DE7712065U1 - Mosaikdruckkopf - Google Patents

Description

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KARL-HEINZ SCHAUMBURG

PATE NTANWALT

Nixdorf Computer AG

Fürstenweg ^T""°" 4790 Paderborn "^lBX ο 22019 3N5 1377 D

18.April 1977

Mosaikdruckkopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mosaikdruckkopf mit an Klappankern von Klappankermagneten befestigten | Drucknadeln, wobei jeweils der Klappanker mit seinem, ^s dem an dem Magnetjoch vorgesehenen Drehlager entgegengesetzten, die Drucknadel tragenden Ende bis in Höhe einer allen Drucknadeln gemeinsamen Nadelführung ragt.

Bei bekannten Mosaikdruckköpfen der vorgenannten Art sind die den einzelnen Drucknadeln zugeordneten Magnetjcche fest auf einem Magnetjochträger oder aber in einem Gehäuse gelagert, wobei die die Drucknadeln tragenden Klappanker unmittelbar an einem Jochschenkel des Magnetjochs drehbar gelagert sind und wobei als Hubbegrenzung für die die Drucknadeln tragenden Klappankerenden einerseits der andere Magnetjochschenkel und andererseits das sämtliche Klappankermagneten tragende Gehäuse dient. Um das Prellverhalten des Systems zu verbessern, sind sowohl an den Magnetjochschenkeln als auch an den entsprechenden Anschlagstellen des Gehäuses stoßdämmende Auflagen angeordnet. So ist bei einer bekannten Einrichtung (deutsche Offenlegungs-

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schrift 2 110 410) das allen Klappankermagneten gemeinsame Joch aus zwei konzentrischen, aus einem Stück bestehenden Töpfen gebildet, zwischen welchen Jochtöpfen die zylindrischen Spulenkerne angeordnet sind. An der der Druckseite abgewandten Seite des Jochtopfes ist ein konzentrischer Dämpfungsring vorgesehen, der aus elastischem Material besteht. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform (deutsches Gebrauchsmuster 70 42 714) sind in einem sämtliche Klappankermagnete überziehenden Abschlußdeckel aus Kunststoff bestehende Anschlaggewindestifte angeordnet, an welchen die Klappanker in der Ruhesteilung anschlagen und mit welchen der Arbeitshub der Drucknadeln eingestellt werden kann. Alle diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil, daß das Prellverhalten nicht zufriedenstellend gelöst ist, insbesondere deshalb, da als mittelbarer oder unmittelbarer Anschlag für die Klappankermagnete ein allen Klappankermagneten gemeinsames Gehäuseteil dient und da diese Systeme aus relativ vielen Einzelbauteilen bestehen.

Das relativ schlechte Prellverhalten hat zur Folge, daß keine hohen Grenz-Arbeitsfrequenzen bei diesen bekannten Mosaikdruckköpfen erreicht werden können. Außerdem ist die Montage derartiger, aus relativ vielen Einzelbauteilen bestehenden Mosaikdruckköpfe relativ kompliziert und arbeitsintensiv.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mosaikdruckkopf der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß dessen Arbeits-Wirkunsgrad insbesondere durch die Möglichkeit der Erhöhung der Grenz-Arbeitsfrequenz bei einfacher konstruktiver Ausgestaltung erhöht werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Federbügel vorgesehen ist, an welchem einer-

seits das Magnetjoch mit der Magnetspule und andererseits Führungs- und Lagerelemente für den Klappanker gelagert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an einem federnden Ende des Federbügels ein aus stoßdämmendem Material, vorzugsweise aus Kunststoff bestehender Führungsteil befestigt, welcher einen Anschlag für das dem Drehlager entgegengesetzte Ende des Klappankers aufweist. Durch die zumindest teilweise Lagerung des die Drucknadel tragenden Klappankers an dem mit dem Magnetjoch verbundenen Federbügel wird insbesondere eine weitgehend prellfreie Rückstellung des Klappankers ermöglicht. Der Federbügel übernimmt hierbei die Aufgabe, über seine Eigenelastizität einen Rückprell zu dämpfen und ferner die Teile zu tragen, welche für die Begrenzung des Arbeitshubs des Klappankers verantwortlich sind. Hierzu dient insbesondere der an einem freien Ende des Federbügels befestigte, vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Führungsteil, welcher mit dem Magnetjoch lediglich über ein elastisches Element, nämlich über den Federbügel, in Verbindung steht, von dem sämtliche Klappankermagnete tragenden Druckkopfträger jedoch weitgehend entkoppelt ist, so daß einerseits mechanische Stöße während des Druckvorgangs fast völlig absorbiert werden und in jedem Falle eine Übertragung auf den vorgenannten Träger bzw. auf ein Gehäuse o.dgl. verhindert wird. Aufgrund dieser Ausgestaltung des erfindungsgeraäßen Mosaikdruckkopfes sind extrem hohe Grenz-Arbeitsfrequenzen und damit sehr hohe Wirkungsgrade erreichbar.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Führungsteil mit den Klappanker seitlich führenden Führungsansätzen ausgestattet. Hubbegrenzung und Führungsansätze bilden hierbei ein einziges Bauteil, welches leicht herstellbar und schnell montierbar ist.

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Vorzugsweise ist das eine Hubbegrenzung für den Klappanker bildende Führungsteil am Federbügel verstellbar befestigt, vorzugsweise durch Nut-und Feder-Führung am Federbügel gelagert.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß der in U-Form ausgebildete Federbügel an einem Schenkelende den Führungsteil trägt und am anderen Schenkelende ein vorzugsweise punktförmiges Widerlager für den Klappanker aufweist, das in Höhe des Drehlagers den Klappanker federnd gegen das Magnetjoch drückt. Auf diese Weise erübrigen sich besondere Lagerelemente, die mit dem Magnetjoch bzw. mit einem seiner Schenkel verbunden werden müssen. Der einen Teil des Drehlagers bildende Federbügel gewährleistet eine stetige und sehr innige Anlage des Klappankers am Magnetjoch und verhindert hierbei den Magnetfluß störend beeinflussende Luftspalte. Ferner wird durch die Verwendung des Federbügels als Teil des Drehlagers gewährleistet, daß ohne weitere Rückstellelemente der unbetätigte Klappanker stets in der offenen Stellung gehalten wird.

Die Montagearbeiten können dadurch wesentlich erleichtert werden, daß der Federbügel mit dem Magnetjoch verrastbar ist.

Bei bekannten Drucksystemen sind mehrere Klappankermagnete, deren Klappanker an den freien, über die jeweiligen Magnet joche hinausragenden Enden die Druck- · nadeln tragen, in kreisförmiger Verteilung um eine Nadelführung herum angeordnet, wobei die Nadelführung auf einer Geraden nebeneinanderliegende Führungskanäle für die einzelnen Drucknadeln besitzt. Die Folge hiervon

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ist, daß die Abstände zwischen den ankerseitigen Befestigungsstellen der Drucknadeln und deren Führungskanälenverschieden groß sind, was zur Folge hat, daß die einzelnen Drucknadeln unterschiedliche Länge haben \ müssen bzw. daß nach der Fertigmontage ier Einrichtung die Drucknadeln noch bearbeitet, d.h. plan geschliffen werden müssen. Durch die unterschiedlichen Abstände zwischen Befestigungsstelle der Drucknadeln und Nadel- j führung ergeben sich bei den einzelnen Drucknadeln auch unterschiedliche Reibungsverhältnisse bzw. unterschiedliche Durchbiegung/der Drucknadeln, was den Wirkungsgrad und die Arbeits-Grenzfrequenz ungünstig beeinflußt.

Erfindungsgemäß werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß die Klappankermagnete in bezug auf die mehrere, vorzugsweise auf einer Geraden angeordnete Führungskanäle aufweisende Nadelführung in von der Kreisform abweichender Verteilung auf dem Druckkopfträger angeordnet sind. Vorzugsweise sind hierbei die Klappankermagnete in zumindest annähernd elliptischer Verteilung in bezug auf die Nadelführung bzw. in bezug auf die linienförmig angeordneten Führungskanäle angeordnet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Abstände zwischen den Befestigungsstellen der Drucknadeln und zwischen den ihnen zugeordneten Führungskanälen zumindest weitgehend gleich sind, womit sich für alle Drucknadeln weitgehend gleiche Reibungsverhältnisse und gleiche Durchbiegungen ergeben.

Der erfindungsgemäße Mosaikdruckkopf kann universell für Kurzhub, Langhub und für extrem hohe Geschwindigkeiten eingesetzt werden, wobei in jedem Falle gegenüber bekannten Ausführungen eine Erhöhung des Wirkungsgrades erreicht wird.

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Die Erfindung ist anhand eines In der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispieles erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 einen einzelnen Klappankerraagnet eines aus mehreren derartigen Klappankermagneten bestehenden . Mosaikdruckkopfes in Schnittansicht gemäß der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Klappankermagneten gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den Klappankermagnet/m Draufsicht,

Fig. 4 eine Gesamtansicht des erfindungsgemäßen Mosaikdruckkopfes in schematischer Darstellung.

Der in den Fig. 1 bis 3 als Einzelheit dargestellte Klappankermagnet 1 besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen, aus Sintermetall bestehenden Magnetjoch 2 mit zwei Jochschenkeln 3, 4, von denen der mit 4 bezeichnete Jochschenkel eine Magnetspule 5 trägt, ferner aus einem aus Sintermetall bestehenden Klappanker 6, welcher an einem freien Ende eine Drucknadel 7 trägt, aus einem U-förmigen, das Magnetjoch 2 umschließenden Federbügel 8, sowie schließlich aus einem an einem freien, federnden Ende 9 des Federbügels 8 mittels einer Schraube 10 befestigten, aus stoßdämmendem Kunststoff bestehenden Führungsteil 11. Der aus elastischem Material, z.B. aus Federstahl, bestehende Federbügel 8 besitzt Rastöffnungen 12 bzw. Rastelemente 13,

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welche mit entsprechenden Rastelementen z.B. 14 des Magnetisches 2 verrastbar sind. Außerdem besitzt der Federbügel 8 am frei federnden Schenkelende eine Lagerzunge 15, welche praktisch punktförmig in eine Ausnehmung am Klappanker 6 mit PederBpanju^^injje^go^ ^ damit das Ende des Klappankers 6/gegen das freie Ende des Magnetjoches 2 am Jochschenkel 3 drückt. An dem dem Jochschenkel ρ gegenüberliegenden Ende des Magnet-Jochs 2 verläuft das Schenkelende 9 des Federbügels 8 parallel zum Jochschenkel 3. Es weist eine Gewindebohrung auf, an welcher das mit einem Langloch 16 ausgestattete Führungsteil 11 mittels der Schraube 10 befestigt werden kann. Wie insbesondere in Fig. 3 gezeigt, besitzt das Führungsteil 11 an gegenüberliegenden Begrenzungsseiten Nuten 17, in welche kurze Federansätze 18 des Federbügels 8 eingreifen. Durch diese Nut- und Federführung ist das Führungsteil 11 am Federbügel 8 verschiebbar und arretierbar gelagert. Das Führungsteil 11 besitzt ein Fenster 19, durch welches der Klappanker 6 hindurchragt, wobei die in Fig. 1 obere Begrenzung dieses Fensters 19 einen Anschlag für die Hubbegrenzung des Klappanker 6 bildet. Das Führungsteil 11 besitzt ferner einstückig angeformte Führungsansätze 20, welche entsprechend der Breite des Klappankers 6 voneinander beabstandet sind und welche den Klappanker 6 seitlich führen. Schließlich ist das Führungsteil 11 mit einer Öffnung in dem die Führungsansätze 20 miteinander verbindenden Bodenteil am Jochschenkel 4 geführt.

Das Magnetjoch 2 besitzt einen vierkantigen Lagerzapfen 21 , der den Federbügel 8 durchdringt und ein Gewinde trägt. Mit dem unteren Ende dieses Lagerzapfens 21 ist der gesamte Klapp-

ankermagnet 1 in eine Vierkantöffnung eines Druckkopfträgers 22 einsteckbar und mittels einer Gewindemutter 23 arretierbar. Zwischen dem Druckkopfträger 22 bzw. einer Bohrung 24 desselben und dem Magnetjoch 2 bzw. dem Federbügel 8 ist eine Druckfeder 25 angeordnet, wodurch der Klappankermagnet 1 gegenüber seinem Druckkopfträger 22 höhenverstellbar ist.

Wie insbesondere Fig. 1 deutlich zeigt, liegt der Federbügel 8 nur mit seinem unteren horizontalen Teil sowie an den genannten Raststellen eng und stoffschlüssig am Magnetooch 2 an, wodurch sich eine sehr gute Dämpfung des Federbügels ergibt.

Wie Fig. 4 deutlich zeigt, sind die einzelnen Klappankermagnete 1 des Mosaikdruckkopfes entlang einer elliptischen Linie 26 an dem ebenfalls elliptischen Druckkopfträger 22 gelagert, wobei sich im Zentrum sämtlicher Klappankermagnete 1 eine Nadelführung 27 befindet mit mehreren, den Drucknadeln 7 der einzelnen Klappankermagnete 1 individuell zugeordneten Führungskanälen 28, in welchen die Drucknadeln 7 mit ihren freien Enden geführt sind.

Dadurch, daß der Klappanker 6 durch die Lagerzunge 15 gegen das freie Ende des Jochschenkels 3 gedrückt wird, ergibt sich zwischen Klappanker 6 und Magnetjoch 2 keine Luft im Bereich des Drehpunktes und somit praktisch keine Feldstärkeverluste. Ferner dient zur exakten Führung und gleichzeitig zur Hubbegrenzung des Klappankers 6 das Führungsteil 11, welches durch seine elastisch federnde Lagerung am Federbügel 8 eine sehr gute Rückpralldämpfung für den Klappanker 6 er- .-■·.. gibt und wodurch gleichzeitig eine Einstellung bzw. \ ■'

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Einjustierung des Hubes des Klappankers 6 ermöglicht wird. Die zu bewegende Masse des Klappankers 6 kann dadurch vermindert werden, daß der Klappanker zum freien Ende hin verjüngt ist, wie insbesondere Fig. 3 zeigt. Ferner ist der Klappanker 6 etwas dünner und breiter als das Joch und hat damit etwa gleichen Querschnitt. Damit wird ein Streufluß um die Pols des Magnetjochs . 2 aufgefangen.

Für die Verwendung der gleichen Bauteile für Langhub- und Kurzhubkopf ist jeder einzelne Klappankermagnet 1 sehr schnell am Druckkopfträger 2 montierbar und entfernbar. Vorzugsweise ist dabei die Gewindemutter 23 mit einer Selbstsicherung versehen. Damit ein Verdrehen des Klappankermagneten 1 auf dem Druckkopfträger 22 nicht stattfindet, sind im Druckkopfträger 22 Bohrungen 29 vorgesehen, in welchen jeweils eine Nase 30 der Feder 8 angeordnet ist. Außerdem ist der Lagerzapfen 21 vierkantig ausgebildet und in eine entsprechend geformte Öffnung des Druckkopfträgers eingesetzt.

Durch die in Fig. 4 gezeigte Anordnung der einzelnen Klappankermagnete 1 auf dem Druckkopfträger 22 werden praktisch für alle Drucknadeln 7 gleiche Reibungsverhältnisse in den Führungskanälen 28 sowie sehr kleine und gleiche Durchbiegungen der Drucknadeln 7 erreicht. Außerdem werden hierdurch kurze Nadellängen ermöglicht, womit eine hohe Resonanzfrequenz der Drucknadeln 7 und eine Verringerung deren Masse erreicht wird. Die Drucknadeln 7 sind starr mit den Klappankern 6 verbunden, etwa durch Löten, Kleben, Kunststoffumspritzen, Einsintern, Einpressen oder dergleichen.

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Wenn die Magnetspule 5 bestronit wird, so wird ein magnetischer Kraftfluß im Magnetjoch 2 erzeugt, der sich über den Klappanker 6 schließt. Der Klappanker 6 wird dadurch aus der in Fig. 1 gezeigten Stellung gegen das Magnetjoch 2 gezogen. Der Federbügel 8 wird durch Kippen des Klappankers 6 an der Abschrägung 32 auf Zug beansprucht, und dieser Kraft wirkt eine Federkraft entgegen, die sich insbesondere durch die in den Figuren 1 bis 3 dargestellten unteren abgebogenen Federschenkel 31 ergibt, welche ersichtlich einen Abstand zum Magnetjoch 2 haben und somit gegenüber dem unteren horizontalen Teil des Federbügels 8 eine Federbewegung ausführen können. Der Federbügel 8 wird dadurch seitlich am Magnetjoch 2 in seiner Längsrichtung geringfügig verlagert. Diese Bewegung liegt im Rahmen der Größentoleranzen der Rastelemente 13 und 14. Bei Abschaltung des Speisestroms erfolgt eine Rückstellbewegung aus den gebogenen Federschenkeln 31 heraus, wodurch eine nach unten gerichtete Zugkraft auf den Klappanker 6 einwirkt und dieser wieder nach oben geschwenkt wird.

Der Klappanker 6 bildet bei dieser Bewegung bezüglich der auf ihn einwirkenden Kräfte einen zweiarmigen Hebel, des- · sen einer Hebelarm zwischen der Abschrägung 32 und dem Verankerungspunkt der Drucknadel 7 und dessen anderer, wesentlich kürzerer Hebelarm zwischen der Abschrägung 32 und der Lagerzunge 15 liegt. Die sehr geringe Länge des letzteren Hebelarms ermöglicht bei äußerst geringer Federauslenkung relativ große Hubbewegungen des Klappankers

Claims (12)

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1. Mosaikdruckkopf mit an Klappankern von Klappankermagneten befestigten Drucknadeln, wobei jeweils der Klappanker mit seinem dem an dem Magnetjoch vorgesehenen Drehlager entgegengesetzten, die Drucknaäel tragenden Ende bis in Höhe einer allen Drucknadeln gemeinsamen Nadelführung ragt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federbügel (8) vorgesehen ist, an welchem einerseits das Magnetjoch (2) mit der Magnetspule (5) und andererseits Führungs- und Lagerelemente für den Klappanker (6) gelagert sind.

2. Mosaikdruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem federnden Ende des Federbügels (8) ein aus stoßdämmendem Material, vorzugsweise aus Kunststoff, bestehender Führungsteil (11) befestigt ist, welcher einen Anschlag für das dem Drehlager entgegengesetzte Ende des Klappankers (6) aufweist.

3. Mosaikdruckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (11) mit den Klappanker (6) seitlich führenden Führungsansätzen (20) ausgestattet ist„

4. Mosaikdruckkopf nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Hubbegrenzung für den Klappanker (6) bildende Führungsteil (11) am Federbügel (8) verstellbar befestigt, vorzugsweise durch Nut- und Feder-Führung am Federbügel gelagert ist.

5. Mosaikdruckkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der

in U-Form ausgebildete Federbügel (8) an einem Schenkelende deu Führungsteil (11) trägt und am anderen Schenkelende ein vorzugsweise punktförmiges Widerlager (15) für den Klappanker (6) aufweist, das in Höhe des Drehlagers dan Klappanker federnd gegen das Magnetjoch (2) drückt.

6. Mosaikdruckkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (8) mit dem Magnetjoch (2) verrastbar ist.

7. Mosaikdruckkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Federbügel (8) mit Ausnahme der den Führungsteil (11) einerseits und das Widerlager (15) andererseits aufweisenden Teilen stoffschlüssig am Magnetjoch (2) anliegt.

8. Mosaikdurckkopf nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch (2) einen den Federbügel (8) durchdringenden Lagerzapfen (21) aufweist, mit welchem er vorzugsweise höhenverstellbar an einem Druckkopfträger (22) gelagert ist.

9. Mosaikdruckkpf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (21) als Gewindezapfen ausgebildet ist und daß zwischen Magnetjoch (2) bzw. zugehörigem Federbügel (8) und Druckkopfträger (22) eine Druckfeder (25) angeordnet ist.

10. Mosaikdruckkopf nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verrastung· des Federbügels (8) an der Seite des Magnetjochs (2) welche das Dreh-

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lager (32) aufweist, eine Längsbewegung des Federbügels (8) bei Schwenkung des Klappankers (6) und damit eine Federung an einem dem Drehlager (32) abgewandten, gebogenen Teil (31) des Federbügels (8) ermöglicht .

11. Mosaikdruckkopf mit mehreren Drucknadeln tragende Klappanker aufweisenden Klappankermagneten sowie mit einer zentral zwischen den Klappankermagneten angeordneten Nadelführung für die Drucknadeln,insbesondere nach den vorhergehenden Ansprüchen,dadurch gekennzeichnet, daß die Klappankermagnete (1) in bezug auf die mehrere, vorzugsweise auf einer Geraden angeordnete Führungskanäle (28) aufweisende Nadelführung (27) in von der Kreisform abweichender Verteilung auf dem Druckkopfträger (22) angeordnet sind.

12. Mosaikdruckkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappankermagnete (1) in zumindest angenähert elliptischer Verteilung in bezug auf die Nadelführung (27) angeordnet sind.

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