DE3641044C1 - Vorrichtung zur Halterung eines Matrixdruckkopfes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung eines Matrixdruckkopfes mit einem Träger, an dem der Druckkopf um eine einen Fühler zum Abtasten der Dicke eines Aufzeichnungsträgers tragende Schwinge um zueinander und zur Auflage für den Aufzeichnungsträger parallele Achsen schwenkbar gelagert sind, wobei der Druckkopf in Abhängigkeit des Abstandes des Fühlers von der Auflage relativ zu dieser verstellbar ist.

Zum Bedrucken unterschiedlich dicker Aufzeichnungsträger müssen an Druckern Einrichtungen vorgesehen sein, die den Druckkopf unabhängig von der Dicke des Aufzeichnungsträgers, das heißt unabhängig vom Abstand der Aufzeichnungsfläche von der Auflage für den Aufzeichnungsträger in einem konstanten Abstand zur Aufzeichnungsfläche halten. Dieses Problem ist besonders bei Nadel- oder Matrixdruckköpfen von Bedeutung, da der Hub der Drucknadeln klein ist, so daß schon kleine Abstandsänderungen (um ²/₁₀ oder ³/₁₀ mm) des Druckkopfes relativ zur Aufzeichnungsfläche eine Verlängerung der Druckqualität mit sich bringen.

Bei einer aus der DE-OS 26 08 301 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist die Schwinge mit einem Magneten verbunden, der abhängig von der Verstellung der Schwinge einen Hallsensor erregt. Das Signal wird einem Stellmotor zugeführt, der dann den Druckkopf verstellt. Diese Lösung ist relativ aufwendig, wenn sie auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten zuverlässig funktionieren soll und wenn man erreichen will, daß der Ausschlag des Fühlers in eine gleich große Stellbewegung des Druckkopfes umgesetzt werden soll.

Die DE-OS 23 21 988 zeigt eine Vorrichtung zur Halterung eines Nadeldruckkopfes, bei der der Abstand des Druckkopfmundstückes von dem Aufzeichnungsträger mittels eines gleitenden Elementes eingestellt wird. Das gleitende Element sitzt nahe am Druckkopf, so daß die Abstandsänderung welche das gleitende Element erfährt, auf kurzem Wege auf den Druckkopf übertragen wird. Der Druckkopf und das Gleitelement sind dabei über Blattfedern an dem Träger angeordnet, so daß sie bei kleinen Ausschlägen eine quasi lineare Bewegung senkrecht zur Aufzeichnungsebene ausführen. Diese Anordnung ist nur für Aufzeichnungsträger verwendbar, die in sich eine völlig gleichbleibende Stärke besitzen. Weist der Aufzeichnungsträger dagegen auf einer relativ kurzen Distanz Dickenunterschiede auf, so können die von dem relativ großflächigen Gleitstück nicht erfaßt werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Sparbuch, wenn sich der Druckkopf dem Mittelfalz des Sparbuches nähert.

Bei einer aus der DE-OS 26 51 884 bekannten Ausführungsform ist der Druckkopf in einer linearen Führung senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers verstellbar. Der Druckkopf ist direkt mit einer Tastrolle verbunden, so daß er den Bewegungen der Tastrolle unmittelbar folgen kann. Allerdings sind Schiebeführungen, die in zuverlässiger Weise die erforderliche exakte und leichtgängige Bewegung des Druckkopfes ermöglichen, recht aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die auf einfache und zuverlässige Weise die Einhaltung eines konstanten Abstandes zwischen dem Druckkopfmundstück und der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers unabhängig von der jeweiligen Dicke desselben gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckkopf an einer zweiten Schwinge befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur ersten Schwinge gerichtet ist und sich über ein Auflager auf der ersten Schwinge abstützt, daß die jeweils senkrecht zu den Schwingenachsen gemessenen Abstände l₁, l₂, l₃ und l₄ des Auflagers von dem Fühler, von der Achse der ersten Schwinge, von dem Druckkopfmundstück und von der Achse der zweiten Schwinge so gewählt sind, daß die Beziehung

mindestens annähernd erfüllt ist, wobei l₃ größer als l₁ und l₄ größer als l₂ ist, und daß der Fühler von einer Rolle gebildet ist, deren Achse in einer durch die Drucknadelführungen des Druckkopfmundstückes verlaufenden und zur Auflage für die Aufzeichnungsträger sowie zur Schreibrichtung senkrechten Ebene liegt.

Aus räumlich konstruktiven Gründen ist ein gewisser Abstand zwischen den Nadelspitzen des Druckkopfes und dem Fühler erforderlich, der in der Praxis etwa 10 mm betragen kann. Eine den Druckkopf tragende Schwinge kann in der Praxis ebenfalls aus räumlich konstruktiven Gründen nicht wesentlich länger als ca. 100 mm gewählt werden. Wenn Fühler und Druckkopf an derselben Schwinge angeordnet wären, würde dies nach den Hebelgesetzen der Mechanik dazu führen, daß der Druckkopf bei den vorliegend genannten Abmessungen um ca. 10% höher angehoben werden würde als der Fühler. Das hätte bei einem Sparbuch von ca. 3 mm Dicke die Folge, daß der Druckkopf um 0,3 mm höher gegenüber der Auflage angehoben würde als der Fühler. Dieser zusätzliche Betrag kann von den Drucknadeln nicht mehr überbrückt werden, ohne daß das Schriftbild darunter leidet.

Dieser Nachteil wird nun durch die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt, da durch die Anordnung des Druckkopfes und des Fühlers an zwei getrennten Schwingen und durch die angegebene Bemessung der Abstände des Auflagers von dem Fühler, dem Druckkopfmundstück und den beiden Achsen der Schwingen das Druckkopfmundstück bei geringen Ausschlägen der Schwingen im wesentlichen um den gleichen Betrag angehoben wird wie der Fühler. Damit bleibt der Grundabstand des Druckkopfmundstückes von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers stets gleich unabhängig von der Dicke des Aufzeichnungsträgers.

Die vorstehend beschriebene Anordnung der Fühlerrolle gewährleistet, daß der Fühler tatsächlich die Dicke des Aufzeichnungsträgers an der Stelle erfaßt, an der gerade die Drucknadeln auf den Aufzeichnungsträger auftreffen sollen. Dies unterscheidet die erfindungsgemäße Vorrichtung von der Anordnung gemäß der DE-OS 26 08 301, bei der die Fühler in Schreibrichtung betrachtet vor und hinter dem Druckkopfmundstück angeordnet sind. Diese Fühler können damit nicht die Dicke des Aufzeichnungsträgers an der Stelle erfassen, an der die Drucknadeln gerade auf den Aufzeichnungsträger auftreffen sollen.

Aus der DE-OS 31 12 079 und der DE-OS 26 07 580 sind an sich Halterungen für Matrixdruckköpfe bekannt, denen ebenfalls jeweils eine Tastrolle in der vorstehend beschriebenen Weise zugeordnet ist. Bei der Anordnung gemäß der DE-OS 31 12 079 sind der Druckkopf und die Tastrolle starr an einem gemeinsamen Schlitten befestigt, der seinerseits mittels zweier Doppellenker an zueinander parallelen Führungsstangen schwenkbar und entlang der Führungsstangen verschiebbar gelagert ist. Durch das so gebildete Parallelogrammgestänge wird ebenso wie bei der erfindungsgemäßen Anordnung erreicht, daß der Druckkopf exakt um denselben Betrag gegenüber der Auflage für den Aufzeichnungsträger angehoben wird wie die Fühlerrolle. Dadurch, daß das Gestänge jedoch vier Gelenke aufweist, ist es außerordentlich schwierig, die erwünschte Präzision bei der Verstellung des Druckkopfes zu erreichen, da sich die Toleranzen von vier Gelenken auf die Verstellung des Druckkopfes auswirken. Zudem handelt es sich bei zweien dieser Gelenke nicht nur um reine Drehgelenke, sondern gleichzeitig um Gleitführungen. Auch dies wirkt sich nachteilig auf die erreichbare Genauigkeit aus. Die gewünschte Genauigkeit wäre bestenfalls mit einem außerordentlich großen technischen Aufwand für die Gelenke und Gleitführungen zu erreichen.

Auch bei der Ausführungsform gemäß der DE-OS 26 07 580 sind der Druckkopf und die Fühlerrolle an einem horizontal verstellbaren Schlitten befestigt, wobei die Lage der Fühlerrolle in Anpassung an die Abnutzung der Drucknadeln an dem Schlitten verstellbar ist. Der Schlitten ist an einer Führungsstange mittels zweier diametral zur Führungsstange angeordneter Rollen gelagert. Die Führungsstange ihrerseits ist über einen Schwenkarm an einen festen Stützpunkt angelenkt. Auch bei dieser Anordnung wirken sich auf die Verstellgenauigkeit die Toleranzen des Schwenklagers, der Rollenlager und die Genauigkeit aus, mit der die Rollen auf der Führungsstange laufen. Da bei einem Verschwenken des Schlittens die Rollen auf der Führungsstange in Umfangsrichtung gleiten müssen, können sie auf der Führungsstange nicht so straff geführt werden, daß das Spiel zwischen den Rollen und der Führungsstange mit der gewünschten Genauigkeit ausgeschlossen werden könnte. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung werden die vorstehend beschriebenen Fehlerquellen zuverlässig ausgeschlossen.

Vorzugsweise liegen die Schwingenachsen mindestens annähernd in einer zur Auflage parallelen Ebene. Um einen definierten Abstand des Druckkopfmundstückes von dem Aufzeichnungsträger sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn die zweite Schwinge in Richtung auf die Auflage vorgespannt ist, so daß der Fühler mit einem gewissen Auflagedruck auf dem Aufzeichnungsträger aufliegt. Um das Einschieben eines Aufzeichnungsträgers in eine Druckvorrichtung zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die Schwingen mittels einer Stellvorrichtung gemeinsam um ihre Achsen verschwenkbar sind. Dabei können an der ersten Schwinge und dem Träger zur Anlage aneinander bestimmte Anschläge vorgesehen sein, von denen mindestens einer verstellbar sein kann, um eine definierte Nullstellung der Schwingen festzulegen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in Richtung des Pfeiles P in Fig. 1.

Die allgemein mit 10 bezeichnete Halterung für einen Nadeldruckkopf 12 (Fig. 2), von dem in Fig. 1 nur das Mundstück 14 dargestellt ist, umfaßt einen Schlitten 16, der auf einer Gleitschiene 18 in Längsrichtung der Gleitschiene verschiebbar gelagert ist. Der Schlitten 16 weist zwei Arme 20 auf, an denen um zueinander parallele Achsen 22, 24 eine erste Schwinge 26 und eine zweite Schwinge 28 schwenkbar gelagert sind. Die Schwingenachsen 22 und 24 liegen in einer zu einer Auflagefläche 30 für einen Aufzeichnungsträger 32 (im vorliegenden Fall beispielsweise ein Sparbuch) parallelen Ebene.

Die Schwinge 26 ist in Form eines Rahmens oder Bügels ausgebildet und dient zur Halterung einer Nachführrolle 34, die als Fühler zum Abtasten der Dicke des Aufzeichnungsträgers 32 bestimmt ist.

Die Schwinge 28 ist ebenfalls rahmenförmig ausgebildet und erstreckt sich im wesentlichen parallel zur der Schwinge 26. An der Schwinge 28 ist der Nadeldruckkopf 12 befestigt. Wie man aus den Fig. 1 und 2 erkennt, ist die Schwinge 28 - senkrecht zu den Schwingenachsen 22, 24 betrachtet - länger als die Schwinge 26 ausgebildet, so daß sie diese übergreift. Die Nachführrolle 34 und der Nadeldruckkopf 12 sind an den beiden Schwingen 26 und 28 derart relativ zueinander angeordnet, daß die Achse 36 der Nachführrolle 34 in der durch die Nadelführungen 40 des Druckkopfmundstückes 14 verlaufenden Ebene liegt.

Die Schwinge 28 liegt auf einem mit der Schwinge 26 verbundenen Auflager 38 auf, das eine halbzylindrische Oberfläche aufweist, so daß die Berührung zwischen dem Auflager 38 und der Schwinge 28 nur linienförmig ist. Die beiden Schwingen 26 und 28 werden im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Schraubendruckfedern 42 in Richtung auf die Auflage 30 vorgespannt, so daß sie mit einem definierten Druck auf der Auflage 30 bzw. dem Aufzeichnungsträger 32 aufliegen. Bei einer anderen Ausführungsform kann diese Vorspannung auch dadurch erzielt werden, daß die Lagerung der Schwinge 28 nicht als stabförmige Welle, sondern als Blattfeder in Länge der Schwingenachse 24 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform übt dann die Blattfeder den Druck auf die erste Schwinge 26 und damit die Nachführrolle 34 aus.

Die beiden Schwingen 26 und 28 sind mittels einer nicht dargestellten Stellvorrichtung gemeinsam verschwenkbar, um das Einschieben eines Aufzeichnungsträgers in die Druckvorrichtung zu ermöglichen oder zu erleichtern. Dabei kommt ein Anschlag 44 zur Anlage an einem mit einer Justierschraube 46 versehenen Gegenanschlag 48, der mit der ersten Schwinge 26 verbunden ist.

Wird ein Aufzeichnungsträger von der Dicke A (Fig. 2) in die Druckvorrichtung eingeschoben, so wird die Nachführrolle 34 um den Betrag A angehoben. Nach den Hebelgesetzen wird das Auflager 38 dabei nur um einen Bruchteil der Abmessung A angehoben. Wählt man die in der Fig. 2 eingetragenen Abstände l₁ bis l₄ des Auflagers 38 von der Nachführrolle 34, von der ersten Schwingenachse 22, von dem Druckkopfmundstück 14 und von der zweiten Schwingenachse 24 in der Weise, daß die Beziehung

mindestens annähernd erfüllt ist, so hat dies zur Folge, daß beim Anheben der Nachführrolle 34 um den Betrag A das Druckkopfmundstück 14 ebenfalls nur um den Betrag A und nicht um einen höheren Betrag angehoben wird. Somit bleibt der vorgesehene Abstand B des Druckkopfmundstückes 14 von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers unabhängig von dessen Dicke stets erhalten.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Halterung eines Matrixdruckkopfes mit einem Träger, an dem der Druckkopf und eine einen Fühler zum Abtasten der Dicke eines Aufzeichnungsträgers tragende Schwinge um zueinander und zur Auflage für den Aufzeichnungsträger parallele Achen schwenkbar gelagert sind, wobei der Druckkopf in Abhängigkeit des Abstandes des Fühlers von der Auflage relativ zu dieser verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf (12) an einer zweiten Schwinge (28) befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur ersten Schwinge (26) gerichtet ist und sich über ein Auflager (38) auf der ersten Schwinge (26) abstützt, daß die jeweils senkrecht zu den Schwingenachsen (22, 24) gemessenen Abstände l₁, l₂, l₃ und l₄ des Auflagers (38) von dem Fühler (34), von der Achse (22) der ersten Schwinge (26), von dem Druckkopfmundstück (14) und von der Achse (24) der zweiten Schwinge (28) so gewählt sind, daß die Beziehung mindestens annähernd erfüllt ist, wobei l₃ größer als l₁ und l₄ größer als l₂ ist, und daß der Fühler (34) von einer Rolle gebildet ist, deren Achse (36) in einer durch die Drucknadelführungen (40) des Druckkopfmundstückes (14) verlaufenden und zur Auflage (30) für den Aufzeichnungsträger (32) sowie zur Schreibrichtung senkrechten Ebene liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingenachsen (22, 24) mindestens annähernd in einer zur Auflage (30) parallelen Ebene liegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingenachsen (22, 24) mindestens annähernd in der Ebene der Auflage (30) liegen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwinge (28) in Richtung auf die Auflage (30) vorgespannt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (26, 28) mittels einer Stellvorrichtung gemeinsam um ihre Achsen verschwenkbar sind.