EP0112273A1 - Nadeldruckkopf für Matrixdrucker - Google Patents

Nadeldruckkopf für Matrixdrucker Download PDF

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EP0112273A1
EP0112273A1 EP83730081A EP83730081A EP0112273A1 EP 0112273 A1 EP0112273 A1 EP 0112273A1 EP 83730081 A EP83730081 A EP 83730081A EP 83730081 A EP83730081 A EP 83730081A EP 0112273 A1 EP0112273 A1 EP 0112273A1
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needle
base body
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yoke
needle printhead
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Mannesmann AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • 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
    • B41J2/23—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 using print wires
    • B41J2/27—Actuators for print wires
    • B41J2/275—Actuators for print wires of clapper type

Definitions

  • the invention relates to a wire dot print head for matrix printers with a coil carrier, which has a plurality of magnetic yokes, each of which an electromagnetic coil and a magnet armature are assigned, which rests with a lever arm on the rear end of the printing needle, with the front end of pressure points on a recording medium by selective energization the electromagnetic coils can be generated.
  • such dot-matrix print heads produce print dots on the record carrier by means of reciprocating movements in front of the parallel pressure abutment, which result in alphanumeric characters when the record carrier is fed continuously or step by step.
  • the frequency of the needle printhead when the individual needles are fired is of crucial importance for the printing speed, the printing precision and for the life of the needle printhead.
  • the invention has for its object to propose a dot matrix print head for matrix printers, which can be very precise in manufacture, so that problems with the movement of the printing needles and problems of the service life occur less.
  • the coil carrier consists of at least two interconnected, trough-shaped in the basic shape, produced by die-cutting and section-wise bending, thin-walled base bodies made of magnetizable material, with each base body being in relation to each other. Adjacent yoke legs running parallel in two planes together form a magnetic yoke.
  • the advantage of this design is that the contact surfaces relevant for the magnet armature can be manufactured extremely precisely at the critical point.
  • the object to be manufactured is only loaded with a single significant manufacturing tolerance and can therefore be manufactured very precisely.
  • This manufacturing tolerance is based on the position of the armature bearing surface in relation to the magnetic yoke end face, so that their surface spacing forms the relevant tolerance.
  • the coil carrier according to the invention is completely free of residual stresses after its manufacture when it is removed from the devices clamping it. Possibly. however, residual internal stresses that still exist in the design according to the invention disappear through the finishing.
  • the base bodies are each formed in an annular or star shape and are arranged concentrically.
  • connection of the base body can be made in different ways. It is proposed to rivet, weld or solder the base bodies to one another or to connect them to one another by means of metal adhesive or to screw them together according to a further proposal.
  • a further advantageous connection of the base bodies arises from the fact that the base bodies are connected to one another by means of a core bushing guided through bores.
  • a core bushing forms the starting basis for further advantageous features, all of which serve the task of increasing the manufacturing accuracy and thus the working accuracy or the service life of a wire dot print head.
  • a precise position of two yoke legs relative to one another is also achieved in that the base body and the core sleeve are centered relative to one another by means of axially aligned grooves or projections arranged on the circumference.
  • a stop disk made of elastic and / or wear-resistant material is arranged concentrically in the core bushing and is axially fixedly connected to the core bushing. This stop disc dampens to a certain extent the rebound of the needle from the recording medium and helps to stop the movement as quickly as possible, so that a new feed movement of the printing needle can be initiated in the shortest possible time, which of course also contributes to faster printing.
  • the stop surface of the stop disc lies in one plane with the yoke end faces or in a plane set back to this.
  • the only tolerance in the manufacturing process determines the size of the air gap between the magnet armature and the magnet core of the electromagnet coil, which is formed by a yoke leg.
  • the magnetic armature can be chamfered or removed on the stop side.
  • the coil carrier 1 forms a closed structural unit.
  • This assembly consists (Fig. 3 and 4) of two base bodies 2, which are made of flat, stamped sheet metal plates on which the yoke legs 3 have been formed by bending.
  • both base bodies 2 form a trough 2a.
  • the base body 2 are now nested in such a way that two yoke legs 3 are opposite each other.
  • the bores 4 of the two base bodies 2 are aligned with one another and the base bodies are firmly connected by means of the core sleeve 5.
  • the base bodies are circular or star-shaped.
  • the troughs 2a can have rectangular basic shapes for hammer or needle banks.
  • Two base bodies 2 are connected by means of rivet connections by welding, soldering or by means of a metal adhesive process.
  • a stop disk 6 is arranged within the core bushing 5, which has a stop surface 7 which is somewhat set back from the yoke end faces 8.
  • the armature stroke of the magnet armature 17 is limited for higher frequencies of the needle print head, wherein the magnet armature 17 can also rest on the bearing 18.

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Abstract

Nadeldruckköpfe für Matrixdrucker sind mit einem Spulenträger (1) versehen, der mehrere Magnetjoche (3) aufweist, denen jeweils eine Elektromagnetspule (20) und ein Magnetanker (17) zugeordnet sind, welcher mit einem Hebelarm an dem hinteren Ende der Drucknadel (11) anliegt, wobei mit deren vorderem Ende Druckpunkte auf einem Aufzeichnungsträger durch selektives Bestromen der Elektromagnetspulen (20) erzeugbar sind. Um die Auswirkungen einer ungenauen Herstellung bzw. Ungenauigkeiten verursachenden Konstruktion, wie z.B. unterschiedliche Bewegungswege der Drucknadeln, der Magnetanker und dgl. zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß der Spulenträger (1) aus zumindest zwei miteinander verbundenen, in der Grundform trogförmigen, durch Formstanzen und abschnittsweisem Biegen hergestellten, dünnwandigen Grundkörpern (2) aus magnetisierbarem Werkstoff besteht, wobei von jedem Grundkörper (2) jeweils zueinander benachbarte, parallelverlaufende Joch-Schenkel (3) zusammen ein Magnet-Joch bilden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Nadeldruckkopf für Matrixdrucker mit einem Spulenträger, der mehrere Magnetjoche aufweist, denen jeweils eine Elektromagnetspule und ein Magnetanker zugeordnet sind, welcher mit einem Hebelarm an dem hinteren Ende der Drucknadel anliegt, wobei mit deren vorderem Ende Druckpunkte auf einem Aufzeichnungsträger durch selektives Bestromen der Elektromagnetspulen erzeugbar sind.
  • Derartige Nadeldruckköpfe erzeugen in Matrixdruckern durch hin-und hergehende Bewegungen vor dem parallel angeordneten Druckwiderlager auf dem Aufzeichnungsträger Druckpunkte, die bei kontinuierlichem bzw. schrittweisem Vorschub des Aufzeichnungsträgers alphanumerische Zeichen ergeben. Neben der Geschwindigkeit für die Hin- und Herbewegung des Nadeldruckkopfes ist die Frequenz des Nadeldruckkopfes beim Abschießen der einzelnen Nadeln von entscheidender Bedeutung für die Druckgeschwindigkeit, die Druckpräzision und für die Lebensdauer des Nadeldruckkopfes.
  • Es sind Nadeldruckköpfe bekannt; deren Aufbau verhältnismäßig kompliziert ist, so daß an mehreren Stellen Fertigungsungenauigkeiten auftreten, die summiert beträchtliche Lagerungsfehler für Drucknadeln, Magnetanker und andere bewegliche Teile darstellen. Aus diesem Grund arbeiten derartige Nadeldruckköpfe verhältnismäßig ungenau und unterliegen einem großen Verschleiß, so daß deren Lebensdauer beschränkt ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nadeldruckkopf für Matrixdrucker vorzuschlagen, der in der Herstellung sehr genau sein kann, so daß Probleme bei der Bewegung der Drucknadeln und Probleme der Lebensdauer weniger auftreten.
  • Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Spulenträger aus zumindest zwei miteinander verbundenen, in der Grundform trogförmigen, durch Formstanzen und abschnittsweisem Biegen hergestellten, dünnwandigen Grundkörpern aus magnetisierbarem Werkstoff besteht, wobei von jedem Grundkörper jeweils zueinander. benachbarte, in zwei Ebenen parallel verlaufende Joch-Schenkel zusammen ein Magnet-Joch bilden.
  • Der Vorteil dieser Bauweise besteht darin, daß die für den Magnetanker maßgeblichen Auflageflächen an der kritischen Stelle äußerst genau hergestellt werden können. So ist der herzustellende Gegenstand nur mit einer einzigen bedeutsamen Herstellungstoleranz belastet und kann daher sehr genau hergestellt werden. Diese Herstellungstoleranz beruht auf der Lage der Ankerauflagerfläche zur Magnetjoch-Stirnfläche, so daß deren Flächenabstand die maßgebliche Toleranz bildet. Ein bisher bedeutsames Problem, nämlich Abweichungen zwischen den einzelnen Magnetjöchen, tritt hier überhaupt nicht mehr auf. Diese Abweichung war jedoch maßgebend für die Einstellung des Bewegungsweges der einzelnen Drucknadeln.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der erfindungsgemäße Spulenträger nach seiner Herstellung völlig frei von Restspannungen ist, wenn er aus den ihn einspannenden Vorrichtungen herausgenommen wird. Evtl. doch noch vorhandene innere Restspannungen verschwinden bei der erfindungsgemäßen Gestaltung durch die Endbearbeitung.
  • . Das Prinzip eines derartig hergestellten Spulenträgers läßt sich auf unterschiedliche Formen der Anordnung von Drucknadeln anwenden. Bei einem Nadeldruckkopf der bekannten Art ist es vorteilhaft, daß die Grundkörper jeweils kreisringförmig bzw. sternförmig ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind.
  • Hierbei kann die Verbindung der Grundkörper auf unterschiedliche Art vorgenommen werden. Es wird vorgeschlagen, die Grundkörper miteinander zu vernieten, zu verschweißen bzw. zu verlöten oder mittels Metallkleber miteinander zu verbinden oder gemäß einem weiteren Vorschlag miteinander zu verschrauben.
  • Eine weitere vorteilhafte Verbindung der Grundkörper entsteht dadurch, daß die Grundkörper mittels einer durch Bohrungen geführten Kernbuchse miteinander verbunden sind. Eine solche Kernbuchse bildet die Ausgangsbasis für weitere vorteilhafte Merkmale, die sämtlich der Aufgabe dienen, die Herstellungsgenauigkeit und damit die Arbeitsgenauigkeit bzw. die Lebensdauer eines Nadeldruckkopfes zu steigern.
  • Eine präzise Lage zweier Jochschenkel zueinander wird außerdem dadurch erzielt, daß die Grundkörper und die Kernbuchse mittels axial fluchtenden, am Umfang angeordneten Nuten bzw. Vorsprüngen zueinander zentriert sind.
  • So ist vorgesehen, daß in der Kernbuchse eine Anschlagscheibe aus elastischem und/oder verschleißfestem Werkstoff konzentrisch angeordnet und mit der Kernbuchse axial fest verbunden ist. Diese Anschlagscheibe dämpft in gewissem Umfang den Rückprall der Nadel vom Aufzeichnungsträger und trägt dazu bei, die Bewegung so schnell wie möglich abzustoppen, so daß in kürzester Zeit eine neue Vorschubbewegung der Drucknadel eingeleitet werden kann, was selbstverständlich zum schnelleren Drucken ebenfalls beiträgt.
  • In Verfolgung dieser Gedankengänge wird weiterhin vorgeschlagen, daß die Anschlagfläche der Anschlagscheibe in einer Ebene mit den Joch-Stirnflächen oder in einer zu dieser zurückgesetzten Ebene liegt. Dieses wiederum die einzige Toleranz bei der Herstellung darstellende Maß bestimmt im übrigen die Größe des Luftspaltes zwischen dem Magnetanker und dem Magnetkern der Elektromagnetspule, der durch einen Joch-Schenkel gebildet wird. Bei einer einheitlichen Ebene kann der Magnetanker auf der Anschlagseite angeschrägt bzw. abgesetzt werden.
  • Weitere Merkmale und vorteilhafte Gestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch den Nadeldruckkopf als Gesamtquerschnitt,
    • Fig. 2 einen Querschnitt des Nadeldruckkopfes gemäß Fig. 1 bei abgenommener Elektromagnetspulen-Baugruppe (Schnitt II - II),
    • Fig. 3 den erfindungsgemäßen Spulenträger im Querschnitt und
    • Fig. 4 eine Draufsicht auf den Spulenträger gemäß Fig. 3.
  • Der Spulenträger 1 bildet eine geschlossene Baueinheit. Diese Baueinheit besteht (Fig. 3 und 4) aus zwei Grundkörpern 2, die aus flachen, gestanzten Blechplatinen hergestellt sind, an denen die Joch-Schenkel 3 durch Biegen geformt worden sind. Beide Grundkörper 2 bilden in der Grundform einen Trog 2a. Die Grundkörper 2 sind nunmehr derart ineinandergestellt, daß jeweils zwei Joch- - Schenkel 3 einander gegenüberliegen. In dieser Position fluchten die Bohrungen 4 der beiden Grundkörper 2 miteinander und die Grundkörper sind mittels der Kernbüchse 5 fest verbunden. Bei runden Nadeldruckköpfen sind die Grundkörper kreisringförmig bzw. sternförmig ausgebildet. Für Hammer- oder Nadelbänke können die Tröge 2a rechteckige Grundformen aufweisen. Die Verbindung von zwei Grundkörpern 2 erfolgt mittels Nietverbindungen durch Schweißen, Löten oder aufgrund eines Metallklebeverfahrens..
  • Innerhalb der Kernbuchse 5 ist eine Anschlagscheibe 6 angeordnet, die eine Anschlagfläche 7 aufweist, die etwas zurückgesetzt gegenüber den Jochstirnflächen 8 liegt.
  • Die Funktionsweise eines derartigen Spulenträgers 1 ergibt sich aus den Fig. 1 und 2:
    • Der Nadeldruckkopf bildet im wesentlichen die Spulenträgerbaugruppe la und die Nadelführungsbaugruppe 9. In dem vorderen Gehäuseteil 10 sind die Nadeln 11 in Lagern 12 und 13 und in einem Mundstück 14 in ihrem vorderen Bereich geführt und im hinteren Bereich in einer Führungsbuchse 15 gelagert. Am hinteren Ende der Drucknadeln 11 ist jeweils ein Nadelkopf lla vorgesehen, den eine Druckfeder 16 abstützt. Die Druckfeder 16 hat das Bestreben, den .Nadelkopf lla und damit die Drucknadel 11 in die zurückgezogene Stellung (wie gezeichnet) zu führen, in der der Nadelkopf lla an dem Magnetanker 17 anliegt. Der Magnetanker 17 ist selbst um das Lager 18 schwenkbar bis er (in der gezeichneten Stellung) an der Anschlagfläche 7 anliegt. Aus diesem System resultiert über die Anschlagscheibe 6 und deren Anschlagfläche 7 eine äußerst präzise Bewegung sämtlicher Drucknadeln 11, wobei deren Lage durch die Anlage der Kernbüchse 5 am vorderen Gehäuseteil 10 selbst nach einer beliebigen Anzahl von Montagen oder Demontagen mittels der Schrauben 19 leicht fixierbar ist.
  • Für höhere Frequenzen des Nadeldruckkopfes ist der Ankerhub des Magnetankers 17 begrenzt, wobei der Magnetanker 17 auch auf dem Lager 18 aufliegen kann.
  • Weiterhin ergibt sich im Bereich der Joch-Schenkel 3 bzw. der Elektromagnetspulen 20 ein äußerst genauer und gleichmäßiger Arbeitsluftspalt 21, der außerdem die Verhältnisse bezüglich des Magnetflusses bzw. der magnetischen Streuflüsse günstig beeinflußt. Bei der Bewegung des Magnetankers 17 ist selbstverständ- lich, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 schon erläutert wurde, von wesentlicher Bedeutung, daß der Drehpunkt 22 genau festlegbar ist. Diese Festlegung erfolgt durch eine mögliche präzise Herstellung des Spulenträgers 1 über die Joch-Stirnfläche 8 in Verbindung mit der Anschlagfläche 7 der Anschlagscheibe 6. Die Bezugsebenen sämtlicher Joch-Stirnflächen 8 können dabei gleichgestaltet werden, indem der Spulenträger 1 bei seiner Herstellung planüberschliffen wird. Ein solches Bearbeitungsverfahren ist nur bei der vorliegenden Gestaltung des Spulenträgers 1 möglich, aus dem sich somit die Toleranz Null der einzelnen Joch- Stirnflächen 8 untereinander ergibt.

Claims (10)

1. Nadeldruckkopf für Matrixdrucker, mit einem Spulenträger, der mehrere Magnetjoche aufweist, denen jeweils eine Elektromagnetspule und ein Magnetanker zugeordnet sind, welcher mit einem Hebelarm an dem hinteren Ende der Drucknadel anliegt, wobei mit deren vorderem Ende Druckpunkte auf einem Aufzeichnungsträger durch selektives Bestromen der Elektromagnetspulen erzeugbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenträger (1) aus zumindest zwei miteinander verbundenen, in der Grundform trogförmigen, durch Formstanzen und abschnittsweisem Biegen hergestellten, dünnwandigen Grundkörpern (2) aus magnetisierbarem Werkstoff besteht, wobei von jedem Grundkörper (2) jeweils zueinander benachbarte, in zwei Ebenen parallel verlauf ende Joch-Schenkel (3) zusammen ein Magnet- Joch bilden.
2. Nadeldruckkopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundkörper (2) jeweils kreisringförmig bzw. sternförmig ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind.
3. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundkörper (2) miteinander vernietet sind.
4. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundkörper (2) miteinander verschweißt bzw. verlötet sind.
5. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundkörper (2) mittels Metallkleber miteinander verbunden sind.
6. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundkörper (2) miteinander verschraubt sind.
7. Nadeldruckkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundkörper (2) mittels einer durch Bohrungen (4) geführten Kernbuchse (5) miteinander verbunden sind.
8. Nadeldruckkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Grundkörper (2) und die Kernbuchse (5) mittels axial fluchtenden, am Umfang angeordneten Nuten bzw. Vorsprüngen zueinander zentriert sind.
9. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Kernbuchse (5) eine Anschlagscheibe (6) aus elastischem und/oder verschleißfestem Werkstoff konzentrisch angeordnet und mit der Kernbuchse (5) axial fest verbunden ist.
10. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 8 und 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlagfläche (7) der Anschlagscheibe (6) in einer Ebene mit den Joch-Stirnflächen (8) oder in einer zu dieser zurückgesetzten Ebene liegt.
EP83730081A 1982-11-22 1983-08-30 Nadeldruckkopf für Matrixdrucker Expired EP0112273B1 (de)

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