DE8501935U1 - Matrixdruckkopf - Google Patents
MatrixdruckkopfInfo
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Description
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23 840 3 02.03.19&Igr;&Idigr;9
Die Neuerung betrifft einen Matrixdruckkopf mit mehreren, jeweiLs
mittels eines separaten Magnetantriebs in DrucksteLlung nach vorwärts und zurück bewegbaren Drucknadeln, die an einem die Bewegungen
übertragenden Element des Magnetantriebs befestigt sind, wobei das Magnetantriebs-ELement innerhalb des Befestigungsbereiches jeweils eine
Breite aufweist, die die Rnordnung einer mittig im Befestigungsbereich
des Magnetantriebs-Elementes befindlichfern Durchtrittsöffnung zuläBt,
deren Querschnittsgrundform zumindest mit einem Teil des Umfangs der
eingesetzten und weich- oder hartgelöteten Drucknadeln unter Berücksichtigung einer entsprechenden Herstelltoleranz übereinstimmt.
Derartige Matrixdruckköpfe werden in serieller Bauart und in Zeilendruckerbauart hergestellt. Die Betätigung zielt hierbei auf eine
möglichst hohe Rnzahl von Abdrucken einzelner rünktdruckelemente ab.
Serielle Matrixdrucker erreichen heute schon eine Schreibleistung von ca. 400 Zpjchen/sec. und Zeilendrucker von bis zu 9CrU Zeichen/sec.
Entsprechend diesen f-hreibleistungen sind Matrix-Zeichendrucker
thermisch und verschleJOtechnisch beansprucht. Die Standzeit sowie
etwaige Ausfallzeiten der Matrixdrucker sind jedoch für den Benutzer ausschlaggebende Merkmale, einen Matrixdrucker auszuwählen.
Neben den Problemen des elektrischen bzw. elektronischen Teils eines
Matrixdruckers sind auch mechanische Probleme zu beachten. So ist z.B. die Befestigung des Druckelements, d.h. einer Drucknadel immer noch
nicht zufriedenstellend gelöst.
Man unterscheidet bei der Befestigung der Drucknadeln zwei grundverschiedene bekannte Bauarten.
Eine erste bekannte Bauart benutzt zwar ebenfalls das Prinzip des Bewegungen übertragenden Magnetantriebselements, bevorzugt jedoch
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Lediglich eine kinematische Kopplung durch KraftschluB zwischen dem
Magnetantriebselement (z.B. einem Klappanker) und einer getrennten Drucknadel, an der ein Kopf befestigt ist. Während der Kraftübertragung
liegt der Kopf der Drucknactel an einer ebenen Fläche des
Magnetantriebselementes an. Diese erste Bauart folgt jedoch wegen der Massenungleichheit won Drucknadeln mit Drucknadelkopf einerseits und
der Masse des Klappanker* andererseits nur schwer der Frequenz des
Magnetantriebs. Mit der ersten bekannten Bauart sind daher Schwingungsprobleme und Steuerungsprobleme verbunden (ein solches
Beispiel bildet der Gegenstand der US-PS 4,478,528).
Eine zweite bekannte Bauart vermeidet die Probleme der ersten Bauart,
indem die Drucknadeln jeweils unmittelbar jnd starr am vorderen Ende
des Magnetantriebselementes befestigt sind. Damit folgt die Drucknadel zwangsweise der Steuerung der Matrixdrucker-ELektronik. Diese zweite
bekannte Bauart (ein Beispiel ist aus der DE-OS 26 30 931 ersichtlich)
ist jedoch fertigungstechnisch schwierig zu beherrschen. Die Befestigung der Drucknadel bedarf besonderer Hilfsvorrichtungen, wobei
immer noch die Gefahr besteht, daß durch eine zu grofle Toleranzvorgabe
der Hilfsmittel die Rusrichtung und Rnordnung der Drucknadeln
unzureichend ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Befestigung stellt das extrem wichtige Verbinden der Drucknadeln mit dem
Magnetantriebselement dar, das unter Wärmeeinwirkung beim Weich- oder Hartlöten entsteht. Die Erwärmung der Drucknadeln beim induktiven Löten
kann in Extremfallen zum Bruch der Drucknadel nach einer relativ kurzen
fietriebszeit des Matrixdruckers führen. Die Ursache hierfür ist eine
Gefügeänderung im Werkstoff der Drucknadeln entweder während des Erwärmens oder während des nachfolgenden Rbkühlens.
(DE-fl-24 49 235), eine besondere Buchse für die Drucknadsln vorzusehen,
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die in dem MagnetantriebseLement verschweißt wird. Diese Buchse kann
auch noch mit elastomerem Material in dem Magnetantriebselement
gelagert sein. Eine solche Buchse gewährleistet jedoch wegen der Toleranzungenauigkeit weder eine gröflere Lagegenauigkeit noch eine
Verstärkung der Drucknadelbefestigung.
Ein weiterer bekannter Vorschlag (DE-fl-25 58 380) sieht eine eingangs
bezeichnete Befestigung einer Drucknadel vor. Die flchse der Durchtrittsöffnung ist jedoch jeweils senkrecht durch das entweder
gerade oder abgewinkelte MagnetantriebseLement geführt, so daß die Drucknadel einer nachteiligen Krümmung unterworfen wird, die in nicht
näher dargestellten Führungen, sogenannten Stützebenen fixiert werden muß. Ferner ist die bekannte Drucknadelbefestigung nachteilig aufgrund
einer äußeren Verschweißung an einem nach auße->
ragenden Ende der Drucknadel. Eine solche Befestigung ist daher bruchgefährdet.
Der Neuerung liegt die Ruf gäbe zugrunde, die Befestigung einer
Drucknadel zu verbessern, und zwar zu verstärken.
Die gestellte Pufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß die gerade
Ochse der Durchtrittsöffnung schräg zur Oberflächenebene des
Magnetantriebselementes verläuft, daß ferner die Herstelltoleranz der Durchtrittsöffnung und die der Drucknadel jeweils im Sinne eines
leichten Einführens der Drucknadeln aufeinander abgestimmt sind und dadurch eine Festlegung der Drucknadeln in der durch die
Durchtrittsöffnung bestimmten Richtung entsteht und daß die Drucknadeln
aufgrund der Toleranzabstimmung innerhalb des entstehenden Spalts in der
Durchtrittsöffnung gelötet sind. Hierbei sichert die Mindestbreite des
Magnetantriebselementes die Anordnung einer Durchtrittsöffnung. Die
Durchtrittsöffnung selbst gewährleistet den geringstmöglichen Rufwand,
um die Drucknadel bei der Montage zu positionieren. Hierbei ist die
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Genauigkeit der Position von besonderem Vorteil. Die Drucknadel wird
t'oöerdem bei einer notwendigen Erwärmung nicht übermäßig in ihrer
Werkstoffestigkeit geschwächt, da der umliegende (Merkstoff des Magnetantriebelementes für eine langsame Wärmeableitung sorgt. Dadurch
entsteht eine wesentliche Verstärkung der Befestigung.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daO die
Durchtrittsöffnung aus einer mittels Laser-Strahlen hergestellten kreisrunden Bohrung von minimal 0,2 mm bis maximal 0,4 mm Durchmesser
besteht, fllleine durch diese Bohrung wird die Laige der einzelnen
Drucknadeln mit hoher Genauigkeit fixiert.
Eine andere Verbesserung besteht darin, daß die Durchtrittsöffnung in
Form eines von vorne oder seitlich verlaufenden Schlitzes mit einer
Breite gebildet ist, die der Dicke der von vorne oder seitlich einführbaren Drucknadeln entspricht unter Berücksichtigung einer
entsprechenden Herstelltoleranz für den Schlitz und/oder der Drucknadel abmessung.
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r enrndeenr r ndebmes Die Drucknadel kann hler leicht seitlich
eingeführt werden Im Gegensatz zum axialen Einführen bei einer
geschlossenen kreisrunden Bohrung. Ein Fixleren der Drucknadeln
erfolgt bei dieser AusfUhrungsform durch Auffüllen des Schlitzes mittels Welch- oder Hartlot.
A/euerimg Ein AusfUhrungsbeispiei der €rf4ndi*ng· 1st In der Zeichnung
dargestellt und wird Im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
10
(~ Flg. 1 einen Matrixdruckkopf der vorgespannten Bauart halb
Flg. 2 den Matrixdruckkopf gemäß Flg. 1 1n Ansicht auf die Oruckelemente
mit mehreren Teil schnitten In aufeinanderfolgenden
Ebenen des Querschnittes gemäß Flg. 1: Schnitt I In der Schnittehene gemäß Flg. 1,
Schnitt II In der Schnittebene gemäß F1g. 1,
Schnitt III 1n der Schnittebene gemäß Flg. 1, Schnitt IV In der Schnittebene gemäß Flg. 1.
Flg. 3 eine Vorderansicht einer Drucknadel-Befestigung nach dem
Stand der Technik,
Flg. 4 ein Mittenschnitt gemäß dem Schnittverlauf V - V In F1g.
3,
Drucknadel an einem Magnetantriebs-Element und
30
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Die Figuren 1 und 2 dienen zu Erläuterungen der Funktionen eines
(seriellen) Matrixdruckkopfes als Beispiel, um das Zusammenwirken einer Ankerbaugruppe mit anderen Funktionsgruppen innerhalb des
Gesamt-Matrixdruckkopfes der Beschreibung des Herstell Verfahrens
S der Ankerbauteile voranzustellen.
Der 1n der Zeichnung dargestellte serielle Matrixdruckkopf weist eine Elektromagnetspulen-Baugruppe 1 auf, die aus einer Magnetfluß!
eltplatte 2, an dieser befestigten Magnetpolkernen 3 mit
Elektromagnetspulen 4 und aus einer Dauermagnetplatte 5 besteht.
Der Elektromagnetspulen-Baugruppe 1 Hegt jeweils eine Ankerbaugruppe 6 gegenüber, die aus einem Ankerring 7, aus (auf der
Zeichnung) nach links und nach rechts gemäß Flg. 1 auslenkbaren Ankerannen 8 besteht, wobei die Ankerarme 8 jeweils mittels
IS relativ kurzer Federarme 9 mit dem Ankerring 7 verbunden sind. Die
Anzahl der Magnetpolkerne 3 der Elektromagnetspulen 4, der Ankerarme 8 und der Federarme 9 entspricht, wie üblich, der Anzahl der
Druckelemente 10, die Im Ausfdhrungsbeispiel als relativ lange
£ Drucknadeln ausgeführt und In einem Mundstück 11 gelagert sind.
20 Im vorliegenden Ausführungsbeispiei befinden sich· 2 &khgr; 12 = 24
Druckelemente Innerhalb des elektrisch bzw. magnetisch nicht leitfähigen
Gehäuses 12, welches aus den beiden Gehäuseteil en 12a und 12b zusammengesetzt 1st und mittels über den Gehäuseumfang verteilter
Schrauben 13 zusammengehalten wird.
25
Die Druckelercente 10 sind um den Druckweg (ca. 0,3 bis 0,6 mm) 1m
wesentlichen axial beweglich in einem Führungsgehäuse 14 in Lagern 15 geführt. Zwischen dem Gehäuse 12 und dem Führungsgehäuse 14
befinden sich Bellagen 17, um die Austrittslänge der Druckelemente
10 sus dem Führungsgehäuse 14 bestimmen und auch nachträglich noch ändern zu können. Das Führungsgehäuse 14 dient gleichzeitig zur
Befestigung des Matrixdruckkopfes auf einem (nicht dargestellten) Schlitten o.a., der vor einem Druckwiderlager hin- und herbewegt
wird. Für die Befestigung sind ein Flansch 14a und zumindest zwei
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Die Strombeaufschlagung der Elektromagnetspulen 4 erfolgt durch
Anschluß an einen (weiter nicht dargestellten) Zeichengenerator, der sich auf einer Leiterplattenschaltung befindet» mittels Steckanschlüssen
18 und 19.
5
5
Ein unkritischer, parasitärer Luftspalt 20 1st vorgesehen, dessen
Größe bei geringsten Abweichungen die Magnetflußdichte und damit
die Energieübertragung sowie den Auf- und Abbau der Elektromagnetfel
der bzw. der Dauermagnetfelder negativ beeinflussen kann. Der Luftspalt 20 1st dann unkritisch, wenn eine optimale Magneti-O
sierung der Luft Im Spalt 20 stattfindet. Eine solche optimale
Magnetisierung des Luftspaltes 20 liegt dann vor, wenn der Luftspalt
so groß bemessen 1st, daß einerseits keine engen Toleranzen für die Herstellung des Ankerrings 7 bzw. der Ankerarme 8
gefordert werden müssen und andererseits die Feidliniendichte zwar
groß genug 1st, um der Vorspannkraft der Federanne 9 das Gleichgewicht zu halten, jedoch andererseits auch nicht zu hoch 1st, um
einen schnellen Abbau des Dauermagnetfeldes beim Einschalten der
Elektromagnetspulen 4 zu behindern. Dieser praktisch Ideale Fall
kann durch die erfindungsgemäße Befestigung wie nachfolgend
beschrieben 1st, verwirklicht werden. Eine zwischen der Magnetflußlei
tpiatte 2 und dem Ankerring 7 angeordnete Zwischenplatte
bildet mit Ihrer Stirnseite 24a eine einheitliche Ebene 25 (Flg.
2), wobei der Ankerring 7 bei verbundenen Gehäuseteil en 12a und 12b In dieser Ebene 25 gegen die Zwischenplatte 24 anliegt.
Öle Anke ranne 8 Hegen In zurückgezogener Position (wie In Flg.
1 dargestellt 1st) leicht schräg zur Ebene 25 und liegen auf den , zugehörigen Magnetpolkernen 3 auf. Hierbei entspricht die Dicke
des Anken Inge 7 etwa der Dicke der Ankerarme 8 einschließlich der
relativ geringen Dicke der Federarme 9, die mit den Ankerannen 8
und dem Ankerrfng 7 verbunden sind. Der sehr kurze Federarm 9
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20
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erhält eine verkürzte Einspannlänge durch eine Abstufung 7a, so
daß die verbleibende Ankerringfläche 7b für die Verbindung zur
Verfügung steht. Die Abstufung 7a bewirkt zusätzlich eine Biegefreiheit
für den Ankerarm 8. Die Abstufung 7a stellt u.U. eine
Fortsetzung des Luftspaltes 20 dar.
Es 1st jedoch möglich, die kurzen Federarme 9 aus antimagnetischem
Werkstoff, z.B. Chromnickelstahl, herzustellen, so daß keine magnetischen
Feldlinien über die Federarme 9 oder Ober den Raum der
Abstufung 7a verlaufen können.
Eine weitere Begrenzung von Streuflüssen bzw. eine Konzentration
der magnetischen Feldlinien erfolgt durch die Magnetflußleltplatte
2, die gegenüberliegend zur Seite der Druckelemente 10 etwa in Höhe der Nagnetpolkerne 3 endet.
Nach dem Stand der Technik sind.die Drucknadeln 10 (Flg. 3 und 4)
an dem Magnetantriebs-Eiement 26 (diese entsprechen den Ankerarmen
8) unmittelbar und starr mit Ihrem Umfang 10a durch eine Weichoder
Hartlötung 27 befestigt. Diese Befestigung hat sich wie
beschrieben als nachteilig erwiesen.
Gemäß der
(Flg. 5 und 6) wird ein Magnetantriebs-Eiement
26 angewendet, das einen Befestigungsbereich 27 mit einer Breite
28 aufweist, die zumindest dem Einfachen der Dicke 29 (Durchmesser)
der Drucknadel 10 entspricht. In der Mitte des Bef?st1-gungsbereiches
27 1st eine Durchtrittsöffnung 30 vorgesehen mit einer der jeweiligen Querschnittsgrundform 31 (Kreis, Rechteck,
Quadrat) der Drucknadel 10 angepaßten Querschnittsform unter Einhaltung
einer entsprechenden Herstelltoleranz. Die Querschnittsform 31 1st zumindest auf einem Teil des Umfanges 32 vorhanden,
so daß die Drucknadel 10 festgelegt wird. Das Ausführungsbeispiei
zeigt eine Durchtrittsöffnung 30 aus einer kreisrunden Bohrung von
minimal 0,2 mm bis maximal 0,4 mm, wobei z.B. eine mit Kreisquer-
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schnitt ausgeführte Drucknadel 10 von 0,36 mm Durchmesser leicht
eingeführt werden kann und wobei ein entstehender Spalt durch Hart- oder Weichlot ausgefüllt werden kann. ,
verläuft unter einem Winkel 34 r.ur Oberflächenebene 35 des Magnetantriebs-Elementes
26.
Cine alternative Ausführungsfora der Befestigung kann nunmehr
darin bestehen (F1g. 5), daß die Durchtrittsöffnung 30 In Form
eines seitlich (oder von vorne) eingearbeiteten Schlitzes 36 mit einer Breite gebildet 1st, die der Dicke (Durchmesser) 29 der
Drucknadel 16 entspricht, so daß die Drucknadsi 10 seitlich (oder
von vorne) eingeführt werden kann. Der Schlitz 36 wird nach dem
Einführen der Drucknadel 10 mit Welch- oder Hartlot verschlossen.
Die alternative Befestigung sichert ebenfalls eine genaue Position
durch dU Anlage der Drucknadel 10 mit Ihren Teil des Umfangs 32
an der Wandung der Durchtrittsöffnung 30.
Claims (3)
1. Matrixdruckkopf mit mehreren, jeweils mittels eines separaten
Magnetantriebs in Druckstellung nach vorwärts und zurück bewegbaren Drucknadeln, die an einem die Bewegcigen übertragenden Element des
Magnetantriebs befestigt sind, wobei das Magnetantriebs-Element innerhalb des Befestigungsbereiches jeweils eine Breite aufweist,
die die Anordnung einer mittig im Befestigungsbereich des Magnetantriebs-Elementes befindlichen Durchtrittsöffnung zuläBt,
deren Querschnittsgrundform zumindest mit einem Teil des Umfangs der eingesetzten und weich- oder hartgelöteten Drucknadeln unter
Berücksichtung einer entsprechenden Herstelltoleranz übereinstimmt,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gerade Rchse (33) der Durchtrittsöffnung (30) schräg zur
Oberflächenebene (35) des Magnetantriebselementes (26) verläuft,
dafl ferner die Herstelltoleranz der Durchtrittsöffnung (30) und die der Drucknadel (10) jeweils im Sinne eines leichten Einführens
der Drucknadeln (10) aufeinander abgestimmt sind und dadurch eine Festlegung der Drucknadeln (10) in der durch die Durchtrittsöffnung
bestimmten Richtung entsteht und daß die Drucknadeln (10) aufgrund der Toleranzabstimmung innerhalb des entstehenden Spalts
in der Durchtrittsöffnung (30) gelötet sind.
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2. Matrixdruckkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daO die Durchtrittsöffnung (30) aus einer mittels Laser-Strahlen
hergestellten kreisrunden Bohrung von minimal 0,2 mm bis maximal 0,4 mm Durchmesser besteht.
3. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
dafl die Durchtrittsöffnung (30) in Form eines von vorne oder
seitlich verlaufenden Schlitzes (36) mit einer Breite gebildet ist,
die der Dicke (29) der von vorne oder seitlich einführbaren Drucknadeln (10) entspricht unter Berücksichtigung einer
entsprechenden Herstelltoleranz für den Schlitz (36) und/oder der Drucknadel abmessung.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19858501935 DE8501935U1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Matrixdruckkopf |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19858501935 DE8501935U1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Matrixdruckkopf |
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DE8501935U1 true DE8501935U1 (de) | 1989-04-13 |
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DE19858501935 Expired DE8501935U1 (de) | 1985-01-25 | 1985-01-25 | Matrixdruckkopf |
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