DE2229010C3 - Rückstellvorrichtung für eine einen Tauchanker aufweisende Magnetspulen-Betätigungseinrichtung für Nadeldrucker - Google Patents
Rückstellvorrichtung für eine einen Tauchanker aufweisende Magnetspulen-Betätigungseinrichtung für NadeldruckerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rückstellvorrichtung für eine einen Tauchanker aufweisende MagnetspuTen-Betätigungseinrichtung für Nadeldrucker mit
einem hohlen Gehäuse, mit einer am hinteren Ende des Gehäuses angeschraubten Kappe und mit einer
Rückstellfeder, deren Mittelteil mit dem Anker verbunden ist, wobei die Kappe gegen den hinteren Teil des
Ankers anliegt und die Vorspannung der Rückstellfeder festlegt, während der Umfang der Rückstellfeder an
einer ringförmigen im Inneren des Gehäuses angeordneten Schulter anliegt.
Bei Nadeldruckern werden die zu druckenden Zeichen durch selektives Auftreffen von einem oder
mehreren von sieben vertikal ausgerichteten dünnen Druckdrähten oder Drucknadeln auf ein Farbband
gebildet, um so »Punkte« auf die Oberfläche des Papierdokumentes zu drucken. Mehrere gedruckte
Spalten werden so aneinander gefügt, daß irgendein Zeichen oder Symbol gebildet wird, und zwar
typischerweise in einer 5 χ 7-Punktmatrix. Selbstverständlich kann eine Matrix mit abweichender Größe
verwendet werden, falls dies gewünscht ist. Da die
Drackgeschwindigkeit ein wesentliches Merkmal bei derartigen Nadeldruckern ist, ist es sehr wichtig, eine
Betätigungseinrichtung zu schaffen, die die Druckdrähte 5 oder Drucknadeln schnell auftreffen läßt und diese
schnell in die Ruhestellung zurückführt, wobei ein minimales Prellen auftreten soll, so daß der Nadeldrukker bei hohen Geschwindigkeiten arbeiten ka^in. Bei
Nadeldruckern kann die Druckgeschwindigkeit in der
ίο Größenordnung von 165 Zeichen pro Sekunde liegen,
wobei 60 Zeichenzeilen mit bis zu 132 Zeichen in der Minute gedruckt werden. Zur Erzielung dieser Geschwindigkeit, sind Magnetspulen-Betätigungseinrichtungen erforderlich, die die dünnen Druckdrähte oder
Drucknadeln in einem Zeitintervall von 1 msec oder weniger von der Ruhestellung in die Auftreffstellung
und in die Ruhestellung zurückführen können, wobei ein Auftreffen mit ausreichender Kraft erfolgen muß, um
einen klar lesbaren Punkt auf dem Papierdokument
oder einer anderen zu bedruckenden Oberfläche zu erzeugen.
Es ist bereits eine Rückstellvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 16 11 431) bei der die
Rückstellfeder als im Ruhestand kegelförmige Spiralfe
der ausgebildet ist, deren innere Windung mit dem
Anker verbunden ist, während ihre äußere Windung sich
an der ringförmigen im Inneren des Gehäuses angeordneten Schulter abstützt Diese Spiralfeder weist
jedoch eine relativ hohe Masse auf und weiterhin tritt
ein starkes Prellen auf, das einer Vergrößerung der
Betriebsgeschwindigkeit entgegensteht
Es ist weiterhin eine Rückstellvorrichtung bekannt (DE-OS 18 06714) bei der eine scheibenförmige Feder
vorgesehen ist, die die Ruhelage der Drucknadel
J5 festlegt Die Drucknadel wird mit Hilfe einer ersten
Magnetspule mit zugehörigem Anker in die Auftreffstellung auf ein Papierdokument bewegt und durch eine
zweite Magnetspule mit einem zweiten Anker von diesem Papierdokument fortbewegt. Oie scheibenförmi
ge Feder ist an ihrem Außenumfang fest eingespannt
und in ihrem Mittelbereich mit dem Druckdraht fest verbunden. Durch die Verwendung von zwei Magnetspulen weist diese Magnetspulen-Betätigungseinrichtung einen hohen Aufwand auf und weiterhin ist die
4^ massiv ausgebildete Feder aufgrund der hohen Beanspruchung einer starken Materialermüdung ausgesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rückstellvorrichtung der eingangs genannten Art zu
schaffen, die bei einfachem Aufbau eine lange
Lebensdauer ohne übermäßiges Prellen und Überschwingen der Drucknadel aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückstellfeder ein flaches, kreisförmiges
Federelement aus Federmetallblech ist und einen
kreisförmigen Mittelteil aufweist, daß eine Anzahl von
radial gerichteten Teilen jeweils einstückig mit dem Mittelteil verbunden ist und sich von diesem aus nach
außen erstreckt, daß das äußere Ende jedes radial gerichteten Teils zwei sich seitlich erstreckende
μ bogenförmige Ansätze aufweist, und daß das freie Ende
jedes Ansatzes am benachbarten radialen Teil endet, so daß alle Ansätze einen kreisförmigen Umfang definieren, dessen Randteil gegen die ringförmige Schulter
anliegt.
h5 Die erfindungsgemäße Rückstellvorrichtung weist
einen einfachen Aufbau auf und aufgrund der Form des Federelementes ergibt sich eine sehr geringe Masse
dieses Federelementes und eine lange Lebensdauer, da
der AuBenumfang des Federelementes nicht eingespannt ist sondern sich frei verdrehen kann. Dieses
Federelement kann aus einem ebenen Blech aus yorgehärtetem getemperten Federstahl oder aus
irgendeinem anderen geeigneten Material, das ähnliche Eigenschaften aufweist, hergestellt sein. Das Federelement hält die Drucknadel in der nicht druckenden
Stellung, wenn die Magnetspule nicht erregt ist Bei Erregung der Magnetspule versucht das elektromagnetische Feld, den Anker in Richtung auf das vordere Ende
der Mpgnetspulen-Betätigungseinrichtung zu drücken oder zu ziehen. Dieser Kraft wirkt das Federelement
entgegen, das aufeinanderfolgend zwei entgegenwirkende Federkräfte in der folgenden Weise erzeugt:
Die anfängliche Vorwärtsbewegung des Ankers bewirkt eine Biegung der radial gerichteten Teile, wobei
diese Biegung eine entgegenwirkende Federkraft erzeugt, die im wesentlichen linear auf die Bewegung
des Ankers bezogen ist Danach erfolgt, wenn sich der Anker weiter in Vorwärtsrichtung bewegt, eine
Verdrehung der bogenfö: gen Ansätze des F.3derelementes. Die sich ergebende von der Feder erzeugte
Gegenwirkungskraft folgt somit einer logarithmischen Kurve, wodurch die Größe der Gegenwirkungskraft
schneller ansteigt als die andernfalls lineare Kraft die durch die radial gerichteten Teile des Federelementes
allein erzeugt würde. Die anfängliche Gegenwirkungskraft ist somit klein und relativ linear um eine schnelle
Beschleunigung des Ankers zu ermöglichen. Die Gegenwirkungskraft des Federelementes erreicht ihren
Maximalwert wenn die Drucknadel auf das Papierdokument auftrifft wobei zu dieser Zeit ein Punkt gedruckt
wird. Die Abschaltung der Magnetspule bringt die Drucknadel, die sich nun in der Auftreffstellung befindet
unter die ausschließliche Steuerung der Gegenwirkungskraft des Federelementes, die zu diesem Zeitpunkt
im wesentlichen ihren Maximalwert aufweist, wodurch die Drucknadel schnell in ihre Ruhestellung zurückgeführt wird. Die durchgebogenen, radial gerichteten Teile
ergeben bei ihrer Rückkehr in ihre normale unausgelenkte Stellung die Neigung, über ihre Ruhestellung
hinaus zu schwingen. Die »verdrehten«, bogenförmigen Ansätze wirken jedoch diesem Oberschwingen entgegen und führen den Anker und die Drucknadel mit
einem minimalen Überschwingen ur1 Prellen in die Ruhestellung zurück.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das die Kappe aufweisende Ende des hohlen
Gehäuses ein Innengewinde auf, in das ein Gewindeteil der Kappe einschraubbar ist, um die genaue Einstellung
der Vorspannung des Federelementes zu ermöglichen. Auf diese Weise ist ein einfacher und schneller
Zusammenbau der einzelnen Bestandteile möglich, worauf abschließend die genaue Einstellung der
Vorspannung des Federelementes erfolgen kann. Auf diese Weise liegen die Betriebseigenschaften der
Magnetspulen-Betätigungseinrichtung innerhalb sehr genauer und kontrollierbarer Bereiche.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegen die Ansätze an der ringförmigen Schulter an
und lassen eine Verdrehung des den radialen Teilen benachbarten Abschnittes der Ansätze gegenüber dem
freien Ende dieser Ansätze bei Auslenkung der radial gerichteten Teile aufgrund der Bewegung des Mittelteils
der Feder in Richtung auf die Magnetspule zu.
Ein AusführungsbeispH der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Magnetspulen-Betätigungseinrichtung mit einer Ausführungsform der
Rücksteilvorrichtung:
Fig. la eine Endansicht der Kappe nach F i g. 1;
F i g. Ib eine Schnittansicht des Magnetspulenankers nach F i g. 1;
F i g. 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Federelementes der Rückstellvorrichtung;
F i g. 2a eine graphische Darstellung zur Erläuterung
ίο der Betriebsweise des Federelementes nach F i g. 2;
Fig.2b und 2c eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Teils des Federelementes nach Fig.2 zur
Erläuterung der Betriebsweise des Federelementes.
Die in F i g. 1 dargestellte Magnetspulen-Betätigungs
einrichtung besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 11,
das ein im wesentlichen zylindrisches Teil mit einer mit einer Ausnehmung versehenen Schulter lla, die mit
Abstand von dem linken Ende angeordnet ist und mit einer ausgenommenen Schulter üb ist die mit Abstand
von dem rechten Ende angeordnet ist Da", rechts oder
hintere Ende ist bei lic mit Innengewinde versehen um
eine einstellbare mit Außengewinde versehene Kappe aufzunehmen, die noch näher beschrieben wird. Eine
ringförmige Nut Hd ist unmittelbar benachbart zum
inneren Ende des Gewindeteils Hc angeordnet Das
vordere oder linke Ende des Gehäuses 11 ist weiterhin mit einem Schlitz He versehen, durch den die Leitungen
der noch näher zu beschreibenden Magnetspule hindurchgeführt sind, um so die Magnetspule mit einer
äußeren Treiberschaltung zu verbinden.
Das vordere (linke) Ende des Gehäuses 11 nimmt ein
stempeiförmiges Teil 12 auf, das einen Gewindeteil 12a zum Einschrauben in ein mit Innengewinde versehenes
Befestigungsloch aufweist das in der Druckerkopf-An
ordnung vorgesehen ist, die weiter unten näher
beschrieben wird. Eine Kontermutter 12 ist auf den Gewindeteil 12a aufgeschraubt um die Mafnetspulen-Betätigungseinrichtung fest mit der Druckerkopf-Anordnung zu verbinden.
Dsr stempeiförmige Teil ist mit einem kreisförmigen
Flanschteil 126 versehen, der von dem vorderen Ende des Gehäuses 11 aufgenommen wird, wobei die rechte
Umfangskante des Flansches 12/? nominell gegen die
Schulter 11a anliegen kann. Der hintere Teil 12t? des
stempeiförmigen Teils 12 weist einen kleineren
Durchmesser auf als der Flansch 12Z> und der
Gewindeteil 12a, wobei der äußere rechte Endteil 12c/ einen noch weiter verringerten Durchmesser aufweisen
kann, um eine zwischen den Abständen 12c und 12c/
liegende Schulter 12e zu bilden.
Der stempeiförmige Teil 12 ist mit einer axial ausgerichteten Öffnung versehen, die aus einem Teil 12/"
mi; einetif ersten Durchmesser und einem Teil i2g mit
geringfügig größerem Durchmesser besteht und die
sich durch den stempeiförmigen Teil 12 'hindurch erstreckt. Der äußere linke Endteil 12Λ ist aufgeweitet
um einen konischen Eingangsteil zu bilden, um so das Einsetzen einer hoHen rohrförmigen langgestreckten
Nadelführung 14 zu erleichtern, die in dem Offnungsteil
6ö \2g derart angeordnet ist, daß ihre rechte Kante gegen
die Schulter 12/anliegt die zwischen den Teilen 12/"und
t2g der axial ausgerichteten öffnung liegt. Die Nadelführung ist vorzugsweise mit Preßsitz in den
Öffnungsteil 12^ eingesetzt, so daß sie keine lineare
Bewegung gegenüber dem Stempelteil 12 ausführen kann. Das Innere der Nadelführung 14 ist vorzugsweise
mit einem Schmiermittel überzogen, um die Abnutzung der Drucknadel 15 zu verrineern. die in dieser
Nadelführung hin- und herbeweglich befestigt ist.
Ein Magnetspulenkernteil 16 mit einem rohrförmigen Teil 16a und einem sich nach außen erstreckenden
Flanschteil 166 ist auf das rechte Ende des stempeiförmigen Teils 12 aufgeschoben, wobei das linke Ende des
hohlen zylindrischen Teils 16a gegen die Schulter 12e in der dargestellten Weise anliegt. Der hohle zylindrische
Teil 16a ist vorzugsweise mit Preßsitz auf den rechten Teil 12c/des stempfelförmigen Teils 12 aufgesetzt. Die
Mansche 126 und 166, der Stempelteil 12c, der rohrförmige Teil 16a und die Innenoberfläche des
Gehäuses U umgrenzen einen hohlen Innenraum, der zur Aufnahme der Magnetspule 17 vorgesehen ist, deren
Windungen oder Wicklungen um den Stempelteil 12c und den rohrförmigen Teil 16a gev/ickelt sind, wobei die
axiale Länge der Wicklung durch die Flansche 126 und 166 festgelegt und mechanisch begrenzt ist. Die beiden
Endanscnlüsse der Magnetspule 17 sind derart gewikkelt, daß sie sich durch den Schlitz 11 e erstrecken, der in
dem Gehäuse 11 vorgesehen ist. Die Spulenendan-Schlüsse 17a und 17e erstrecken sich durch den Schlitz
He nach außen. Eine vorgegebene Länge jeder der Leitungen 17a und 176 ist in einer zugehörigen
Isolierhülse 17cbzw. XTdangeordnet.
Wie es weiter oben beschrieben wurde, ist die dünne langgestreckte Drucknadel 15 verschiebbar in das
Innere der Nadelführung 14 eingesetzt und erstreckt sich weiterhin nach rechts, wo sie verschiebbar von dem
Teil Hfder axialen Öffnung des Stempels aufgenommen
wird und sich über diesen Teil mit einem vorgegebenen
Abstand hinaus erstreckt. Der rechte Endteil 15a der Drucknadel 15 ist in einer axial ausgerichteten öffnung
18a befestigt, die in dem Magnetspulenanker 18 vorgesehen ist. Der Anker 18 ist ein im wesentlichen
zylindrisches Teil, das weiterhin mit einem rechten Abschnitt 186 mit gegenüber dem Hauptkörperteil
verringertem Durchmesser versehen ist, wodurch eine ringförmige Schulter 18c gebildet wird und wobei der
Abschnitt 186 weiterhin mit einer axial ausgerichteten öffnung XSd versehen ist. Eine Feder 19 ist auf dem
Anker 18 derart befestigt, daß die Mittelöffnung dieser Fcuci (die ausführlicher in Verbindung mil F i g. 2
beschrieben wird) den Abschnitt 186 mit verringertem Durchmesser aufnimmt und gegen die Schulter 18c
anliegt. Eine Unterlegscheibe 20 ist auf der Feder 19 derart angeordnet, daß ihre Mittelöffnung den Abstand
186 mit verringertem Durchmesser aufnimmt. Ein Befestigungsteil 21 weist einen (nicht gezeigten)
Schaftteil auf, der durch die Öffnungen in der Unterlegscheibe 20. der Feder 19 und durch die
Ankeröffnung 18d hindurchläuft, um auf diese Weise die Unterlegscheibe 20 und die Feder 19 fest an dem
rechten Ende des Ankers 18 zu befestigen.
Die Feder 19 weist einen im wesentlichen kreisförmigen Umfang auf, wie es weiter unten ausführlich
beschrieben wird. Ein ringförmiges Abstandsstück 22 liegt mit seiner linken Endfläche an der Schulter Hides
Magnetspulengehäuses 11, während die rechte Endfläche gegen den Umfang der Feder 19 anliegt. Das
Abstandsstück 22, die Feder 19 und der Anker 18 werden in ihrer Stellung in dem Gehäuse 11 mit Hilfe
einer Kappe 23'· gehalten, die mit einem Gewindeteil 23a versehen ist, das in den Innengewindeteil lic des
Gehäuses 11 eingeschraubt ist Die Kappe ist mit einem
vorspringenden Teil 236 versehen, dessen linke Endfläche gegen den Kopf des Befestigungselementes
21 anliegt Eine axial ausgerichtete öffnung 23c ist zur Einstellung der Vorspannung der Feder 19 in einer noch
zu erläuternden Weise vorgesehen. Eine geradlinig« Nut 23d ist in der rechten Endfläche der Kappe 2J
vorgesehen, um das Einsetzen eines Einstellwerkzeuges wie z. B. eines Schraubenzieherkopfes, zu erleichtern
Durch Drehen der Kappe 23 in dem Gehäuse 11 kanr die Größe der Vorspannung der Feder 19 in einfachei
Weise und genau eingestellt werden.
Nach dem Zusammenbau der Magnetspulenbetäti gungseinrichtung kann der Stempel 12 genau gegenübei
dem Gehäuse 11 angeordnet werden und in diesel
Stellung durch Aufbringen eines geeigneten Epoxydhar zes bei 24 gesichert werden, wobei dieses Epoxydhar;
zusätzlich zur Befestigung des Stempels 12 an derr Gehäuse 11 dazu dient, eine feuchtigkeitsdichu
Abdichtung über den Schlitz 11 e zu schaffen. Wenn die·
erwünscht ist, kann eine Ausgleichscheibe in Form einei
Unterlegscheibe 25 zwischen der Schulter 11a de« Gehäuses 11 und der rechten Umfangskante de;
Flansches 126 eingelegt werden. Als weitere offensichtliche Alternative kann der ringförmige Umfang de«
Flansches 126 mit Gewinde versehen sein und die Innenfläche des äußeren linken Teils des Gehäuses 11
kann ein Innengewinde aufweisen, so daß sich eine einstellbare Verschraubung zwischen diesen beider
Teilen ergibt. Auch in diesem Fall kann Epoxydharz aul die Teile in der bei 24 angedeuteten Weise aufgebracht
werden, u^ den Stempel 12 starr mit dem Gehäuse 11 in
der gewünschten Stellung zu verbinden.
Wie es weiter oben beschrieben wurde, kann die Größe der auf die Feder 19 ausgeübten Vorspannung
durch Drehung der Kappe 23 in dem Gehäuse 11 eingestellt werden. Die Größe der Vorspannung kann
durch Einsetzen einer Sonde durch die axiale öffnung 23c gemessen werden. Nach der genauen Einstellung
der Vorspannung kann Epoxydharz an der Stelle 25' nach Fig. ta aufgebracht werden, um die Kappe 23 in
der gewünschten Stellung festzuhalten. Aus dem Vorstehenden ist zu erkennen, daß der Zusammenbau
der Magnetspulen-Betätigungseinrichtung in einfacher unkomplizierter Weise durchgeführt werden kann, da
dem endgültigen Abgleich nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt werden muü. Beispielsweise können die
Schritte des Zusammenbaues in dem Befestigen des Kerns 16 auf dem Stempel 12, in dem Aufwickeln der
Spule 17 auf diese Anordnung und in dem Einsetzen dieser Anordnung in das Gehäuse 11 bestehen. Das
Abstandsstück 22 kann dann in dem Gehäuse 11 derart angeordnet werden, daß es gegen die Schulter 116
anliegt. Die aus der Drucknadel 15, dem Anker 18, der Feder 19, der Unterlegscheibe 20 und dem Befestigungselement
21 bestehende Ankeranordnung kann dann in das Gehäuse eingesetzt werden, wobei die Nadelführung
15 durch die axiale Öffnung in dem Stempel 12 eingeführt werden kann (wobei diese Nadelführung
entweder vor oder nach dem Einsetzen der Drucknadel 15 eingepaßt werden kann). Schließlich kann die Kappe
23 in das Gehäuse 11 eingeschraubt werden, wodurch
der Zusammenbau beendet ist Der abschließende und genaue Abgleich der Magnetspulen-Betätigungseinrichtung
kann dann durchgeführt werden, wobei zu diesem Zeitpunkt Epoxydharz an den vorderen und hinteren
Teilen des Gehäuses in der in F i g. 1 gezeigten Weise aufgebracht wird, um die einzelnen Bauteile in ihrem
gewünschten Abgleich festzuhalten.
F i g. 2 ist eine ausführliche Darstellung des die Feder
bildenden Federelementes 19, das aus einem Mittelteil 19a mit einer Mittelöffnung 196 zur Aufnahme des Teils
186 mit verringertem Durchmesser des Ankers 18
besteht. Eine Anzahl von radial gerichteten Speichenteilen 19c ist einstückig mit dem Mittelteil 19a ausgebildet
und erstreckt sich von diesem nach außen. Die freien Enden der Speichenteile 19c sind jeweils mit bogenförmigen
Ansätzen 19c/ versehen, deren Außenkanten einen im wesentlichen kreisförmigen Umfang definieren.
> sie freien Enden benachbarter bogenförmiger
Ansätze legen zwischen sich Spalte 19c fest. Wie es weiter oben beschrieben wurde, steht der Mittelteil 19#
mit dem Anker 18 in Verbindung, während die Randteile, die bogenförmigen Ansätze 19c/, auf der
rechten Endfläche des Abstandsstückes 22 (siehe Fig. 1)
aufliegen. Es hat sich herausgestellt, daß die Verwendung von Spalten 19e zwischen den benachbarten freien
Enden der bogenförmigen Ansätze 19c/beträchtlich die
Betriebslebensdauer der Feder erhöht.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der bogenförmigen Ansätze, wie z. B. der bogenförmige Ansatz 19c/, derart reagieren, daß die Endteile 19/ und \9g stationär bleiben, während der mittlere Teil zwischen den Enden eine Verdrehbewegung zu diesen Endteilen ausführt, wie dies durch den Pfeil R angedeutet ist, wobei diese Verdrehung der offensichtliche Grund für die beträchtliche Abweichung von der linearen Kraft/Weg-Beziehung unü für den Übergang zur logarit'nmischen Beziehung, wie sie durch die Kurven A bzw. S gezeigt ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der bogenförmigen Ansätze, wie z. B. der bogenförmige Ansatz 19c/, derart reagieren, daß die Endteile 19/ und \9g stationär bleiben, während der mittlere Teil zwischen den Enden eine Verdrehbewegung zu diesen Endteilen ausführt, wie dies durch den Pfeil R angedeutet ist, wobei diese Verdrehung der offensichtliche Grund für die beträchtliche Abweichung von der linearen Kraft/Weg-Beziehung unü für den Übergang zur logarit'nmischen Beziehung, wie sie durch die Kurven A bzw. S gezeigt ist.
Wenn die Magnetspule abgeschaltet wird, hat die Größe der Federkraft im wesentlichen ihren Maximalwert
(der durch den Wert der Kurve B dargestellt ist, wenn sich die Drucknadeln über einen Weg in der
Größenordnung von 0,375 mm bewegt haben), wodurch die Drucknadel ausschließlich unter die Kontrolle des
Federelementes 19 gebracht wird. Die große zu diesem
Drucknadeln über einen Weg von 0,375 mm (0,015 Zoll)
von der Ruhestellung in die Aufprallstellung bewegt. F i g. 2a isi eine graphische Darstellung zur Erläuterung
der Betriebsweise des Federelementes 19, wobei der Weg D gegen die Federkraft Faufgetragen ist. Die Art
eines Biegeelementes, wie z. B. der Speichenteile 19c ist derart, daß sich die Federkraft linear mit dem Weg
ändert, d. h. F = kx, wobei Fdie Federkraft, χ der Biegeoder
Auslenkungsweg und Ar die Federkonstante ist. Die Kurve A stellt die Federkraft eines Biegeelementes dar.
Aufgrund der Auslegung des Federelementes 19 hat es sich ,edoch herausgestellt, daß die Beziehung der Kraft
gegenüber dem Weg eine logarithmische Beziehung ist, wie dies durch die Kurve J nach F i g. 2a dargestellt ist.
Es ist anzunehmen, daß diese logarithmische Beziehung das Ergebnis der kombinierten Eigenschaften der
Biegung und der Verdrehung der Speichen bzw. der bogenförmigen Ansätze ist, die wie folgt wirksam sind:
Bei Betrachtung der F i g. 2b und 2c, die Draufsichten bzw. Endansichten einer Speiche 19c' und eines
bogenförmigen Ansatzes 19c/'sind, ist zu erkennen, daß
die Erregung der Magnetspule bewirkt, daß sich der Anker von der Ruhestellung (nach Fig. 1) nach links
bewegt. Die anfängliche Bewegung des Ankers 18 ruft eine durch den Pfeil Fdargestellte Kraft nach Fig.2c
hervor, die auf das Federelement ausgeübt wird. Diese Kraft Fbewirkt anfänglich, daß sich die Speichen nach
unten biegen, wie dies durch strichpunktierte Linien 19c" angedeutet ist. Es hat sich herausgestellt, daß nach
einer vorgegebenen Durchbiegung der Speichen die
schnelle Rückführung des Ankers in die Ruhestellung. Die Speichenteile versuchen, in ihre normale ungebogene
Stellung zurückzukehren. Die bogenförmigen Ansätze wirken im Hinblick auf eine beträchtliche Verringerung
der Größe des Überschwingens, das als Ergebnis der Bewegung der Speichenteile in Richtung auf ihre
normale unausgelenkte Stellung auftreten kann, wodurch der Wert des »Prellens« und Überschwingens
gegenüber Federn von üblicher Anordnung wesentlich verringert wird.
Bei Hochgeschwindigkeitsdruckern sind die Druckradeln so ausgelegt, daß sie sich von der anfänglichen
Ruhestellung über einen Weg von 0,375 mm bis zur Auftreffstellung bewegen und dann in die Ruhestellung
zurückkehren, wobei diese gesamte Bewegung innerhalb einer Millisekunde erfolgt. Da eine typische Zeile
132 Zeichen enthalten kann, kann irgendeine gegebene
Drucknadel bis zu 660 Auslenkungen pro Zeile ausführen, wobei alle Auslenkungen in einem Zeitraum
von weniger als einer Sekunde auftreten. Unter Elerücksichtigung dieses Hochgeschwindigkeitsbetriebs
und der Tatsache, daß der Drucker über extrem lange 21eitperioden mit minimalen Ausfallzeiten arbeiten soll,
ist zu erkennen, daß die Federelemente sehr robust sein müssen und zur gleichen Zeit sehr gleichmäßige
Eletriebseigenschaften für irgendeine gegebene einzelne Auslenkung aufweisen müssen. Dies erfordert die
Verwendung eines Federelementes, das maßstäblich genau ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Rückstellvorrichtung für eine einen Tauchanker aufweisende Magnetspulen-Betätigungseinrichtung
für Nadeldrucker mit einem hohlen Gehäuse, mit einer am hinteren Ende des Gehäuses angeschraubten Kappe und mit einer Rückstellfeder, deren
Mittelteil mit dem Anker verbunden ist, wobei die Kappe gegen den hinteren Teil des Ankers anliegt
und die Vorspannung der Rückstellfeder festlegt, während der Umfang der Rückstellfeder an einer
ringförmigen im Inneren des Gehäuses angeordneten Schulter anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder ein flaches kreisförmiges Federelement (19) aus einem Federmetallblech
ist und einen kreisförmigen Mittelteil (19aJ aufweist, daß eine Anzahl von radial gerichteten Teilen (19ς)
jeweils einstückig mit dem Mittelteil (19a,) verbunden ist und sch von diesem aus nach außen erstreckt,
daß das äußere Ende (X9d) jedes radial gerichteten
Teils (t9c) zwei sich seitlich erstreckende bogenförmige Ansätze aufweist, und daß das freie Ende jedes
Ansatzes mit Abstand zum freien Ende eines Ansatzes an dem benachbarten radial gerichteten
Teil endet, so daß alle Ansätze einen kreisförmigen Umfang (19c/J definieren, dessen Randteil gegen die
kreisförmige Schulter anliegt.
2. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kappe (23) aufweisende
Ende [Wc) des hohlen Gehäuses (11) ein Innengewinde aufweist, in das ein Gewindeteil der Kappe
(23) einschraubbar ist, um eins' genaue Einstellung
der Vorspannung des Federelementes (19) zu ermöglichen.
3. Rückstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze an der
ringförmigen Schulter (22) anliegen und eine Verdrehung des den radialen Teilen (i9c) benachbarten Abschnittes der Ansätze gegenüber dem
freien Ende dieser Ansätze bei Auslenkung der radial gerichteten Teile auf Grund der Bewegung
des Mittelteils der Feder in Richtung auf die Magnetspule zulassen.
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