DE69005201T2

DE69005201T2 - Schlagvorrichtung für Drucker.

Info

Publication number: DE69005201T2
Application number: DE69005201T
Authority: DE
Inventors: Francesco Benedetto; Pietro Musso; Paolo Valero
Original assignee: Olivetti SpA
Current assignee: Olivetti SpA
Priority date: 1989-06-08
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: EP0402073A1; IT1235057B; EP0402073B1; DE69005201D1; IT8967457A0; US5104246A; JPH0363147A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schlagvorrichtung für Drucker, mit einem Druckwiderlager; einem Typenträger mit individuell beweglichen Typen; einem Druckhammer, der im Sinne und in Richtung eines Anschlags betätigbar ist, um eine ausgewählte Type des Typenträgers zu veranlassen, gegen das Druckwiderlager zu schlagen; und einem Betätigungsglied zur Betätigung des Hammers, das zusammen mit dem Hammer bewegbar ist.
Die europäische Patentanmeldung EF-A 0 206 701 offenbart eine Schlagvorrichtung für Schreibmaschinen, bei der das Betätigungsglied einen Anker aufweist, der am Hammer befestigt ist und elektromagnetisch betätigt wird. Der Hammer und der Anker werden durch eine Rückstellfeder und ein Gegengewicht in Richtung auf eine Ruhelage belastet, und geeignete Dämpfungselemente begrenzen Schwingungen des Hammers um seine Ruhelage. Das Gewicht des Hammers und des Ankers beträgt etwa 5 Gramm, und die Energie für den Schlagvorgang wird dadurch erzeugt, daß der Anordnung eine erhebliche Geschwindigkeit erteilt wird. Diese Vorrichtung ist zuverlässig und schnell, doch verursacht sie beim Drucken erhebliche Geräusche.
Das Anschlaggeräusch ist unmittelbar mit der durch den Hammer erteilten Energie und der Dauer des Schlages verknüpft, und deren Intentistät nimmt - bei ansonsten gleichen Bedingungen - mit der Zunahme der Verformung der Walze und der gewunschten Druckkraft zu. Das Schlaggeräusch ist durch Frequenzen gekennzeichnet, die umgekehrt mit der Dauer des Schlages zunehmen, und die Geräuschbelästigung nimmt ebenfalls mit diesen Frequenzen zu. Das Verhalten der Walze ist mit dem eines gedämpften Feder-Masse-Schwingungssystems vergleichbar. Insbesondere verursacht eine Hammer-Anker-Gruppe mit der Masse M, die gegen die Walze schlägt, eine Schwingung mit angenähert der Frequenz
f= [Kp/M - C/2M ²],
wobei Kp und C Härte- und Dämpfungskoeffizienten der Walze darstellen. Bei den bekannten Systemen ist die Geräuschverminderung durch Verringerung der Härte Kp und eine Erhöhung der Masse M wegen der Verringerung der Druckeffizienz und der Zunahme der Sperrigkeit der Betätigungseinheit begrenzt.
Das US-Patent 4 668 112 offenbart eine Schlagvorrichtung für eine Typenrad-Schreibmaschine, bei der die Intensität des Schlaggeräusches und dessen Frequenz durch Verlängerung der Anschlagzeit, die durch eine erhebliche Erhbhung der Schlagmasse bewirkt wird, verringert werden. Zu diesem Zweck ist der Hammer schwenkbar am Wagen der Maschine gelagert, an dem das Typenrad angebracht ist, und er erhält seine Bewegung von einer Querstange mit großer Masse, die am Gestell der Maschine parallel zur Walze schwenkbar gelagert und mit der der Hammer quer zur Walze verschiebbar verbunden ist. Die Stange wird ihrerseits durch einen Elektromagneten mit bewegbarer Spule betätigt, der durch eine Steuerschaltung zur Verlängerung der Anschlagkraft gesteuert wird. Diese Anordnung hat einen schwergewichtlgen Aufbau, um den auf die Querstange ausgeübten Kräften ohne Verformung zu widerstehen, und ist wegen der Kompliziertheit und der Ausgangsleistung der Steuerschaltungen sehr kostspielig.
Das US-Patent 4 327 639 offenbart eine Schlagvorrichtung für Typenrad-Drucker, bei der der Druckhammer und der Anker auf einem Gestell gelagert sind, das um eine Achse des Wagens schwenkbar gelagert ist, die sich parallel zur Walze erstreckt. Der Hammer ist mit dem Gestell durch eine hochflexible Doppelblattfeder verbunden, die im Augenblick des Schlagvorgangs die Verbindung (Kupplung) der Type mit dem Hammer verbessert. Dann aktivieren die Blattfedern, während der Anker seine Bewegung fortsetzt, einen zweiten Schlagvorgang des Hammers, um die Übertragung der Farbe vom Farbband auf das Papier selbst in den Fällen zu verbessern, in denen die Energie des Hammers niedrig ist. Drucker, bei denen diese Vorrichtung verwendet wird, verursachen jedoch ebenfalls ein starkes Geräusch.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch Schalldämpfungsmittel mit Führungsmitteln, die fähig sind, die Bewegungsfreiheit des Betätigungsgliedes relativ zum Druckhammer im Sinne und in Richtung eines Anschlags sicherzustellen; und einem Element aus elastomerem material, das zwischen dem Betätigungsglied und dem Druckhammer angeordnet ist, so daß es kinetische Energie von dem Betätigungsglied auf den Hammer mit einer Verzb.gerung überträgt.
Eine solche Schlagvorrichtung hat den Vorteil, daß sie einfach, leicht und preiswert ist und der Pegel und die Frequenz ihres Schlaggeräusches niedrig sind, ohne daß die Druckqualität und Druckkraft beeinträchtigt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Darin ist:
Fig. 1 eine Längsansicht eines Teils eines Druckers mit einer erfindungsgemäßen Schlagvorrichtung,
Fig. 2 eine Längsansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in kleinerem Maßstab und in einer Betriebslage,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Steuerschaltung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 4 ein Betriebsdiagramm der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Verhaltens der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bei Änderung eines Auslegungsparameters,
Fig. 6 eine graphische Darstellung des Verhaltens der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung bei Veränderung eines anderen Auslegungsparameters,
Fig. 7 ein Betriebsdiagramm des Geräuschfrequenzspektrums der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 8a eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 8b die Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 8 in einer Betriebslage und
Fig. 9 die Darstellung einer zweiten alternativen Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1.
Nach Fig. 1 ist das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schlagvorrichtung, die mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist, an einem Drucker angebracht, der ein Druckwiderlager oder eine Schreibwalze 11 und einen Typenträger 12 mit Typen 13 aufweist, die individuell im Sinne und in Richtung 14 eines Anschlags beweglich sind. Die Vorrichtung 10 umfaßt einen Druckhammer 16, der durch eine Betätigungseinheit 17 betätigt werden kann, um die Type 13 zu veranlassen, gegen eine Druckstelle 18 auf der Walze 18 auf ein Papierblatt 19 zu schlagen, das von der Walze 11 getragen wird, unter Zwischenlage eines Farbbands 21, das mittels Führungen 20 geführt wird.
Die Betätigungseinheit 17 enthält einen Statorkbrper 22 aus ferromagnetischem Material, eine Wicklung 23 zum Induzieren einer elektromagnetischen Erregung des Statorkbrpers 22 und ein Betätigungsglied in Form eines beweglichen Ankers 24. Der Anker 24 besteht aus ferromagnetischem Material und kann in Abhängigkeit von der Erregung des Statorkörpers 22 zusammen mit dem Hammer bewegt werden, um den Druckhammer 16 in Anschlagrichtung 14 zu betätigen. Eine Rückstellfeder 26 dient der Rückstellung des Hammers 16 in eine Ruhelage A zusammen mit dem Anker 24 in der Richtung 14 entgegengesetzt zur Schlagbewegung und bei nicht vorhandener Erregung des Statorkörpers 22.
Der Typenträger 12 weist ein Typenrad 28 auf, bei dem die Typen 13 individuell durch Blattfedern 27 getragen werden. Die Blattfedern 27 können vor der Druckstelle 18 in Abhängigkeit von einer Drehbewegung des Rades 28 ausgewählt werden und verbiegen sich in Anschlagrichtung 14, wenn sie vom Druckhammer 16 angeschlagen werden. Das Typenrad 28 und die Schlagvorrichtung 10 sind auf einem Druckwagen 29 gelagert, der quer zur Walze 11 verschiebbar ist. Drucker dieser Art sind hinlänglich bekannt und werden daher hier nicht weiter im einzelnen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist die Schlagvorrichtung 10 durch Schall- bzw. Geräuschdämpfungsmittel 31 gekennzeichnet, die der Verlängerung der Anschlagzeit dienen und die Anschlagmasse nicht erheblich erhöhen. Die Dämpfungsmittel 31 enthalten Führungsmittel 32 und 33, die fähig sind, die Bewegungsfreiheit des Ankers 24 relativ zum Hammer 16 im Sinne und in Richtung 14 eines Anschlags sicherzustellen, und ein Element 36 aus elastomerem Material, das die kinetische Energie des Ankers 24 auf den Hammer 16 mit einer Verzögerung übertragen kann.
Der Druckhammer 16 hat eine in Anschlagrichtung 14 langgestreckte Form und einen ersten Endabschnitt 37, einen mittleren Abschnitt 38 und einen zweiten Endabschnitt 39. Der Endabschnitt 37 hat eine Parallelepiped-Form und ist an dem einen seiner Enden mit einer Schlagfläche 40 versehen, die eine V-förmige Vertiefung aufweist, die mit einem entsprechend V-keilförmigen Profil an der Type 13 zum Anschlagen der Type 13 zusammenwirken kann, und zwar im wesentlichen so, wie es im US-Patent 4 308 794 der vorliegenden Anmelderin beschrieben ist. Der mittlere Abschnitt 38 und der zweite Endabschnitt 39 haben eine zylindrische Form. Der Abschnitt 39 hat einen kleineren Querschnitt als der Abschnitt 38, und der Abschnitt 38 hat eine ringförmige Querfläche 41 mit Bezug auf den Abschnitt 39.
Der Anker 24 hat eine zylindrische Form, koaxial zur Schlagrichtung 14, und einen axialen Hohlraum 42, der den Endabschnitt 39 des Hammers 16 aufnehmen kann, so daß er frei darin beweglich bzw. verschiebbar ist. An seinem vorderen und hinteren Ende hat der Anker 24 jeweils eine erste Querfläche 43, die der Walze 11 zugekehrt und am Boden einer ringförmigen Vertiefung 45 vorgesehen ist, und eine zweite Querfläche 44, die mit Bezug auf die Walze 11 in entgegengesetzter Richtung gerichtet ist. Die Führungsmittel 32 und 33 umfassen zwei Paare gleitender zylindrischer Verbindungsflächen jeweils am Abschnitt 39 des Hammers 16 und im Hohlraum 42 des Ankers 24. Hierbei liegt das erste Paar der Flächen 32 und 33 in der Nähe des mittleren Abschnitts 38 und der Querfläche 43 und das zweite Paar der Flächen 32 und 33 neben einem freien Ende des Endabschnitts 39 und der Endfläche 44.
Das Element 36 aus elastomerem Material hat die Form eines Ringes mit toroidalem Querschnitt (auch O-Ring genannt), der um den Endabschnitt 39 des Hammers 16 herum und zwischen der Querfläche 41 des Abschnitts 38 des Hammers 16 und der Querfläche 43 des Ankers 24 angeordnet ist, wobei er teilweise in der Vertiefung 45 aufgenommen ist.
Der Hammer 16 und der Anker 24 werden in Anschlagrichtung 14 durch zwei Buchsen 46 und 47 geführt. Die erste Buchse 46 ist an einem hinteren Teil 48 des Statorkbrpers 22 befestigt und arbeitet gleitend mit dem Endabschnitt 37 des Hammers 16 zusammen, und die zweite Buchse 47 ist an einem vorderen Teil 49 des Statorkörpers 22 befestigt und arbeitet mit der zylindrischen Oberfläche des Ankers 24 zusammen.
Die Schlagvorrichtung 10 ist ferner mit einer Wegbegrenzungs-Dämpfungsanordnung 51 versehen, die einen Ring 52 aus elastomerem und vorzugsweise viskoelastischem Material aufweist, der an einer Wegbegrenzungsplatte 54 befestigt ist, die ihrerseits an dem vorderen Teil 49 des Statorkörpers 22 befestigt ist. Die zweite Querfläche 44 des Ankers 24 kann mit dem Ring 52 aus viskoelastischem Material in der Ruhelage "A" des Hammers 16 zusammenwirken.
Die Rückstellfeder 26 ist zwischen einem Sitz 56 aus Kunststoff, der am hinteren Teil 48 des Statorkörpers 22 befestigt ist, und einem Sitz 57 aus Kunststoff, der am zylindrischen Abschnitt 38 des Hammers 16 befestigt ist, zusammengedrückt. Die Ruhelage "A" des Hammers 16 wird daher durch die Wirkung der Rückstellfeder 26 auf dem Hammer 16 bestimmt, die ihn über den Ring 52 aus viskoelastischem Material, den Anker 24 und das Element 36 aus elastomerem Material gegen die Wegbegrenzungsplatte 54 drückt.
Die Wicklung 23 auf dem Statorkörper 22 ist mittels einer Betätigungsschaltung 6l (siehe Fig. 3> des Druckers erregbar. Diese Schaltung ist an sich bekannt und kann Stromimpulse "ie" mittels einer Pilot-Steuer- oder Treiberschaltung 62 erzeugen. Die Dauer der Impulse "ie" wird durch einen Mikroprozessor 63 in Abhängigkeit von Informationen gesteuert, die sich auf die gewünschte Druckkraft beziehen und aus Angaben der Bedienungsperson über eine Eingabeeinheit 64 und aus codierten Daten bezüglich der abzudruckenden Type 13 abgeleitet werden, wobei diese Abmessungen aus einem ROM 66 abgerufen werden. Die Dauer der Stromimpulse "ie" ist daher zwischen zwei Zeitspannen Te' und Te" (siehe Fig. 4) veränderbar, die kleiner als die entsprechenden Zeiten Tf' und Tf" sind, die der Druckhammer 16 benötigt, um die Walze 11 aus seiner Ruhelage "A" zu erreichen, im wesentlichen so, wie es in dem US-Patent 4 308 794 angegeben ist. Da die Bremswirkung der Feder 26 vernachlässigbar ist, ist das Abdrucken der Type 13 ein ballistischer Vorgang. Die Schaltung sorgt auch für die Erzeugung von Impulsen zum Dämpfen der Schwingungen des Hammers 16 in der Nähe seiner Ruhelage, und zwar in an sich bekannter Weise, ohne daß dies in dem Diagramm dargestellt ist.
Der Statorkörper 22 (siehe Fig. 1) hat einen Hauptkörper 70 in hohlzylindrischer Form und ist an seinem hinteren Teil 48 und seinem vorderen Teil 49 mit zwei inneren Polstücken 71 und 72 versehen, die ebenfalls hohl und ferner axial symmetrisch in bezug auf die Richtung 14 sind. In den Polstükken 71 und 72 sind jeweils die Feder 26 und der Endabschnitt 37 des Hammers 16 sowie der Anker 24 und der Endabschnitt 39 angeordnet, und die Polstücke 71 und 72 begrenzen zusammen mit den Teilen des Ankers 24, die gegenüber der Querfläche 43 liegen, einen Hauptluftspalt, der mit der Bewegung des Ankers 24 veränderbar ist. Die Buchse 47 ist an einer Stelle angeordnet, die dem Polstück 72 entspricht, und stellt einen sekundären Luftspalt mit vernachlässigbarer Reluktanz zwischen dem Polstück 72 und der zylindrischen Oberfläche des Ankers 24 sicher. Das Polstück 71 hat seinerseits eine negative Neigung in Kegelstumpfform, die in einer Betätigungslage des Ankers 24 (siehe Fig. 2) einerkegelstumpfförmigen Abschrägung am vorderen Ende des Ankers 24 zugekehrt sein kann.
Um den Anschlaggeräuschpegel niedrig zu halten, aber dennoch eine gute Druckqualität sicherzustellen, hat das Druckwiderlager 11 eine Schicht 73 aus Nitrilgummi (NBG) mit einer Härte von 45 bis 60 Shore D und vorzugsweise 52 ± 2 Shore D auf einem massiven Kern 74 aus schwerem Material.
In einer ersten Erregungsphase des Statorkörpers 22 (siehe Fig. 1) arbeitet die Schlagvorrichtung 10 wie wenn der Hammer 16 und der Anker 24 starr verbunden wären. So wird der Anker durch einen Stromimpuls "ie" in der Wicklung 23 betätigt, so daß er den Hauptluftspalt des Magnetkreises verringert und sich zum Polstück 71 im Sinne und in Richtung 14 eines Schlages bewegt. Bei dieser Bewegung nimmt der Anker 24 den Hammer 16 mit, und zwar nach einer anfänglichen Zusammendrückung des Elements 36 und gegen die Kraft der Feder 26.
Am Ende des Impulses "ie", während der Anker 24 seine Bewegung aufgrund seiner Massenträgheit fortsetzt, trifft der Hammer 16 (siehe Fig. 2) auf die Type 13, wobei er die Blattfeder 27 verbiegt und, nach dem Auftreffen auf dem Farbband 21, die Type 23 und das Farbband 21 auf die Schicht 73 der Walze 11 drückt. Die Schicht 73 wird anfänglich durch die Übertragung der kinetischen Energie allein der Masse Mh des Hammers 16 verformt, und die elastische Reaktion der Schicht 73 übt auf den Hammer 16 eine Kraft entgegen der Anschlagrichtung aus. Wegen der Abbremsung des Hammers 16 drückt der ankommende Anker 24 mit der Masse Ma das elastomere Element 36 zusammen und überträgt dabei seine kinetische Energie über das Element 36 mit einer Verzögerung auf den Hammer 16. Dies verlängert die Dauer der Berührung zwischen der aus dem Hammer 16, der Type 13 und der Schicht 73 bestehenden Anordnung.
Nach dem Anschlagvorgang kehren der Hammer 16 und der Anker 24 ihre Bewegungsrichtung aufgrund der Reaktionskräfte der Walze 11 und der Rückstellfeder 26 um. Die Bewegung wird durch den Ring 52 aus viskoelastischem Material auf der Querfläche 44 des Ankers 24 angehalten. Der Vorgang wird dann durch den Hammer 16 (siehe Fig. 1) beendet, der nach dem Zusammendrücken des Ringes 36 seine kinetische Energie auf den Anker 24 überträgt, die ihrerseits durch den Ring 52 und teilweise das Element 36 aufgebraucht wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Verhältnis der Masse Ma des Ankers 24 zur Masse Mh des Hammers 16 und die Maße und das Material des Ringes 36 so berechnet sind, daß die Berührung zwischen Hammer 16, Type 13, Farbband 21 und Walze 11 soweit wie möglich verlängert wird, ohne die Druckqualität gegenüber derjenigen von Schlagvorrichtungen, bei denen der Druckhammer starr mit dem Anker verbunden ist, zu verschlechtern.
Fig. 5 zeigt als Annäherungen Diagramme der Eindringtiefe der Walze in Abhängigkeit von der Zeit für verschiedene Verhältnisse der Härte oder Steifigkeit Kr und Kp des Ringes 36 aus elastomerem Material und der Schicht 73 der Walze 11, ohne das Verhältnis der Masse Mh des Hammers 16 zur Masse Ma des Ankers 24 (das gleich 2/3 ist) zu ändern. Diese Kurven sind bezogen auf die punktierte Kurve, die den Fall eines Ringes 36 mit hoher Steifigkeit (Kr/Kp größer als 10) betrifft, mit der eine starre Anordnung aus Hammer und Anker (kleinste Anschlagzeit) verglichen werden kann.
Werte von Kr/Kp zwischen 1 und 0,25 ergeben eine erhebliche Verlängerung der Anschlagdauer und eine Verringerung der maximalen Verformung der Walze. Um die gleiche Druckwirkung oder Druckkraft wie bei einer massiven Anordnung aus Hammer und Anker zu erzielen, muß die Schlagenergie geringfügig erhöht werden, doch wird selbst dann das Anschlaggeräusch erheblich verringert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Verhältnis von Kr/Kp = 0,5 am günstigsten. Ein extrem niedriger Wert von Kr/Kp, z.B. 0,01, entsprechend der gestrichelten Linie, ergibt jedoch einen zweiten Schlagvorgang auf seiten des Hammers 16, der nicht akzeptabel ist, da er einen verschmierten Abdruck der Drucktype und einen sehr geringen Druckwirkungsgrad ergibt.
Die Diagramme in Fig. 6 zeigen angenähert die Eindringtiefe in der Walze 11, die durch die Vorrichtung 10 in Abhängigkeit von dem Verhältnis der Masse Mh des Hammers 16 zur Masse Ma des Ankers 24 bei konstantem Wert der Gesamtmasse M = Mh + Ma und des Verhältnisses (gleich 0,5) der Steifigkeit Kr zu Kp von Ring 36 und Walze 16 verursacht wird. Eine optimale Eindringtiefe ergibt sich bei einem Massenverhältnis Mh/Ma zwischen 1 und 0,5 oder sogar von 0,25 und aus konstruktiven Gründen vorzugsweise bei einem Massenverhältnis Mh/Ma = 2/3 ± 0,2, insbesondere 0,65 ± 0,05.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Abmessungen und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 - bei gleichem Verhalten - weitgehend gleich denjenigen einer entsprechenden Schlagvorrichtung mit starrer Hammer-Anker- Anordnung, die sich in Olivetti-Schreibmaschinen vom Typ ET 2000 als sehr brauchbar erwiesen hat und weitgehend der in der europäischen Patentanmeldung EP-A-O 206 701 beschriebenen entspricht. Die Masse Mh des Hammers 16 beträgt etwa 2,7 Gramm und die Masse Ma des Hammers 24 etwa 4,1 Gramm bei einer Gesamtmasse, die etwa 30 % höher als die Masse einer starren Hammer-Anker-Anordnung der früheren Vorrichtung ist. Bei gleicher Anschlagstärke können die erfindungsgemäße Vorrichtung und die frühere Vorrichtung im wesentlichen vertauscht werden.
Der Durchmesser des Ankers 24 beträgt etwa 8 mm und der Aussendurchmesser des Rings 36 etwa 6,2 mm, was etwa 80 % des Durchmessers des Ankers 24 entspricht. Der Querschnitt des Rings 36 hat einen Durchmesser, der zwischen 18 % und 24 % des Durchmessers des Ankers 24 liegt. Vorzugsweise beträgt er 1,8 mm, gleich 20 % des Durchmessers des Ankers 24.
Der Ring 36 ist aus fluoriniertem Gummi (FPM) hergestellt, beispielsweise aus Viton A von Du Pont, mit einer Härte, die zwischen 55 und 80 Shore A, vorzugsweise zwischen 65 und 75 Shore A, liegt, so daß sich beispielsweise eine mittlere Steifigkeit von 50 % der mittleren Steifigkeit der Walze 11 ergibt. Ähnliche Werte lassen sich durch entsprechende Veränderung der Härte, Abmessungen und Form des Elements 36 erzielen. Der Ring 52 ist ebenfalls aus fluoriniertem Gummi mit einer Härte hergestellt, die zwischen 60 und 80 Shore A liegt.
Fig. 7 zeigt akustische Spektralkurven S1 und S2 des Druckgeräusches von Schreibmaschinen, die jeweils die Schlagvorrichtung nach der europäischen Patentanmeldung EP-A-O 206 701 und die Vorrichtung 10 nach der vorliegenden Erfindung aufweisen. Die beiden Kurven S1 und S2 sind in einer Betriebsart und mit einem Meßverfahren nach der 150-Norm 7779 ermittelt worden. Die beiden Spektren haben einen ersten gemeinsamen Bereich bis zu 1,5 kHz, der sich durch spezielle mechanische Einrichtungen der Maschine ergibt, die nicht zur Schlagvorrichtung gehören, und einen zweiten Bereich zwischen 1,5 kHz und 16 kHz, der der Schlagvorrichtung zugeordnet werden kann. Im zweiten Frequenzbereich ist die Anschlagstärke des Spektrums S2 erheblich verringert und die Geräuschbelästigung deutlich vermindert.
Fig. 8a zeigt eine alternative Ausführungsform der Vorrichtung 10, hier mit der Bezugszahl 79 bezeichnet, bei der viele Teile, einschließlich des Statorkörpers, mit denjenigen der Vorrichtung 10 übereinstimmen und daher hier mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind. Die Abwandlungen betreffen den beweglichen Anker, der mit 81 bezeichnet ist, den Druckhammer, der mit 82 bezeichnet ist, und die Wegbegrenzungs-Dämpfungsanordnung, die mit 83 bezeichnet ist.
Der Anker 81 ist auch relativ zum Hammer 82 mittels der Führungsflächen 32 und 33 gleitend verschiebbar. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Fläche 44 am Boden einer ringförmigen Vertiefung 84 vorgesehen und der Änker 81, neben seiner Verbindung mit dem Hammer 82 durch den Ring 36, ebenfalls mit dem Hammer 82 durch einen zweiten toroidförmigen Ring (O-Ring) 86 aus elastomerem Material, der gleich dem Ring 36 und in der Vertiefung 84 in der Querfläche 44 des Ankers 81 aufgenommen ist, und einen Sicherungsring 87 verbunden, der am Ende des Endabschnitts 39 des Hammers 82 befestigt ist. In der Ruhelage "A" des Hammers 82 drückt der Sicherungsring 87 gegen einen Ring 88 aus viskoelastischem Material, der an einem zylindrischen Gegengewichtsblock 89 befestigt ist, der in seinem hinteren Teil einen Toroid-Ring 90 aufnimmt, der auf einer gleitenden Führungsfläche 91 des hinteren Teils 49 gleitend geführt ist. Der Gegengewichtskörper 89 wird durch eine entgegenwirkende Feder 92 in Anschlagrichtung 14 gedrückt. Der Block 89 wird mit dem Ring 88 durch die Kraft der Feder 92, die größer als die Kraft der auf die Anordnung aus Hammer 82 und Anker 81 wirkenden Rückstellfeder 26 ist, gegen einen Anschlag 93 des Teils 49 gedrückt. Der toroidförmige Ring 90 liegt daher mit Spiel zwischen dem Block 89 und einer Wegbegrenzungswand 94, die am hinteren Teil 49 des Statorblocks 22 befestigt ist.
Die Wirkungsweise der Schlagvorrichtung 79 nach Fig. 8b beim Abdrucken der Type 13 ist der der Vorrichtung 10 sehr ähnlich und wird daher hier nicht wiederholt. In der Rückstellphase des Hammers 82 in die Ruhelage kann der Ring 86 einen ersten Teil der Restenergie des Hammers 82 aufnehmen. Der Gegengewichtskörper 89 und die entgegenwirkende Feder 92 nehmen dann einen zweiten Teil der Energie des Hammers 82 und des Ankers 81 auf, und der toroidförmige Ring 90 nimmt einen Teil der kinetischen Energie des Gegengewichtsblocks 89 in ähnlicher Weise wie in dem in der europäischen Patentanmeldung EP-A-O 206 701 beschriebenen Fall auf. Was die Dämpfungsanordnung 83 betrifft, so trägt der Ring 88, beim Anschlagen am Anschlag 93, ebenfalls zum Verbrauch der in der Feder 92 gespeicherten Energie bei. Die Vorrichtung 79 ist für Hochgeschwindigkeitsdrucker vorteilhaft, bei denen es erwünscht ist, die zur Dämpfung der Hammerbewegung nach dem Abdrucken einer Type erforderliche Zeit zu verringern.
Fig. 9 zeigt eine zweite alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drucker-Anschlagvorrichtung 95, bei der alle Teile, mit Ausnahme des beweglichen Ankers 96 und der Führungsbuchse 97, denen der Vorrichtung 10 gleichen und mit den gleichen Bezugszahlen versehen sind.
Der Anker 96 ist in ähnlicher Weise wie der Anker 24 hohlzylindrisch, hat jedoch keine ringförmige Vertiefung in seinem vorderen Teil. Die erste Endfläche 98 des Ankers 96, die der Walze 11 zugekehrt ist, begrenzt eine kegelstumpfförmige Fläche 99, die vorne am Anker 96 an dessen Seite liegt und der negativen kegelstumpfförmigen Fläche des Polstücks 71 zugekehrt ist. Die Buchse 97 hat dünne Wände und steht in innigem Kontakt mit der Oberfläche des Ankers 96.
Es ist klar, daß Abwandlungen und Änderungen der beschriebenen Schlagvorrichtungen möglich sind, ohne den Schutzumfang der Ansprüche zu verlassen.
Beispielsweise kann das Element aus elastomerem Material andere Formen als die dargestellte haben und mit dem Anker 24, 81 und dem Hammer 16, 82 auf andere Weise verbunden sein, so daß es auf Zug oder Biegung beansprucht wird. Ausserdem kann das Material, aus dem es hergestellt ist, ein anderes als das angegebene sein. Beispielsweise kann es aus Silicon-Gummi oder anderen Kunststoffen, in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen, bestehen.
Wenn der Anker auch entgegengesetzt zur Schlagrichtung (Fig. 8a) am Hammer befestigt ist, kann die Rückstellfeder 26 auf den Anker, statt auf den Hammer, einwirken. Die freie Beweglichkeit des Ankers relativ zum Hammer kann auch durch unabhängige Führungsmittel für die beiden Bauteile erreicht werden.
Die Führungsmittel für den Hammer und/oder den Anker können auch schwenkbare Elemente für eine gekrümmte Bewegungsrichtung aufweisen.
Schließlich kann die Bewegung des Ankers auch in "negativer" Weise bewirkt werden, z.B. durch die Kraft einer Betätigungsfeder und gegen die Kraft eines Statormagnetfeldes, so daß die Freigabe des Ankers durch ein entgegengesetzt wirkendes Magnetfeld einer geeigneten Wicklung bewirkt werden kann.

Claims

1. Schlagvorrichtung für Drucker, mit einem Druckwiderlager (11); einem Typenträger (12) mit individuell beweglichen Typen (13); einem Druckhammer (16), der im Sinne und in Richtung eines Anschlags betätigbar ist, um eine ausgewählte Type des Typenträgers zu veranlassen, gegen das Druckwiderlager zu schlagen; und einem Betätigungsglied (24) zur Betätigung des Hammers, das zusammen mit dem Hammer bewegbar ist, gekennzeichnet durch Schalldämpfungsmittel (31) mit:

Führungsmitteln (32, 33), die fähig sind, die Bewegungsfreiheit des Betätigungsgliedes (24) relativ zum Druckhammer (16) im Sinne und in Richtung (14) eines Anschlags sicherzustellen; und

einem Element (36) aus elastomerem Material, das zwischen dem Betätigungsglied (24) und dem Druckhammer (16) angeordnet ist, so daß es kinetische Energie von dem Betätigungsglied auf den Hammer mit einer Verzögerung überträgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Betätigungsglied einen hohlen axialen Teil (42) zur Aufnahme eines Teils (39) des Hammers (16) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei dem die Führungsmittel Mittel (32, 33) zur Herstellung einer Gleitverbindung zwischen dem hohlen Teil des Betätigungsglieds und dem Druckhammer in Anschlagrichtung aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der der Druckhammer (16) und das Betätigungsglied (24) jeweils einen langgestreckten Körper mit einer zur Anschlagrichtung (14) parallelen äußeren Oberfläche aufweisen und die Führungsmit tel eine erste und eine zweite feste Buchse (46, 47) jeweils zur Führung des Hammers und des Betätigungsgliedes in Anschlagrichtung und gleitende zylindrische Kupplungsflächen (32, 33) zwischen dem Betätigungsglied und dem Hammer aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Element (36) aus elastomerem Material zwischen zwei sich gegenüberliegenden Oberflächen (41, 43) jeweils des Druckhammers und des Betätigungsgliedes angeordnet ist, wobei diese Oberflächen quer zur Anschlagrichtung verlaufen, um eine Zusammendrückkraft auf das Element aus elastomerem Material auszuüben.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das Element (36) aus elastomerem Material die Form eines Rings hat und ein Zwischenteil des Druckhammers umgibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei dem das Betätigungsglied (24) einen kreisförmigen Querschnitt hat und der Ring (36) einen Toroid-Ring (O-Ring) mit einem Querschnittsdurchmesser aufweist, der zwischen 18 % und 24 % des Durchmessers des kreisförmigen Querschnitts liegt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, mit einem zweiten Element (86) aus elastomerem Material, das zwischen zwei weiteren sich gegenüberliegenden Oberflächen (84, 87) jeweils des Betätigungsgliedes und des Druckhammers angeordnet ist und einem Zusammendrückeffekt unterzogen werden kann, und zwar in Abhängigkeit von einer Hin- und Herbewegung des Betätigungsgliedes relativ zu dem Druckhammer in Anschlagrichtung und entgegengesetzt dazu.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei dem das zweite Element (86) aus elastomerem Material mit dem ersten Element identisch ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Steifigkeit des Elements (36) aus elastomerem Material und das Massenträgheitsverhältnis zwischen dem Betätigungsglied und dem Druckhammer so berechnet sind, daß ein einziger verlängerter Anschlagvorgang auf seiten des Hammers bewirkt wird.

11. Schlagvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Härte des elastomeren Elements (36) zwischen 55 und 80 Shore A für ein Druckwiderlager mit einer Härte zwischen 45 und 60 Shore D liegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der das Element (36) aus elastomerem Material eine Härte von 70 ± 5 Shore A hat.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Verhältnis der Steifigkeiten des Elements (36) aus elastomerem Material und des Druckwiderlagers (11) zwischen 0,25 und 1 liegt.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Trägheitsverhältnis zwischen der Masse des Hammers (16) und der Masse des Betätigungsgliedes (24) zwischen 1 und 0,25 liegt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der das Massenträgheitsverhältnis 0,65 ± 0,05 beträgt.

16. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Element (36) aus elastomerem Material aus fluoriniertem Gummi hergestellt ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Element (36) aus elastomerem Material aus Silicon-Gummi hergestellt ist.

18. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Wegbegrenzungs-Dämpfungsanordnung (51), die mit einer Anschlagfläche des Betätigungsgliedes (24), um eine Ruhelage des Druckhammers (16) zu definieren, zusammenwirken kann, und einer Rückstellfeder (26), die auf den Hammer einwirkt, um den Hammer zusmamen mit dem Betätigungsglied in Richtung auf die Ruhelage zurückzustellen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, mit einer Wegbegrenzungs-Dämpfungsanordnung (83), die mit einer Anschlagfläche des Druckhammers zusammenwirken kann, um eine Ruhelage des Hammers zu definieren, und einer Rückstellfeder (26), um den Druckhammer zusammen mit dem Betätigungsglied in Richtung auf die Ruhelage zurückzustellen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, bei der die Dämpfungsanordnung einen Ring aus elastomerem Material (90) und eine diesem gegenüberliegende feststehende Wegbegrenzungsfläche (94) aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 18, 19 oder 20, bei der die Dämpfungsanordnung eine Gegengewichtsmasse (89) aufweist, die unter Federbelastung (92) an einem feststehenden Anschlag (93) anliegt und von dem Anschlagweg über eine vorbestimmte Ruhelage hinausbewegbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Statorkörper (22), der elektromagnetisch erregbar ist, und einer Erregungsschaltung, die zur Erregung des Statorkörpers betätigbar ist, und bei der das Betätigungsglied einen Anker (24) aufweist, der in Abhängigkeit von der elektromagnetischen Erregung des Statorkörpers längs einer Linie des Anschlagwegs bewegbar ist, wobei die Schaltung den Statorkörper mit variabler Impulsenergie versorgen kann, die für einen ballistischen Anschlag des Hammers über einen Bruchteil der Bewegung des Betätigungsgliedes wirksam ist.

23. Schlagvorrichtung für Drucker, mit einer Schreibwalze (11), einem Typenrad (12) mit Typen (13), die von Blattfedern (27) getragen werden, die ihrerseits individuell in Richtung und im Sinne eines Anschlags bewegbar sind; einem Druckhammer (16), der betätigbar ist, um das Anschlagen einer ausgewählten Type des Typenrades an der Schreibwalze zu bewirken; einer Betätigungseinheit (17) für den Druckhammer, die mit einem elektromagnetisch erregbaren Statorkbrper (22) und einem ferromagnetischen Anker (24) versehen ist, der in Abhängigkeit von der Erregung des Statorkörpers bewegbar ist, um den Hammer zu betätigen, und der sich zusammen mit dem Hammer bewegt; und einer Rückstellfeder (26) zum Zurückstellen des Hammers in Richtung auf eine Ruhelage, gekennzeichnet durch Schalldämpfungsmittel mit:

gegenseitigen Führungsmitteln (32, 33), die eine freie Bewegung des Ankers (24) relativ zum Druckhammer (16) im Sinne und in Richtung (14) des Anschlags gestatten; und

einem Element (36) aus elastomerem Material, das zwischen dem Anker (24) und dem Druckhammer (16) angeordnet ist, wobei das Massenverhältnis zwischen Anker und Hammer und die Steifigkeit des elastomeren Elements so gewählt sino, daß der Druckvorgang des Hammers verlängert wird, ohne eine Wiederholung des Druckvorgangs zu bewirken.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, bei der das Element (36) aus elastomerem Material einen Toroid-Ring (O-Ring) aufweist.