DE2330883A1

DE2330883A1 - Mosaik-druckkopf

Info

Publication number: DE2330883A1
Application number: DE2330883A
Authority: DE
Inventors: Sergio Dipl Ing Cattaneo
Original assignee: Honeywell Information Systems Italia SpA
Current assignee: Bull HN Information Systems Italia SpA
Priority date: 1972-06-15
Filing date: 1973-06-14
Publication date: 1974-01-03
Also published as: FR2190056A5; IT956585B; JPS4964337A; GB1385298A; CA992387A; US3889793A

Description

Mosaik-Druckkopf

Die Erfindung bezieht sich auf in datenverarbeitenden Systemen benutzte Schlagdrucker, bei denen der Druck jedes Schriftzeichens mit Hilfe einer Gruppe von Punkten erhalten wird.

Bei solchen Druckvorrichtungen wird der durch Punkte bewirkte Abdruck eines einzelnen Schriftzeichens durch Werfen der Enden einer Untergruppe metallener Nadeln, die entsprechend der Form der zu druckenden Schriftzeichen aus einer Gruppe ausgewählt wurden, gegen eine auf der Rückseite des Druckträgers angeordnete Schreibwalze erzielt. Der Druck kann im gleichen Zeitpunkt oder in aufeinanderfolgenden Zeitpunkten durch horizontales Abtasten der Schriftzeichenform durchgeführt werden.

Im ersteren Fall ist die im allgemeinen benutzte Zahl der Nadeln 35, die zur Bildung einer Matrix von 5x7 möglichen Druckpunkten angeordnet sind.

Im zweiten Fall wird im allgemeinen ein vertikaler Kamm von

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BERLIN: TELEFON (O311) 7β29Ο7 KABEL: PROPINDUS · TELEX O1 84O57

MÜNCHEN: TELEFON (0811) QQ 55 8S KABEL: PROPINDUS · TELEX O5 24 244

7 Nadeln vorgesehen, wobei ein horizontales Abtasten des Schriftzeichens durchgeführt wird.

In beiden Fällen sind die Drucknadeln und die entsprechenden Betätigungselektromagnete auf einem längs der Druckzeile beweglichen Schlitten angebracht, so daß sie den aufeinanderfolgenden oder reihenweisen Abdruck mehrerer Schriftzeichen durchzuführen vermögen. Sie bilden den beweglichen Druckkopf auf dem Schlitten. Die Größe der Elektromagnete des Führungssystems der Nadeln und die Probleme der Massenträgheit, der erforderlichen Energiezufuhr und der Energieverluste führen dazu, daß die Lösung unter Verwendung eines Siebennadelkamms gewöhnlich bevorzugt wird. Selbst dabei werden die Abmessungsund Massenträgheitsprobleme des beweglichen Schlittens nicht ganz gelöst, und es entstehen ernste Probleme bei der Führung und Schmierung der Nadeln und bei ihrer Hubeinstellung; das letztere Problem ist sehr wichtig, da die Betätigungsfrequenz der Nadeln sehr hoch ist und die maximal erhältliche Frequenz durch diesen Hub stark beeinflußt und begrenzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mangel zu vermeiden und die Arbeitsbedingungen des Druckkopfs zu verbessern.

Gemäß einem ersten Kennzeichen der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Führung der Nadeln praktisch über ihre gesamte Länge durch einen geeigneten Starrheitsgrad aufweisende Führungen gewährleistet wird, innerhalb derer die Nadeln gleiten können und die mit passenden Schmiereinrichtungen versehen sind, welche eine geeignete Schmierung über ihre ganze Länge gewährleisten.

Gemäß einem zweiten Kennzeichen der Erfindung sind die zu den Nadeln gehörenden Elektromagnete nicht starr an dem Druckschlitten befestigt, sondern unter Zwischenschaltung einer mikrometrischen Stellvorrichtung angebracht, die es gestattet, sowohl den Ruheluftspelt der elektromagnetischen Betätiger als auch den Hub der Nadeln einzeln einzustellen.

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Die Einstellvorrichtungen sind ferner leicht zugänglich, so daß die Einstellung besonders leicht vorgenommen werden kann.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist der bewegliche Anker jedes Elektromagneten mit dem festen Teil mittels eines schwenkbar gelagerten, elastischen Systems verbunden, das eine minimale Berührungsfläche und einen automatischen Ausgleich der Spiele gewährleistet und gleichzeitig keine elastischen Reaktionen einführt, die die Schwenkung des beweglichen Ankers behindern.

Durch derartige Einrichtungen läßt sich eine Druckeinheit erhalten, die eine verminderte Größe, hohe Zuverlässigkeit und hohe Wiederholungsgeschwindigkeiten aufweist, die besonders vorteilhaft für diejenigen Anwendungen ist, bei denen eine große Druckgeschwindigkeit erforderlich ist.

Die kennzeichnenden Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der anschließenden, beispielhaften Beschreibung und der Zeichnung hervor. In dieser zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines Druckkopfs nach der Erfindung;

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit der Führungselemente für die Drucknadeln, die in dem Druckkopf nach der Erfindung benutzt werden, und

Fig. 2 eine auseinandergenommene, perspektivische Ansicht der einen elektromagnetischen, in dem Druckkopf nach der Erfindung benutzten Betätiger bildenden Teile.

Fig. 1 stellt einen seitlichen Schnitt des Druckkopfs nach der Erfindung dar.

Der Kopf besteht aus einem starren Träger, der auf einem

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Schlitten angebracht ist, welcher auf einer im wesentlichen aus einem Ring 1 (im Querschnitt dargestellt) bestehenden Führung gleitet, und aus einem daran z.B. durch Schrauben 3 befestigten Bügel 2. Der Ring 1 hat im wesentlichen die Aufgabe, eine gewisse Anzahl, z.B. 7 oder 9, elektromagnetische Betätiger zu tragen, während der Bügel 2 im wesentlichen eine gleiche Anzahl Drucknadeln zu tragen hat.

Der Bügel 2 ist an seinem einen Ende mit einem Flansch 4 versehen, der einige radial zu einer Mitte angeordnete Öffnungen 5 aufweist und an seinem entgegengesetzten Ende ein Führungsglied 6 mit Löchern oder Nuten, in denen einige nicht dargestellte Steine angebracht sind, die als Führung für das Ende der Drucknadeln 7 dienen.

Nahe dem Führungsglied 6 und zwischen diesem und dem Flansch 4 ist ein zweiter Flansch 8 mit mehreren Öffnungen 40 angeordnet .

Jede Drucknadel wird von dem Flansch 4 zu dem Flansch 8 durch ein dünnes Führungsrohr 9 geführt. Jedes Führungsrohr 9 ist frei in eine entsprechende Öffnung 5 des Flansches 4 eingesetzt und am gegenüberliegenden Ende in eine entsprechende Öffnung 40 des Flansches 8, in der es durch Löten oder Kleben befestigt ist.

Die Führungsrohre haben in Abständen einige durch Fräsen erhaltene Öffnungen 10 (besser aus Fig. 1a ersichtlich).

Die Rohre sind über ihre ganze Länge, mit Ausnahme für den am nächsten zu dem Flansch 8 liegenden Teil, durch Hülsen 11 aus porösem Werkstoff mit vernachlässigbarer mechanischer Starrheit, z.B. Filz oder Flechtwerk, abgedeckt. Die Hülsen sind in Schmieröl getaucht und gewährleisten durch die Öffnungen 10 eine praktisch gleichmäßige Schmierung innerhalb der Führungsrohre, indem sie Schmierölzufuhr dorthin, wo sie

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gebraucht wird, und Schmierölabsorption dort vorsehen, wo ein Überschuß auftritt. Die Dicke der Rohre und die Anzahl der Öffnungen werden so bemessen, daß sich eine passende, jedoch nicht übermäßige Starrheit der Rohre selbst ergibt.

Tatsächlich verhalten sich die Drucknadeln während des Betriebs wie spitzenbelastete Stäbe, deren Starrheit sich aus der Summe der ihnen selbst eigenen und der Starrheit der Führungsrohre ergibt.

Bekanntlich gibt es eine kritische Beanspruchung, die eine Funktion der Einspannungsbedingungen und der Starrheit der Stange ist, jenseits der die Stange nachgibt und sich biegt.

Durch Wahl einer passenden Starrheit für das Führungssystem ist es möglich so vorzugehen, daß der von den Drucknadeln ausgeübte Druck einen vorbestimmten, der kritischen Beanspruchung entsprechenden Wert nicht übersteigt, und es ist deshalb möglich, eine außerordentliche Konstanz der von den Betätigern auf die Nadeln ausgeübten Kraft zu erhalten, die für einen durchschnittlichen Konstruktionswert etwas die kritische Beanspruchung überschreitend gewählt werden kann, so daß etwa auftretende Unterschiede infolge Veränderungen der Energisierungsbedingungen, Unterschieden im magnetischen Verhalten der Werkstoffe oder ähnlicher Art automatisch korrigiert werden.

An dem der Druckseite gegenüberliegenden Ende haben die Nadeln einen kleinen Kopf 12, der so ausgebildet ist, daß er mit einem Betätigungsarm 13 des beweglichen Ankers 14 der elektromagnetischen Betätiger zusammenarbeitet.

Jede Nadel ist auch mit einer Druckfeder 15 mit passender Federkonstante versehen, die zwischen dem Flansch 4 und dem Kopf 12 der Nadel wirksam ist und die Nadel selbst sowie den

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beweglichen Anker 14 in eine Ruhelage zu drücken bestrebt ist.

Die elektromagnetischen Betätiger von der sogenannten Flachbauweise bestehen aus einem zentralen, zylindrischen Kern 16 aus ferromagnetischem Werkstoff, auf dem eine elektrische Spule 17 angeordnet ist, aus einem U-förmigen Joch 18, ebenfalls aus ferromagnetischem Werkstoff, und aus einem beweglichen Anker 14.

Aus Fig, 1 und 2 ist ersichtlich, daß das' Joch 18 eine Gewindebohrung 19 hat, die auf den Endteil des Kerns 16 geschraubt ist.

Der Kern 16 setzt sich mit einem zylindrischen Vorsprung 20 fort, der in eine entsprechende, axial gerichtete Öffnung des Ringes 1 eingreift.

Der Vorsprung 20 ist mit einer axialen Gewindebohrung versehen, in die die Einstellschraube 21 geschraubt ist.

Die Schraube 21 hat, z.B. entsprechend dem Kopf, eine Nut 22, in der ein Halteteil 23 eingesetzt ist, das an dem Ring 1 befestigt ist. Das Halteteil ist in Fig. 2 teilweise dargestellt und besteht aus einem Ring, der passende Ausschnitte 24 aufweist, welche zu den Nuten 22 der Einstellschrauben 21 passen.

Das Halteteil 23 ist beispielsweise an dem kreisförmigen Körper durch Schrauben 25 befestigt.

Es ist ersichtlich, daß man durch Einwirkung auf die Schraube 21, die also mit dem Halteteil in Eingriff steht, genaue axiale Verstellungen des elektromagnetischen Betätigers gegenüber dem Träger durchführen kann.

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Eine Klemmschraube 26, die in eine radiale, auf dem Ring 1 entsprechend jedem Vorsprung 20 vorgesehene Gewindebohrung eingesetzt ist, ermöglicht eine starre Festlegung der Stellung jedes elektromagnetischen Betätigers.

Das Joch 18 der Betätiger hat einen Arm, der beträchtlich langer als der andere Arm ist, und in diesem Arm befindet sich eine Öffnung 27, in der ein Ansatz 29 des beweglichen Ankers untergebracht ist.

Eine Stahlklammer 28* mit einer Öffnung 30 ist auf den Ansatz 29 aufgesteckt und stößt gegen das Ende des Ankers.

Eine U-förmige Feder 31, die mit einer Bohrung versehen, auf den Ansatz 29 aufgesetzt und daran mittels einer Klammer 32 befestigt ist, die in zwei Vertiefungen 33 des Ansatzes 29 eingreift, übt eine Druckkraft in der Weise auf den Anker aus, daß das Ende des Ankers und die entsprechende Stahlklammer kräftig gegen die Seite des Arms des Jochs 18 nahe der Öffnung 27 gedrückt wird. Auf diese Weise ist der Anker mit dem Joch verbunden, er ist jedoch frei auf der Jochoberfläche zu rollen, wobei er eine begrenzte Oberfläche in Rollberührung und deshalb minimaler Reibung aufweist, und andererseits werden keine^wesentlichen elastischen Rückwirkungen, die der Drehung des Ankers entgegenwirken, eingeführt.

Eine Schraube, die den Hub des Ankers einstellt, und eine seinem Steckenbleiben entgegenwirkende Platte vervollständigen den Betätiger.

Die dem Steckenbleiben entgegenwirkende Platte 34 ist aus nicht-magnetischem Werkstoff und an dem Arm 36 des Jochs angekittet.

Der Anker ist mit einer Bohrung versehen, um die Einstellschraube 37 hindurchgehen zu lassen, die in die Gewindeboh-

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rung des Kerns eingeschraubt ist.

Die Schraube 37 hat einen Kopf, der beträchtlich breiter ist als das in den Anker gebohrte Loch, so daß er wirksam die maximale Breite des Luftspalts zwischen dem Kern und dem Anker und damit den Hub des Ankers selbst begrenzt.

Fig. 1 zeigt, daß die Feder 15 über den Kopf 12 der Nadel einen Druck auf den Anker 14 ausübt und bestrebt ist, ihn in Ruhestellung gegen den Kopf der Einstellschraube 37 liegen zu lassen.

Wenn auch Fig. 1 und 2 nur einen elektromagnetischen Betätiger und eine Nadel mit zugehörigem FUhrungssystem zeigen, ist es klar, daß die Mehrzahl (z.B. 7 oder 9) der elektromagnetischen Betätiger radial auf dem Ring 1 angeordnet ist und eine entsprechende Vielzahl von Nadeln auf dem Bügel.2, wobei die Nadeln durch die oben beschriebenen Rohre geführt werden.

Die beschriebene Anordnung, die mechanisch einfach und widerstandsfähig ist, hat den Vorteil, daß sie die einzelne Einstellung des Hubes der elektromagnetischen Betätiger und das individuelle Positionieren jedes Betätigers gegenüber der entsprechenden Drucknadel erlaubt.

Die Einstellvorrichtungen sind alle gegenüber dem Bauteil des Druckkopfes zwecks einfacher Einstellung der verschiedenen Teile außerhalb angeordnet und erlauben deshalb einheitliche Betätigungen der verschiedenen Drucknadeln und somit eine ausgezeichnete Druckqualität.

Zusätzlich ist darauf hinzuweisen, daß das Verbindungssystem zwischen dem beweglichen Anker und dem Joch automatisch für die Kompensierung der von möglichen Verschleißerscheinungen an den Berührungspunkten herrührenden Spiele sorgt und des-

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halb ein genau reproduzierbares Verhalten des Betätigers auch für sehr lange Betriebszeiten ermöglicht wird, ohne daß Eingriffe zur Einstellung oder zum Ersatz von Verschleißerscheinungen unterworfenen Teilen erforderlich sind.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

Druckkopf für eine Mosaik-Druckvorrichtung mit einer Mehrzahl beweglicher Nadeln, die gegen eine Schreibwalze werfbar sind, dadurch gekennzeichnet,, daß er einen Träger in Form eines Ringes (1) aufweist, der mit einer Mehrzahl axialer Öffnungen (5) versehen ist, welche mit Bezug auf einen fest mit dem Ring (1) verbundenen Bügel (2) radial angeordnet sind und zu einer Mehrzahl von auf dem Bügel (2) angebrachten Pührungsgliedern (6) für die beweglichen Nadeln (7) gehören, ferner eine Mehrzahl von Elektromagneten, von denen jeder einen beweglichen Anker (14), einen zentralen Kern (16), ein Joch (18) und einen koaxial zu dem zentralen Kern (16) angeordneten und mit einer entsprechenden axialen Öffnung (5) in dem Ring (1) in Eingriff stehenden Ansatz (20) aufweist, sowie jedem Elektromagneten (17, 16) zugeordnete Einrichtungen für seine axiale Einstellung, jedem Elektromagneten zugeordnete Einrichtungen (26) für sein Festlegen in der eingestellten Lage, voneinander getrennt wirksame Vorrichtungen zum Einstellen des Luftspalts zwischen dem Anker (14) in Ruhestellung und dem zentralen Kern (16) und eine Einrichtung für die Befestigung des Ankers (14) an dem Joch (18), die eine begrenzte Drehung des Ankers im wesentlichen frei von Rückstellmomenten zuläßt.
2. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum axialen Einstellen der Elektromagnete eine erste Einstellschraube (21) umfassen, die koaxial zu dem Ansatz (20) angeordnet ist und in eine in dem Ansatz (20) angebrachte Gewindebohrung eingreift, sowie an dem Ring (1) befestigte Mittel (23) zum axialen Festlegen der Einstellschraube (21),

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wobei die Einrichtungen zum Festlegen der axialen Lage der JElektromagnete (16) eine Arretierschraube (26) umfassen, die in eine radiale Gewindebohrung in dem Hing (1) eingreift und auf den Ansatz (20) wirkt.
3. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspalt-Einstellvorrichtung eine zweite Einstellschraube (37) umfaßt, die in eine koaxial zu dem zentralen Kern (16) in diesem angeordnete Gewindebohrung eingreift, wobei eine Öffnung in dem beweglichen Anker (14) vorgesehen ist, durch die die zweite Einstellschraube (37) frei hindurchtritt.
4. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Befestigung des Ankers (14) an dem Joch (18) einen Ansatz (29) an dem Anker, eine öffnung (27) in dem Joch (18) und eine elastische, auf den Ansatz (29) einwirkende Einrichtung (31) zum Halten des Ansatzes in der Öffnung (27) umfaßt.
5. Druckkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerbefestigungseinrichtung zusätzlich eine Klammer (28) umfaßt, die auf dem Anker (14) angebracht ist und mit dem Joch (18) in der Weise zusammenwirkt, daß sie ein schwenkbares Paar begrenzter Berührungsflächen bildet.

ό. Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Führungsglied (6) ein Führungsrohr (9) mit einer Mehrzahl von Öffnungen (10) für Schmierzwecke und eine Hülse (11) aus porösem, in eine Schmiermittelflüssigkeit getauchten Werkstoff umfaßt, die mindestens einen Teil des FUhrungsrohrs (9) bedeckt.

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