EP0112274A1

EP0112274A1 - Nadeldruckkopf für Matrixdrucker

Info

Publication number: EP0112274A1
Application number: EP83730096A
Authority: EP
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. Gugel
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1982-11-22
Filing date: 1983-10-10
Publication date: 1984-06-27
Also published as: DE3243476A1; EP0112274B1; DE3243476C2; DE3380018D1

Abstract

Ein nach dem Klappankerprinzip arbeitender Nadeldruckkopf weist einen Magnetanker auf, der mehr oder weniger auf dem Magnetkern (Magnetjoch) punkt- oder linienförmig aufliegt. Diese Auflagefäche ist daher unzureichend und verursacht einen elektromagnetisch niedrigen Wirkungsgrad. Eine unvollständige Auflage des Magnetankers führt jedoch auch bei mehreren Drucknadeln zu unterschiedlichen Druckkräften, so daß die Drucknadeln unterschiedliche Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger erzeugen. Um die Qualität eines Nadeldruckkopfes grundsätzlich in den wichtigsten Bereichen zu steigern, indem die Einhaltung geringster Toleranzbereiche angestrebt wird, wird vorgeschlagen, daß der Spulenträger (1) aus einem gegossenen oder gespritzten Grundkörper (2) als Jochträger aus elektrisch nicht leitendem Werkstoff besteht, in dem taschenförmige Ausnehmungen (3) angeordnet sind, in denen jeweils ein Magnetjoch (4) aus magnetisierbarem Werkstoff eingesetzt ist.

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 und mit deren vorderem Ende Druckpunkte auf einem Aufzeichnungsträger durch selektives Bestromen der Elektromagnetspulen erzeugbar sind.
Derartige Nadeldruckköpfe arbeiten nach dem Klappankerprinzip, d.h. der Magnetanker liegt mehr oder weniger auf dem Magnetkern (Magnetjoch) punkt- oder linienförmig auf. Diese Auflagefläche ist daher unzureichend und verursacht einen elektromagnetisch niedrigen Wirkungsgrad. Eine unvollständige Auflage des Magnetankers führt jedoch auch bei mehreren Drucknadeln zu unterschied- lichen Druckkräften, so daß die Drucknadeln unterschiedliche Druckpunkte auf dem Aufzeichnungsträger erzeugen. Die Lagerung des Magnetankers und diejenige des Magnetkerns und weiterer Teile bilden nur Beispiele für Toleranzfehler in Nadeldruckköpfen, die eine unerwünschte Abweichung darstellen, aus der sich Mängel in den folgenden Bereichen Ergeben: im Aufbau des Nadeldruckkopfes in der Baugröße des Nadeldruckkopfes, in der Druckqualität, im elektrischen Leistungsverbrauch bezüglich einfacher, toleranzsicherer Herstellbarkeit in der elektronischen Steuerung der Nadelselektion (IC-Schaltkreise) und bezüglich Lebensdauer.
Die Verwirklichung kleinstmöglicher Toleranzen in sämtlichen der vorstehend aufgezählten Teilbereichen erweist sich vordergründig zwar als wirtschaftliches Problem. Jedoch auch bei einer nur teilweisen Erfüllung von ausreichenden Toleranzen in einem Teil der vorstehenden Bereiche, besteht das technische Problem der unzureichenden Herstellungsgenauigkeit mit allen ihren Auswirkungen auf die entsprechenden Funktionsbereiche.
Es ist ein Nadeldruckkopf bekannt (DE-OS 30 31 855), mit dem angestrebt wird, einen kleinen Druckkopf zu schaffen mit einem geringen Leistungsbedarf und der einfach herstellbar.ist und eine lange Lebensdauer besitzt. Zur Lösung dieser bekannten Aufgabe dient im wesentlichen ein zylinderförmiger Permanentmagnet, ein erstes scheibenförmiges Joch und ein ringförmiges zweites Joch. Hierbei befindet sich die obere Fläche des zweiten Jochs in derselben Ebene wie die obere Fläche der Kerne der Elektromagnete. Die gemeinsame Ebene dient hier der Unterbringung einer Scheibe mit federnden Magnetanker-Zungen.
Eine solche Anordnung der Teile ist daher im wesentlichen auf eine kompakte Zuordnung der Teile untereinander und auf eine geringe Baugröße des Nadeldruckkopfes im allgemeinen gerichtet. Mit einer solchen Gestaltung sind jedoch keinesfalls ohne besondere Maßnahmen die erwähnten Mängel der einzelnen Funktionsbereiche erfaßt. Solche besonderen Maßnahmen sind bei dem bekannten Gegenstand nicht erkennbar.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualität eines Nadeldruckkopfes grundsätzlich in den wichtigsten Bereichen zu steigern, indem eine Gestaltung vorgeschlagen wird, die die Einhaltung geringster Toleranzbereiche erlaubt.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der - Spulenträger aus einem gegossenen oder gespritzten Grundkörper als Jochträger aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff besteht, in dem taschenförmige Ausnehmungen angeordnet sind, in denen jeweils ein Magnetjoch aus magnetisierbarem Werkstoff eingesetzt ist. Diese Maßnahme steigert die Qualität des Druckkopfes erheblich. Es wird nämlich ermöglicht, in einem einzigen Arbeitsgang, d. h. unter einmaligem Festspannen des Werkstückes sämtliche Jochstirnflächen zu bearbeiten, falls ein solcher Arbeitsgang überhaupt noch erforderlich wird. Die Joche können nämlich entweder vorbearbeitet sein oder aber so präzise in eine Guß- bzw. Spritzgußform eingelegt werden, daß die gemeinsame Jochstirnfläche ohne Toleranzabweichungen entsteht.
Mit der erfindungsgemäßen Maßnahme entfallen außerdem weitere Abweichungen, die bei mehreren Einspannvorgängen bislang unvermeidbar waren. Bei Blechkonstruktionen sind bislang Toleranzen von 4/100stel bis 6/100stel Millimeter in Kauf genommen worden, die zu unterschiedlichen Luftspalten an den Magnetankern führten, so daß die Bestromungsvorgänge zu unterschiedlichen Bewegungen der Drucknadeln führten. Eine daraus entstehende unterschiedliche Druckintensität führt jedoch zu ungleichmäßigem Schreiben und in Extremfällen können einzelne Drucknadeln auch ganz ausfallen, so daß der betreffende Nadeldruckkopf als Ausschuß zu behandeln ist. Weitere Vorteile ergeben sich durch die einfachere Montage eines mit dem erfindungsgemäßen Spulenträger ausgerüsteten Nadel druckkopfes.
Eine bedeutende Verbesserung der bekannten Nadeldruckköpfe besteht daher darin, daß die Jochstücke mit ihren Jochstirnflächen eine gemeinsame Ebene bilden. Diese .Ebene kann,wie bereits ausgeführt, durch den Herstellvorgang erhalten werden oder aber durch eine einmalige spanabhebende Bearbeitung.
Die gestellte Aufgabe wird bei einem gattungsgleichen Nadeldruck- kopf für Matrixdrucker ferner dadurch gelöst, daß der Spulenträger aus einem dünnwandigen schalenförmigen Körper besteht, an dessen Außenumfang die aus magnetisierbarem Werkstoff bestehenden Magnetjoche befestigt sind. Ein solcher schalenförmiger Körper bildet nach der weiteren Erfindung einen Rotationskörper oder in seiner Grundform einen Polygonalkörper. Die Vorteile dieser Lösung sind: Der Spulenträger weist"nur ein sehr geringes Gewicht auf, das im wesentlichen noch durch die Magnetjoche bestimmt wird. Eine Bearbeitung der Jochstirnflächen kann auch hier bei entsprechend vorbereiteten Magnetjochen eingespart werden, indem die Jochstücke einzeln auf einer rotierenden Herstellmaschine an dem schalenförmigen Körper durch entsprechende Verbindungsvorgänge, wie beispielsweise durch Kleben befestigt werden.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen axialen Querschnitt durch den Spulenträger eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 die Draufsicht auf den Spulenträger gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen axialen Querschnitt durch den Spulenträger eines zweiten Ausführungsbeispiels,
Fig. 4 die Draufsicht auf den Spulenträger gemäß Fig. 3,
Fig. 5 eine Draufsicht auf den Spulenträger eines dritten Ausführungsbeispiels und
Fig. 6 den axialen Querschnitt durch den Spulenträger gemäß Fig.5.

Der Spulenträger 1 ist nach dem ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 und 2) aus dem gegossenen oder gespritzten Grundkörper 2 hergestellt und dient als Jochträger. Die Elektromagnetspulen sind nicht gezeichnet. Der Werkstoff des Grundkörpers 2 besteht aus Kunststoffen, wie z. B. Polyamiden. In dem Grundkörper 2 befinden sich Ausnehmungen 3 mit der äußeren Form der Magnetjoche 4. Die Magnetjoche 4 bestehen aus ferritischen Werkstoffen und bilden mit ihren Jochstirnflächen 5 eine gemeinsame Ebene 5a, die entweder durch ein einmaliges Bearbeiten oder durch eine präzise Lage der Magnetjoche 4 beim Umgießen oder Umspritzen entsteht.
Der Grundkörper 2 ist vorteilhaft mit einer Anschlagfläche 5b versehen, die in einem gewollten Bezug zur Ebene 5a steht und die die Magnetanker bei ihrer Rückwärtsbewegung abstoppt. Der Grundkörper bildet dabei einen Hohlraum 5c, der zur Gewichtsverminderung erheblich beiträgt und Raum für eine bessere Kühlung bzw, Wärmeabstrahlung schafft. Die Bohrungen 5d dienen für Befestigungsschrauben für ein weiter nicht gezeigtes Vorderteil des Nadeldruckkopfgehäuses.
Der Spulenträger 6 besteht gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 3 und 4) aus dem dünnwandigen, schalenförmigen Körper 7, der ebenfalls durch Gießen oder Spritzen hergestellt wird. Am Außenumfang dieses ebenfalls sehr leichten Körpers 7 sind die Magnetjoche 4 durch Klebe- oder Lötverbindungen befestigt. Die ferritischen Magnetjoche 4 können hierbei wieder auf die Ebene 5a abgeschliffen oder nach dem Kleben bzw. Löten mit einem einzigen spanabhebenden Arbeitsgang auf die gemeinsame Ebene 5a ausgerichtet sein. Die Querschnittsgestaltung des Körpers 7, der außen einen Polygonalkörper 7a bildet (Fig. 4) ist im Kern als eingezogene Nabe 7b ausgeführt. Innerhalb dieser Nabe 7b befindet sich der Anschlag- bzw. Dämpfungskörper 8, dessen Anschlagfläche 5b in bezug zur gemeinsamen Ebene 5a je nach den Konstruktionsmerkmalen der Magnetanker steht.
Nach einem dritten Ausführungsbeispiel (Fig. 5 und 6) ist der Körper 9 etwa U-förmig als Stab gebildet und die Magnetjoche 4 sind an den ebenfalls sehr dünnwandigen Schenkeln des "U" angeklebt oder angelötet. Die gemeinsame Ebene 5a für die Jochstirnflächen 5 ergibt sich hierbei ebenso wie der Anschlag- bzw. Dämpfungskörper 8, der hier aus einem Strang 10 aus Kunststoff gebildet wird. Auch hier ist der bedeutsame Abstand "delta x" für den Bewegungsweg des (nicht dargestellten) Magnetankers fest bestimmt. Der Hohlraum 5c ermöglicht ebenfalls eine günstige Wärmeabfuhr für'einen thermisch hoch beanspruchten Nadeldruckkopf. Das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 5 und 6 ist jedoch mehr auf eine "Nadelbank" bzw. auf eine "Hammerbank" gerichtet, wie solche üblicherweise für Zeilendrucker benutzt werden.

Claims

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 und mit deren vorderem Ende Druckpunkte auf einem Aufzeichnungsträger durch selektives Bestromen der Elektromagnetspulen erzeugbar, sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenträger (1) aus einem gegossenen oder gespritzten Grundkörper (2).als Jochträger aus elektrisch nichtleitendem Werkstoff besteht, in dem taschenförmige Ausnehmungen (3) angeordnet sind, in denen jeweils ein Magnetjoch (4) aus magnetisierbarem Werkstoff eingesetzt ist.

2. Nadeldruckkopf gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Jochstücke (4) mit ihren Jochstirnflächen (5) eine . gemeinsame Ebene (5a) bilden.

3. 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 und mit deren vorderem Ende Druckpunkte auf einem Aufzeichnungsträger durch selektives Bestromen der Elektromagnetspulen erzeugbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spulenträger (6) aus einem dünnwandigen, schalenförmigen Körper (7 bzw. 9) besteht, an dessen Außenumfang die aus magneti_- sierbarem Werkstoff bestehenden Magnetjoche (4) befestigt sind.

4. Nadeldruckkopf gemäß Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der schalenförmige Körper (7) einen Rotationskörper oder in seiner Grundform einen Polygonalkörper (7a) bildet.