EP0338176A1 - Wire matrix print head - Google Patents
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- B41J2/27—Actuators for print wires
- B41J2/275—Actuators for print wires of clapper type
Definitions
- the invention relates to a matrix needle print head, consisting of a rear electromagnetic drive assembly and a front needle guide assembly opposite a pressure abutment, the electromagnetic drive assembly being formed from a number of the same number of printing needles of the same electromagnetic folding armature systems and each of the systems having a U-shaped magnetic yoke opposite hinged hinged anchor has.
- electromagnet folding armature system of such matrix needle printheads has very complicated designs, which in most cases lead to poor guiding of the armature, complex, massive designs of the armature and to low magnetic fluxes with considerable stray fluxes.
- the invention is therefore based on the object of improving the guidance on the basis of a reduced-mass armature and at the same time optimizing the magnetic flux.
- the hinged anchor engages in a recess by means of at least one projection arranged transversely to the longitudinal extent and in that the hinged anchor is pivotally supported approximately opposite the projection.
- This projection guides the armature simply and precisely, whereby a special effect arises: the laying of the guide away from the narrow sides of the armature saves distance from the magnetic yoke, so that a more favorable magnetic flux guidance occurs.
- the guidance of the armature is thus simplified, improved and the magnetic flux optimized.
- the lateral guide connected to the projection is achieved without space loss even with space savings in that the projection is arranged in a laminated hinged anchor centrally to the width and in relation to the Width is narrower.
- the depression is arranged in a needle guide housing opposite the magnet yoke, which accommodates the needle guide assembly.
- a particularly close assignment of the armature including the guide means (projection and depression) is achieved, however, if the depression is arranged in one leg of the magnetic yoke.
- the magnetic flux can be transferred without disturbing stray fluxes and without large secondary air gaps.
- the projection of the hinged armature is assigned an additional projection at a distance from a remaining wall web of the depression in the leg of the magnetic yoke, so that the hinged armature can be pivoted fully and largely without bearing play.
- the additional projection also improves the guidance of the anchor in its longitudinal extent.
- the bearing play for a pivoting movement is also kept small or even completely switched off transversely to the longitudinal extension of the armature by arranging an elastic bearing ring in the needle guide housing in the area of the radially inner magnet yoke leg opposite and adjacent to the depression.
- the elastic bearing ring be arranged between a radially inner ring shoulder which is preferred for the radially extending wall of the needle guide housing and a radially outer ring shoulder and that the radially outer ring shoulder Ring shoulder together with the radially extending wall of the needle guide housing limits a space absorbing the movements of the hinged armature.
- the matrix needle print head is divided into a rear electromagnetic drive assembly 1 and a front needle guide assembly 2.
- the front needle guide assembly 2 lies against a pressure abutment 3, i.e. for example opposite a platen roller.
- the electromagnetic drive assembly 1 essentially consists of a coil carrier 4, which is firmly connected to the needle guide housing 7 via a central screw 5 and a central bushing 6, i.e. this holds on the drawn distance via a socket 8.
- the coil carrier 4 carries a number of electromagnet folding armature systems corresponding to the number of printing needles (for example 9, 18, 24, 48 printing needles).
- Each printing needle 9 is thus assigned a U-shaped magnetic yoke 10, an electromagnetic coil 11 and a hinged armature 12.
- the hinged armature 12 is fixedly connected to the pressure needle 9 with its radially inner arm 12a, and a return spring 13 is supported on the arm 12a and against the needle guide housing 7.
- the printing needles 9 (for example 9, 18, 24 or 48 pieces) are also guided in transverse walls 14, 15 and 16 and in a mouthpiece 17.
- the folding anchor 12 is drawn in the printing position in which the printing needles 9 print 18 dots on a recording medium 19 via an ink ribbon. For this purpose, a maximum stroke of the printing needles 9 of 0.5 mm is required.
- the hinged armature 12 strikes a damping ring 20 with the radially inner arm 12a.
- a projection 21 which is formed transversely to the longitudinal extent of the hinged anchor 12 and engages loosely in a recess 22.
- An additional projection 21a forms a further guide in the longitudinal direction of the hinged armature 12.
- a recess 22a is created by the shape and dimensioning of the magnetic yoke 10.
- the projection 21 is advantageously punched out in a laminated hinged anchor 12 as a sheet metal part, so that after the connection of the slats, the projection 21 is centered on the width of the anchor 12 and is narrower in relation to the width.
- the width of the recess 22 is then adjusted accordingly. Since the thickness of the sheet can be about 0.5 mm, the width of the recess 22 is only larger by the amount of movement.
- the recess 22 can also be provided in the needle guide housing 7, specifically in its radially extending wall 7a.
- FIG. 2 provides the depression 22 in one leg 10a of the magnetic yoke 10.
- a wall web 23 remains in the leg 10a of the magnetic yoke 10.
- the hinged anchor 12 is also guided through an elastic bearing ring 24 arranged approximately opposite the wall web 23.
- the elastic bearing ring 24 (here an O-ring) is in the area of the radially inner magnetic yoke leg 10a (FIG. 1) is held on the radially extending wall 7a of the needle guide housing 7 with a radially inner ring shoulder 25 and a radially outer ring shoulder 26.
- the radially extending wall 7a forms a free space 27 in which the hinged armature 12 can be moved with a radially outer arm 12b which is wider than the arm 12a.
- this movement path is very small with regard to the pressure needle stroke of approximately 0.5 mm, so that a sufficiently dimensioned free space 27 can also be achieved with a compact design.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Matrixnadeldruckkopf, bestehend aus einer hinteren Elektromagnetantriebsbaugruppe und einer vorderen, einem Druckwiderlager gegenüberliegenden Nadelführungsbaugruppe, wobei die Elektromagnetantriebsbaugruppe aus einer der Anzahl der Drucknadeln entsprechenden Anzahl von gleichen Elektromagnet-Klappanker-Systemen gebildet ist und jedes der Systeme ein U-förmiges Magnetjoch mit gegenüberliegend schwenkbar gelagertem Klappanker aufweist.The invention relates to a matrix needle print head, consisting of a rear electromagnetic drive assembly and a front needle guide assembly opposite a pressure abutment, the electromagnetic drive assembly being formed from a number of the same number of printing needles of the same electromagnetic folding armature systems and each of the systems having a U-shaped magnetic yoke opposite hinged hinged anchor has.
Das Elektromagnet-Klappanker-System derartiger Matrixnadeldruckköpfe weist sehr komplizierte Bauweisen auf, die in den meisten Fällen zu mangelhafter Führung des Ankers, aufwendigen, massenreichen Gestaltungen des Ankers und zu niedrigen Magnetflüssen mit erheblichen Streuflüssen führen.The electromagnet folding armature system of such matrix needle printheads has very complicated designs, which in most cases lead to poor guiding of the armature, complex, massive designs of the armature and to low magnetic fluxes with considerable stray fluxes.
Es ist bekannt (EP-0 152 117), einen lamellierten Anker als Klappanker auszubilden und mit einem Federgelenk zu versehen. Derartige Federgelenke sind jedoch aufwendig und von der Werkstoffseite her problematisch. Das Federgelenk kann außerdem die Funktion eines günstigen Magnetflusses durch den sekundären Luftspalt nur sehr schwer erfüllen.It is known (EP-0 152 117) to design a laminated anchor as a hinged anchor and to provide it with a spring joint. However, such spring joints are complex and problematic from the material side. The spring joint is also very difficult to fulfill the function of a favorable magnetic flux through the secondary air gap.
Für den Fall, daß ohne Federgelenk gebaut wird und ein Vollwerkstoff-Anker vorausgesetzt wird, ist es ebenfalls bekannt, die Führung des Ankers über einen Auflagestift und einen Gummiring, die beide auf einer Seite angeordnet sind, vorzunehmen (EP-0 157 014) oder den Anker mit Ausnehmungen zwischen Vorsprüngen zu führen (EP-0 110 662); eine andere bekannte Führung (US-PS 4, 140, 406) besteht aus einer Steck- bzw. Schlitzlagerung des Ankers am radial äußeren Ende und aus einer radial inneren seitlichen Führung.In the event that a spring joint is built and a solid material anchor is required, it is also known to guide the anchor using a support pin and a rubber ring, both of which are arranged on one side (EP-0 157 014) or to guide the anchor with recesses between projections (EP-0 110 662); Another known guide (US-
Sämtliche dieser Führungen setzen eine umständliche Herstelltechnik voraus und sind nicht sehr genau. Die Magnetflußführung bei solchen Bauweisen läßt außerdem zu wünschen übrig. Im übrigen sind für derart schwere Anker auch höhere Antriebskräfte und dadurch größere Elektromagnetspulen,d.h. eine höhere Ampere-Windungszahl erforderlich.All of these tours require laborious manufacturing technology and are not very precise. The magnetic flux guidance in such designs also leaves something to be desired. Incidentally, higher driving forces and thus larger electromagnetic coils, i.e. a higher ampere number of turns is required.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, auf der Basis eines massenreduzierten Ankers die Führung zu verbessern und gleichzeitig den Magnetfluß zu optimieren.The invention is therefore based on the object of improving the guidance on the basis of a reduced-mass armature and at the same time optimizing the magnetic flux.
Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangs bezeichneten Matrixnadeldruckkopf erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Klappanker mittels zumindest eines, quer zur Längserstreckung angeordneten Vorsprungs in eine Vertiefung eingreift und daß Klappanker dem Vorsprung etwa gegenüberliegend schwenkbar abgestützt ist. Bei lamellierten Ankern ist est fertigungstechnisch leicht möglich, einen solchen Vorsprung zu bilden. Dieser Vorsprung (oder mehrere Vorsprünge) führt den Anker einfach und genau, wobei ein besonderer Effekt entsteht: Die Verlegung der Führung von den Schmalseiten des Ankers weg erspart Abstand zum Magnetjoch, so daß eine günstigere Magnetflußführung auftritt. Mit dem Eingreifen des Vorsprungs in die Vertiefung wird somit die Führung des Ankers vereinfacht, verbessert und der Magnetfluß optimiert. Außerdem ist es jedoch möglich, mit schmaleren Ankern als bisher auszukommen, d.h. die bisher seitlichen Führungen werden entweder nach unten oder nach oben über den Anker verlegt.The stated object is achieved according to the invention in the matrix needle printhead mentioned at the outset by the fact that the hinged anchor engages in a recess by means of at least one projection arranged transversely to the longitudinal extent and in that the hinged anchor is pivotally supported approximately opposite the projection. In the case of laminated anchors, it is easily possible in terms of production technology to form such a projection. This projection (or several projections) guides the armature simply and precisely, whereby a special effect arises: the laying of the guide away from the narrow sides of the armature saves distance from the magnetic yoke, so that a more favorable magnetic flux guidance occurs. With the engagement of the projection in the recess, the guidance of the armature is thus simplified, improved and the magnetic flux optimized. However, it is also possible to get by with narrower anchors than before, i.e. the previously lateral guides are either laid down or up over the anchor.
Die mit dem Vorsprung verbundene seitliche Führung wird ohne Raumverlust sogar mit Raumersparnis dadurch erzielt, daß der Vorsprung in einem lamellierten Klappanker mittig zur Breite angeordnet und bezogen auf die Breite schmaler ist.The lateral guide connected to the projection is achieved without space loss even with space savings in that the projection is arranged in a laminated hinged anchor centrally to the width and in relation to the Width is narrower.
Dieselben Führungseffekte und die Magnetflußoptimierung durch eine kompakte Bauweise wird außerdem dadurch erzielt, daß die Vertiefung in einem dem Magnetjoch gegenüberliegenden Nadelführungsgehäuse, das die Nadelführungsbaugruppe aufnimmt, angeordnet ist.The same guiding effects and the magnetic flux optimization due to a compact design are also achieved in that the depression is arranged in a needle guide housing opposite the magnet yoke, which accommodates the needle guide assembly.
Eine besonders enge Zuordnung des Ankers einschließlich der Führungsmittel (Vorsprung und Vertiefung) kommt jedoch dann zustande, wenn die Vertiefung in einem Schenkel des Magnetjochs angeordnet ist. In diesem Fall ist eine Überleitung des Magnetflusses ohne störende Streuflüsse und ohne große Sekundärluftspalte möglich.A particularly close assignment of the armature including the guide means (projection and depression) is achieved, however, if the depression is arranged in one leg of the magnetic yoke. In this case, the magnetic flux can be transferred without disturbing stray fluxes and without large secondary air gaps.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß dem Vorsprung des Klappankers ein zusätzlicher Vorsprung im Abstand eines verbleibenden Wandstegs der Vertiefung in dem Schenkel des Magnetjoches zugeordnet ist, so daß der Klappanker satt und weitestgehend lagerspielfrei schwenkbar ist. Der zusätzliche Vorsprung verbessert die Führung des Ankers auch in seiner Längserstreckung.According to further features of the invention, it is provided that the projection of the hinged armature is assigned an additional projection at a distance from a remaining wall web of the depression in the leg of the magnetic yoke, so that the hinged armature can be pivoted fully and largely without bearing play. The additional projection also improves the guidance of the anchor in its longitudinal extent.
Das Lagerspiel für eine Schwenkbewegung wird außerdem quer zur Längserstreckung des Ankers dadurch kleingehalten oder sogar gänzlich ausgeschaltet, daß im Bereich des radial inneren Magnetjoch-Schenkels diesem gegenüberliegend und zu der Vertiefung benachbart ein elastischer Lagerring im Nadelführungsgehäuse angeordnet ist.The bearing play for a pivoting movement is also kept small or even completely switched off transversely to the longitudinal extension of the armature by arranging an elastic bearing ring in the needle guide housing in the area of the radially inner magnet yoke leg opposite and adjacent to the depression.
Für lamellierte Anker, deren Herstellung besondere Maßnahmen zur Verbindung der Lamellen erfordert, wird ferner vorgeschlagen, daß der elastische Lagerring zwischen einem zur radial verlaufenden Wandung des Nadelführungsgehäuses vorgezogenen, radial inneren Ringabsatz und einem radial äußeren Ringabsatz angeordnet ist und daß der radial äußere Ringabsatz zusammen mit der radial verlaufenden Wandung des Nadelführungsgehäuses einen die Bewegungen des Klappankers aufnehmenden Freiraum begrenzt.For laminated anchors, the manufacture of which requires special measures for connecting the lamellae, it is further proposed that the elastic bearing ring be arranged between a radially inner ring shoulder which is preferred for the radially extending wall of the needle guide housing and a radially outer ring shoulder and that the radially outer ring shoulder Ring shoulder together with the radially extending wall of the needle guide housing limits a space absorbing the movements of the hinged armature.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- Fig. 1 einen Halbschnitt eines Matrixnadeldruckkopfes und
- Fig. 2 eine Einzelheit des Elektromagnet-Klappanker-Systems mit der Führung des Ankers in vergrößertem Maßstab.
- Fig. 1 shows a half section of a matrix needle print head and
- Fig. 2 shows a detail of the electromagnet folding armature system with the guidance of the armature on an enlarged scale.
Der Matrixnadeldruckkopf ist in eine hintere Elektromagnetantriebsbaugruppe 1 und eine vordere Nadelführungsbaugruppe 2 gegliedert. Die vordere Nadelführungsbaugruppe 2 liegt einem Druckwiderlager 3, d.h. beispielsweise einer Schreibwalze gegenüber.The matrix needle print head is divided into a rear electromagnetic drive assembly 1 and a front
Die Elektromagnetantriebsbaugruppe 1 besteht im wesentlichen aus einem Spulenträger 4, der über eine zentrale Schraube 5 und eine Zentralbuchse 6 fest mit dem Nadelführungsgehäuse 7 verbunden ist, d.h. dieses auf den gezeichneten Abstand über eine Buchse 8 hält.The electromagnetic drive assembly 1 essentially consists of a
Der Spulenträger 4 trägt eine Anzahl Elektromagnet-Klappanker-Systeme entsprechend der Anzahl der Drucknadeln (z.B. 9, 18, 24, 48 Drucknadeln). Jeder Drucknadel 9 ist somit ein U-förmiges Magnetjoch 10, eine Elektromagnetspule 11 und ein Klappanker 12 zugeordnet. Der Klappanker 12 ist mit seinem radial inneren Arm 12a mit der Drucknadel 9 fest verbunden, und eine Rückholfeder 13 stützt sich am Arm 12a und gegen das Nadelführungsgehäuse 7 ab. Die Drucknadeln 9 (beispielsweise 9, 18, 24 oder 48 Stück) sind außerdem in Querwänden 14, 15 und 16 und in einem Mundstück 17 geführt.The
Der Klappanker 12 ist in der Druckstellung gezeichnet, in der die Drucknadeln 9 über ein Farbband 18 Punkte auf einem Aufzeichnungsträger 19 drucken. Hierzu ist ein maximaler Hubweg der Drucknadeln 9 von 0,5 mm erforderlich. In der durch die Rückholfeder 13 bestimmten rückgezogenen Stellung schlägt der Klappanker 12 mit dem radial inneren Arm 12a gegen einen Dämpfungsring 20.The
Die genaue Führung des Klappankers 12 wird nun durch einen sich quer zur Längserstreckung des Klappankers 12 gebildeten Vorsprung 21 erzielt, der in eine Vertiefung 22 lose eingreift. Ein zusätzlicher Vorsprung 21a bildet eine weitere Führung in Längserstreckungsrichtung des Klappankers 12. Hierbei wird durch Form und Bemessung des Magnetjoches 10 eine Vertiefung 22a geschaffen. Der Vorsprung 21 wird vorteilhafterweise in einem lamellierten Klappanker 12 als Blechformteil mit ausgestanzt, so daß nach der Verbindung der Lamellen der Vorsprung 21 mittig zur Breite des Ankers 12 liegt und bezogen auf die Breite schmaler ist. Entsprechend ist dann die Vertiefung 22 in ihrer Breite angepaßt. Da die Dicke des Bleches ca 0,5 mm sein kann, ist die Breite der Vertiefung 22 nur um das Bewegungsspiel größer.The precise guidance of the hinged
Grundsätzlich kann die Vertiefung 22 auch im Nadelführungsgehäuse 7, und zwar in dessen radial verlaufender Wandung 7a angebracht sein.Basically, the
Die dargestellte Auführungsform (Fig. 2) sieht die Vertiefung 22 in einem Schenkel 10a des Magnetjochs 10 vor. Hierdurch verbleibt ein Wandsteg 23 in dem Schenkel 10a des Magnetjoches 10. Der Klappanker 12 schwenkt bei Vorhandensein des zusätzlichen Vorsprunges 21a satt und weitestgehend spielfrei um das aus dem Wandsteg 23 gebildete Schwenklager. Der Klappanker 12 ist weiterhin durch einer etwa dem Wandsteg 23 gegenüberliegend angeordneten elastischen Lagerring 24 geführt. Der elastische Lagerring 24 (hier ein O-Ring) ist im Bereich des radial inneren Magnetjoch-Schenkels 10a (Fig. 1 ) an der radial verlaufenden Wandung 7a des Nadelführungsgehäuses 7 mit einem radial inneren Ringabsätze 25 und einem radial äußeren Ringabsatz 26 gehalten. Anschließend an diese Ringabsätze 25 und 26 bildet die radial verlaufende Wandung 7a einen Freiraum 27, in dem der Klappanker 12 mit einem radial äußeren Arm 12b, der breiter als der Arm 12a ist, bewegt werden kann. Dieser Bewegungsweg ist jedoch im Hinblick auf den Drucknadelhub von ca 0,5 mm sehr gering, so daß ein ausreichend bemessener Freiraum 27 auch bei Kompaktbauweise erzielt werden kann.The embodiment shown (FIG. 2) provides the
Claims (7)
dadurch gekennzeichnet,
daß der Klappanker (12) mittels zumindest eines, quer zur Längserstreckung angeordneten Vorsprungs (21) in eine Vertiefung (22) eingreift und daß der Klappanker (12) dem Vorsprung (21) etwa gegenüberliegend schwenkbar abgestützt ist.1. Matrix needle print head, consisting of a rear electromagnetic drive assembly and a front needle guide assembly opposite a pressure abutment, the electromagnetic drive assembly being formed from a number of the same electromagnetic needle armature systems corresponding to the number of print needles, and each of the systems being a U-shaped magnetic yoke with opposite pivoting stored hinged anchor,
characterized,
that the hinged anchor (12) engages in a recess (22) by means of at least one projection (21) arranged transversely to the longitudinal extent and that the hinged anchor (12) is pivotably supported opposite the projection (21).
dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorsprung (21) in einem lamellierten Klappanker (12) mittig zur Breite angeordnet und bezogen auf die Breite schmaler ist.2. matrix needle printhead according to claim 1,
characterized,
that the projection (21) in a laminated hinged anchor (12) is arranged centrally to the width and is narrower in relation to the width.
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung (22) in einem dem magnetjoch (10) gegenüberliegenden Nadelführungsgehäuse (7), das die Nadelführungsbaugruppe (2) aufnimmt, angeordnet ist.3. matrix needle printhead according to claims 1 and 2,
characterized,
that the recess (22) is arranged in a magnet guide yoke (10) opposite the needle guide housing (7) which receives the needle guide assembly (2).
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vertiefung (22) in einem Schenkel (10a) des Magnetjochs (10) angeordnet ist.4. matrix needle printhead according to claims 1 and 2,
characterized,
that the recess (22) is arranged in one leg (10a) of the magnetic yoke (10).
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Vorsprung (21) des Klappankers (12) ein zusätzlicher Vorsprung (21a) im Abstand eines verbleibenden Wandstegs (23) der Vertiefung (22) in dem Schenkel (10a) des Magnetjoches (10) zugeordnet ist, so daß der Klappanker (12) satt und weitestgehend lagerspielfrei schwenkbar ist.5. matrix needle printhead according to claims 1, 2 and 4,
characterized,
that the projection (21) of the folding anchor (12) is assigned an additional projection (21a) at a distance from a remaining wall web (23) of the recess (22) in the leg (10a) of the magnetic yoke (10), so that the folding anchor (12 ) can be swiveled fully and largely without bearing play.
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich des radial inneren Magnetjoch-Schenkels (10a) diesem gegenüberliegend und zu der Vertiefung (22) benachbart ein elastischer Lagerring (24) im Nadelführungsgehäuse (7) angeordnet ist.6. matrix needle printhead according to claims 1 to 5,
characterized,
that an elastic bearing ring (24) is arranged in the needle guide housing (7) in the region of the radially inner magnetic yoke leg (10a) opposite this and adjacent to the depression (22).
dadurch gekennzeichnet,
daß der elastische Lagerring (24) zwischen einem zur radial verlaufenden Wandung (7a) des Nadelführungsgehäuses (7) vorgezogenen, radial inneren Ringabsatz (25) und einem radial äußeren Ringabsatz (26) angeordnet ist und daß der radial äußere Ringabsatz (26) zusammen mit der radial verlaufenden Wandung (7a) des Nadelführungsgehäuses (7) einen die Bewegungen des Klappankers (12) aufnehmenden Freiraum (27) begrenzt.Matrix needle printhead according to claim 6,
characterized,
that the elastic bearing ring (24) is arranged between a radially inner ring shoulder (25) and a radially outer ring shoulder (26) which is advanced to the radially extending wall (7a) of the needle guide housing (7) and that the radially outer ring shoulder (26) together with the radial wall (7a) of the needle guide housing (7) delimits a free space (27) which receives the movements of the hinged armature (12).
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