Brevet FR2247350A1 — publié le 19750509

L'invention est relative- à un dispositif pour imprimer mécaniquement des caractères composés de points disposés selon une grille, dans lequel un mécanisme électrodynamique d'entrainement déplace un élément imprimeur pour l'amener au contact du support d'impression. Le dispositif d'impression par points con yient particulièrement pour imprimer les données de sortie dlins- tallations de traitement de données, notamment travaillant à grandes vitesses. On connaît de nombreux dispositifs d'impression par points dans lesquels, pour l'impression d'un caractère, des éléments imprimeurs agissant par pression sont projetés contre le support d'impression, en utilisant de préférence des systèmes électromagnétiques à noyaux plongeurs ou à armatures basculantes. On connaît aussi des dispositifs d'impression qui contiennent des éléments imprimeurs pour l'ensemble de la matrice de caractères et qui forment les caractères selon un procédé d'impression complet (demande de brevet allemand mise à l'examen public en Allemagne Fédérale sous le nQ 1.019.694). L'inconvénient de ces dispositifs est la masse importante de la tête d'impression ainsi que les inconvénients inhérents à l'étalement angulaire des éléments imprimeurs, l'angle d'étalement diminuant avec la longueur des éléments imprimeurs. La sûreté de fonctionnement du dispositif d'impression diminue d'autre part avec la longueur des moyens de transmission d'énergie. On connaît également des dispositifs d'impression travaillant par colonnes ou par lignes (brevets français n" 1.405.348 et 2.101.427). Leur avantage est bien le nombre relativement petit d'éléments imprimeurs, etpar conséquent la masse relativement faible de la tête d'impression, mais leur inconvénient est la nécessité de travailler à une fréquence d'impression relativement grande et les dimensions géométriques obligatoirement relativement grandes des systèmes d'entraînement qui ont pour conséquence un étalement angulaire relativement grand et unedisposition à emboîtement relativement compliquée, qui rendent inévitables des difficultés de fabrication.Afin d'éviter un étalement angulaire exagéré des éléments imprimeurs et les difficuItés de flexion et de frottement qui en découlent, on a proposé des dispositifs d'impression dont les systèmes d'entraine- ment sont disposés selon un empilement dans plusieurs plans, dans lesquels les éléments imprimeurs sont guidés à l'intérieur óu à l'extérieur des systèmes d'entraînement (demande de brevet allemand mise à ltexamen-public en Allemagne Fédérale sous le n" 1.254.388, brevet américain n" 3.217.640) . Leur avantage est bien le faible étalement angulaire des éléments imprimeurs qui sont guidés presque parallèlement. Mais leur inconvénient est la hauteur considérable de la tête d'impression qui entraîne des difficultés,notamment dans le cas où les têtes d'impression sont montées sur un chariot imprimeur. On connaît d'autre part des systèmes d'entraînement, disposés selon un cercle dans un plan, dans lesquels les éléments imprimeurs sont guidés radialement en direction du centre du cercle. Leur réalisation à l'aide d'électroaimanisà noyaux plongeurs entraîne forcément l'inconvénient d'utiliser des éléments imprimeurs coudés (brevet anglais n" 1.267.481). Leur réalisation à l'aide d'électro-aimants à armatures basculantes exige une hauteur et un étalement angulaire relativement grands des élements imprimeurs (brevet français n" 2.094.311).L'inconvénient, dans le cas des systèmes d'entraînement électromagnétiques, est que, du fait de l'utilisation d'un matériau ferromagnétique pour constituer les armatures, il faut accélérer des masses relativement élevées et que les forces de traction des électro-aimants ne croissent progressivement qu'en diminuant la largeur des entrefers correspondants. L'accélération de la masse des armatures est donc relativement faible dans la phase de départ, la vitesse finale et, par conséquent, l'énergie d'impression dépendant essentiellement du temps pendant lequel, et de l'espace sur lequel, s'exerce l'accélération, les tolérances de fabrication du dispositif d'impression entraînant une diminution de la qualité d'impression. On ne peut accroître le débit d'impression qu'au prix d'une complication et d'une augmentation du coût de construction inacceptables.L'inconvénient des têtes d'impression à entraînement électromagnétique est que les dimensions relativement grandes des électro-aimants et la longueur obligatoi- rement grande des éléments imprimeurs s'opposent à toute réduction du volume et de la masse. On connaît également un dispositif d'impression à entraînement électrodynamique. Dans un champ magnétique permanent sont disposées des bobines qui, lorsqu'elles sont parcourues par un courant, entraînent des marteaux imprimeurs (demande de brevet allemand publiée avant examen en Allemagne Fédérale sous le nO 2.030.310) Leur inconvénient est la mise en oeuvre du guidage des bobines mobiles du dispositif d'impression par points, car la forme et la position d'un caractère à imprimer sont fonction moins de l'emplacement de frappe du marteau imprimeur que de la forme du porte-caractère. Dans l'impression selon une grille au contraire, l'impression d'un caractère est obtenue, comme on le sait, par la frappe simultanée de plusieurs éléments imprimeurs.D'autre part, le rendement d'utilisation du champ magnétique et de la bobine plate mobile dans ce champ sont faibles. Un autre in convénient est constitué par les difficultés techniques de fabrication du système produisant le champ magnétique permanent. L'invention a donc pour but d'éliminer les inconvénients des systèmes précités. Pour cela elle vise à réaliser un système d'entrainement électrodynamique de dispositif dtimpression par points qui, pour de faibles dimensions et de faibles masses déplacées, présente un rendement magnétique avantageux et unOtale- ment angulaire et une longueur minimaux des éléments imprimeurs. - Ce problème est résolu, conformément à l'invention, en ce que, dans un champ magnétique situé entre deux aimants permanents bipolaires, sont disposées alternativement n bobines plates mobiles et n-i tôles intermédiaires fixes, avec des divergences -telles que les surfaces polaires des aimants permanents soient disposées en face des surfaces des bobines plates extérieures,de telle manière que les flux magnétiques engendrésentredeux pôles de chacune des deux paires de pôles soient de signes opposés, que leurs lignes de champ magnétique traversent respectivement une moitié de la bobine, normalement à la surface de celleci, et se ferment par l'entrefer actif en étant canalisées par les tôles intermédiaires, et qu'à chacune des bobines plates soit associé un châssis positionneur comportant des moyens de guidage rectiligne, des moyens de réglage et des moyens amortisseurs de rebondissement. Selon un mode de réalisation particulier de la solution conforme à l'invention, aux tôles intermédiaires est associé un bloc de guidage commun muni de canaux, les moyens de guidage rectiligne des bobines plates sont constitués par des ressorts de guidage incurvés en forme de S dont deux ressorts de guidage opposés servent au passage du courant. En outre les moyens de réglage des bobines-plates sont constitués par des vis de butée et les moyens amortisseurs de rebondissement des bobines plates par des ressorts à lame à garniture élastique. Selon un perfectionnement de l'invention, les tôles intermédiaires réalisées sous la forme de coins sont munies de passages et sont fabriquées en un matériau à magnétisme rémanent ou en un matériau magnétique doux. D'autre part, une tôle postérieure de guidage est associée à la face concave du bloc de guidage. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certains de ses modes de réalisation pas à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure i représente, en coupe, le principe du dispositif d'impression par points conforme à l'invention - la figure 2 représente une bobine plate avec son châssis récepteur - la figure 3 représente le châssis récepteur complet - la figure 4 montre comment les champs magnétiques sont associés à la bobine plate - la figure 5 représente le bloc de guidage avec les tôles intermédiaires ;; - la figure 6 montre l'agencement du système magnétique - la figure 7 montre schématiquement les flux de fuite dans l'entrefer garni de tôles intermédiaires, et - la figure 8 montre schématiquement les flux de fuite dans l'entrefer dépourvu de tôles intermédiaires La coupe du dispositif d'impression par points de la figure 1, étant destinée uniquement à illustrer les caractéristiques principales de l'invention, n'a pas été représentée à lté- telle. L'étalement des éléments imprimeurs i est en réalité beaucoup plus faible. Pour donner une idée de ses dimensions réelles, on peut dire que les entrefers 26 peuvent avoir une épaisseur d'un millimètre et que la longueur nécessaire des éléments imprimeurs 1 est alors de quelques millimètres.On voit donc que le dispositif d'impression par points peut être construit sous des dimensions nettement plus petites qu'un dispositif d'impression par points comparable à système électromagnétique d'entraînement. Le principe du dispositif conforme à l'in- vention est visible sur les figures 1 et 6. Entre deux aimants permanents bipolaires 15, 16, dont les pôles opposés sont deux à deux de noms contraires N,S sont disposées des bobines plates mobiles 5, entre deux quelconques desquelles sont disposées des tôles intermédiaires- 17. Pour simplifier la figure, on n'a représenté que cinq bobines plates 5, mais on peut sans aucune difficulté réaliser un mécanisme d'impression par colonnes à onze éléments imprimeurs 1.Les bobines plates 5 sont montées dans les entrefers 26 entre les tôles intermédiaires 17, de telle manière qu'elles ne puissent qu'effectuer un mouvement rectiligne en direction du support d'impression 21. Chaque bobine plate 5 est liée à un châssis récepteur 10, auquel est fixé l'é- lément imprimeur 1 (fig. 2). Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les châssis récepteurs 10 peuvent être réalisés aussi d'une seule pièce avec les éléments imprimeurs 1 correspondants. Le- châssis récepteur 10 est disposé dans un châssis positionneur 19 entre quatre ressorts de guidage 6 à 9. On voit sur la figure 2 que les ressorts de guidage 6,7 sont fixés sur le châssis récepteur 10 et les ressorts de guidage 8, 9 au contraire sont fixés sur la bobine plate 5 pour servir au passage du courant. Les tôles intermédiaires 17 sont liées au bloc de guidage 2 qui présente des canaux 24 destinés à recevoir les éléments imprimeurs 1. Sur la face concave du bloc de guidage 2 est disposée une tôle postérieure de guidage 3 des éléments imprimeurs 1.Les eléments imprimeurs convergents 1 sont guidés en outre par une tôle antérieure de guidage 4, qui est disposée à la sortie de la tête d'impression. Les éléments imprimeurs 1, lorsqu'ils sont actionnés, frappent le ruban encreur 22 et le support d'impression 21 et le poussent contre le rouleau d'impression 20, pour imprimer ainsi le caractère désiré selon un procédé d'impression par colonnes. Pour régler l'ensemble d'impression constitué par la bobine plate 5, le châssis récepteur 10 et l'élément imprimeur I, une vis de butée 13 est disposée dans le châssis positionneur 19. Pour amortir le rebondissement de l'ensemble d'impression est prévu, en outre, un ressort à lame 25 muni d'une garniture élastique 14 (fig. 3).La bobine plate se compose d'un matériau flexible qui porte les spires d'enroulement de la bobine, dont le pliage et le collage peuvent être effectués selon un des procédés décrits dans la demande de brevet d'économie déposée sous le n" H 01 f/165.714 en République Démocratique Allemande. La bobine plate 5, comme on le voit sur la figure 2, est attachée au châssis récepteur 10 par collage et par repliement de pattes 11. Le châssis récepteur est réalisé en un matériau non magnétique, de grande résistance mécanique et de faible densité et est rigidement lié à I'élément imprimeur. La bobine plate 5 et l'élément imprimeur constituent ainsi un ensemble d'impression compact. Le châssis positionneur 19 fixe ]a position de l'ensemble d'impression dans le dispositif d'impression par points. Il est fixé dans un élément de bâti, qui n'a pas été représenté ici, de telle manière que la bobine plate 5 puisse se déplacer librement, sans contact, dans l'entrefer 26, et que l'élément imprimeur 1 glisse facilement dans la tôle postérieure de guidage 3 et dans la tôle antérieure de guidage (fig. 1 et 3). Le mode de fonctionnement du dispositif conforme a' l'invention est le suivant. Entre les pôles des aimants permanents 15 et 16 règne un champ magnétique permanent ; les tôles intermédiaires réduisent laréluctance de l'entrefer 27 compris entre les deux aimants permanents 15, 16 et canalisent les lignes de champ magnétique (figure 7). Les tôles intermédiaires 17 sont munies de passages 18 qui, conjointement avec les aimants permanents à deux pôles 15, 16 assurent une densité uniforme du flux dans tous les entrefers 26, car les champs magnétiques entre les pôles N,S des aimants permanents 15, 16 sont pratiquement dirigés exclusivement selon les normales aux bobines plates 5 (figures 6 et 7). La figure 4 montre la disposition du champ magnétique par rapport à une bobine plate 5. Du fait du parallélisme des conducteurs de la bobine plate 5, un courant i s'écoule dans un certain sens dans une moitié de la bobine plate 5 et en sens contraire dans l'autre moitié. Les bobines plates 5 peuvent etre connectées sélectivement, à travers les ressorts de guidage 8, 9 et les fils 23, à une source de courant par un dispositif de commande qui n'a pas été représenté ici. Les ressorts de guidage 8 et 9 sont reliés mécaniquement aux bobines plates 5 par coulée d'une matière durcissante 12, par exemple de résine (figure 2). Si une bobine plate 5 est parcourue par un courant i, dans le sens indiqué par des flèches sur la figure 4, la bobine plate 5, -d'une manière connue, est repoussée hors du champ magnétique fixe et par conséquent l'élément imprimeur 1 est lancé contre le support d'impression 21. Pour obtenir, sous l'action d'un champ magnétique perpendiculaire au conducteur parcouru par le courant, une fed'accéléra- tion F identique pour les deux moitiés de l'enroulement, à laquelle contribuent additivement les conducteurs des deux moitiés, le champ magnétique doit être subdivisé en deux moitiés, de directionscontraires,la première B1 agissant sur la moitié supérieure de la bobine et la seconde B2 sur la moitié inférieure (figures 5 et 6). Les figures 7 et 8 montrent l'action des tôles intermédiaires 17 sur les flux de fuite dans l'entre- fer 27. Les tôles intermédiaires 17 présentent une section en forme de coin, adaptée à l'obliquité relative des surfaces polaires des aimants-permanents 15, 16. Dans ces conditions, l'ensemble du système magnétique prend à peu près la forme d'un rognon (figure 6). Les tôles intermédiaires 17 elles-mêmes sont réalisées soit en un matériau magnétique permanent, soit en un matériau magnétique doux. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux des modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes REVENDICATIONS 1. Dispositif pour imprimer des caractères composés de points disposés selon une grille, dans lequel un mécanisme d'entraînement électrodynamique déplace un élément imprimeur pour l'amener au contact du support d'impression, dans lequel un certain nombre d'éléments imprimeurs sont fixés chacun à une bobine d'actionnement susceptible d'être excitée sélectivement, ces bobines étant realisées sous forme plate et disposées dans un champ magnétique permanent dans lequel elles peuvent se déplacer lequel dispositif est caractérisé en ce que, dans un champ magnétique situé entre deux aimants permanents bipolaires (15,16) sont disposées alternativement n bobines plates mobiles (5) et n-l tôles intermédiaires fixes (17) avec des divergences telles que les surfaces polaires des aimants permanents (15,16) soient disposées.en face des surfaces des bobines plates (5) extérieures, de telle manière que les flux magnétiques (B1,B2) engendrés entre deux pôles (N ;S) de chacune des deux paires de pôles salent de signes opposés , que leurs lignes de champ magnétique traversent respectivement une moitié de la bobine, nomna- lement à la surface de celle-ci, et se ferment par l'entrefer actif (26) en étant canalisées par les tôles intermédiaires (17) et qu'à chacune des bobines plates (5) soit associé un châssis positionneur (19) comportant des moyens de guidage rectiligne, des moyens de réglage et des moyens amortisseurs de rebondissement. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'aux tôles intermédiaires (17) est associé un bloc de guidage (2) commun, muni de canaux (24), 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens de guidage rectiligne des bobines plates (5) sont constitués par des ressorts de guidage (6 à 9). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de réglage des bobines plates (5) sont constitués par des vis de butée (13). 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens amortisseurs de rebondissement des bobines plates (5) sont constitués par des ressorts à lame (25) à garniture élastique (14). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tôles intermédiaires (17) sont munies de passages (18). 7. Disposit-if-seloa~la revendication 2, caractérisé en ce que la face concave -du- bloc de guidage (2) comporte une tôle postérieure de guidage (3). 8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les ressorts de guidage (6 à 9) sont réalisés sous la forme de S 9. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ee que des ressorts de guidage (8 et 9) servent au passage du courant. 10. Dispositif selon la revendication 1, 2 et 6, prises dans leur ensemble, caractérisé en ce què les tôles intermédiaires (17) ont une section en forme de coin. 11. Dispositif selon les revendications 1, 2, 6 et 10, prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que les tôles intermédiaires (17) sont réalisées en un matériau à magnétisme rémanent ou en un matériau magnétique doux. 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cadre récepteur (10) et l'élément imprimeur (1) sont fabriqués d'une seule pièce.