DE2306309C2 - Elektromagnetische Antriebseinrichtung für einen Schnelldrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Antriebseinrichtung für einen Schnelldrucker zur Datenaufzeichnung, insbesondere für einen Nadeldrukker, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer bekannten elektromagnetischen Antriebseinrichtung dieser Art (US-PS 32 17 640) ist ein von seiner Erregerspule umgebener, länglicher magnetisierbarer Kern vorgesehen, der zusammen mit der Erregerspule um eine Querachse in der Nähe seines Zentrums verschwenkbar ist. Dabei wird als nachteilig angesehen, daß wegen der häufigen Schwenkbewegungen der Erregerspulen deren Zuleitungsdrähte brechen können, daß eine verhältnismäßig aufwendige Konstruktion erforderlich ist, und daß bei schneller Arbeitsweise verhältnismäßig große Trägheitskräfte auftreten. Außerdem treten verhältnismäßig große Streuverluste des Magnetflusses auf, so daß eine nachteilige Beeinflussung benachbarter magnetisierbarer Kerne verursacht werden kann.

Es sind ferner bereits Tauchankermagnet-Antriebe für Nadeldrucker bekannt (DE-OS 20 33 378), bei denen die Erregerspule des polarisierten Tauchankers ortsfest angeordnet ist. Bei derartigen Antriebseinrichtungen besteht jedoch die Schwierigkeit, daß eine verhältnismäßig große Reibungskraft zwischen dem Tauchanker und dem diesen umgebenden hülsenförmigen Kernteil auftritt, wenn der Tauchanker in axialer Richtung bewegt wird. Es ist ferner bereits eine Antriebseinrichtung für Schnelldrucker bekannt, bei der auf einer gemeinsamen Querachse abwechselnd gerade Hebel und Winkelhebel angeordnet sind, die durch zwei zugeordnete Elektromagnet-B lugruppen betätigbar sind, und die durch Rückstellfedern in ihre Ausgangslage bewegt werden (DE-OS 20 40 171). Dabei wird als nachteilig angesehen, daß zum Antrieb der verstellbaren Betätigungshebel entgegen der Wirkung der Rückstellfedern ein verhältnismäßig großer Energieverbrauch verursacht wird, und daß nachteilige mechanische Schwingungen verursacht werden können. ίο Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetische Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß bei vereinfachter und möglichst kompakter Konstruktion eine zuverlässige und störungsfreie Arbeitsweise bei möglichst hohen Arbeitsfrequenzen erzielbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Antriebseinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-1I in Fig. 1,

F i g. 3 ein Schaltbild der elektrischen Schaltung für das Ausführungsbeispiel in F i g. 1 und 2: und F i g. 4 einen Teilschnitt durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung.

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft einen Nadeldrucker mit einem Druckerwagen 1, der durch einen Spindeltrieb 3 in axialer Richtung der Antriebsspindel verschiebbar ist. Der Spindeltrieb 3 ist j5 drehbar an dem Gehäuse 2 des Nadeldruckers gelagert. Eine Querachse 7 ist in einem zentralen Bereich des Druckerwagens 1 gelagert. An der Querachse 7 ist ein Winkelhebel verschwenkbar gelagert, dessen einer Arm 8 als magnetisierbarer Kern ausgebildet ist und dessen anderer Arm als Betätigungsarm 9 dient. Ein Spulenkörper 10 an einer Stützplatte 11 trägt eine Erregerspule 12. Der magnetisierbare Arm 8 ist in den Hohlraum des Spulenkörpers mit einem derartigen Spielraum eingesetzt, daß Schwenkbewegungen möglich sind. Es ist deshalb ein erster, für eine Antriebsbewegung aktivierbarer Magnetkreis vorgesehen, der den von der Erregerspule 12 umgebenen magnetisierbaren Arm enthält.

Links von dem Druckerwagen 1 ist eine einen ständig wirkenden zweiten Magnetkreis bildende Einrichtung vorgesehen, welcher zweite Magnetkreis mehreren ersten Magnetkreisen mit jeweils einem Winkelhebel zugeordnet ist. Der zweite Magnetkreis wird durch ferromagnetische Platten 5, 5a und einen Permanentmagnet 4 gebildet. Die Platten 5 und 5a sind in Bewegungsrichtung des Druckerwagens 1 länglich ausgebildet. Anstelle der Platten 5, 5a können auch Permanentmagnete Verwendung finden. Anstelle des Permanentmagnets 4 kann auch ein Elektromagnet Verwendung finden. Das freie Ende des magnetisierbaren Arms 8 ragt zwischen die Platten 5,5a, so daß kleine Zwischenräume zwischen dem Endteil und den Platten vorhanden sind. Auf den zueinander weisenden Polflächen der Platten 5. 5a sind Abstandshalter 6, 6a aus einem nichtmagnetischen Material angeordnet. Diese Abstandshalter verhindern einen direkten Anschlag des Arms 8 gegen die Platten 5, 5a, wodurch Instabilitäten vermieden und ein schnelleres Anspre-

chen erzielbar ist Anstelle von Abstandshaltern können auch Anschläge in der betreffenden Lage vorgesehen sein.

3ei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind neun Winkelhebel vorgesehen. Auf der linken Seite in F i g. 2 sind fünf erste Magnetkreise mit jeweils einem Winkelhebel und auf der rechten Seite vier erste Magnetkreise mit jeweils einem Winkelhebel vorgesehen, um eine möglichst kompakte Konstruktion des Laufwagens zu ermöglichen. Der ständig wirkende zweite Magnetkreis rechts von dem Druckerwagen 1 in F i g. 2 ist wie der bereits bescnriebene Magnetkreis auf der linken Seite des Druckerwagens ausgebildet An dem Druckerwagen 1 ist ferner eine obere Platte 13 angeordnet, die sich zu einer Druckwalze 14 erstreckt

Das obere Ende jedes Betätigungsarms 9 ragt durch einen Schlitz 14 in dem Gehäuse des Druckerwagens und liegt an einem Stift 17 an, der mit einem als Aufzeichnungselement dienenden Draht 16 verbunden ist. Der Stift 17 ist gleitend verschiebbar an Stützplatten 18,19 angeordnet und wird durch eine Rückstellfeder 20 nach rechts gedrückt. Der Draht 16 wird gleitend verschiebbar von Führungsplatten 21, 22 geführt Ein Führungsblock 23 ist am Ende der Drähte vor der Druckwalze 14 angeordnet Ein Papierstreifen 24 und ein Farbband 25 sind zwischen der Druckwalze 14 und den Enden der Drähte 16 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind neun Drähte 16 vorgesehen, die in einer vertikalen Reihe mit ihren Enden zu der Druckwalze 14 weisend angeordnet sind.

Wenn ein Strom durch die Erregerspule 12 fließt, v/ird der als magnetisierbarer Kern dienende Arm 8 magnetisiert und der Endteil des Arms wird ein Nordpol. Der Endteil des Arms 8 wird von dem Südpol an der Platte 5a angezogen und durch den Nordpol an der Platte 5 abgestoßen. Deshalb drückt der Betätigungshebel gegen den Stift 17 und das betreffende Ende des Drahts 16 schlägt gegen die Druckwalze 14 an. Durch diesen Stoß wird Farbe von einem Farbband 25 auf den Papierstreifen 24 übertragen, um einen Punkt auszudrucken.

Nach einem derartigen Druckvorgang wird die Stromrichtung in der Erregerspule umgekehrt und der Betätigungsarm 9 wird in der entgegengesetzten Richtung verschwenkt Der Draht 16 wird dann durch die Rückstellfeder 20 zurückgestellt Durch aufeinanderfolgende Verschiebungen des Druckerwagens können mit den neun Drähten wahlweise Punkte zur Ausbildung der gewünschten Schriftzeichen oder dergleichen gedruckt werden.

In der in Fig. 3 dargestellten elektrischen Schaltung für die Elektromagnete sind Transistoren Tn — 7a> enthalten, die Widerstände R)-Rt, sowie Dioden D1 — D4. Die Erregerspule 12 in Fig.2 ist als Last L dargestellt. Es ist eine Stromquelle für Gleichstrom. Wenn ein positiver Stromimpuls Pi zwischen den Anschlüssen 26, 27 zugeführt wird, wird der Transistor 7>t leitend und ein Strom fließt von der Stromquelle E durch Emitter und Basis des Transistors ΓΓ3, durch den Widerstand R3, die Diode ZJi und den Kollektor und den Emitter des Transistors Tr₂. Deshalb ermöglicht der Transistor 7h einen elektrischen Strom in Richtung des Pfeils 28. Wenn ein positiver Impuls P₂ zwischen den Anschlüssen 29, 30 zugeführt wird, wird der Transistor Tr₅ leitend und ein Strom fließt in Richtung des Pfeils 3 i. In dieser Weise kann ein Strom in abwechselnden Richtungen durch die Last L mit Hilfe von zwei Impulsreihen fließen, die abwechselnd den Anschlüssen 26,27 beziehungsweise 29,30 zugeführt werden.

Anhand der Fig.4 soll ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung erläutert werden. Wie bei dem Ausführungsbeispiel in F i g. 1 sind ein Permanentmagnet 32 und Platten 33, 33a vorgesehen. An einer Querachse 34, die in einem zentralen Teil des Drackerwagens 35 angeordnet ist, ist ein Winkelhebel verschwenkbar gelagert, der einen als magnetisierbaren Kern dienenden Arm 36 und einen Betätigungsarm 37 aufweist. Zusätzlich ist bei diesem Ausführungsbeispiel an dem Winkelhebel ein dritter Arm 38 vorgesehen, der ein /och zu dem magnetisierbaren Kern 36 bildet und bei Bestromüng der Erregerspule 40 von einem der Pole des zweiten Magnetkreises mit dem Permanentmagnet 32 angezogen wird. Die Ausbildung des Spulenkörpers 39 und der Spule 40 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel ergibt sich eine erhöhte Antriebskraft für den Betätigungshebel 37. In Abwandlung des in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiels kann ferner der zusätzliche Arm 38 unter dem magnetisierbaren Kern angeordnet sein, und es kann auch mehr als ein zusätzlicher Arm dieser Art vorgesehen sein.

Obwohl die beschriebenen Ausführungsbeispiele einen Nadeldrucker betreffen, ist die beschriebene elektromagnetische Antriebseinrichtung auch in anderen Schnelldruckern zur Datenaufzeichnung verwendbar, beispielsweise in Schnelldruckern zur Herstellung von Lochstreifen.

Besondere Vorteile der Erfindung sind im Vergleich zu einer elektromagnetischen Antriebseinrichtung mit einem Tauchanker darin zu sehen, daß eine geringere Abnutzung des magnetisierbaren Kerns auftritt, weil dieser verschwenkbar und nicht in einer Führung längsverschiebbar angeordnet ist, wie es bei einem Tauchanker der Fall ist. Ein weiterer Vorteil im Vergleich zu Antriebseinrichtungen mit Rückstellfedern für die Betätigungsarme ist darin zu sehen, daß die Winkelhebel durch magnetische Kräfte zurückgestellt werden, so daß in Abhängigkeit von den zugeführten elektrischen Impulsen eine schnellere und praktisch störungsfreie Arbeitsweise erzielt werden kann. Ferner kann der mehreren ersten Magnetkreisen gemeinsame zweite Magnetkreis ebenfalls an dem Druckerwagen angeordnet werden. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jedoch die den zweiten Magnetkreis bildende Einrichtung an einem ortsfesten Gehäuseteil angeordnet, damit der Druckerwagen kleiner und leichter ausgebildet werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Antriebseinrichtung fur einen Schnelldrucker zur Datenaufzeichnung, insbesondere für einen Nadeldrucker, mit mindestens einem einen ersten, für eine Antriebsbewegung aktivierbaren Magnetkreis bildenden, von einer Erregerspule umgebenen und um eine Querachse verschwenkbaren magnetisierbaren Kern, der in den Luftspalt zwischen den beiden Polen eines ständig wirkenden, mehreren ersten Magnetkreisen gemeinsamen zweiten Magnetkreises ragt, so daß der magnetisierbar Kern aus seiner Ruhelage zur Betätigung einer Datenaufzeichnungseinheit durch Zufuhr von Stromimpulsen zu der Erregerspule verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (12; 40) des ersten Magnetkreises auf einem Druckerwagen (1; 35) ortsfest angeordnet ist, daß der magnetisierbare Kern als ein Arm (8; 36) eines um die Querachse (7; 34) schwenkbaren Winkelhebels ausgebildet ist, über dessen anderen Arm (9; 37) ein Aufzeichnungselement (16) des Schnelldruckers entgegen der Kraft einer Rückstellfeder (20) betätigbar ist, und daß die Querachse (7; 34) außerhalb der Erregerspule (12; 40) angeordnet ist und als Drehachse für den Winkelhebel oder für mehrere Winkelhebel dient.

2. Elektromagnetische Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel einen dritten Arm (38) aufweist, der ein Joch zum magnetisierbaren Kern (36) bildet und bei Bestromung der Erregerspule (40) von einem der Pole des zweiten Magnetkreises angezogen wird.