EP0145881B1

EP0145881B1 - Vibration-absorbing coupling, e.g. for matrix printers

Info

Publication number: EP0145881B1
Application number: EP84112336A
Authority: EP
Inventors: Warren J. Shin
Original assignee: Mannesmann Tally Corp
Current assignee: Mannesmann Tally Corp
Priority date: 1983-10-17
Filing date: 1984-10-13
Publication date: 1989-07-05
Also published as: JPS60109855A; US4573363A; CA1220080A; EP0145881A3; EP0145881A2; DE3478849D1

Description

Technical field

Die Erfindung betrifft Schwingungen dämpfende Kupplungen, wie sie zur Verbindung von Antriebsmechanismen mit angetriebenen Mechanismen verwendet werden. Hierbei geht es insbesondere um Schwingungen dämpfende Kupplungen zur Verbindung linearer Antriebe mit Wagen, die auf Biegegliedern abgestützt sind.The invention relates to vibration damping clutches, such as those used to connect drive mechanisms to driven mechanisms. This is particularly about vibration-damping couplings for connecting linear drives to carriages that are supported on flexible links.

Background of the Invention

Verschiedene Typen von Matrixzeilendruckern wurden herausgebracht und in Gebrauch genommen. Im allgemeinen bestehen die Matrixzeilendrucker aus einem Druckkopf, der sich in eine Anzahl von Punktdruckmechanismen gliedert, zu denen jeweils ein Punktbildungselement (wie z.B. Druckspitze oder Drucknadel) gehört. Die Punktbildungselemente sind in einer Reihe angeordnet, die im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers durch den Drucker liegt. Da der Aufzeichnungsträgervorschub normalerweise senkrecht erfolgt, liegen die Punktbildungselemente üblicherweise auf einer waagerechten Linie. Auf der den Punktbildungselementen abgewandten Papierseite befindet sich eine Walze, und zwischen den Punktbildungselementen und dem Papier liegt das Farbband. Während des Druckens werden die Punktbildungselemente so betätigt, daß sie einen oder mehrere Punkte entlang der von den Punktbildungselementen definierten Druckzeilen erzeugen. Der Aufzeichnungsträger wird dabei schrittweise vorgezogen, wenn die jeweilige Punktreihe gedruckt ist. Eine bestimmte Anzahl von Punktreihen erzeugt somit eine Reihe von Schriftzeichen.Various types of matrix line printers have been released and put into use. In general, the matrix line printers consist of a printhead, which is divided into a number of dot printing mechanisms, each of which includes a dot-forming element (such as a printing tip or a printing needle). The dot formation elements are arranged in a row which is at right angles to the direction of movement of the recording medium through the printer. Since the record carrier is normally fed vertically, the dot-forming elements are usually on a horizontal line. There is a roller on the paper side facing away from the dot formation elements and the ink ribbon lies between the dot formation elements and the paper. During printing, the dot forming elements are operated to create one or more dots along the print lines defined by the dot forming elements. The record carrier is gradually advanced when the respective row of dots is printed. A certain number of rows of dots thus creates a series of characters.

Im allgemeinen unterteilt man die Matrixzeilendrucker in zwei Kategorien. Zur ersten Kategorie gehören Matrixzeilendrucker, bei denen nur die Punktbildungselemente hin- und herschwingen. Die zweite Kategorie enthält Punktbildungselemente, bei welchen der vollständige Druckkopf, also z.B. der Betätigungsmechanismus und auch die Punktbildungselemente reversiert werden. Ungeachtet der jeweiligen Bauart ist der Teil des Punktschreibmechanismus', der hin- und herbewegt werden soll, auf einem Wagen montiert, der durch einen Reversiermechanismus vor- und zurückbewegt wird. Die vorliegende Erfindung kann in beiden Kategorien von Matrixzeilendruckern eingesetzt werden. Um genau zu sein, wurde die Erfindung zur Verwendung bei Matrixzeilendrukkern entwickelt, deren vollständiger Druckkopf reversiert wird; sie kann jedoch auch für Matrixzeilendrucker verwendet werden, in denen nur die Punktbildungselemente reversiert werden.In general, matrix line printers are divided into two categories. The first category includes matrix line printers in which only the dot formation elements oscillate back and forth. The second category contains dot formation elements in which the complete printhead, e.g. the actuation mechanism and also the dot formation elements are reversed. Regardless of the particular design, the part of the dot writing mechanism which is to be moved back and forth is mounted on a carriage which is moved back and forth by a reversing mechanism. The present invention can be used in both categories of matrix line printers. To be precise, the invention was developed for use with matrix line printers whose entire printhead is reversed; however, it can also be used for matrix line printers in which only the dot formation elements are reversed.

Um Geschwindigkeits- und sonstige Beschränkungen von Reversiermechanismen auszuschalten, wie sie im Zusammenhang mit Schrittschaltmotoren oder mit mit gleichförmiger Geschwindigkeit angetriebenen Gleichstrom- und Wechseistrommotoren auftreten, wurde die Verwendung linearer Motoren zum Reversieren. des Schreibkopfes von Zeilendruckern (sowohl für Zeichendrucker als auch für Matrixzeilendrucker) vorgeschlagen. So wird beispielsweise unter dem US-Patent 3 911 814 ein Zeilendrucker beschrieben, in welchem eine Hammerbank mit Biegegliedern gelagert ist. Die Hammerbank wird mit Hilfe eines Linearmotors zwischen zwei vorherbestimmten Positionen hin- und herbewegt. Das US-Patent 4 180766 beschreibt den Druckkopf eines Matrixzeilendruckers, der in linearen Lagern liegt und durch einen Linearmotor geradlinig verschoben wird. Das von der Firma Hewlett Packard Comp. hergestellte Modell 2608 A ist ein im Handel erhältlicher Matrixzeilendrucker, dessen Druckkopf mittels Biegegliedern gelagert ist und durch einen Linearmotor reversiert wird. In der US-Patentanmeldung 4461 984 (kein Stand der Technik, da nach dem Prioritätstag dieser Anmeldung veröffentlicht), Erfinder sind Gordon C. Whitaker und James A. Stafford, wird ein weiterer Matrixzeilendrucker beschrieben, dessen mit Biegegliedern befestigter Druckkopf durch einen Linearmotor in Schwingung versetzt wird.In order to eliminate speed and other restrictions of reversing mechanisms, such as those associated with stepper motors or with DC and AC motors driven at a uniform speed, the use of linear motors for reversing has been made. of the print head of line printers (both for character printers and for matrix line printers). For example, a line printer is described in US Pat. No. 3,911,814, in which a hammer bank with bending members is mounted. The hammer bank is moved back and forth between two predetermined positions with the aid of a linear motor. US Pat. No. 4,180,766 describes the print head of a matrix line printer, which is located in linear bearings and is shifted in a straight line by a linear motor. The company Hewlett Packard Comp. The manufactured model 2608 A is a commercially available matrix line printer, the print head of which is supported by means of bending members and is reversed by a linear motor. U.S. Patent Application 4,461,984 (not prior art since published after the priority date of this application), invented by Gordon C. Whitaker and James A. Stafford, describes another matrix line printer whose flexure-attached printhead is vibrated by a linear motor is moved.

Kurz gesagt, bisher wurden stets Vorschläge für den Einsatz von Linearmotoren zum Reversieren der Druckköpfe von Zeilendruckern gemacht. Die Zeilendrucker konnten sowohl Zeichen- als auch Matrixzeilendrucker sein, und die Druckköpfe wurden dabei entweder von Biegegliedern oder anderen Mechanismen gehalten, wie z.B. linearen Lagern.In short, there have always been suggestions for the use of linear motors for reversing the print heads of line printers. The line printers could be both character and matrix line printers, and the print heads were held either by flexures or other mechanisms, such as e.g. linear bearings.

Bisher konnten Matrixzeilendrucker einschließlich auf Biegegliedern befestigte Druckköpfe und Linearmotor-Druckkopf-Reversiermechanismen nur bei mittleren oder niedrigen Geschwindigkeiten betrieben werden (300 Zeilen je Minute oder weniger). Ein Betrieb bei höheren Druckgeschwindigkeiten führte wegen der auftretenden Schwingungen zu Problemen. Eine dieser Vibrationsprobleme ist auf den Umstand zurückzuführen, daß das bewegliche Element eines Linearmotors einen linearen Verfahrweg beschreibt, während ein mit Biegegliedern befestigter Druckkopf keiner linearen Bewegungsrichtung folgt. Vielmehr hat ein mit Biegegliedern gelagerter Druckkopf einen bogenförmigen Bewegungsablauf.Previously, matrix line printers including printheads attached to flex links and linear motor printhead reversing mechanisms could only be operated at medium or low speeds (300 lines per minute or less). Operation at higher printing speeds caused problems due to the vibrations that occurred. One of these vibration problems is due to the fact that the movable element of a linear motor describes a linear travel path, while a printhead fastened with bending members does not follow a linear direction of movement. Rather, a printhead mounted with bending members has an arcuate movement.

Durch die unterschiedlichen Bewegungswege werden Vibrationen am Schnittpunkt zwischen dem Druckkopf und dem beweglichen Element des Linearmotors erzeugt. Ein zweites Vibrationsproblem wird dadurch verursacht, daß das bewegliche Element des Linearmotors seine Gestalt wegen der elektromagnetischen Belastung ändert, die entsteht, wenn der Linearmotor aus einer geeigneten Wechselstrom-Spannungsquelle gespeist wird. Handelt es sich bei dem beweglichen Element um eine Spule, die auf einem gerillten Anker oder auf eine Spindel gewickelt ist, so wird die Spindel verbogen so wie das antreibende elektromagnetische Feld wechselt. Insbesondere wandern die Enden der Spindeln nach innen und nach außen. Außerdem wird die Spindel abwechselnd gestreckt und gestaucht so wie sich das elektrische Feld ändert, welches von dem die Spindelspule durchströmenden Strom erzeugt wird. Diese Änderungen der Gestalt sind an denThe different movement paths generate vibrations at the intersection between the print head and the moving element of the linear motor. A second vibration problem is caused by the fact that the movable element of the linear motor changes its shape due to the electromagnetic load which arises when the linear motor is fed from a suitable AC voltage source. If the movable element is a coil that is wound on a grooved armature or on a spindle, the spindle is bent as the driving electromagnetic field changes. In particular, the ends of the spindles move inwards and outwards. In addition, the spindle is alternately stretched and compressed as the electrical field changes, which is generated by the current flowing through the spindle coil. These changes in shape are due to the

Druckkopf gekoppelt und versetzen ihn in Vibrationen. Unkontrollierte Vibrationen des Druckkopfes machen es schwierig, wenn nicht unmöglich, die Punkte genau zu setzen. Als Folge hiervon werden die gedruckten Zeichen verzerrt, und man erhält ein unbrauchbares Schriftbild. Die vorliegende Erfindung soll die Auswirkungen der eben beschriebenen Vibrationsprobleme weitgehend oder völlig ausschalten.Coupled printhead and vibrate it. Uncontrolled vibrations of the printhead make it difficult, if not impossible, to set the dots accurately. As a result, the printed characters become distorted and an unusable typeface is obtained. The present invention is intended to largely or completely eliminate the effects of the vibration problems just described.

Brief description of the invention

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Schwingungen dämpfende Kupplung vorgeschlagen, die die Ankopplung des beweglichen Elementes, beispielsweise also der Spindel eines Linearmotors an einen mit parallelen Biegegliedern gelagerten Wagen ermöglichen. Die Schwingungen dämpfende Kupplung wird in einer Schnittebene gebildet, die im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Linearmotors liegt, so daß körperlicher Kontakt im Bereich der Schnittebene nur an räumlich getrennten Punkten auftritt, die auf jeder Seite der Bewegungs-Ebene liegen, in der sich der mit Biegegliedern befestigte Wagen bewegt. Es ist am günstigsten, wenn sich nur vier Kontaktpunkte außerhalb der Schnittgeraden befinden, die jeweils in derselben Entfernung von der Bewegungs-Ebene angeordnet sind, in welcher sich der mit Biegegliedern befestigte Wagen bewegt. Der Bereich zwischen den Kontaktpunkten und der Wagenbewegungsebene ist hinterschnitten, d.h. entfernt, so daß an und auf keiner Seite der Wagenbewegungsebene ein Kontakt möglich ist, wenn der Wagen vom Linearmotor bewegt wird.The present invention proposes a vibration-damping coupling which enables the coupling of the movable element, for example the spindle of a linear motor, to a carriage mounted with parallel bending members. The vibration damping coupling is formed in a sectional plane that is at right angles to the direction of movement of the linear motor, so that physical contact in the area of the sectional plane occurs only at spatially separated points that are on each side of the plane of movement in which the Bending fasteners moved carts. It is best if there are only four contact points outside the intersection line, which are each arranged at the same distance from the plane of movement in which the carriage fastened with bending members moves. The area between the contact points and the carriage movement plane is undercut, i.e. removed so that contact is not possible on and on either side of the carriage movement plane when the carriage is moved by the linear motor.

Außerdem sieht die Erfindung vor, daß in der Verbindungsebene eine Schwingungsdämpfungsplatte zwischen dem beweglichen Element des Linearmotors und dem Wagen angebracht ist. In der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die Schwingungsdämpfungsplatte aus einer Schicht zähelastischen Materials besteht, welches zwischen zwei dünnen Schichten eines starren Materials, wie z. B. Stahl, Aluminium oder dgl. eingeschlossen ist.In addition, the invention provides that a vibration damping plate is mounted between the movable element of the linear motor and the carriage in the connecting plane. In the invention it is further provided that the vibration damping plate consists of a layer of tough elastic material which is between two thin layers of a rigid material, such as. B. steel, aluminum or the like is included.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß das Gehäuse des linearen Betätigungsgliedes ebenfalls biegsam schwingend befestigt ist.The invention further provides that the housing of the linear actuator is also flexibly attached swinging.

Ferner sieht diese Erfindung vor, daß die gebildete Verbindungsebene an einem Ende als Gabel ausgeformt ist, deren anderes Ende wiederum an einem Ende des biegsam schwingend befestigten Wagens angeheftet ist.Furthermore, this invention provides that the connecting plane formed is formed at one end as a fork, the other end of which is in turn attached to one end of the flexibly swinging carriage.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß das beschriebene, geformte Verbindungsebenen-Endteil der Gabel vier Armfortsätze aufweist, die sich von einem Mittelpunkt aus nach außen erstrecken. Der genannte Mittelpunkt liegt sowohl auf der Achse der Bewegungsrichtung des beweglichen Elementes des Linearmotors als auch in der Bewegungsebene des Wagens.Finally, the invention provides that the described, connecting plane end part of the fork has four arm extensions which extend outwards from a center point. The stated center lies both on the axis of the direction of movement of the movable element of the linear motor and in the plane of movement of the carriage.

Eine Schwingungen dämpfende Kupplung, die entsprechend der Erfindung konstruiert ist, beseitigt die Nachteile von Kupplungen der früher üblichen Bauart, die zur Ankopplung des beweglichen Elementes eines Linearmotors an einen mittels Biegegliedern gelagerten Wagen verwendet wurden. Das Fehlen eines körperlichen Kontaktes in der Bewegungsebene des mit Biegegliedern befestigten Wagens reduziert den Umfang des «Schwingkontaktes» zwischen dem beweglichen Element des Linearmotors und dem Wagen. Genauer ausgedrückt, stellt sich die Situation wie folgt dar: Da der Verfahrweg des beweglichen Elementes des Linearmotors geradlinig verläuft und der Verfahrweg des Bogens bogenförmig gekrümmt ist, «schwingt» die Berührungskraft an der Verbindungsebene während der Bewegung vor und zurück. Diese Schwingkraft tritt überwiegend in der Bewegungsebene des mit Biegegliedern gelagerten Wagens auf. Die Ausschaltung des direkten körperlichen Kontaktes in dieser Bewegungs-Ebene verringert die Schwingkontaktkraft und die durch diese Kraft erzeugte Schwingung. Somit wird die Vibration vermieden, die dadurch entsteht, daß das bewegliche Element des Linearmotors einem geradlinigen Verfahrweg folgt und der mittels Biegegliedern gelagerte Wagen seinerseits einem bogenförmig gekrümmten Verfahrweg folgt. Die dämpfende Wirkung der Schwingungsdämpfungsplatte verringert die Vibrationen zusätzlich erheblich bzw. schaltet diese fast völlig aus, wobei solche Schwingungen aus Veränderungen in der Gestalt des beweglichen Elementes, also aus der Spindel des Linearmotors resultieren und die auftreten, wenn durch Einspeisung von Wechselstrom in dem Linearmotor ein elektromagnetisches Feld erzeugt wird, welches das bewegliche Element verspannt. Somit werden also die vorstehend beschriebenen Vibrationsprobleme durch eine Schwingungen dämpfende Kupplung entsprechend dieser Erfindung wesentlich verringert, wenn nicht sogar völlig ausgeschaltet.A vibration damping clutch constructed in accordance with the invention eliminates the disadvantages of previously known type couplings used to couple the moving element of a linear motor to a carriage supported by flex links. The lack of physical contact in the plane of movement of the carriage fastened with flexible links reduces the amount of “swinging contact” between the movable element of the linear motor and the carriage. To put it more precisely, the situation is as follows: Since the travel of the movable element of the linear motor is straight and the travel of the arc is curved, the contact force on the connecting plane “swings” back and forth during the movement. This vibrating force mainly occurs in the plane of movement of the carriage, which is supported by flexible links. The elimination of direct physical contact in this plane of movement reduces the vibrating contact force and the vibration generated by this force. This avoids the vibration that arises from the fact that the movable element of the linear motor follows a straight-line travel path and the carriage, which is supported by means of bending members, in turn follows an arc-shaped travel path. The damping effect of the vibration damping plate additionally reduces the vibrations considerably or almost completely switches them off, such vibrations resulting from changes in the shape of the movable element, i.e. from the spindle of the linear motor, and which occur when an alternating current is fed into the linear motor electromagnetic field is generated, which tensions the movable element. Thus, the vibration problems described above by a vibration damping clutch according to this invention are substantially reduced, if not completely eliminated.

Brief description of the drawings

Die bisher gemachten Feststellungen und viele der damit zusammenhängenden Vorzüge der Erfindung lassen sich besser einschätzen und bewerten, wenn man die nachstehenden Einzelbeschreibungen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zum Zwecke des besseren Verständnisses hinzunimmt. Hierbei bedeuten:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines mit Biegegliedern gelagerten Wagens, der an ein bewegliches Element eines Linearmotors mittels einer Schwingungen dämpfenden Kupplung angekoppelt ist, die entsprechend der Erfindung konstruiert ist.
Fig. 2 stellt ein vereinfachtes Schwingungsdiagramm eines solchen in Fig. 1 dargestellten Systems dar.
Fig. 3 beinhaltet ein natürliches Schwingungsdiagramm eines Systems der in Fig. 1 dargestellten Art.
Fig. 4 ist die Bildfolge eines Diagramms, welches die Vibrationskräfte beschreibt, die auf einer flachen Schnittebene zwischen einem mit Biegegliedern gelagerten Wagen und einem linearen Antriebsmechanismus auftreten.
Fig. 5 stellt eine schematische Schnittansicht der Ausführung einer Schwingungen dämpfenden Kupplung dar, wie sie in der Erfindung verwendet wird.
Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 6-6 in Fig. 5.
Fig. 7 enthält eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der Schwingungen dämpfenden Kupplung, wie in der Erfindung vorgesehen ist.
Fig. 8 stellt eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 in Fig. 7 dar.
Fig. 9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsmöglichkeit der in der Erfindung vorgesehenen Schwingungen dämpfenden Kupplung.
Fig. 10 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren möglichen Ausführung der Schwingungen dämpfenden Kupplung gemäß der Erfindung.
Fig. 11 ist eine aufgelöste, perspektivische Darstellung einer praktischen Ausführungsform der Schwingungen dämpfenden Kupplung gemäß der Erfindung.

The findings made so far and many of the associated merits of the invention can be better appreciated and evaluated when the following detailed descriptions are taken in conjunction with the accompanying drawings for the purpose of better understanding. Here mean:

Fig. 1 is a perspective view of a carriage mounted with flexure members, which is coupled to a movable element of a linear motor by means of a vibration-damping coupling, which is constructed according to the invention.
FIG. 2 shows a simplified vibration diagram of such a system shown in FIG. 1.
FIG. 3 includes a natural vibration diagram of a system of the type shown in FIG. 1.
Fig. 4 is the image sequence of a diagram which describes the vibrational forces which occur on a flat sectional plane between a carriage mounted with flexible links and a linear drive mechanism.
Fig. 5 shows a schematic sectional view of the implementation of a vibration damping clutch, as used in the invention.
FIG. 6 shows a section along the line 6-6 in FIG. 5.
Fig. 7 contains a schematic sectional view of a further embodiment of the vibration damping clutch, as provided in the invention.
Fig. 8 is a sectional view taken along line 8-8 in Fig. 7.
Fig. 9 shows a schematic sectional view of a further embodiment of the vibration damping coupling provided in the invention.
10 shows a schematic sectional view of a further possible embodiment of the vibration-damping clutch according to the invention.
11 is an exploded perspective view of a practical embodiment of the vibration damping clutch according to the invention.

Description of the preferred embodiment

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Wagen bzw. einen Druckkopf 11 eines Matrixzeilendruckers, der von zwei den Druckkopf 11 stützenden Biegegliedern 13 und 15 gehalten wird. Da der Druckkopf 11 keinen Bestandteil dieser Erfindung selbst bildet, ist er in vereinfachter Blockform dargestellt. Beispielsweise könnte der Druckkopf 11 jedoch die Form des in dem US-Patent 4 351 235 beschriebenen Druckkopfes erhalten. Es empfiehlt sich, wenn die Biegeglieder 13 und 15 aus länglichen Teilen flachen Federstahls gebildet werden, deren eines Ende am Druckerrahmen 16 des Druckers zu befestigen. Die Biegeglieder 13 und 15 sind zueinander ausgerichtet und liegen in parallelen Ebenen, die voneinander durch die Länge des Druckkopfes 11 getrennt sind.Fig. 1 shows a schematic representation of a carriage or a print head 11 of a matrix line printer, which is held by two bending members 13 and 15 supporting the print head 11. Since the printhead 11 does not form part of this invention itself, it is shown in a simplified block form. For example, printhead 11 could, however, take the form of the printhead described in U.S. Patent 4,351,235. It is advisable if the flexure members 13 and 15 are formed from elongated parts of flat spring steel, one end of which is attached to the printer frame 16 of the printer. The bending members 13 and 15 are aligned with one another and lie in parallel planes which are separated from one another by the length of the print head 11.

Der Druckkopf 11 ist zwischen den beweglichen Enden der Biegeglieder 13 und 15 befestigt und ist somit geradlinig in Richtung des Pfeiles 17 beweglich. Der Pfeil 17 liegt im rechten Winkel zu den parallelen Ebenen, in welchen sich die Biegeglieder 13 und 15 befinden. Da der Druckkopf 11 auf dem Ende der Biegeglieder 13 bzw. 15 befestigt ist, welches am Druckerrahmen 16 angebracht ist, ist der Verfahrweg des Pfeiles 17 und somit des Druckkopfes 11 nicht vollständig linear. Vielmehr ist der Weg leicht bogenförmig oder gekrümmt. Aus der nachfolgenden Darstellung wird es deutlicher, daß es sich um eine sehr geringfügige Krümmung des Verfahrweges handelt, wodurch ein Teil der Vibrationsprobleme entsteht, die durch die vorliegende Erfindung gerade vermindert und/ oder ausgeschaltet werden soll.The print head 11 is fastened between the movable ends of the flexible members 13 and 15 and is thus movable in a straight line in the direction of the arrow 17. The arrow 17 is at right angles to the parallel planes in which the bending members 13 and 15 are located. Since the print head 11 is fastened to the end of the bending members 13 or 15, which is attached to the printer frame 16, the travel path of the arrow 17 and thus of the print head 11 is not completely linear. Rather, the path is slightly arched or curved. From the following illustration it becomes clearer that there is a very slight curvature of the travel path, which creates part of the vibration problems which are to be reduced and / or eliminated by the present invention.

Ein Fachmann, der mit Matrixdruckern vertraut ist, kann leicht erkennen, insbesondere unter Berücksichtigung des US-Patentes 4 351 235, daß der Druckkopf 11 insgesamt 66 (sechsundsechzig) getrennte Punktbildungsmechanismen enthält, wovon jeder so ausgelegt ist, daß er zwei Zeichenpositionen auf dem Aufzeichnungsträger abdecken oder bedienen kann. Die Gesamtbreite oder Höchstbreite einer Zeichenzeile eines derartigen Druckers beträgt 132 (einhundertzweiunddreißig) Zeichen. Da die Anzahl der zu belegenden Zeichenpositionen (2) gegenüber der Anzahl der Druckmechanismen (66) relativ gering ist, ist die Entfernung, über welche der Druckkopf reversiert wird, im Vergleich zur Länge des Druckkopfes offensichtlich gering.One skilled in the art who is familiar with dot matrix printers, particularly considering U.S. Patent 4,351,235, will recognize that printhead 11 contains a total of 66 (sixty-six) separate dot formation mechanisms, each of which is designed to have two character positions on the record carrier can cover or operate. The total width or maximum width of a character line of such a printer is 132 (one hundred and thirty-two) characters. Since the number of character positions (2) to be occupied is relatively small compared to the number of print mechanisms (66), the distance over which the print head is reversed is obviously small compared to the length of the print head.

Fig. 1 enthält auch die Darstellung einer Walze 19, die auf der Rückseite einer Papierbahn 21 gegenüber dem Druckkopf 11 liegt. In Fig. 1 wurde zwar auf die Darstellung verzichtet, jedoch befindet sich eine geeignete Farbquelle (z. B. ein Farbband) zwischen dem Druckkopf 11 und der Papierbahn 21, sofern die Papierbahn 21 nicht vorbehandelt wurde, um die Herstellung eines Druckbildes o.ä. ohne die Notwendigkeit einer Farbquelle zu ermöglichen, wie es beispielsweise beim wärmeempfindlichen Papier der Fall ist. In jedem Falle sind die Biegeglieder 13 und 15 an die Kante der Papierbahn 21 angrenzend gelegen.Fig. 1 also contains the representation of a roller 19, which lies on the back of a paper web 21 opposite the print head 11. Although the illustration has been omitted in FIG. 1, there is a suitable color source (for example an ink ribbon) between the print head 11 and the paper web 21, provided that the paper web 21 has not been pretreated in order to produce a printed image or the like . without the need for a color source, as is the case with heat-sensitive paper, for example. In any case, the bending members 13 and 15 are located adjacent to the edge of the paper web 21.

An einem Ende des Druckkopfes 11 liegt unter dem nächstgelegenen Biegeglied 15 ein Schwingspulen-Schrittmotor 23. Das Gehäuse 25 des Schwingspulen-Schrittmotors 23 wird von einem Paar Motor-Biegeglieder 27 und 29 gehalten. Ein Ende der Motor-Biegeglieder 27 und 29 ist jeweils an dem Druckerrahmen 16 befestigt. Das jeweils andere Ende der Motor-Biegeglieder 27 und 29 trägt das Gehäuse 25 des Schwingspulen-Schrittmotors 23. Die Motor-Biegeglieder sollten vorzugsweise aus flachen Federstahlteilen gefertigt sein, die in parallelen Ebenen liegen, die wiederum parallel zu den Ebenen liegen, in welchen sich die Druckkopf-Biegeglieder 13 und 15 befinden.At one end of the printhead 11 is a voice coil stepper motor 23 under the closest flexure 15. The housing 25 of the voice coil stepper motor 23 is held by a pair of motor flexures 27 and 29. One end of the motor flexures 27 and 29 is attached to the printer frame 16, respectively. The other end of the motor bending members 27 and 29 carries the housing 25 of the voice coil stepper motor 23. The motor bending members should preferably be made from flat spring steel parts which lie in parallel planes, which in turn lie parallel to the planes in which the printhead flexures 13 and 15 are located.

Der Schwingspulen-Schrittmotor 23 ist so angeordnet, daß der geradlinige Verfahrweg des beweglichen Elementes, z.B. der Spindel 31, des Schwingspulen-Schwenkmotors 23 koaxial zur Längsachse des Druckkopfes 11 liegt und somit im wesentlichen koaxial zum bogenförmig gekrümmten Verfahrweg des Druckkopfes 11. Die Spindel 31 des Schwingspulen-Schrittmotors 23 ist mit dem angrenzenden Ende des Druckkopfes 11 mittels einer Gabel 33 verbunden. Wenn somit die Spindel 31 des Schwingspulen-Schrittmotors 23 vor- und zurückschwingt, so wird der Druckkopf 11 in der Richtung des Pfeiles 17 über die erforderliche Entfernung vor- und zurückbewegt, im Falle des vorstehend kurz beschriebenen Druckers um zwei (2) Zeichenpositionen.The voice coil stepper motor 23 is arranged so that the straight travel of the movable member, e.g. of the spindle 31, of the voice coil swivel motor 23 lies coaxially to the longitudinal axis of the print head 11 and thus essentially coaxially with the curved travel of the print head 11. The spindle 31 of the voice coil stepper motor 23 is connected to the adjacent end of the print head 11 by means of a fork 33 . Thus, when the spindle 31 of the voice coil stepper motor 23 swings back and forth, the print head 11 is moved back and forth in the direction of arrow 17 the required distance, in the case of the printer briefly described above, by two (2) character positions.

Fig. 2 ist ein vereinfacht dargestelltes Schwingungsdiagramm, welches einen Drucker-Reversiermechanismus des in Fig. 1 gezeigten Typs darstellt. In Fig. 2 wird der Druckkopf 11 durch eine Masse mit der Bezeichnung M dargestellt, die durch eine Feder mit der Bezeichnung K an einem Sockel festgehalten wird. K steht dabei für die Resonanzschwingung der flexiblen Druckkopf-Biegeglieder 13 und 15, während der Sockel oder die Basis den Druckerrahmen 16 darstellt.FIG. 2 is a simplified vibration diagram illustrating a printer reversing mechanism of the type shown in FIG. 1. In Fig. 2 the print head 11 is represented by a mass with the designation M, which is held by a spring with the designation K on a base. K stands for the resonance vibration of the flexible printhead flexures 13 and 15, while the base or base represents the printer frame 16.

Wie bereits erläutert, handelt es sich bei Fig. 2 um ein einfaches Vibrationsdiagramm. Allerdings sind Drucker der in Fig. 1 abgebildeten Bauart nicht ideal. Fig. 3 zeigt ein den wirklichen Verhältnissen näherkommendes Vibrationsdiagramm für einen Drucker-Reversiermechanismus des in Fig. 1 abgebildeten Typs. In Fig. 3 ist ein mit M1 bezeichneter Block enthalten, der die Masse des Druckkopfes 11 darstellt, die mittels einer mit Ke bezeichneten Feder an eine Basis angeschlossen ist. Ke steht für die Resonanzschwingungen der Biegeglieder 13 und 15. M1 ist mit Hilfe einer mit K2 bezeichneten Feder an einen mit M2 bezeichneten Block angekoppelt. M2 stellt die Masse der Gabel 33 dar, während K2 der Resonanzschwingung der Gabel 33 entspricht. M2 wird wiederum durch mit K3, K4 (bis Kn) bezeichnete Federn an die mit M3, M4 (bis Mn) bezeichneten Blocks angeschlossen. Hierbei bedeuten M3, M4 ... Teile der Masse des beweglichen Elementes des linearen Betätigungsgliedes, während K3, K4 ... deren Resonanzschwingungen repräsentieren. Handelt es sich bei dem beweglichen Element um eine durch Wechselstrom angetriebene Spindel, so stehen M3, M4 ... und K3, K4 ... für folgendes: die nach außen und innen gerichtete Membranauslenkung der Spindelenden (d.h. die Schwingung), ferner die Vibration des Spindelzylinders, d.h. Ausdehnung, Kontraktionen u.dgl.As already explained, FIG. 2 is a simple vibration diagram. However, printers of the type shown in Fig. 1 are not ideal. FIG. 3 shows a vibration diagram that comes closer to the real conditions for a printer reversing mechanism of the type depicted in FIG. 1. FIG. 3 contains a block labeled M1, which represents the mass of the print head 11, which is connected to a base by means of a spring labeled Ke. Ke stands for the resonance vibrations of the bending members 13 and 15. M1 is coupled to a block labeled M2 by means of a spring labeled K2. M2 represents the mass of the fork 33, while K2 corresponds to the resonance vibration of the fork 33. M2 is in turn connected to the blocks denoted by M3, M4 (to Mn) by springs denoted by K3, K4 (to Kn). Here M3, M4 ... mean parts of the mass of the movable element of the linear actuator, while K3, K4 ... represent their resonance vibrations. If the movable element is a spindle driven by an alternating current, M3, M4 ... and K3, K4 ... stand for the following: the outward and inward membrane deflection of the spindle ends (ie the vibration), and also the vibration of the spindle cylinder, ie Expansion, contractions and the like

Die Resonanzschwingung K2 der Gabel 33 tritt auf, weil die die Gabel 33 an der Spindel 31 befestigende Kraft in der Druckkopfbewegungsebene 45 (Fig. 1) bei der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Druckkopfes 11 nicht konstant bleibt, d. h. wie vorstehend beschrieben, daß der Druckkopf 11 sich entlang eines leicht bogenförmig gekrümmten Verfahrweges bewegt. Im Gegensatz hierzu bewegt sich die Spindel 31 entlang eines geradlinigen Verfahrweges. Demzufolge verändert sich die Kraft an der Verbindungsebene zwischen dem Druckkopf 11 und der Spindel 31 bei Bewegung des Druckkopfes 11. Genauer gesagt schwenkt die Kraftveränderung in der Bewegungsebene des Druckkopfes 11 vor und zurück. Wenn die Bewegungsebene des Druckkopfes 11 senkrecht steht, so ist die Kraft im oberen Bereich der Schnittfläche an einem Ende des Verfahrweges des Druckkopfes 11 größer als die Kraft im unteren Bereich. Am anderen Ende des Verfahrweges wird dieses Kraftverhältnis umgekehrt, d.h. die Kraft im oberen Bereich der Schnittfläche ist geringer als im unteren Bereich. Diese schwingende oder «wippende_" Krafteinwirkung veranlaßt die Gabel 33 und somit den Druckkopf 11 zu schwingen, falls die Erfindung hier nicht eingesetzt wird. Wie ebenfalls vorstehend ausgeführt wurde, ist die Spindelvibration auf die Einspeisung von Wechselstrom in die Spindelspule zurückzuführen, wodurch der Druckkopf 11 ins Schwingen gerät, falls die Erfindung nicht eingesetzt wird. Die vorliegende Erfindung soll sowohl die Schwingungen der Gabel 33 als auch die Auswirkungen der Schwingungen der Spindel 31 auf den Druckkopf 11 wesentlich reduzieren oder völlig ausschalten.The resonant vibration K2 of the fork 33 occurs because the force securing the fork 33 to the spindle 31 in the printhead movement plane 45 (FIG. 1) does not remain constant during the forward and backward movement of the printhead 11, ie, as described above, that the printhead 11 moves along a slightly curved travel path. In contrast to this, the spindle 31 moves along a straight travel path. As a result, the force at the connecting plane between the print head 11 and the spindle 31 changes when the print head 11 moves. More specifically, the change in force swings back and forth in the plane of movement of the print head 11. If the plane of movement of the print head 11 is vertical, the force in the upper region of the cut surface at one end of the travel path of the print head 11 is greater than the force in the lower region. At the other end of the travel path, this force ratio is reversed, ie the force in the upper area of the cutting surface is less than in the lower area. This oscillating or "rocking _" force causes the fork 33 and thus the printhead 11 to oscillate if the invention is not used here. As was also explained above, the spindle vibration is due to the feeding of alternating current into the spindle coil, whereby the printhead 11 If the invention is not used, the present invention is intended to substantially reduce or completely eliminate both the vibrations of the fork 33 and the effects of the vibrations of the spindle 31 on the print head 11.

Fig. 4 beschreibt die Schwingung, die in einer flachen Verbindungsebene zwischen einem geradlinigen Antriebsmechanismus, wie etwa dem Schwingspulen-Schrittmotor 23 und einem von Biegegliedern getragenen, angetriebenen Mechanismus, wie z. B. dem Druckkopf 11, auftritt. Da der lineare Antriebsmechanismus entlang einer linearen Achse eine Antriebskraft erzeugt und der von Biegegliedern getragene, angetriebene Mechanismus sich auf einer gekrümmten Achse bewegt, werden quer über die Verbindungsebene keine gleichwertigen Kräfte wirksam, außer im Mittelpunkt des Verfahrweges. Wie bereits beschrieben, ist an einem Ende des Verfahrweges des von Biegegliedern gehaltenen, linearen Mechanismus' die Kraft im oberen Bereich der Verbindungsebene größer als die Kraft im unteren Bereich. Am anderen Endpunkt des Verfahrweges des mit Biegegliedern gehaltenen angetriebenen Mechanismus' tritt die entgegengesetzte Wirkung auf, d.h. die Kraft im oberen Bereich der Verbindungsebene ist geringer als die Kraft im unteren Bereich der Verbindungsebene. Diese hin- und herschwingende Kraft-Austauschbewegung erzeugt eine Vibration in der Gabel-Resonanzfrequenz, wie es in der zweiten Darstellung von Fig. 4 gezeigt wird. Die die Spindelgestalt ändernde Vibration wird in der fünften Darstellung von Fig.4 verdeutlicht (Hochfrequenzschwingungsbewegungsabstand «d2» im Vergleich zum Niederfrequenzschwingungsbewegungsabstand «d1»). Daraus ist zu entnehmen, daß die von der Spindel 31 induzierte Vibration erheblich höhere Frequenzen aufweist als die Gabel-Schwingungsfrequenz. In einer praktischen Ausführung der Erfindung betrug die Gabelschwingungsfrequenz zwischen 220 Hz und 300 Hz, während die spindelinduzierten Vibrationen Werte von 1,8 kHz, 2,5 kHz und 3,3 kHz aufwiesen. Fig. 4 veranschaulicht auch, daß die Schwingungsgröße an der Gabel 33 bedeutend größer ist als die Größe der durch die Spindel induzierten Vibrationen. Folglich stellen die durch die Gabel 33 induzierten Schwingungen ein größeres Problem dar als die von der Spindel 31 ausgehenden. Tatsächlich ist die Schwingungsgröße der durch die Spindel 31 induzierten Vibrationen recht niedrig und kann in vielen Geräten, z. B. bei Druckern, vernachlässigt werden. Wie nachstehend ausgeführt ist, wird die Gabelschwingung durch die Ausführung einer Schwingungen dämpfenden Kupplung gemäß der Erfindung reduziert, wenn nicht sogar völlig ausgeschaltet. Dieser Erfolg wird durch die fast völlige Ausschaltung jeglichen körperlichen Kontaktes in der Verbindungsebene zwischen der Gabel 33 und der Spindel 31 erzielt. Andere gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte, Schwingungen dämpfende Kupplungen, verringern ebenfalls die Auswirkungen der Spindelvibrationen. Dieser Effekt wird durch den Einbau einer Dämpfungsplatte (61) in der Verbindungsebene erreicht.FIG. 4 describes the vibration that occurs in a flat connection plane between a rectilinear drive mechanism, such as the voice coil stepper motor 23, and a flex-driven drive mechanism, such as a drive mechanism. B. the print head 11 occurs. Since the linear drive mechanism generates a drive force along a linear axis and the driven mechanism, which is supported by bending members, moves on a curved axis, no equivalent forces act across the connection plane, except at the center of the travel path. As already described, at one end of the travel path of the linear mechanism held by bending members, the force in the upper region of the connection plane is greater than the force in the lower region. The opposite effect occurs at the other end point of the travel path of the driven mechanism held with bending members, i.e. the force in the upper area of the connection level is less than the force in the lower area of the connection level. This reciprocating force exchange movement creates a vibration in the fork resonance frequency, as shown in the second illustration of FIG. 4. The vibration that changes the shape of the spindle is illustrated in the fifth illustration in FIG. 4 (high-frequency oscillation movement distance “d2” in comparison to the low-frequency oscillation movement distance “d1”). It can be seen from this that the vibration induced by the spindle 31 has significantly higher frequencies than the fork oscillation frequency. In a practical embodiment of the invention, the fork vibration frequency was between 220 Hz and 300 Hz, while the spindle-induced vibrations had values of 1.8 kHz, 2.5 kHz and 3.3 kHz. Figure 4 also illustrates that the amount of vibration on the fork 33 is significantly larger than the amount of vibration induced by the spindle. As a result, the vibrations induced by the fork 33 pose a greater problem than those from the spindle 31. In fact, the vibration magnitude of the vibrations induced by the spindle 31 is quite low and can be found in many devices, e.g. B. neglected in printers. As stated below, fork vibration is reduced, if not completely eliminated, by performing a vibration damping clutch in accordance with the invention. This success is achieved by the almost complete elimination of any physical contact in the connection plane between the fork 33 and the spindle 31. Other vibration damping clutches made in accordance with the present invention also reduce the effects of spindle vibrations. This effect is achieved by installing a damping plate (61) in the connection level.

Fig. 5 illustriert eine Ausführung der gemäß der Erfindung konstruierten, Schwingungen dämpfenden Kupplung. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird ein Kupplungsring 41 an einem Ende der Spindel 31 des Linearmotors montiert. Aus Fig. 6 ist zu entnehmen, wie das vordere Ende der Gabel 33 geformt ist, um eine Anzahl zylindrischer Vorsprünge 43 zu bilden. Die zylindrischen Vorsprünge 43 weisen Öffnungen auf, die so angeordnet sind, ,daß sie zu den im Kupplungsring 41 enthaltenen Öffnungen entsprechend ausgerichtet sind. Schrauben 91 befestigen die Gabel 33 an der Spindel 31 und sind zu diesem Zweck durch die Öffnungen in den zylindrischen Vorsprüngen 43 und durch die Öffnungen im Kupplungsring 41 hindurchgeführt. Hierdurch bilden die Kuppen der zylindrischen Vorsprünge 43 die einzigen körperlichen Kontaktpunkte in der Verbindungsebene zwischen der Gabel 33 und der Spindel 31.5 illustrates an embodiment of the vibration damping clutch constructed in accordance with the invention. As shown in FIG. 5, a clutch ring 41 becomes one end of the spindle 31 of the linear motor. From Fig. 6 it can be seen how the front end of the fork 33 is shaped to form a number of cylindrical projections 43. The cylindrical projections 43 have openings which are arranged such that they are aligned with the openings contained in the coupling ring 41. Screws 91 fasten the fork 33 to the spindle 31 and for this purpose are passed through the openings in the cylindrical projections 43 and through the openings in the coupling ring 41. As a result, the tips of the cylindrical projections 43 form the only physical contact points in the connection plane between the fork 33 and the spindle 31.

Fig. beschreibt, wie die zylindrischen Vorsprünge 43 auf beiden Seiten der Bewegungsebene 45 liegen, in welcher der Druckkopf 11 bewegt wird. Bewegt sich der Druckkopf 11 in einer senkrechten Ebene, wie es Fig. 1 zeigt, so ist die Druckkopfbewegungsebene 45 senkrecht. Fig. 6 verdeutlicht auch, wie die Druckkopfbewegungsebene 45 von einer Mittenebene 47 durchquert wird. Die Mittenebene 47 ist im Fall einer senkrechten Druckkopfbewegungsebene 45 waagerecht. In jedem Fall liegt die von der Verbindung zwischen der Druckkopfbewegungsebene 45 und der Mittenebene 47 definierte Linie 48 entlang der Bewegungsachse 81 der Spindel 31.FIG. Describes how the cylindrical projections 43 lie on both sides of the movement plane 45 in which the print head 11 is moved. If the print head 11 moves in a vertical plane, as shown in FIG. 1, the print head movement plane 45 is vertical. Fig. 6 also shows how the print head movement plane 45 is traversed by a central plane 47. The center plane 47 is horizontal in the case of a vertical printhead movement plane 45. In any case, the line 48 defined by the connection between the print head movement plane 45 and the center plane 47 lies along the movement axis 81 of the spindle 31.

Fig. 6 beschreibtferner, daß die Anzahl zylindrischer Vorsprünge 43 vorzugsweise vier (4) ist und daß jeweils ein zylindrischer Vorsprung in jedem der vier Quadranten liegt, der durch die Druckkopfbewegungsebene 45 und die Mittenebene 47 gebildet wird. Außerdem liegen die zylindrischen Vorsprünge 43 entlang den Diagonalen 49, die die Quadranten halbieren. Zusätzlich liegen die zylindrischen Vorsprünge in gleichen Abständen von der Linie 48, die durch die Verbindung zwischen der Druckkopfbewegungsebene 45 und der Mittenebene 47 gebildet wird.Figure 6 further describes that the number of cylindrical protrusions 43 is preferably four (4) and that there is one cylindrical protrusion in each of the four quadrants formed by the printhead movement plane 45 and the center plane 47. In addition, the cylindrical projections 43 lie along the diagonals 49, which halve the quadrants. In addition, the cylindrical protrusions are equidistant from the line 48 formed by the connection between the printhead movement plane 45 and the center plane 47.

Es sei darauf verwiesen, daß die Fig. 5 und 6 eine minimale Anzahl zylindrischer Vorsprünge und deren bevorzugte Lage zeigen. Es können zwar mehr zylindrische Vorsprünge und Verbindungspunkte verwendet werden, wobei aber jeder Vorsprung und jeder Verbindungsbolzen das Gewicht des zu schwingenden Mechanismus' erhöht, wodurch dann mehr Energie zum Antrieb des Schwingspulen-Schrittmotors 23 benötigt wird. Falls mehr als vier zylindrische Vorsprünge benötigt oder gewünscht werden, sei es zur Verstärkung oder aus anderen Gründen, so liegen die bevorzugten Positionen für das nächste Paar auf den der Druckkopfbewegungsebene 45 entgegengesetzten Seiten entlang der Mittenebene 47. Die einzige Einschränkung hinsichtlich der Anordnung der zylindrischen Vorsprünge liegt darin, daß sie nicht auf oder unmittelbar neben der Druckkopfbewegungsebene 45 liegen dürfen. Diese Einschränkung muß beachtet werden, damit Luft zwischen dem Kupplungsring 41 und der Gabel 33 in der Druckkopfbewegungsebene 45 und auf deren beiden Seiten verbleibt. Da in diesem Bereich Luft vorhanden ist, wird ein Kontakt zwischen dem oberen und unteren Rand des Kupplungsringes 41 und der Gabel 33 vermieden. Dies hat zur Folge, daß die Schwingungsgröße der durch die zuvor beschriebene Schwingkraft erzeugten Vibrationen, welche in der Bewegungs- ebene auftreten, erheblich reduziert oder ganz ausgeschaltet werden. Da die Gabelschwingung reduziert bzw. ausgeschaltet wird, wird die damit verbundene Druckkopfschwingung ebenfalls reduziert bzw. ausgeschaltet.It should be noted that Figs. 5 and 6 show a minimum number of cylindrical protrusions and their preferred location. Although more cylindrical projections and connection points can be used, each projection and connection bolt increases the weight of the mechanism to be oscillated, which then requires more energy to drive the voice coil stepper motor 23. If more than four cylindrical protrusions are needed or desired, whether for reinforcement or for other reasons, the preferred positions for the next pair are on the opposite sides of the printhead movement plane 45 along the center plane 47. The only limitation is the arrangement of the cylindrical protrusions lies in the fact that they must not lie on or immediately next to the printhead movement plane 45. This restriction must be observed so that air remains between the coupling ring 41 and the fork 33 in the printhead movement plane 45 and on both sides thereof. Since there is air in this area, contact between the upper and lower edges of the coupling ring 41 and the fork 33 is avoided. The consequence of this is that the vibration magnitude of the vibrations generated by the previously described vibration force, which occur in the plane of motion, are considerably reduced or completely eliminated. Since the fork vibration is reduced or switched off, the associated printhead vibration is also reduced or switched off.

Die Figuren 7 und 8 beschreiben eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung, wobei ein Paar bogenförmig gekrümmter Vorsprünge 51 auf der Oberfläche der Gabel 33 gegenüber der Spule 31 verwendet wird. Wie in Fig. 8 gezeigt, liegen die bogenförmig gekrümmten Vorsprünge 51 auf der der Druckkopfbewegungsebene 45, in welcher sich der Druckkopf 11 bewegt, entgegengesetzten Seite. Außerdem haben die bogenförmig gekrümmten Vorsprünge einen Krümmungsradius, dessen Zentrum auf der Linie 48 zwischen der Druckkopfbewegungsebene 45 und der Mittenebene 47 liegt. Die Länge des Krümmungsradius' ist identisch mit der Krümmung des Kupplungsringes 41. Dadurch können die Kuppen der Vorsprünge 43 der angrenzenden Ringoberfläche entsprechend angelagert werden. Hierdurch wird ein körperlicher Kontakt zwischen dem Kupplungsring 41 und der Gabel 43 entlang und in Angrenzung an die Druckkopfbewegungsebene 45 vermieden. Auf diese Weise werden Schwingungen, die von den Schwingkräften erzeugt werden, die entlang der Druckkopfbewegungsebene 45 des Druckkopfes auftreten, wenn die Spindel 31 den Druckkopf 11 vor- und zurückbewegt, nicht auf den Druckkopf 11 übertragen.FIGS. 7 and 8 describe a further possible embodiment of the invention, a pair of curved projections 51 being used on the surface of the fork 33 opposite the coil 31. As shown in Fig. 8, the arcuately curved projections 51 are on the opposite side to the printhead movement plane 45 in which the printhead 11 moves. In addition, the arcuately curved projections have a radius of curvature, the center of which lies on line 48 between the printhead movement plane 45 and the center plane 47. The length of the radius of curvature is identical to the curvature of the coupling ring 41. As a result, the tips of the projections 43 can be attached to the adjacent ring surface accordingly. This avoids physical contact between the coupling ring 41 and the fork 43 along and adjacent to the printhead movement plane 45. In this way, vibrations generated by the vibratory forces that occur along the printhead movement plane 45 of the printhead when the spindle 31 moves the printhead 11 back and forth are not transmitted to the printhead 11.

Ähnlich wie die Ausführung der Erfindung, wie sie in den Fig. 5 und 6 gezeigt wird, beinhaltet die Ausführung der Erfindung gemäß den Fig. 7 und 8 vier Befestigungslöcher 53, die entlang den Diagonalen 49, welche die Druckkopfbewegungsebene 45 des Druckkopfes 11 schneiden und zur Mittenebene 47 symmetrisch angeordnet sind. Somit entspricht der Winkel zwischen der Druckkopfbewegungsebene 45 des Druckkopfes 11 bzw. der Mittenebene 47 mit der Diagonalen 45°. Die Befestigungsöffnungen verlaufen durch die bogenförmig gekrümmten Vorsprünge 51, nahe deren Enden. Es werden vorzugsweise vier Schraubenbefestigungsöffnungen in den eben beschriebenen und dargestellten Positionen angeordnet, jedoch können zusätzliche Befestigungsöffnungen in den Vorsprüngen 51 vorgesehen werden, falls dies gewünscht wird.Similar to the embodiment of the invention as shown in FIGS. 5 and 6, the embodiment of the invention according to FIGS. 7 and 8 includes four mounting holes 53 which run along the diagonals 49 which intersect the printhead movement plane 45 of the printhead 11 and are arranged symmetrically to the center plane 47. Thus, the angle between the print head movement plane 45 of the print head 11 or the center plane 47 corresponds to the diagonal 45 °. The mounting holes pass through the arcuate projections 51 near their ends. Four screw mounting holes are preferably arranged in the positions just described and illustrated, but additional mounting holes may be provided in the protrusions 51 if desired.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, richten sich die Ausführungen der in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Erfindung auf die Verringerung oder Ausschaltung der Auswirkungen von Schwingungen, die durch die Spindel 31 verursacht werden, welche einem geradlinigen Verfahrweg folgt, wobei der Druckkopf 11 einen bogenförmig gekrümmten Verfahrweg hat, und wobei dieser Unterschied eine Schwingkraftwirkung an der Verbindungsebene zwischen der Gabel 33 und der Spindel 31 hervorruft. Die Verringerung der Schwingungen wird durch Herstellung eines offenen Raumes erzielt, so daß entlang der Druckkopfbewegungsebene 45 des Druckkopfes 11 und auf deren beiden Seiten kein Kontakt zustandekommt. Zwar kann noch ein Teil der durch die Spindelverzerrung entstehenden Schwingungen reduziert werden, normalerweise sind die in den Fig. 5 bis einschließlich 8 gezeigten Kupplungsmechanismen aber nicht dahingehend ausgelegt, diese Schwingungen wesentlich zu reduzieren. Vielmehr werden gemäß der Erfindung die Ausführungen wie sie in den Fig. 5 bis einschließlich 8 gezeigt werden, zur Erzielung dieses Ergebnisses abgewandelt, d.h. daß sie die Schwingungsgröße der durch die Spindelverzerrung erzeugten Vibration erheblich verkleinern. Die Modifikationen sind in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Besonders die Fig. 9 stellt eine abgewandelte Version der Ausführung der Erfindung dar, wie sie in den Fig. 5 und 6 abgebildet ist und welche die Schwingungsgröße der durch die Spindelverzerrung erzeugten Vibrationen völlig beseitigen oder reduzieren sollen. In Fig. 10 wird ebenfalls eine abgewandelte Version der Ausführung der in den Fig. und 8 gezeigten Erfindung dargestellt, wobei die durch Spindelverzerrung erzeugten Vibrationen in ihrer Größe reduziert oder völlig ausgeschaltet werden sollen.As can be seen from the foregoing description, the embodiments of the invention illustrated in Figures 5 through 8 are directed to reducing or eliminating the effects of vibrations caused by the spindle 31 following a straight line travel, with the printhead 11 has an arcuately curved travel path, and this difference causes an oscillating force effect at the connecting plane between the fork 33 and the spindle 31. The rings tion of the vibrations is achieved by producing an open space, so that no contact is made along the printhead movement plane 45 of the printhead 11 and on its two sides. Although part of the vibrations caused by the spindle distortion can still be reduced, the clutch mechanisms shown in FIGS. 5 through 8 are normally not designed to significantly reduce these vibrations. Rather, according to the invention, the designs as shown in FIGS. 5 to 8 inclusive are modified to achieve this result, that is to say that they significantly reduce the vibration magnitude of the vibration generated by the spindle distortion. The modifications are shown in Figs. 9 and 10. FIG. 9 in particular represents a modified version of the embodiment of the invention as shown in FIGS. 5 and 6 and which are intended to completely eliminate or reduce the vibration magnitude of the vibrations generated by the spindle distortion. FIG. 10 also shows a modified version of the embodiment of the invention shown in FIGS. 8 and 8, wherein the vibrations generated by spindle distortion are to be reduced in size or completely eliminated.

Wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt, wird die durch Spindelverzerrung hervorgerufene Schwingung des Druckkopfes 11 gemäß der Erfindung durch Anbringung einer Dämpfungsplatte 61 zwischen den Enden der zylindrischen bzw. bogenförmig gekrümmten Vorsprünge ausgeschaltet oder doch wesentlich reduziert, welche in der vorderen Oberfläche der Gabel 33 gebildet wurden, wobei der Kupplungsring 41 am Ende der Spindel 31 montiert ist. Die Dämpfungsplatte 61 ist vorzugsweise aus einer Schicht zähelastischen Materials herzustellen, die zwischen einem Paar starrer, dünner Platten eingeschlossen ist. Die starren, dünnen Platten bestehen aus Aluminium, Stahl oder einem anderen geeigneten starren Material. Die zur Verwendung bei der Ausführung der Erfindung geeigneten Dämpfungsplatten 61 können aus handelsüblichen, schallgedämpften «Metall-Kunststoff-Metall>, beschichteten Platten hergestellt werden. Eine solche Platte, die aus einer zähelastischen, wärmedämmenden Kunststoff-Zwischenschicht zwischen galvanisiertem, kaltgewalztem Stahl besteht, wird unter der Produktbezeichnung ANTIPHON MPM HT 50 vertrieben.As shown in Figs. 9 and 10, the spindle distortion-induced vibration of the printhead 11 according to the invention is eliminated or substantially reduced by attaching a damping plate 61 between the ends of the cylindrical or arcuate projections which are in the front surface of the fork 33 were formed, the coupling ring 41 being mounted at the end of the spindle 31. The damping plate 61 is preferably made from a layer of tough elastic material sandwiched between a pair of rigid, thin plates. The rigid, thin plates are made of aluminum, steel or another suitable rigid material. The damping plates 61 suitable for use in carrying out the invention can be produced from commercially available, sound-damped “metal-plastic-metal>, coated plates. Such a plate, which consists of a tough-elastic, heat-insulating plastic intermediate layer between galvanized, cold-rolled steel, is sold under the product name ANTIPHON MPM HT 50.

Fig. 11 zeigt eine praktische Ausführungsform einer Kupplung, die gemäß der Erfindung zur Befestigung einer Spindel 31 an einem Druckkopf 11 über die Gabel 33 hergestellt ist. Wie bereits gesagt, wird die Kupplung durch die Gestaltung der Schnittstelle zwischen der Gabel 33 und der Spindel 31 gebildet.FIG. 11 shows a practical embodiment of a coupling which is manufactured according to the invention for fastening a spindle 31 to a print head 11 via the fork 33. As already mentioned, the coupling is formed by the design of the interface between the fork 33 and the spindle 31.

Ähnlich wie in den als Beispiele angeführten Ausführungsformen der Erfindung, wird ein Kupplungsring 41 auf dem vorderen Ende der in Fig. 11 abgebildeten Spindel 31 montiert. Der Mittelpunkt der Oberfläche der Gabel 33 gegenüber der Spindel 31 weist eine zylindrische Vertiefung 71 auf. Am Ende der zylindrischen Vertiefung 71 sitzt eine Anzahl Luftlöcher 73. Der Druckkopfbewegungsebene 45 des Druckkopfes 11 gegenüberliegend befinden sich Vorsprünge 75. Die Vorsprünge 75 begrenzen teilweise die in der Mitte befindliche Vertiefung 71 und sind daher leicht bogenförmig gekrümmt. Die Enden der Vorsprünge 75 haben nach außen reichende Arme 77. An den Endteilen der sich nach außen erstreckenden Arme 77 sind Befestigungsöffnungen 79 ausgeformt. Die Arme 77 sind so angeordnet, daß die Befestigungsöffnungen 79 entlang den Diagonalen 49 liegen, welche die durch die Druckkopfbewegungsebene 45 des Druckkopfes beschriebenen Quadranten und die bereits im Zusammenhang mit den Fig. 6 und 8 beschriebene Mittenebene 47 halbieren. Der Bereich 83, der zwischen den gegenüberliegenden Armen 77 liegt, die an einem Ende der Vorsprünge 75 angeordnet sind, ist hinterschnitten, wie auch der Bereich 85, der zwischen den gegenüberliegenden Armen 77 liegt, die sich auf den anderen Endteilen der Vorsprünge 75 befinden.Similar to the exemplary embodiments of the invention, a coupling ring 41 is mounted on the front end of the spindle 31 shown in FIG. 11. The center of the surface of the fork 33 opposite the spindle 31 has a cylindrical recess 71. At the end of the cylindrical recess 71 there are a number of air holes 73. The projections 75 are located opposite the plane of movement 45 of the print head 11. The projections 75 partially delimit the recess 71 in the middle and are therefore slightly curved. The ends of the projections 75 have outwardly extending arms 77. Fastening openings 79 are formed on the end parts of the outwardly extending arms 77. The arms 77 are arranged such that the fastening openings 79 lie along the diagonals 49, which halve the quadrants described by the print head movement plane 45 of the print head and the center plane 47 already described in connection with FIGS. 6 and 8. The area 83 which lies between the opposite arms 77 which are arranged at one end of the projections 75 is undercut, as does the area 85 which lies between the opposite arms 77 which are located on the other end parts of the projections 75.

Zwischen der Gabel 33 und dem Kupplungsring 41 sitzt die bereits beschriebene Dämpfungsplatte 61. Die Dämpfungsplatte 61 weist eine Anzahl im Umkreis angeordneter Öffnungen 87 auf, die so ausgerichtet sind, daß sie sich mit den Öffnungen 79 in den Endteilen der Arme 77 abstimmen lassen. Diese Öffnungen wiederum können zu den Öffnungen 79 im Kupplungsring 41, der auf dem Ende der Spindel 31 befestigt ist, ausgerichtet werden. Die Gabel 33 liegt somit mit ihrer Achse konzentrisch zur Achse 81. Schrauben 91 sind für die Verbindung der Gabel 33 mit der Spindel 31 durch die Löcher 79, 87 und 89 vorgesehen. Schließlich sind Öffnungen 93 im Mittelbereich der Dämpfungsplatte 61 eingelassen, um einen Luftzustrom in das Innere der Spindel 31 zu ermöglichen, damit eine Überhitzung des Schwingspulen-Schrittmotors 23 vermieden wird. Auf der der Spindel 31 abgewandten Seite der Gabel 33 befindet sich ein angefräster Flansch 95, der Öffnungen zur Verbindung der Gabel 33 mit dem Druckkopf 11 aufweist.Between the fork 33 and the coupling ring 41 sits the damping plate 61 already described. The damping plate 61 has a number of openings 87 arranged in the periphery, which are aligned such that they can be coordinated with the openings 79 in the end parts of the arms 77. These openings in turn can be aligned with the openings 79 in the coupling ring 41, which is attached to the end of the spindle 31. The fork 33 is thus concentric with its axis to the axis 81. Screws 91 are provided for connecting the fork 33 to the spindle 31 through the holes 79, 87 and 89. Finally, openings 93 are let in in the middle region of the damping plate 61 in order to allow air to flow into the interior of the spindle 31, so that overheating of the voice coil stepping motor 23 is avoided. On the side of the fork 33 facing away from the spindle 31 there is a milled flange 95 which has openings for connecting the fork 33 to the print head 11.

Wie der vorstehenden Beschreibung leicht zu entnehmen ist, wird durch die Erfindung eine Kupplung zur Verbindung eines Linearmotors mit einem Wagen zur Verfügung gestellt, der in solchen Geräten wie Zeilendruckern Verwendung findet, wobei der Wagen sich entlang einer bogenförmig gekrümmten Achse bewegt, so daß hierbei hin- und herschwingende Kräfte an der Schnittfläche zwischen dem Wagen und dem Linearmotor auftreten. Die Kupplung wird durch Gestaltung der geschnittenen Fläche hergestellt, so daß die Schwingkräfte keine oder nur geringe Vibrationen erzeugen können. Zwar wird die geschnittene Fläche vorzugsweise in Form einer Gabel gestaltet, die zur Befestigung des Linearmotors am Wagen verwendet wird, die geschnittene Fläche könnte jedoch auch in den Wagen als solches gestaltet werden, oder als Befestigungsende des beweglichen Elementes (d.h. mit der Spindel 31) des Linearmotors ausgeführt werden, wenn dies gewünscht wird. Ungeachtet der Anordnungsposition muß die Schnittflächengestaltung so ausgeführt werden, daß kein körperlicher Kontakt entlang der Schwingbewegungsebene und auf deren beiden Seiten zustande kommen kann. Dann erzeugen die Schwingkräfte wenig oder überhaupt keine Vibration. Wie vorstehend festgestellt, sind vorzugsweise vier, auf der der Schwingbewegungsebene jeweils entgegengesetzten Seite liegende Befestigungspunkte zu verwenden, auch wenn zusätzliche Befestigungspunkte, die ebenfalls auf der der Schwingbewegungsebene entgegengesetzten Seite liegen, gegebenenfalls vorgesehen werden können. Hochfrequenzschwingungen, wie sie aus der Spindelverformung entstehen, die bei Spannungseinspeisung des Schwingspulen-Schrittmotors 23 auftritt, werden durch die Anbringung einer Dämpfungsplatte 61 (die vorzugsweise aus einer Schicht zähelastischen Materials gebildet wird, welche zwischen zwei starren Schichten eingeschlossen ist) wesentlich verringert, wobei die Dämpfungsplatte 61 zwischen dem beweglichen Element des Schrittmotors und dem Wagen angebracht wird.As can easily be seen from the above description, the invention provides a coupling for connecting a linear motor to a carriage, which is used in devices such as line printers, the carriage moving along an arcuately curved axis, so that here - and vibrating forces occur at the interface between the carriage and the linear motor. The coupling is made by designing the cut surface so that the vibrating forces can generate little or no vibrations. Although the cut surface is preferably designed in the form of a fork, which is used for fastening the linear motor to the carriage, the cut surface could also be designed as such in the carriage, or as the fastening end of the movable element (ie with the spindle 31) of the Linear motor can be run if desired. Regardless of the arrangement posi tion, the cut surface design must be carried out so that no physical contact along the plane of oscillation and on both sides can come about. Then the vibrating forces generate little or no vibration. As stated above, it is preferable to use four fastening points on the side opposite the plane of oscillation movement, even if additional fastening points which are also on the side opposite the plane of oscillation movement can optionally be provided. High frequency vibrations, such as arise from the spindle deformation that occurs when the voice coil stepper motor 23 is supplied with voltage, are substantially reduced by the attachment of a damping plate 61 (which is preferably formed from a layer of viscoplastic material which is sandwiched between two rigid layers) Damping plate 61 is mounted between the movable element of the stepper motor and the carriage.

Claims

1. Vibration-damping coupling, in particular for matrix printers, with a carriage or a print head (11) which is movably mounted on parallel bending members (13, 15) and can be moved to and fro in a plane of movement (45) by means of a linear drive mechanism, the bending members (13, 15) defining the plane of movement (45), characterised in that the carriage or the printing head (11) is connected in each case to the linear drive mechanism only outside a section straight line which is formed by intersection of the plane of movement (45) by the plane perpendicular to the plane of movement (45) and formed by the end face of the spindle (31) of the linear drive mechanism, by means of projections (43; 51) provided in pairs on this end face of the spindle (31).

2. Vibration-damping coupling according to Claim 1, characterised in that the linear drive mechanism consists of an oscillating coil stepping motor (23).

3. Vibration-damping coupling according to Claims 1 and 2, characterised in that the linear drive mechanism is also mounted on parallel bending members (27 and 29) in the plane of movement (45).

4. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 3, characterised in that the connecting means for the carriage or the print head (11) and the linear drive mechanism consists of a fork (33), the fork (33) resting with the projections (43; 51) on the spindle (31) of the linear drive mechanism.

5. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 4, characterised in that the projections (43) are cylindrical in shape and have holes (79) for screws (91).

6. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 5, characterised in that the projections (43) are fixed on one end of the fork (33).

7. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 6, characterised in that a damping plate (61) is provided between the projections (43; 51) and the linear drive mechanism.

8. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 7, characterised in that the damping plate (61) is formed from rigid and flexible layers.

9. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 4 and 6 to 8, characterised in that the projections consist of arc-shaped projections (51) in each case.

10. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 9, characterised in that the spindle (31) of the linear drive mechanism is hollow.

11. Vibration-damping coupling according to Claims 1 to 10, characterised in that the projections (43; 51) are at the maximum distance from the plane of movement (45) and/or from one another.