DE3135957C2 - - Google Patents
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
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- B41J2/27—Actuators for print wires
- B41J2/28—Actuators for print wires of spring charge type, i.e. with mechanical power under electro-magnetic control
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Description
Die Erfindung betrifft einen Druckkopf für Punktmatrix
drucker rotationssymmetrischer Bauart, insbesondere für seriell arbeitende Punktmatrix
drucker.
Als Ausgabevorrichtung für Datenverarbeitungsanlagen oder
dergleichen werden heute viele Arten von Punktmatrixdruckern
verwendet. Unter anderem haben seriell arbeitende Punkt
matrixdrucker, mit denen Schriftzeichen und Zeichen aller
Art mit hoher Geschwindigkeit gedruckt werden können, einen
breiten praktischen Anwendungsbereich erlangt. Ein seriell
arbeitender Punktmatrixdrucker weist einen Druckkopf mit drahtförmigen
Druckelementen
sowie einen Antriebs-
oder Betätigungsmechanismus für die Druckelemente auf. Mit dem
Punktmatrixdrucker können Schriftzeichen oder andere Zeichen
jeweils in Form mehrerer Punkte dadurch auf ein Stück Pa
pier gedruckt werden, daß die Druckelemente gegen ein dem
Papierstück gegenüberliegendes Farbband gedrückt werden,
während eine Bewegung in einer bestimmten Richtung relativ
zum Papier erfolgt. Obwohl die Druckelemente, üblicherweise
sieben oder neun, gegeneinander geneigt sind, nehmen bei
einem derartigen Druckkopf
die Betätigungsvorrichtungen für die Druckelemente zusammen
mit einem Permanentmagneten und den für ihren Bereich er
forderlichen Solenoiden einen beträchtlich großen Raum
verglichen mit dem für die Druckelemente erforderlichen Raum
ein. Daraus folgt, daß zur Erhöhung der Druckgeschwindig
keit eines derartigen Druckerkopfes entweder
der Antriebsmechanismus so kompakt und leicht wie
möglich gemacht oder die Stromversorgung dafür vergrößert
werden muß.
In der EP-A1-00 09 873 ist
ein Druckkopf für einen seriell arbeitenden Punktmatrix
drucker mit zylindrischem Sandwich-Aufbau beschrieben, der
zum Betrieb mit hoher Geschwindigkeit bei verringerter Größe
und Gewicht geeignet ist. Dieser Druckkopf besteht aus ver
schiedenen zusammengesetzten Teilen, wie einer Grundplatte,
einem ringförmigen Permanentmagneten, einer die Druckelemente tragenden
Scheibe und einer Jochscheibe, die aufeinandergelegt und mit
einer Bolzenverbindung miteinander befestigt sind, sowie
mehreren elektromagnetischen Treibern mit jeweils einem
stabförmigen Kern und einer darauf aufgebrachten Erreger
spule, die innerhalb des Ringmagneten in gleichmäßigem Ab
stand voneinander entlang des Umfangs angeordnet sind und
die jeweiligen Druckelemente betätigen. Ein derartiger Druck
kopf weist jedoch bestimmte Beschränkungen hinsichtlich der
Druckgeschwindigkeit sowie des niedrigen Stromverbrauches
auf und seine Produktivität kann kaum in gewünschtem Umfang
verbessert werden. Um einen der Druckelemente zum punktför
migen Drucken, die normalerweise aufgrund des Flusses des
Ringmagneten auf den jeweiligen Kernen festgehalten bzw.
gespannt sind, zu lösen, muß bei dem beschriebenen Druck
kopf der auf dem jeweiligen Kern aufgebrachten Erregerspule
ein hinreichend großer elektrischer Impuls zugeführt werden,
um einen zum Vernichten bzw. Kompensieren des Flusses des Per
manentmagneten ausreichenden neutralisierenden Fluß am
gleichen Ort zu erzeugen. Da zudem die elektromagnetischen
Treiber, die während des Druckens jeweils eine Wärmequelle
bilden, vom Ringmagneten umgeben sind, ist keine effektive
Wärmeableitung möglich und die Druckgeschwindigkeit dieses
Druckkopfes weist bestimmte Grenzen auf. Andererseits muß
die Ausbildung von Kühlrippen auf dem Permanentmagneten
wegen der ebenfalls sehr begrenzten Bearbeitbarkeit des
magnetischen Materials zu einer Verringerung der Produkti
vität bzw. einer Erhöhung der Herstellungskosten des Druck
kopfes führen. Weiterhin wird durch die Ausbildung mehrerer,
die Bolzen aufnehmender Öffnungen im Ringmagneten
sowie durch die segmentäre Magnetisierung des
Ringmagneten, mit der die stabförmigen Kerne und die Druck
elemente teilweise magnetisiert werden, um die erforderliche
Größe des neutralisierenden Feldes auf niedrigem Niveau bzw.
bei niedrigem Stromverbrauch zu erreichen, das Herstellungs
verfahren für einen derartigen Magneten erschwert und die
Produktivität des Druckkopfes verschlechtert. Darüber hinaus
neigt bei diesem Druckkopf-Aufbau der als Spannvorrichtung
verwendete Permanentmagnet, der
eine
äußere Gehäusewand des Druckkopfes ausbildet, dazu, alle in
seiner Umgebung befindlichen magnetischen Stoffe anzuziehen,
wodurch die Gefahr einer Beeinträchtigung des Druckvorgan
ges durch diese magnetischen Stoffe entsteht.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Druck
kopf für Punkt
matrixdrucker bereitzustellen, bei dem der Druckvorgang
mit hoher Geschwindigkeit und niedrigem Stromverbrauch ab
läuft, und der einfach und kompakt herstellbar ist, wobei aufgrund der Bauweise
die von den Erregerspulen während des Druckvor
gangs erzeugte Wärme leicht ableitbar sein soll.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Druckkopf weist
einen magnetischen Haupt- und einen Nebenkreis zur
Betätigung der Druckelemente auf. In einem topfförmigen
als Gehäuse ausgebildeten Jochkörper ist
ein Permanentmagnet in Form einer massiven, gleichförmig
magnetisierten Scheibe angeordnet und hält die Druckelemente
normalerweise in gespannter (verriegelter) Stellung fest.
Die Scheibe weist keine Öffnungen zur Aufnahme von Bolzen
auf. Der Druckkopf ist somit
außerordentlich einfach herzustellen, kompakt in
seinen Abmessungen und leicht.
Der erfindungsgemäße Druckkopf für Punktmatrixdrucker weist im wesent
lichen die folgenden Bestandteile auf: einen in Axial
richtung gleichförmig magnetisierten, scheibenförmigen Permanentmag
neten, an dessen jeweiligen Stirnflächen entgegengesetzte Pole
("N" und "S") ausgebildet sind, eine an einer der Stirnflächen
des Permanentmagneten befestigte kreisförmige Jochplatte
aus magnetisch permeablem Material, mehrere aufrecht auf der
Jochplatte und im Abstand voneinander entlang des
Umfangs angeordnete magnetisch permeable stabförmige Kerne mit
jeweils einer darauf aufgebrachten Erregerspule, einen
topfförmigen, als Gehäuse ausgebildeten Jochkörper aus magnetisch permeablem
Material, der den Permanentmagneten und die
Jochplatte mit den darauf angeordneten Kernen aufnimmt,
wobei die andere Stirnfläche des Permanentmagneten
an den Boden des Jochkörpers angrenzt,
sowie eine am offenen oberen Ende des Jochkörpers
vorgesehene Druckelementanordnung. Die Druckelement
anordnung weist mehrere radial angeordnete biegsame
Zungen, die normalerweise unter dem Einfluß
des Permanentmagneten auf den jeweili
gen Spitzen der Kerne festgehalten werden, wenn
die Erregerspulen nicht von Strom durchflossen sind, sowie
dünne, nadelförmige Druckelemente auf, deren Anzahl derje
nigen der biegsamen Zungen entspricht und die jeweils di
rekt oder indirekt auf eine der biegsamen Zungen montiert
sind. Der Permanentmagnet und die Jochplat
te sind beide innerhalb des Jochkörpers derart
angeordnet, daß
ihre Mantelflächen in Radialrichtung einen bestimmten
Abstand in Form eines Luftspalts von der Oberfläche der inneren Seitenwand des
Jochkörpers aufweisen und damit ein magnetischer
Nebenkreis ausgebildet wird, durch den sich ein Teil des
Flusses des Permanentmagneten ausbreitet.
Erfindungsgemäß ist der Permanentmagnet derart magne
tisiert, daß auf jeder der beiden gegenüberliegenden End
flächen ein einziger Pol, "N" oder "S", ausgebildet wird,
der gleichförmig über den gesamten Bereich der Stirnfläche
verteilt ist. Die Kerne mit den dar
auf aufgebrachten Erregerspulen sind vorzugsweise mit einem
Ende fest, beispielsweise durch Schraubgewinde oder durch
Schweißen, in entsprechende Öffnungen eingepaßt, die auf
der Jochplatte in geeignetem Abstand voneinander
auf einem Kreis oder einer Ellipse ausgebildet sind. Der
Permanentmagnet und die Jochplatte mit den
darauf angeordneten Kernen sind
am flachen inneren Boden des topfförmigen
Jochkörpers vorzugsweise durch eine Klebeverbindung befestigt, wobei der
Permanentmagnet zwischen der Jochplatte
und dem Boden angeordnet ist. An der äußeren Umfangs
fläche des Jochkörpers sind vorzugsweise Kühlrippen vorgesehen.
Derartige Kühlrippen bei Druckköpfen für Punktmatrixdrucker sind grundsätzlich
aus der DE-OS 23 35 547 bekannt.
Erfindungsgemäß weist die Druckelementanordnung mehrere
biegsame Zungen, die einstückig miteinander aus einer ein
zigen Scheibe eines biegsamen Materials durch Heraustrennen
radialer, sich von der Mitte der Scheibe nach außen er
streckender Schlitze ausgebildet sind, sowie flache,
plattenförmige Anker auf, die jeweils an
einer der biegsamen Zungen befestigt sind und ein drahtförmiges Druck
element tragen. Eine kopfseitige
Jochscheibe weist eine mittlere Öffnung
und sich radial nach außen erstreckende Schlitze auf,
die die zugeordneten, an den biegsamen Zungen
befestigten Anker aufnehmen. Mit dieser Ausbildung der
Druckelementanordnung kann sowohl ein unerwünschtes Anwach
sen des magnetischen Widerstandes des magnetischen Haupt
kreises einfach kompensiert werden als auch aufgrund der
relativ großen Dicke der mit den biegsamen
Zungen verbundenen Anker der Betrag der kinetischen Energie
der Zungen, die während des eigentlichen Druck
vorganges eine mechanische Kraft auf die damit verknüpften
Druckelemente ausüben, wesentlich vergrößert werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen axialen Querschnitt einer bevorzugten Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen Druck
kopfes,
Fig. 2 eine Darstellung des Druckkopfes von Fig. 1 in
auseinandergezogener Anordnung,
Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie X-X′ von Fig. 1,
und
Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie Y-Y′ von Fig. 1.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Druckkopfes für einen seriellen
Punktmatrixdrucker. Der Druckkopf weist im wesentlichen
einen zylindrischen "Sandwich"-Aufbau mit einem topfför
migen als zylindrisches Gehäu
se ausgebildeten Jochkörper 1 auf, der aus einem geeigneten, magnetisch permeablen
Material, wie einem schwefelhaltigen Schnellbearbeitungs
stahl, ausgebildet ist und auf der Oberfläche seiner äuße
ren Seitenwand Kühlrippen 1 a aufweist. Mit der Innenfläche
des flachen Bodens 1 b des Jochkörpers
1 ist ein fester, massiver, scheibenförmiger Permanent
magnet 2 beispielsweise über eine Klebverbindung, wie
sie durch ein extrem wärmebeständiges Epoxidharz ausgebil
det wird, fest verbunden. Der Permanentmagnet 2 wirkt auf
eine nachstehend erläuterte Druckelement-Anord
nung ein und hält die Druckelemente normalerweise in verrie
gelter Stellung fest. Der Permanentmagnet 2 ist mit seinem äußeren
Rand in Radialrichtung um einen bestimmten Abstand l von
der inneren Seitenwand des Jochkörpers 1 entfernt
angeordnet. Der Permanentmagnet 2, vorzugsweise ein Magnet aus der
Gruppe der Seltenen Erden, ist in Axialrichtung bzw. in
Richtung seiner Dicke magnetisiert und weist auf seinen bei
den gegenüberliegenden Stirnflächen jeweils einen Pol
"N" bzw. "S" auf, die gleichmäßig über die gesamte Stirnfläche
verteilt sind. Der Permanentmagnet 2 kann
besonders leicht hergestellt werden. An der dem
Boden 1 b gegenüberliegenden Stirnfläche des Permanentmagneten 2
ist eine magnetisch permeable, flache, kreisförmige Jochplatte 3
befestigt, vorzugsweise durch Kleben, die beispielsweise
aus einem gewalzten Stahlblech ausgebil
det und auf einen Außendurchmesser gebracht ist, der im we
sentlichen demjenigen des Permanentmagneten 2 entspricht.
Mehrere Öffnungen 3 a sind in der Nähe des Umfangs der
Jochplatte 3 vorzugsweise in regelmäßigen
Abständen voneinander angeordnet. Mehrere paralle
le, stabförmige Kerne 5 aus einem leicht zu
stauchenden, magnetisch hochpermeablen Material, wie einem
siliciumhaltigen Stahl, sind mit einem Ende in die jewei
ligen Öffnungen 3 a in der Jochplatte 3 gepaßt,
erstrecken sich vorzugsweise senkrecht nach oben und sind
mit der Jochplatte 3 durch Schmieden, wie Gesenkschmieden, oder
Stauchen verbunden.
Oberhalb des Jochkörpers 1 und durch ein dazwi
schen angeordnetes ringförmiges Abstandsstück 6 davon ge
trennt ist eine Druckelementanordnung 7 vorgesehen. Die
Druckelementanordnung 7 weist folgende Bestandteile auf:
eine Scheibe 8 aus biegsamen, magnetisch permeablem Material mit mehreren, vorzugsweise acht, im wesentlichen dreieckigen Zungen 8 a, die dadurch ausgebildet werden, daß die Scheibe 8 eine mittlere Öffnung 8 c und sich von der Öffnung 8 c radial nach außen erstreckende Schlitze 8 b aufweist; mehrere flache, plattenförmige Anker 9, deren Anzahl derjenigen der biegsamen Zungen 8 a entspricht und von denen jeder an einer der Zungen befestigt ist; sowie dünne, draht- oder nadelförmige Druckelemente 10, von denen jedes, bei spielsweise durch Schweißen, mit einem Ende an der Spitze eines der Anker 9 befestigt ist. Auf der biegsamen Scheibe 8 ist eine kreisförmige Jochscheibe 11 mit einer mittleren Öffnung 11 b und sich von der Öffnung 11 b radial nach außen erstreckenden Schlit zen 11 a angeordnet. In den Schlitzen 11 a werden die mit den biegsamen Zungen 8 a verbundenen Anker 9 frei aufgenommen. Entsprechend sind die vorzugsweise acht Druck elemente 10, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander jeweils an den Spitzen der Anker 9 befestigt sind, inner halb der mittleren Öffnung 11 b der Jochscheibe 11 angeordnet. Auf der Jochscheibe 11 ist ein Rahmen 13 ange ordnet, der die freien Enden der Druckelemente 10 in eine Führung 12 ein führt, die fest in einem auf dem Rahmen 13 aus gebildeten äußeren Vorsprung 13 a eingepaßt ist. Die Führung 12 ist aus Rubin ausgebildet und weist mehrere Durchführungen 12 a auf, die die jeweiligen Druckelemente 10 verschiebbar aufnehmen, so daß deren freie Enden in einem bestimmten Muster, beispielsweise in einer einzigen geraden Linie angeordnet sind. Der Rahmen 13 besteht vorzugsweise aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, aus Kunststoff oder dergleichen. Der in der vorstehend be schriebenen Weise zusammengesetzte Druckkopf wird, wie in Fig. 2 dargestellt, von einem Satz von vorzugsweise vier Bolzen 14 fest zusammengehalten, die durch vier in gleichem Abstand voneinander angeordnete Gewindeöffnungen 1 c, vier Durchführungen 6 a, 8 d und 11 c sowie vier Kerben 13 b geführt sind.
eine Scheibe 8 aus biegsamen, magnetisch permeablem Material mit mehreren, vorzugsweise acht, im wesentlichen dreieckigen Zungen 8 a, die dadurch ausgebildet werden, daß die Scheibe 8 eine mittlere Öffnung 8 c und sich von der Öffnung 8 c radial nach außen erstreckende Schlitze 8 b aufweist; mehrere flache, plattenförmige Anker 9, deren Anzahl derjenigen der biegsamen Zungen 8 a entspricht und von denen jeder an einer der Zungen befestigt ist; sowie dünne, draht- oder nadelförmige Druckelemente 10, von denen jedes, bei spielsweise durch Schweißen, mit einem Ende an der Spitze eines der Anker 9 befestigt ist. Auf der biegsamen Scheibe 8 ist eine kreisförmige Jochscheibe 11 mit einer mittleren Öffnung 11 b und sich von der Öffnung 11 b radial nach außen erstreckenden Schlit zen 11 a angeordnet. In den Schlitzen 11 a werden die mit den biegsamen Zungen 8 a verbundenen Anker 9 frei aufgenommen. Entsprechend sind die vorzugsweise acht Druck elemente 10, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander jeweils an den Spitzen der Anker 9 befestigt sind, inner halb der mittleren Öffnung 11 b der Jochscheibe 11 angeordnet. Auf der Jochscheibe 11 ist ein Rahmen 13 ange ordnet, der die freien Enden der Druckelemente 10 in eine Führung 12 ein führt, die fest in einem auf dem Rahmen 13 aus gebildeten äußeren Vorsprung 13 a eingepaßt ist. Die Führung 12 ist aus Rubin ausgebildet und weist mehrere Durchführungen 12 a auf, die die jeweiligen Druckelemente 10 verschiebbar aufnehmen, so daß deren freie Enden in einem bestimmten Muster, beispielsweise in einer einzigen geraden Linie angeordnet sind. Der Rahmen 13 besteht vorzugsweise aus einem Leichtmetall, wie Aluminium, aus Kunststoff oder dergleichen. Der in der vorstehend be schriebenen Weise zusammengesetzte Druckkopf wird, wie in Fig. 2 dargestellt, von einem Satz von vorzugsweise vier Bolzen 14 fest zusammengehalten, die durch vier in gleichem Abstand voneinander angeordnete Gewindeöffnungen 1 c, vier Durchführungen 6 a, 8 d und 11 c sowie vier Kerben 13 b geführt sind.
Der erfindungsgemäße
Druckkopf ist infolge seines zylindrischen
Sandwich-Aufbaus besonders kompakt und leicht. Die Druck
element-Anordnung 7 wird durch die Bolzen 14 fest an ihrem Platz
an der Spitze des topfförmigen Jochkörpers 1
aus einem einfach zu bearbeitenden
Material gehalten, in dem die Betätigungsvorrichtung
für die Druckelemente mit dem Permanentmagneten 2, der Jochplatte 3,
den Kernen 5 und den Erregerspulen 4 untergebracht ist.
Die Produktivität des Druckkopfes ist stark verbessert,
insbesondere aufgrund der Tatsache, daß der aus schwer zu bearbeitendem Material bestehende Permanentmagnet
2 als feste Scheibe
ausgebildet und fest mit dem Boden 1 b des
Jochkörpers 1 verbunden ist, wobei die darüber angeordneten
Kerne 5 mit den Erregerspulen 4 fest auf der
auf den Permanentmagneten 2 gelegten
Jochplatte 3 montiert sind.
Nachstehend wird die Betriebsweise des erfindungsgemäßen
Druckkopfes be
schrieben, der dem sog. "spring-charge type" angehört.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Druckkopf werden die bieg
samen Zungen (Arme) 8 a
normalerweise unter dem Einfluß des magnetischen Flusses Φ 1
des Permanetmagneten 2 angezogen und auf den Polenden der
jeweiligen Kerne 5 festgehalten.
Beim Drucken wird die zuvor auf dem Polende des jeweiligen
Kernes 5 festgehaltene biegsame Zunge 8 a gelöst, sobald
eine der Erregerspulen 4 erregt wird und einen neutralisie
renden und dem Fluß Φ 1 des Permanentmagneten 2 entgegen
wirkenden Fluß Φ 2 erzeugt. Die Zunge 8 a schwingt vom Kern 5
weg und das mit ihr verbundene Druckelement 10 wird in Axial
richtung in Richtung des Pfeiles A getrieben und erzeugt
auf einem nicht dargestellten Stück Papier ein Punktelement
des gewünschten Zeichens.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind
die Jochplatte 3 mit den darauf montierten
Kernen 5 und den Erregerspulen 4 sowie der Permanent
magnet 2, die beide am Boden des Jochkörpers 1
angeordnet sind, in Radialrichtung in einem geringen
Abstand l von der inneren Seitenwand des
Jochkörpers 1 entfernt angeordnet. Dadurch wird dazwischen
ein ringförmiger Luftspalt und damit ein
magnetischer Nebenkreis (Bypass) für den Fluß des Permanent
magneten 2 ausgebildet, wodurch sich zumindest ein Teil der
Flußlinien von der Oberfläche des äußeren Randes
der Jochplatte 3 durch den Luft
spalt l erstrecken kann. Wenn bei Er
regung einer der Erregerspulen 4 der Betrag des von den
Erregerspulen 4 in Gegenrichtung zum Hauptfluß Φ 1 des Per
manentmagneten 2 erzeugten Flusses Φ 2 ansteigt, nimmt der
Leckfluß Φ 1′ oder derjenige Teil des Flusses Φ 1, der im
magnetischen Nebenkreis vom äußeren Rand der
Jochplatte 3 verläuft, allmählich an Größe zu. Gleichzeitig
verringert sich der Betrag des Hauptflusses Φ 1 des Perma
nentmagneten 2, der durch die Polenden des damit verbunde
nen Kernes 5 verläuft.
Wenn sich die Größe des Spulen
flusses Φ 2 dem Maximum nähert, wird der Hauptfluß Φ 1, der
zuvor langsam abgenommen hat, plötzlich unterbrochen. Ge
nauer gesagt weist derjenige Teil des Flusses des Perma
nentmagneten 2, der jeder der biegsamen Zungen 8 a zugeord
net ist und diese auf dem Polende des damit verknüpften
Kernes 5 festhält, solange der jeweiligen Erregerspule 4
kein Betätigungsstrom zugeführt
wird, einen Hauptfluß Φ 1, der durch die
Druckelement-Anordnung 7 fließt, und einen Neben- oder Leckfluß Φ 1′ auf,
der durch den magnetischen Nebenkreis vom
äußeren Rand der Jochplatte 3 zur benach
barten Seitenwand des Jochkörpers 1
fließt. In diesem Zustand ist der Anteil des Hauptflusses Φ 1
außerordentlich groß verglichen mit dem Leckfluß Φ 1′. Anderer
seits erreicht beim Betrieb des Druckkopfes, wenn eine Er
regerspule 4 unter Strom gesetzt wird, der Spulenstrom erst
nach einer kurzen Anstiegszeit seine konstante Größe, und
entsprechend wächst der Fluß Φ 2 durch die Spule allmählich
an, bis er sein Maximum erreicht. Während der Hauptfluß Φ 1 vom
Fluß Φ 2 der Spule geschwächt wird und mit dem Ansteigen
des letzteren abnimmt, nimmt der sich durch den magneti
schen Nebenkreis ausbreitende Leckfluß Φ 1′ allmählich wei
ter zu, da er mit demjenigen Teil des Hauptflusses Φ 1
verknüpft ist, der vom Fluß Φ 2 der Spule in zunehmendem
Maße geschwächt wird. Wenn der Spulenfluß Φ 2 annähernd
sein Maximum erreicht hat, erfährt der Hauptfluß Φ 1 eine
weitere, scharfe Verringerung. Danach tritt nur noch der
Leckfluß Φ 1′ durch den magnetischen Nebenkreis auf. Dadurch
kann sich, wenn die Erregerspule 4 unter Strom gesetzt wird,
die biegsame Zunge 8 a umgehend von dem ihr zugeordneten
Kern 5 lösen, ohne eine Erhöhung der Antriebsleistung, wie
sie zur Erzeugung eines neutralisierenden Flusses mit aus
reichend großer Intensität zum sofortigen Vernichten des
Hauptflusses Φ 1 des Permanentmagneten 2 erforderlich ist. Ein der
artig rasches Ansprechen der biegsamen Zungen
macht die Verwendung von Betätigungssignalen (Pulsen) mit
verkürzter Zeitdauer und in verkürzten Intervallen und da
mit einen Druckvorgang mit hoher Geschwindigkeit und nie
drigerer Antriebsleistung möglich. Bei Unterbrechung der
Stromzufuhr zur Erregerspule 4 verschwindet der dem Haupt
fluß Φ 1 entgegenwirkende Spulenfluß Φ 2. Dadurch beginnt
der Hauptfluß Φ 1 durch die Druckelementanordnung 7 entlang
des magnetischen Hauptkreises, dessen Reluktanz
kleiner ist als derjenige des magneti
schen Nebenkreises, zu fließen, und der Leckfluß Φ 1′ wird
auf ein Minimum reduziert. Als Folge davon wird die jewei
lige biegsame Zunge 8 a wieder in ihre normale,
gespannte Stellung auf dem Polende des ihr zugeordne
ten Kernes 5 zurückgeführt.
Beim erfindungsgemäßen Druckkopf, der
auf der Grundlage der Flußvernichtung arbeitet, muß
der Luftspalt l zwischen der Seitenwand
des Jochkörpers 1 und dem
Rand der Jochplatte 3 in geeigneter Weise
gewählt werden, um einen magnetischen Nebenkreis für den
Fluß des Permanentmagneten 2 auszubilden. Bei der Bestim
mung der Größe des Luftspaltes l sollten verschiedene
Faktoren, wie die Abmessungen und Stoffe der Bestandteile
des Kreises und die Stärke des Permanentmagneten 2, in Be
tracht gezogen werden. In diesem Zusammenhang ist es wich
tig, die Permeabilität des magnetischen Haupt- bzw. Neben
kreises, die vom Luftspalt zwischen der Endfläche
jedes der Kerne 5 und der zugeordneten biegsamen Zunge 8 a
in ihrer Ruhestellung bzw. vom ringförmigen Luftspalt
l zwischen Jochplatte 3 und Jochkörper 1 abhängt, richtig einzustellen. Beispielsweise
weist in der beschriebenen Ausführungsform der Jochkörper
1 einen Außendurchmesser von 44 mm, einen Innen
durchmesser von 34 mm und eine vom
Boden 1 b zur offenen oberen Innenfläche des Jochkörpers
1 gemessene Höhe von 15,4 mm auf. Der
Permanentmagnet 2
weist einen Durchmesser von 26 mm und eine Dicke von 3,5 mm
auf. Die Jochplatte 3
weist einen Durchmesser von 26 mm und eine Dicke von 1,5 mm
auf. Bei diesen Abmessungen wird ein Luftspalt von l = 4 mm
im magnetischen Nebenkreis ausgebildet. Wenn die Größe
des Luftspaltes l = 0 wird, kann der dann kurzgeschlossene
Hauptfluß Φ 1 des Permanentmagneten 2 nicht mehr die Größe
erreichen, die zum Anziehen der biegsamen Zunge 8 a auf
das Polende des zugeordneten Kernes 5 erforderlich ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen Druckkopf kann die durch
die Erregerspulen während des Druckvorgangs erzeugte Wärme
aufgrund der Kühlrippen 1 a auf der Seitenwand des
Jochkörpers 1
leicht abgeleitet werden und hat somit keine be
sondere Begrenzung der Druckgeschwindigkeit zur Folge.
Neben der vorstehend erläuterten und dargestellten Ausfüh
rungsform der Erfindung sind im Rahmen der Erfindung ver
schiedene Abwandlungen möglich. Beispielsweise können
die Jochplatte 3
und der Permanentmagnet 2 gegebenenfalls jeweils
eine mittlere Öffnung aufweisen, durch die die Anschluß
drähte der Erregerspulen geführt werden können. Weiterhin
kann der ringförmige Luftspalt zwischen dem
Jochkörper 1 und den Oberflä
chen der Jochplatte und des
Permanentmagneten mit einem isolierenden
Element gefüllt sein, um das Positionieren der beiden
scheibenförmigen Teile und das geeignete Einstellen der
Permeabilität des magnetischen Nebenkreises zu erleichtern.
In der dargestellten Ausführungsform ist das zwischen der
biegsamen Scheibe 8 und der oberen
Endfläche des Jochkörpers 1 angeordnete Abstands
stück 6 eine Zwischenscheibe oder ein Keil zur Feinjustie
rung des Luftspaltes zwischen den Polenden der Kerne und
den jeweiligen biegsamen Zungen in deren Ruhestellung,
das entweder aus einem magnetisch permeablen oder einem
isolierenden Stoff ausgebildet sein kann. Ein derartiges Ab
standsstück ist nicht erforderlich, falls der Luftspalt
durch Anpassen der Höhe des Jochkörpers eingestellt werden
kann. Es kann jedoch die Permeabilität sowohl des magneti
schen Haupt- als auch des Nebenkreises durch Verändern der
Anzahl der verwendeten Abstandsstücke in einfacher Weise
eingestellt werden.
Claims (7)
1. Druckkopf für Punktmatrixdrucker rotationssymmetrischer
Bauart, mit
- a) einer bodenseitigen Jochplatte (3),
- b) mehreren aufrecht, parallel zueinander und in Umfangsrichtung im Abstand voneinander ange ordneten stabförmigen Kernen (5) mit jeweils einer darauf aufgebrachten Erregerspule (4),
- c) einer kopfseitigen Jochscheibe (11),
- d) mehreren in Ausnehmungen der Jochscheibe (11) ragenden, an biegsamen Zungen (8 a) gehaltenen Ankern (9), an denen jeweils Druckelemente (10) befestigt sind,
- e) einem in den über die Anker (9) und Kerne (5) verlaufenden Magnetkreis geschalteten, in Axialrichtung magnetisierten Permanent magneten (2), dessen eine Stirnfläche mit der Jochplatte (3) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
- f) daß die andere Stirnfläche des Permanent magneten (2) an den Boden eines topfförmigen, als Gehäuse ausgebildeten Jochkörpers (1) angrenzt, dessen Seitenwand zur Jochscheibe (11) reicht,
- g) daß der Permanentmagnet (2) und die Joch platte (3) im wesentlichen gleiche Durchmesser aufweisen, koaxial auf dem Boden des Joch körpers (1) angeordnet sind und ein ring förmiger Luftspalt zwischen ihnen und der Seitenwand (1 a) des Jochkörpers (1) ausgebildet ist.
2. Druckkopf nach Anspruch 1, gekennzeich
net durch Kühlrippen (1 a) auf der äußeren Seitenwand des
Jochkörpers (1).
3. Druckkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die biegsamen Zungen (8 a)
einstückig miteinander aus einer einzigen
Scheibe (8) ausgebildet
sind, die eine mittlere Öffnung (8 c) und mehrere sich
davon radial nach außen erstreckende Schlitze (8 b)
aufweist.
4. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß auf die Jochscheibe (11) ein Rahmen (13)
zur Führung der Druckelemente (10) montiert ist.
5. Druckkopf nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeich
net durch mindestens ein ringförmiges Abstandsstück (6)
zwischen dem offenen Ende des
Jochkörpers (1) und der Scheibe (8).
6. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Permanentmagnet (2) und die Jochplatte (3) in
ihrer Mitte Durchführungen für die Zuführungen der Er
regerspulen (4) aufweisen.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP55126248A JPS5749576A (en) | 1980-09-11 | 1980-09-11 | Printing head of dot matrix printer |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3135957A1 DE3135957A1 (de) | 1982-05-27 |
DE3135957C2 true DE3135957C2 (de) | 1987-06-25 |
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ID=14930462
Family Applications (1)
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