe mit den zugeordneten Druckhämmern im Abstand Si von der Hammerschwenkachse und die zweite Reihe mit den ihr zugeordneten Druckhämmern in einem Abstand S2 von der Hammerschwenkachse in Berührung kommt. Wie nachfolgend beschrieben, können die Abstände Sj und S2 mathematisch oder empirisch so festgestellt werden, dass untereinander gleiche Aufschlagkräfte auf das Druckmedium erzeugt werden, wenn untereinander gleiche Magnetspulen und Antriebsströme Verwendung finden. Diese Packungsanordnung hat einige bedeutende Vorteile. Die Magnetspulen können von billiger Bauform sein, trotzdem aber eine hohe Aufschlagkraft auf den Druckhammer verursachen. Die Magnetspulen sind im gleichen Vertikalraum untergebracht, wodurch die Gesamtbauhöhe des Druckers auf das kleinstmögliche Mass gebracht wird. Ein kurzer Stössel genügt, um die Verbindung zwischen dem Magnetspulenanker und dem Druckhammer herzustellen. Schliesslich ist der Tragrahmen für die Magnetspulen ein einfaches, wirtschaftlich herstellbares Bauteil, das im wesentlichen aus vier Platten aus magnetischem Metall besteht, um einen magnetischen Rückschluss herzustellen.

Eine andere Ausführungsform vorliegender Erfindung besteht darin, dass sie einen einfachen, billigen Antriebsmechanismus hoher Zuverlässigkeit für das Druckmedium hat. Zwei Andruckrollen sind auf je einem Hebel aus Kunststoff drehbar gelagert und zu zwei federnden O-Ringen ausgerichtet, die auf einer angetriebenen Walze befestigt sind. Der Hebel hat einen Hebelarmfortsatz, der mit einer Rollenandrück-Magnetspule in Verbindung steht, so dass bei Betätigung der letzteren die Andruckrolle das Druckmedium an die federnden O-Ringe andrückt. Die Kunststoffhebelarme ergeben ein Ausmass an Flexibilität, das ohne weiteres Formblätter und Karten sowie andere Druckmedien veränderlicher Dicke zu verarbeiten gestattet. Eine schwenkbare Klinke und ein Klinkenrad dienen dem Antrieb der Walze. Eine einzelne Feder ist an der Klinke angebracht, so dass sich eine Kraftwirkungslinie ergibt, die etwas oberhalb der Schwenkachse der Klinke liegt. Dementsprechend dient die Feder sowohl zum Vorschieben der Klinke als auch zum Ausüben einer Niederhaltekraft auf diese, um sie in Eingriff mit dem Klinkenrad zu halten.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf ein einstückiges Plattenelement aus gegossenem Kunststoff, auf dem schwenkbar ein erster Satz von Druckhämmern befestigt ist, der mit einem zweiten Satz von Druckhämmern ineinandergefügt ist. Dies ergibt ein billiges Bauteil, das sich jedoch leicht montieren lässt, während die genaue massliche Ausgewogenheit für die Druckhämmer eingehalten wird. Das Plattenelement schliesst auch ein einstückig ausgebildetes, kammähnliches Bauteil ein, das zum Halten und Führen der Druckhämmer in der richtigen Lage dient. Die obere Oberfläche des Plattenelements ergibt eine Führungseinrichtung zur Unterstützung des Druckmediums innnerhalb des Anschlagzeilendruckers. Vorteilhafterweise sind die Andruckrollen-Hebel-arme auf der gleichen Achse wie ein Satz der Druckhämmer schwenkbar gelagert. Infolgedessen bilden das Plattenelement, die Druckhämmer und die Andruckrollenarme eine mechanische Unterbaugruppe, die billig herzustellen ist und enge Masstoleranzen einhält.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Aussenansicht eines Anschlagzeilendruckers gemäss der Erfindung, der zum Bedrucken von Papier, Karten, vorgedruckten Formblättern oder Fahrkarten vorbestimmter Grösse geeignet ist,

Fig. 2 eine perspektivische Aussenansicht einer anderen Form eines Anschlagzeilendruckers gemäss der Erfindung, der zum Drucken grösserer Blätter oder vorgedruckter Formblätter wechselnder Grösse und Gestalt geeignet ist,

Fig. 3 ein typisches Formblatt, wie es in medizinischen Laboratorien Verwendung findet, in waagrechtem Format vorgedruckt,

Fig. 4 ein typisches Formblatt, wie es in medizinischen Laboratorien Verwendung findet, in vertikalem Format vorgedruckt,

Fig. 5 eine Seitenansicht der Formblätter der Fig. 3 und 4, Fig. 6 eine perspektivische Innenansicht eines Anschlagzeilendruckers gemäss der Erfindung, wobei Teile weggelassen sind, insbesondere zur Veranschaulichung der Drucktrommel und der Antriebsbaugruppe für das Druckmedium.

Fig. 7 einen Längsschnitt durch den Anschlagzeilendrucker der Fig. 6,

Fig. 8 einen vergrösserten Vertikalschnitt zur Veranschaulichung von Einzelheiten des Druckhammer- und Magnetspu-lenbetätigungsmechanismus,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8 zur Veranschaulichung der Packungsanordnung der Druck-Magnetspulen,

Fig. 10 eine teilweise Unteransicht des Anschlagzeilendruckers, wobei insbesondere das Unterteil des Plattenelements, die Rollenandrück-Magnetspulen und die Packungsanordnung der Magnetspulen relativ zu den Druckhämmern zu sehen sind,

Fig. 11 eine Draufsicht auf die Platten-Unterbaueinheit, wobei insbesondere der erste und der zweite Satz von Druckhämmern zu sehen sind, die schwenkbar in kammartigen Führungen gelagert sind, die wiederum aus einem Stück mit der Platte bestehen,

Fig. 12 eine Seitenansicht von Einzelheiten des Klinkenantriebs für die Druckmedien-Antriebswalze,

Fig. 13 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, von Einzelheiten des magnetischen Reluktanzdetektors, der zur Bestimmung der Drehstellung der Drucktrommel Verwendung findet, Fig. 14 ein vereinfachtes Gesamtschema eines Systems zur Steuerung der Druck-Magnetspulen,

Fig. 15 eine Kurvendarstellung zur Wiedergabe der Beziehung zwischen der Aufschlagpressung KjDdó und dem Verhältnis der Abstände S zwischen der Hammerschwenkachse und dem Berührungspunkt des Druckmagnetspulenankers mit dem Druckhammer einerseits und der Länge R des Druckhammers anderseits,

Fig. 16 einen vereinfachten Schnitt, aus dem ersichtlich ist, wie ein besonderes Farbband im Anschlagzeilendrucker zugeführt werden kann.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die äussere Gestalt zweier voneinander abweichender Gehäuse 10 und 11 eines gemäss der Erfindung gebauten Anschlagzeilendruckers. Bei beiden Ausführungen der Gehäuse ist der gesamte Mechanismus des Druk-kers im Gehäuse eingeschlossen. Das Druckergehäuse 10 ist für das Drucken von Papier, Karten und vorgedruckten Formblättern oder Fahrkarten 12 vorbestimmter Grösse und Gestalt ausgebildet, während das Druckergehäuse 11 zum Bedrucken grösserer Blätter oder vorgedruckter Formblätter wechselnder Grösse und Gestalt ausgebildet ist.

Wie gezeigt, schliesst das Druckergehäuse 10 eine Papierschale oder Platte 13 ein, die in gegenseitigem Abstand Schultern 14 und 15 aufweist. Diese Schultern, die obere Oberfläche der Platte (auf der das Druckmedium 12 ruht) und die Unterkante der Gehäusefronttafel 16 bilden ein Fenster 17, in das das zu bedruckende Papier, die Fahrkarte usw. eingeführt wird.

Das Druckergehäuse 11 hat eine Fensteröffnung 18 von wesentlich grösserer Fläche zum Drucken grosser Blätter von s Papier (Umrisse strichpunktiert angedeutet). Wie gezeigt, ist eine ausgedehnte ebene Oberfläche durch die Plattenoberfläche 20 und die angrenzenden Gehäuseteile 21 und 22 gegeben. Einstellbare Führungen 23 und 24 sind vorteilhafterweise an den Gehäuseteilen 21 und 22 angebracht, um das Ausrich-10 ten der gedruckten Daten in einheitlicher Weise bezüglich der Seitenränder für eine grosse Anzahl von Druckformaten zu ermöglichen.

Die Fig. 3,4 und 5 zeigen zwei typische Arten von vorgedruckten Mehrfachkopie-Formblättern. Wie gezeigt, ist das 15 rechtwinklige Formblatt der Fig. 3 in einem waagrechten Format vorgedruckt, während das der Fig. 4 in einem vertikalen Format vorgedruckt ist. Irgendwelche Drucke können selbstverständlich einbezogen werden, wobei die besonders dargestellten Formblätter typisch für solche sind, wie sie in medizini-20 sehen Laboratorien verwendet werden. Gemäss den Fig. 3 und 5 können diese Vordrucke aus Blättern 30 und 31 selbstfärbenden Papiers, aus einem dritten Blatt Kohlepapier 32 und aus einem Grundblatt 33 aus schwererem Kartonmaterial bestehen. Nur als Beispiel sei angegeben, dass solche beim Be-25 drucken selbstfärbenden Druckmedien durch die Firma National Cash Register Co. vertrieben werden. Es versteht sich, dass vorliegende Erfindung auf viele Arten von Vordrucken und anderen Druckmedien anwendbar ist, wobei sie jedoch besonders nützlich dann ist, wenn die Vordrucke oder derglei-30 chen ein Blatt aus verhältnismässig schwerem Kartonmaterial, z. B. von dem in USA mit 90 lb. bezeichneten Material, beinhalten.

Im nächsten Beschreibungsteil wird der Bereich um die Drucktrommel näher erläutert. Der mechanische Gesamtauf-35 bau des Anschlagzeilendruckers ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Die Schriftzeichen sind körperlich an der Umfangsfläche der Trommel 40 befestigt, die in geeigneten (nicht gezeigten) Lagern drehbar gelagert ist, die in Wänden 41 und 42 einer Rahmen-Unterbaugruppe aufgenommen sind. Eine an der 40 Trommel koaxial befestigte Riemscheibe 43 befindet sich ausserhalb der Wand 42 des Rahmen-Unterbauteils und wird mittels eines biegsamen Riemens 44 durch einen Motor 45 konstanter Geschwindigkeit angetrieben, der an der Innenseite der Wand 42 des Rahmen-Unterbauteils angebracht ist.

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Ein typisches Muster von Schriftzeichen ist teilweise in Fig. 6 dargestellt, wobei die Schriftzeichen als in Abständen angeordnete Reihen von Ziffern, Buchstaben, Symbolen und dergleichen ausgebildet sind. Die Schriftzeichen sind norma-50 lerweise so ausgerichtet, dass sie, wie dargestellt, zum Bedruk-ken eines vertikalen Vordrucks gemäss Fig. 4 geeignet sind, oder so, dass sie im rechten Winkel hierzu stehen, so dass sie zum Bedrucken waagrechter Vordrucke gemäss Fig. 3 geeignet sind. In dem besonderen der Beschreibung zugrundeliegenden 55 Ausführungsbeispiel misst die Trommel im Durchmesser 25,7 mm und enthält 16 solcher um den Umfang der Trommel gleichabständig angeordneter Reihen, wobei jede Reihe 19 Zeichen aufweist, die entlang der Länge der Trommel im gleichen Abstand liegen und eine typische Höhe von 3 mm und 60 eine Breite von 2,1 mm haben.

Die Drucktrommel 40 enthält ferner eine Reihe von im Abstand liegenden Vorsprüngen oder Synchronisierleisten aus magnetischem Material an einem oder an beiden Enden der Trommel, die durch einen magnetischen Reluktanzdetektor 51 65 abgefühlt werden, der an einer Wand 42 des Rahmen-Unterbauteils befestigt ist (am besten zu sehen in den Fig. 6 und 13) und der die Drehstellung der Drucktrommel 40 in jedem Augenblick feststellt.

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Im nächsten Abschnitt wird die Baugruppe zum Antrieb des Druckmediums beschrieben. Eine Antriebswalze 55 ist in geeigneter Weise in (nicht gezeigten) Lagern drehbar gelagert, die in den Wänden 41 und 42 des Rahmen-Unterbauteils aufgenommen sind. Diese Walze ist vorteilhafterweise aus einem Kunststoff, z. B. aus Delrin, hergestellt und trägt zwei federnde O-Ringe 56, 57 an ihren entgegengesetzten Enden. Das Druckmedium wird gegen diese O-Ringe mittels zweier Andruckrollen 65 und 66 geklemmt (deren Anordnung am besten anhand der in den Fig. 7, 8, 10 und 11 dargestellten Andruckrolle 66 zu sehen ist), so dass die Drehung der Antriebswalze 55 das Druckmedium zum Vorschub veranlasst. Diese Andruckrollen 65, 66 sind jeweils auf einem Hebel 67 bzw. 68 drehbar gelagert, von denen jeder einen verlängerten Hebelarm hat. Jeder dieser Hebel ist wiederum an der Platte 13 um eine Schwenkachse 69 schwenkbar gelagert.

Wie in den Fig. 7 und 10 gezeigt, sind Rollenandrück-Ma-gnetspul'en 75 und 76 an den Wänden 41 und 42 des Rah-men-Unterbauteils befestigt, so dass ihr Anker jeweils das Ende eines der verlängerten Hebelarme der Hebel 67 und 68 erfasst. Die Platte enthält entsprechende Öffnungen 77, 78 (Fig. 11), die mit den Rollen 65 und 66 und den O-Ringen 56 und 57 auf der Antriebswalze 55 ausgerichtet sind. Diese Öffnungen erlauben den Andruckrollen 65, 66 (wenn deren zugeordnete Hebelarme durch betätigte Magnetspulen 75, 76 erfasst werden), durch die Plattenoberfläche 20 der Platte 13 hervorzutreten und in Eingriff mit dem Druckmedium zu gelangen, wobei dieses Druckmedium an die O-Ringe gedrückt wird, die von der Antriebswalze 55 getragen werden. Folglich schiebt eine Drehung der Antriebswalze 55 das Druckmedium um einen entsprechenden Abstand vor.

Sowohl Rollen 65, 66 wie auch Hebel 67, 68 sind vorteilhafterweise aus einem Kunststoff, z. B. Delrin, hergestellt. Dieses Material ist sehr abnützungsbeständig und verleiht zusätzlich den verlängerten Armen der Hebel 67 und 68 ein gewisses Mass an Flexibilität. Als Ergebnis hiervon werden Vordrucke und Karten wechselnder Dicke bereitwillig vom Anschlagzeilendrucker dieser Erfindung aufgenommen, da jeder übermässige Weg des Ankers der Rollenandrück-Magnetspu-len 75, 76 durch die Biegsamkeit der Hebelarme aufgenommen wird.

Vorteilhafterweise spricht die Papierklemm- und Antriebsbaueinheit automatisch auf das Einführen von Druckmedium an. Im besonderen gezeigten Beispiel wird das Einführen eines Druckmediums in das Fenster 17 oder 18 des vorderen Gehäuseteils (wie es in Fig. 1 und 2 gezeigt ist) durch zwei Mi-kroschalter 80, 81 abgefühlt (Fig. 6 und 7). Zum Mikroschal-ter 80 gehört ein Betätigungsarm 82, der erfasst wird, wenn der Papiervordruck in die Druckerbaugruppe auf der Plattenoberfläche 20 eingeführt wird. Die Betätigung des Mikroschal-ters 80 stellt die Leistung für die Rollenandrück-Magnetspulen 75 und 76 zur Verfügung (schaltet diese jedoch noch nicht an). Zum Mikroschalter 81 gehört ein Betätigungsarm 83, der erfasst wird, wenn das Druckmedium ganz in die Druckerbaugruppe eingeführt ist. Die Betätigung des Arms 83 veranlasst, dass die Leistung den Rollenandrück-Magnetspulen 75 und 76 tatsächlich zugeführt wird. Ein geeigneter Steuerschaltkreis (der aus dem Stande der Technik gut bekannt ist und deshalb hier nicht gezeigt wird) hält diese Magnetspulen fortwährend betätigt, bis das Druckmedium durch die Antriebswalze 55 bis über den Betätigungsarm 82 hinaus bewegt worden ist, zu welcher Zeit der Mikroschalter 80 öffnet und die Leistung von den Magnetspulen 75 und 76 abschaltet.

Der Mechanismus, der der Antriebswalze 55 eine Drehbewegung erteilt, ist in Fig. 12 dargestellt. Ein an der Welle der Antriebswalze 55 befestigtes Klinkenrad 90 steht mit einer Klinke 91 in Eingriff, die am Ende des Ankers 92 der Papiervorschub-Magnetspule 93 schwenkbar angebracht ist. Eine

Feder 94 ist an die Klinke 91 an einer Stelle 97 angehängt, die so gelegen ist, dass die Wirkungslinie der Federkraft sich um ein geringes oberhalb der Klinkenschwenkachse 96 befindet, so dass die einzige Feder 94 genügt, sowohl die Klinke nach Freigabe des Ankers 92 vorzuschieben als auch eine Niederhaltekraft auf die Klinke auszuüben, um sie in Eingriff mit dem Klinkenrad 90 und einem Klinkenanschlag 95 zu halten. Jedesmal, wenn ein Stromimpuls der Vorschub-Magnetspule 93 zugeführt wird, werden die Antriebswalze 55 (und irgendwelches an diese geklemmtes Papiermaterial) veranlasst, um einen Abstand vorzurücken, der dem Abstand der Stufen auf dem Klinkenrad 90 und dem Durchmesser der von der Antriebswalze 55 getragenen O-Ringe 56, 57 entspricht. Diese Stromimpule werden entweder aufgrund der Handbetätigung des Fronttafel-Vorschubknopf 96 (in Fig. 1 und 2 gezeigt)

oder automatisch als Teil des Druckablaufs zugeführt.

Im nächsten Abschnitt wird die Anschlagdruckhammerbaueinheit beschrieben. Ein wichtiges Merkmal vorliegender Erfindung ist darin zu sehen, dass ein billiger, eng druckender Drucker geschaffen ist, der eine aussergewöhnlich hohe An-schlagkraft erzeugt, so dass Vielfachkopien und Formblätter grösseren Gewichts ohne jede Verringerung des beim Drucken wirksamen Pressdrucks gedruckt werden können. Gemäss Fig. 8, 9, 10 und 11 sind zu einem ersten Satz gehörige Druckhämmer 100 a—100 i schwenkbar am Plattenelement 13 gelagert. Wie gezeigt, sind diese Hämmer praktischerweise schwenkbar auf der gleichen Achse 69 gelagert, die auch die Andruckrollenhebel trägt. Zu einem zweiten Satz gehörige Druckhämmer 101 a-101 j sind zwischen die Hämmer des ersten Satzes so eingefügt, dass Hämmer des ersten und des zweiten Satzes abwechselnd aufeinanderfolgen. Die Hämmer des zweiten Satzes sind auf einer zweiten Schwenkachse 103, die ebenfalls an der Platte 13 befestigt ist, schwenkbar gelagert. Die Druckhämmer sind durch voll ausgezogene Linien in den Fig. 7 und 8 in ihrer Ruhelage gezeigt, während in Fig. 8 einer der Druckhämmer durch gestrichelte Linien in seiner Betätigungsstellung gezeigt ist.

Die Platte 13 enthält eine Reihe von rechtwinkligen Öffnungen 104 (in der Unteransicht der Fig. 11 oder der Seitenansicht im Schnitt der Fig. 8 zu sehen). Jede Öffnung ist gross genug, um den hervorstehenden Kopfabschnitt des Druckhammers aufzunehmen, so dass der Druckhammerkopf (wenn der Hammer nach oben geschwenkt ist) ein wenig über die Oberfläche 20 der Platte 13 vorstehen kann und dabei einen Schlag auf die Unterseite des Druckmediums ausüben kann. Als Folge hiervon wird das Druckmedium gegen das ihm gerade gegenüberstehende Schriftzeichen gedrückt, wenn der Druckhammer durch eine zugeordnete Druck-Magnetspule wie unten beschrieben betätigt wird.

Jeder der Druckhämmer wird in seiner Ruhelage durch eine besondere Blattfeder 105 gehalten. Jeder Druckhammer und seine zugeordnete Blattfeder werden von seitlichen Ablenkungen durch eine kammförmige Hammerführung in der Platte 13 abgehalten. Wie am besten in Fig. 11 zu sehen ist, nehmen diese kammförmigen Führungselemente so viele Hämmer auf, wie es in jeder Reihe der Drucktrommel 40 Schriftzeichen gibt. Zum Beispiel sind der Druckhammer 100 a und die ihm zugeordnete Blattfeder 105 gleitbar zwischen den Elementen 110,111 sowie den Elementen 112 und 113 aufgenommen. Die Platte 13 ist vorteilhafterweise ein gegossener Kunststoffteil aus Acrylnitril-Styrolbutadien, wobei diese Elemente 110—113 aus einem Stück mit der Grundfläche der Platte 13 hergestellt sind.

Jeder Druckhammer wird für sich durch eine zugeordnete Magnetspule angetrieben. Es sind zwei Reihen 120,121 von Druck-Magnetspulen 120a-120e und 121 a-121 d für einen Satz von auf der Achse 69 schwenkbaren Druckhämmern lOOa-lOOi vorhanden. Ähnlich sind für den anderen Satz von

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auf der Achse 103 schwenkbaren Druckhämmern 101a—101j zusätzliche zwei Reihen 122, 123 von Druck-Magnetspulen 122a-122e und 123a-123e vorhanden. Diese Druck-Magnet-spulen sind in einem Rahmen gehalten, der aus Metallplatten 133, 134, 135 und 136 besteht. Die Platten sind aus magnetischem Material hergestellt und dienen auch als Riick-schluss für den magnetischen Kreis der Druck-Magnetspulen.

Die Druck-Magnetspulen sind vorzugsweise von einfacher, billiger Bauweise, z. B. in Form von zylindrischen Kunststoffspulen, auf die unmittelbar isolierter Draht gewickelt ist. Ausserdem sollte, da der durch die Magnetspule erzeugte magnetische Fluss proportional der Windungszahl ist, die Magnetspule von ausreichender äusserer Abmessung sein, um die erforderliche Anzahl von Windungen aufzunehmen, mittels der die gewünschte Kraft auf den Magnetspulenstössel oder Anker ausgeübt wird. Als Vertreter einer solchen billigen Bauweise einer Magnetspule ist in Fig. 8 ein Beispiel dargestellt. Es enthält eine Spulenwicklung 140, die auf eine dünne Kunststoffspule 141 gewickelt ist. Die Spule 141 enthält einen zylindrischen Durchgang, in dem der Anker 142 längsbeweglich aufgenommen ist. Die dünne zylindrische Wand der Spulen 141 ergibt auch einen Luftspalt zwischen dem Anker 142 und der unteren Platte 133. Ein O-Ring 143 und Zwischenscheiben 144 sind an einem Ende des Ankers 142 mittels eines Halterings 145, der in einer Ringnut 146 nahe dem Ende des Ankers sitzt, gehalten. Am anderen Ende des Ankers 142 ist ein nichtmagnetischer Stössel befestigt. Dieser Stössel erstreckt sich durch eine Führungsbuchse 148 und ist lang genug, um den zugehörigen Druckhammer in einem vorbestimmten Abstand von dessen Schwenkachse zu treffen. Wenn die Wicklung 140 der Druck-Magnetspule erregt wird, wird der Anker 142 schnell in Richtung nach oben beschleunigt, bis der O-Ring 143 auf die untere Metallplatte 133 auftrifft. Der O-Ring 143 begrenzt deshalb den Weg des Ankers auf den Abstand X, mildert zweitens den Aufschlag des Ankers auf die untere Platte 133 und verhindert drittens, dass der Anker 142 auf den unteren Teil der Führungsbuchse 148 aufschlägt. Auf die untere Platte 133 trifft der Anker bereits vor dem Zeitpunkt auf, in dem der Kopfabschnitt des Druckhammers auf das Papier, die Karte, die Fahrkarte oder dergleichen, die auf der Oberfläche der Platte 13 aufliegt, aufschlägt. Dementsprechend bewegt sich der Hammer über einen vorbestimmten Weg allein aufgrund seiner kinetischen Energie weiter, bis er auf das Druckmedium aufschlägt.

Ein hervorragendes Merkmal vorliegender Erfindung besteht darin, dass die Packungsanordnung der Druck-Magnet-spulen (die am besten in den Fig. 8—11 zu sehen ist) die Verwendung einer grossen Bauform für die einzelne Magnetspule erlaubt, die eine beträchtliche Kraft auf den Anker bewirkt und trotzdem von einfacher, billiger Bauweise ist, während sie eine hohe Druckdichte gestattet. Es ist besonders zu beachten, dass, wie Fig. 8 und 9 zeigen, die einzelnen zylindrischen Druck-Magnetspulen in ihrem Durchmesser beträchtlich grösser als die Abstände zwischen den Druckhämmern sind. Daraus ist ersichtlich, dass es nicht möglich wäre, Magnetspulen dieser Grösse in einer einzigen Reihe anzuordnen und dabei alle im gleichen Vertikalraum unterzubringen, wenn die gleichen Abstände für die Druckhämmer eingehalten werden sollen. Die gezeigte Packungsanordnung, in der die Magnetspulen in benachbarten, gegenseitig versetzten Reihen angeordnet sind, ist aufgrund der Erkenntnis möglich, dass eine gleichförmige Druckdichte durch Verwendung gleich ausgebildeter Magnetspulen und gleicher Antriebsströme erzielbar ist, obwohl die Magnetspulen die zugeordneten Druckhämmer in unterschiedlichen Abständen von deren Schwenkachsen treffen. Wie in Fig. 8 gezeigt, berührt die Magnetspulenreihe 121 die zugeordneten Druckhämmer in einem Abstand Si von der Schwenkachse 69, während die Reihe 120 die ihr zugeordneten Druckhämmer in einem Abstand S2 von der Schwenkachse 69 trifft. Die Magnetspule 121 c z. B. berührt den Druckhammer lOOf im Berührungspunkt 150, während die unmittelbar benachbarten Druckhämmer 100 e und 100 g an den Berührungspunkten 151 bzw. 152 getroffen werden, die sich weiter entfernt von der Schwenkachse 69 befinden.

Aufgrund der mathematischen Gleichungen, die die dynamische Wirkungsweise der Druck-Magnetspule und des Druckhammers beschreiben, kann gezeigt werden, dass z Z

. üi . ( S ).fl ) + i

JdclT W2

wobei

F = Kraft der Magnetspule

X = Weg des Ankers (siehe Fig. 8)

D = Zusammendrückende Kraft auf das Druckmedium

<5 = Weg der Zusammendrückung des Druckmediums

Wi = Gewicht des Ankers 142 mit Stössel

W2 = Gewicht des Druckhammers

8 = Drehradius der Druckhammermasse um die

Schwenkachse R = Abstand zwischen Schwenkachse des Druckhammers und Aufschlagstelle auf die Drucktrommel (siehe Fig. 8)

S = Abstand zwischen Schwenkachse des Druckhammers und Berührungsstelle mit dem Anker-stössel (siehe Fig. 8).

Unter Bezugnahme auf die oben angegebene Gleichung ist ersichtlich, dass die Druckkraft (definiert durch das Integral KjD-dó) für unterschiedliche Werte des Abstands S konstantgehalten werden kann, wenn der Weg X dementsprechend eingestellt wird. Die verbleibenden Grössen der Gleichung, nämlich F, Wj, W2, o, R sind Konstante in einem gegebenen System.

Die in oben angegebener Gleichung enthaltene Information ist in Fig. 15 graphisch dargestellt, in der die Aufschlagenergie gegen das Verhältnis von S/R aufgetragen ist. Es ist ersichtlich, dass bei zwei bestimmten Werten von S/R gleiche Aufschlagenergien freiwerden.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, besteht eine einfache, jedoch sehr wirksame Massnahme zur Einhaltung unterschiedlicher Wege X-i und X2 für die Anker der in gegenseitigem Abstand angeordneten Reihen 121, 123 und 120, 122 der Druck-Magnetspulen darin, dass die Grundplatte 155 eine erste Stufe 156 aufweist, auf der die Anker der Druck-Magnetspulen 123 a—123 e ruhen, eine zweite Stufe 157, auf der die Anker der Magnet-Spule 120a-120e und 122a-122e ruhen, sowie eine dritte Stufe 158, auf der die Anker der Druck-Magnetspulen 121 a-121 d ruhen. Die Stufen 156 und 158 liegen in einer gemeinsamen Ebene in einem Abstand^ oberhalb der Ebene der Stufe 157, wodurch sichergestellt ist, dass die Anker der Magnet-Spulen-Reihen 120 und 122 bei ihrer Erregung einen Weg X2 zurücklegen, während die Anker der Magnet-Spulen-Reihen 121 und 123 einen geringeren Weg Xj zurücklegen, wie er entweder empirisch oder mathematisch aus der oben angegebenen Gleichung oder aus einer Kurve gemäss Fig. 15 bestimmt ist, um gleiche Druckdichten von den Druck-Magnet-Spulen zu erhalten, die unter unterschiedlichen Abständen von den Hammer-Schwenkachsen angeordnet sind.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des gesamten Systems beschrieben. Ein schematisches Blockdiagramm des Systems mit den Hauptbestandteilen zur Steuerung der Druck-Magnet-spulen ist in Fig. 14 dargestellt. Der Positionszähler 160 spricht auf Impulse an, die durch den Detektor 51 erzeugt

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werden, und liefert ein digitales Signal auf einer Leitung 161 an einen Datenvergleicher 162. Die zu druckenden Daten werden von einer Tastatur, einem Digitalrechner, einem Speicher oder dergleichen zur Verfügung gestellt und dem Daten-vergleicher über ebensoviele Eingabeleitungen 163 a, 163 b, 163 c, 163 d und 163 n eingegeben, wie es Schriftzeichen 39 gibt (Fig. 6).

Jede der Druck-Magnetspulen 120a, 120b, 120c und 120 d, die in dieser Figur aus Übersichtlichkeitsgründen allein dargestellt sind, wird durch den Datenvergleicher 162 betrieben. Ein logischer Steuerschaltkreis 167 ist an den Datenvergleicher und den Positionszähler angeschlossen. Die Lage der Drucktrommel 40 wird mit den Eingabedaten im Datenvergleicher 162 verglichen, der Treiberströme an die Druck-Magnetspulen eine ausreichende Zeit im voraus abgibt, so dass die Druckhämmer auf das Druckmedium in zeitlicher Übereinstimmung mit der richtigen Schriftzeichenlage auftreffen. Die Druckfolge kann automatisch durch eine Hauptsteuertastatur, einen Rechner oder dergleichen (nicht gezeigt) oder durch 5 Handbetätigung des «Drucken»-Druckknopfes 168 in Gang gesetzt werden, der in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist.

In Fig. 16 ist noch dargestellt, wie eine Farbbandzuführung praktischerweise in die Konstruktion einbezogen werden kann, falls dies erwünscht ist, um Formblätter oder andere Druckmedien zu bedrucken, die nicht selbstfärbend sind. Das Farbband 170 ist auf einer Spule 171 aufgewickelt, die in (nicht gezeigten) Lagern in den Wänden 41 und 42 des Rahmen-Unterbauteils gelagert ist. Das Farbband 170 ist über Walzen 172, um die Drucktrommel 40 und über eine Walze 174 zu ei-15 ner Aufwickelspule 175 geführt.

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6 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Anschlagzeilendrucker mit einer Mehrzahl von Druckhämmern, deren jeder um eine Achse schwenkbar ist und einen Kopfabschnitt hat, der von der Achse in einem Abstand liegt und dazu bestimmt ist, gegen ein Druckmedium zu schlagen, und einer Mehrzahl von Magnetspulen zur Bewegung der Druckhämmer, dass deren Aufschlag das Druckmedium gegen eine sich bewegende Schriftzeichenfläche schlägt, gekennzeichnet durch einen ersten Satz von Druckhammerbetätigungs-Magnet-spulen (121) zum Erfassen eines ersten Satzes von Druckhämmern (100 b, 100 d, lOOf und 100 h) in einem vorbestimmten Abstand Si von deren Schwenkachse (69), einen zweiten Satz von Druckhammerbetätigungs-Magnetspulen (120) zum Erfassen eines zweiten Satzes von Druckhämmern (100 a, 100c, 100e, 100g) in einem ebenfalls vorbestimmten, jedoch grösseren Abstand S2 von der Schwenkachse (69),

Mittel (143, 158) zur Begrenzung der Bewegung der Anker des ersten Satzes von Magnetspulen (121) auf ihrem in Berührung mit einem Hammer zurückgelegten Weg auf eine Strecke Xj, wobei nach Beendigung der Bewegung des Ankers der zugeordnete Hammer zur Weiterbewegung allein aufgrund seiner kinetischen Energie in der Lage ist, um auf das Druckmedium aufzuschlagen,

Mittel (155, 133) zur Begrenzung der Bewegung der Anker des zweiten Satzes von Magnetspulen (120) auf ihrem in Berührung mit einem Hammer zurückgelegten Weg auf eine Strecke X2, wobei nach Beendigung der Bewegung des Ankers der zugeordnete Hammer zur Weiterbewegung allein aufgrund seiner kinetischen Energie in der Lage ist, um auf das Druckmedium aufzuschlagen,

eine Bemessung der Abstände Sa, S2 und Strecken Xt, X2 so, dass im wesentlichen gleichwirkende Aufschlagdruckkräfte gegen die sich bewegende Schriftzeichenfläche hervorgerufen werden.
2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhammerbetätigungs-Magnetspulen im wesentlichen untereinander gleich ausgebildet und im gleichen Vertikalraum dicht gepackt sind.
3. Drucker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhammerbetätigungs-Magnet-spulen in einer ersten und einer zweiten Reihe angeordnet sind, die einander parallel und benachbart liegen, jedoch zueinander versetzt sind.
4. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetspulen eine zylindrische Form haben und von einem Durchmesser sind, der grösser ist als die Abstände zwischen den Druckhämmern.
5. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke X2 gegenüber der Strecke X3 um ein vorbestimmtes Mass A grösser ist.
6. Drucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Massud durch eine gestufte Platte (156, 157, 158) verwirklicht ist, auf der die Magnetspulen-Betätigungs-glieder in ihrer Ruhelage anliegen, wobei die Betätigungsglieder der Reihe (120), die zum Erfassen der Druckhämmer in einem Abstand S2 von der Druckhammer-Schwenkachse ausgebildet sind, auf einer Stufe (157) ruhen, die um das Masszl niedriger liegt als die Stufe (158), an der in ihrer Ruhelage die Magnetspulen-Betätigungsglieder der Reihe (121) anliegen, die zum Erfassen der Druckhämmer in einem Abstand St von der Druckhammer-Schwenkachse ausgebildet sind.
7. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse Si, S2, X!, X2 folgender Formel entsprechen: « 2

ti** = üi./a V (- )+ i

J-Ddô W2 \ß J [ R y x in der

F = Kraft der Magnetspule X = Weg des Ankers

D = Zusammendrückende Kraft auf das Druckmedium ò = Weg der Zusammendrückung des Druckmediums Wi = Gewicht des Ankers W2 = Gewicht des Druckhammers 8 = Drehradius der Druckhammermasse um die

Schwenkachse R = Abstand zwischen Schwenkachse des Druckhammers und Aufschlagstelle auf die Drucktrommel

S = Abstand zwischen Schwenkachse des Druckhammers und Berührungsstelle mit dem Anker.
8. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Platten-Unterbaugruppe aus einem in einem Stück gegossenen Kunststoff-Plattenele-ment (13) mit einer Reihe von kammartigen Führungselementen (110—113) für die Druckhämmer besteht, wobei die Druckhämmer innerhalb dieser Führungselemente um eine auf dem Plattenelement angeordnete Schwenkachse schwenkbar sind, das Plattenelement eine das Druckmedium abstützende Oberfläche (20) aufweist und Öffnungen (104) im Plattenelement gross genug ausgebildet sind, um die Köpfe der Druckhämmer aufzunehmen.
9. Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz von Druckhämmern (100) um eine erste Achse (69) auf dem Plattenelement schwenkbar ist und dass der zweite Satz von zwischen die ersten Druckhämmer eingreifenden Druckhämmern (101) um eine zweite Achse (103) auf dem Plattenelement schwenkbar ist, und dass die kammartigen Führungselemente sich beiderseits der Öffnungen zum Führen der beiden Sätze von Druckhämmern erstrecken.
10. Drucker nach einem der Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Antrieb des Druckmediums (12) aus einer Antriebswalze (55) und aus Mitteln (65, 66) zum Andrücken des Druckmediums gegen die Antriebswalze besteht, wobei die Mittel zum Andrücken eine Andruckrolle (65) enthalten, die auf einem Hebel (67) drehbar gelagert ist und dieser Hebel schwenkbar um die gleiche Achse (69) ist, die auch die Druckhammer-Schwenkachse ist.
11. Drucker nach einem der Ansprüche 8—10, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erregung einer der Betätigungs-Ma-gnetspulen der zugeordnete Hammerkopf durch eine der genannten Öffnungen in dem genannten, aus einem Stück bestehenden Kunststoff-Plattenelement treibbar ist, um das auf der Plattenoberfläche liegende Druckmedium gegen eine der sich bewegenden Schriftzeichenflächen zu drücken.
12. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Antrieb des Druckmediums (12) relativ zu den sich bewegenden Schriftzeichenflächen aus einer Antriebswalze (55) und Mitteln (65, 66) zum Andrücken des Druckmediums gegen die Antriebswalze besteht, wobei die Mittel zum Andrücken eine Andruckrolle (65) enthalten, die drehbar auf einem schwenkbaren Hebel (67, 68) gelagert ist, der auf der der Rolle gegenüberliegenden Seite der Schwenkachse einen verlängerten Hebelarm aufweist, der durch Betätigungsmittel (76, 75) erfassbar ist und ein solches Ausmass an Flexibilität aufweist, dass Druckmedium wechselnder Stärke durch Ablenkung des Hebelarms aufnehmbar ist.
13. Druckernach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswalze einen federnden O-Ring (57, 56) trägt, der der zugeordneten Andruckrolle (65, 66) gegenübersteht, so dass das Druckmedium zwischen den federnden O-Ring und die entsprechende Andruckrolle geklemmt wird.

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15

20

25

30

35

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45

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60

65

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617 389
14. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Antrieb des Druckmediums aus einer Walze (55), einem an der Walze angebrachten Klinkenrad (90), einer zum Eingriff mit dem Klinkenrad ausgebildeten und schwenkbar mit einem auslösbaren Betätigungsglied (92) verbundenen Klinke (9) und einer einzelnen Feder (94) besteht, die an der Klinke mit einer geringfügig oberhalb deren Schwenkachse liegenden Kraftwirkungslinie angreift, so dass diese einzelne Feder genügt, sowohl die Klinke nach Auslösung des Betätigungsglieds vorzuschieben als auch eine Niederhaltekraft auf die Klinke zur Erhaltung des Eingriffs mit dem Klinkenrad auszuüben.

Anschlagzeilendrucker werden gewöhnlich als Ausgabeeinrichtungen für automatisierte medizinische Instrumente, Wägeeinrichtungen und Digitalrechner benutzt. Bei einem Zeilendrucker wird das Schriftzeichen von einem sich fortwährend bewegenden Typenträger, z. B. einem fortwährend umlaufenden Band oder einer Trommel, getragen, während das Papier und das Farbband mittels eines sehr schnellen, schwenkbaren Druckhammers kleiner Masse an einer bestimmten Stelle gegen die Schriftzeichenoberfläche geschlagen werden. Der Druckhammer wird durch eine Betätigungsvorrichtung, typischerweise einer Magnetspule, angetrieben und gelangt mit dem Papier nur eine äusserst kurze Zeitspanne lang in Berührung, wonach er in seine Ruhelage zurückprallt. Da der Druckvorgang «fliegend» geschieht, d. h. die Drucktrommel oder das Band sich ständig bewegt, bestimmt eine Steuervorrichtung die Anwendung des Stromimpulses auf die Betätigungsvorrichtung eine ausreichende Zeit vorher, so dass der Druckhammer gegen das Papier in zeitlicher Ubereinstimmung mit der Schriftzeichenlage schlägt.

Gemäss dem gegenwärtigen Stand der Technik wurden Anschlagzeilendrucker mit hoher Druckdichte gebaut. Allerdings wurde die gedrängte Anordnung der Druckhämmer durch grössere Kosten und einen komplizierteren Aufbau erkauft. Eine bekannte Anordnung macht Gebrauch von ausgefallenen und aufwendigen Magnetspulen-Betätigungsvorrichtungen mit einem sehr schmalen Querschnitt, so dass die Magnete eng aneinander gereiht werden können. Ein anderer bekannter Anschlagzeilendrucker reiht die Magnetspulen vertikal aneinander, d. h. die Magnetspulen sind eine über der anderen befestigt. Diese Anordnung erhöht die Herstellkosten des Magnetspulen-Tragteils erheblich, erfordert die Verwendung von langen Stösseln von diesen Magnetspulen, die eine oder mehrere Magnetspulen-Lagen abseits der Druckhämmer gelegen sein können, und bedingt insgesamt eine Bauform mit einer grösseren Vertikalbemessung, als sie bei bestimmten Anwendungsfällen zulässig ist.