DE2362169C2 - Druckhammeranordnung und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckhammeranordnung für einen Zeilendrucker gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Viele Anschlagdrucker erfordern bis zu vier oder mehr Spalten zum Unterbringen einer Druckhammeranordnung. Daher müssen die Betätigungsvorrichtungen in mehreren Ebenen übereinander gestapelt angeordnet werden, und man benötigt Schubstangen oder Stößel oder ähnliche Vorrichtungen zur Bewegungsübertragung, und der damit verbundene Leistungsbedarf erfordert eine kräftige Stromversorgung. Zum Stande der Technik ist aus der DE-OS 20 40 075 eine Druckhammeranordnung bekannt, bei der die einzelnen Hammerkörper aus einem elastischen faserverstärkten Kunststoff bestehen und zwei federnde Arme aufweisen, die den eigentlichen Druckhammer tragen. Jeder Druckhammer trägt einen Spulenkörper mit einer zum Druck ansteuerbarer. Wicklung, die bei Erregung in Wechselwirkung mit Jem Feld eines Dauermagneten den Anschlag des Druckhammers bewirkt.

Aus der DE-OS 17 74 846 sind ebenfalls aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehende auf zwei federnden Stützarmen gelagerte Druckhämmer bekannt, die zusammen mit der Grundplatte aus einem Stück bestehend geformt werden können.

Aus der DE-OS 20 48 705 ist eine Anordnung von Druckhämmern bekannt, die an zwei parallelen Federn befestigt, mit je einer Rückholfeder verbunden und mit Dämpfungsvorrichtungen versehen sind. Entsprechende Anschläge begrenzen den Arbeitshub der Druckhämmer. Die US-PS 3172 352 zeigt schließlich eine Druckhammeranordnung, bei der die mit einer Treiberwicklung versehenen Druckhammer auf zwei federnden Stützen gelagert sind, die gleichzeitig der Stromzuführung nach der Treiberwicklung dienen. Der Druckanschlag wird bei Erregung der Treiberwicklungen durch die Wechselwirkung mit dem Magnetfeld von Permanentmagneten bewirkt.

so Alle diese bekannten Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß die zu bewegende Masse von Druckhammer und Erregerwicklung immer noch recht groß ist

Aufgabe der Erfindung ist es, eine vereinfachte, leichtere, aus nur einem Teil bestehende, biegsame Druckhammeranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die leicht justierbar ist und einen Druck bei kleinstem Mittenabstand gestattet. Insbesondere soll die Druckhammoranordnung eine leicht herzustellende,

einrastbare, ausladende Ankerkonstruktion besitzen, die in ihrer Position durch ein Bauteil festgehalten wird, das außerdem auch noch eine Dämpfungswirkung ergibt

Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen, in Verbindung mit den Zeichnungen, im einzelnen beschrieben. Dabei zeigt

F i g. 1 eine isometrische Ansicht einer einzigen Druckhammeranordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Justierplatte teilweise weggebrochen ist, im Zusammenwirken mit einem Typenrad, das nur schematisch gezeigt ist, sowie mit einer Wicklung und mit einem Spulenkörper;

F i g. 2 eine Draufsicht auf zwei einander gegenüberliegende Druckhammeranordnungen gemäß der Erfindung;

Fig.3 eine Vorderansicht der in Fig.2 gezeigten Druckhammeranordnungen in einem schematisch gezeigten Drucker;

Fig.4 eine vergrößerte Teilschnittansicht der Abschirmung des Ankers und des Halteröhrchens aus gummiartigem Material;

Fig.5 eine perspektivische Ansicht einer faserverstärkten Vorform zur Herstellung der biegsamen Arme der Diuckhammeranordnung;

F i g. 5A eine vertikale Schnittansicht einer Seite der Vorform der F i g. 5;

Fig.6 eine vergrößerte isometrische Ansicht des unteren Endes des Druckhammers;

Fig.7 eine vergrößerte isometrische Ansicht eines Teils des Metallstreifens, der als Einsatzstück für die Form benutzt wird; und

F i g. 8 eine isometrische Ansicht der Justierplatte.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist schematisch ein Anschlagdrucker mit rückwärtigem Anschlag angedeutet, der ein Paar Druckhammeranordnungen 10 und 11 enthält, deren Druckhammer zur Erzeugung einer gemeinsamen Druckzeile im Zusammenwirken mit einem Typenrad, Druckrad, Typenzylinder oder Druckzylinder miteinander abwechselnd angeordnet sind.

Jede der beiden Druckhammeranordnungen 10 und 11 ist eine einstückige Konstruktion, die die Magnetkerne 14, die Abschirmung 15, die biegsamen Druckhammerarme 16 und die Verschleißplatten 18 enthält, die beim Formvorgang aus einem stoßfesten, in der Wärme aushärtenden Kunststoff vor der Formung in die Form eingesetzt wurden. Die Druckhämmer 20 und ihre biegsamen Druckhammerarme 16 werden während des Formvorganges für jede Druckhammeranordnung in einem Stück hergestellt und danach in die einzelnen biegsam befestigten Druckhämmer 20 aufgetrennt, indem das dazwischen befindliche Material abgetragen oder entfernt wird. Die Druckhammerarme 16 werden dadurch gebildet, daß man ein Paar Tafeln 22, wie sie in Fig.5 gezeigt sind, verwendet, die durchgehend ausgerichtete Fasern 23 enthalten, die, wie in F i g. 5A zu sehen, in einer Matrix eines teilweise ausgehärteten Kunststoffmaterials eingebettet sind. Die der Verstärkung dienenden Fasern sind demgemäß in den fertig ω gebildeten Armen der Druckhammeranordnung in Längsrichtung ausgerichtet. Die Tafel 22 in F i g. 5 wird durch kontinuierlich ausgerichtete Glasfasern 23 in einem teilausgehärteten Epoxydharz geformt, so daß diese nur in einer Richtung vorhandene Ausrichtung der Fasern auch im voll ausgehärteten Zustand erhalten bleibt. Damit wird nach dem Formen der gesamten Anordnung eine gleichförmige Druckhammerhöhe eingehalten. Die Vorform für das Biegeteil wird mit einer wuls«artigen Kante 25 an jeder Seite geformt, wrs eine mechanische Verankerung an jeder Seite der ausgeformten Druckhammeranordnung ergibt

Die aus Stahl bestehende Verschleißplatte 18 am Kopf jedes Druckhammers 20 wird durch einen einzigen Einsatzstreifen gebildet, der sich über die gesamte Länge der Anordnung erstreckt und anschließend durch einen Schleifvorgang, genau wie die Druckhammer und die Druckhammerarme, zerteilt wird. Die metallische Bindung zwischen dem Hammerkopfmaterial und der Kunststoffmatrix des Hammers reicht nicht aus, um die Stoßbeanspruchung im Betrieb eines Druckhammers auszuhalten. Es ist daher notwendig, eine feste mechanische Verbindung herzustellen. Der Streifen 27 für die Verschleißplatte 18 wird, wie in Fig.7 gezeigt, dadurch hergestellt, daß seine Oberfläche mit Kupfer überzogen und anschließend eine Schicht 26 pulverisierter Teilchen auf der Oberfläche gesintert wird- Der Kupferüberzug längs der Trenn'.-iche dient zum Anlöten der Teilchen an den Stahl- ode.-: Eisenstreifen. Die Eisenteilchen ragen teilweise heraus und bilden zurücktretende Flächen, die eine mechanisch feste Verbindung ergeben, wenn das Kunststoffmaterial während des Formvorganges rund um diese Teilchen herumfließt

Die Abschirmungen 15, die zur Vermeidung von gegenseitiger Beeinflussung eine Isolierung zwischen benachbarten Druckhammermagneten bilden, dienen auch der Wärmeableitung und schützen die Wicklungen, wobei jede dieser Abschirmungen einen U-förmigen Ausschnitt 29 aufweist, wodurch eine Lasche 30 gebildet wird, die die Wicklung im zusammengebauten Zustand festhält. Diese Abschirmungen sind ebenfalls ein einstückiger Bestandteil der Druckhammeranordnung, indem sie beim Formvorgang als Einsatzstücke mit eingeschlossen werden. Die E-Kerne 14 der Druckhammermagnete, die jeder Hammerposition zugeordnet sind, werden ebenfalls als Einsatzstücke beim Formvorgang der Hammeranordnung mit eingesetzt. Die Vorderansicht in Fig.3 zeigt außerdem einen "Magnetkern 14 in gestrichelter Darstellung. In den Fig. 1 und 2 liegen die Magnetkerne 14 in jeder Hammerposition unterhalb der Anker 40 und sind daher nicht zu sehen. Das Formstück für die Druckhammeranordnung wird dadurch hergestellt, daß man die einzelnen Einsatzstücke in die Form einbringt, d. h. die Abschirmungen 15, die Kerne 14, die Tafeln 22 und den durchgehenden, für die Verschleißplatte bestimmten Streifen 27, der anschließend die Verschleißplatten 18 ergibt. Das Teil wird dann ausgeformt, und der Kunststoff wird ausge'iärtet. Der Kunststoff härtet g'eic! zeitig mit dem teilweise ausgehärteten Kunststoff der Tafeln 22 für die biegsamen Druckhammerarme aus. Nach dem Formvorgang sind die biegsamen Tafeln 22 vom waagrechten Druckhammerelement etwas nach innen geneigt, so daß nach dem endgültigen Zusammenbau auf die einzelnen Druckhämmer eine nach oben gerichtete Vorspannkraft ausgeübt wird, während diese leicht nach unten gedruckt gehalten werden, um dadurch nach der Hammerauslenkung während eines Druckzyklus eine Rückstellwirkung sicherzustellen. Der ausgeformte, biegsam befestigte Druckhammer 20 ist so ausgelegt, daß, obgleich die Bahn des Druckhammers in einem Druckzyklus längs einer bogenförmigen Bahn verläuft, die Bewegung des Druckhammers zum Auftreffzeitpunkt auf dem Dokument senkrecht zum Dokument und in radialer Richtung in bezug auf das

Druckrad die Drucktrommel oder Walze 12 gerichtet ist. Wenn das fertig ausgeformte Teil aus der Form entnommen wird, dann wird der die Druckhammerverschleißplatten bildende Metallstreifen teilweise weggefräst, so daß nur die Teile übrigbleiben, die in der Breite und Länge mit der Breite des Hammerteils 32 in F i g. 6 übereinstimmen. Das Ausformen der Hammeraufschlagfläche aus einem kontinuierlichen Stück Material nach der Ausformung der gesamten Anordnung ermöglicht ein richtiges Ausbilden des Druckhammers mit richtiger Ausrichtung, so daß von vornherein alle Schwierigkeiten vermieden werden, die während des Formvorgangs durch Schrumpen des Materials auftreten könnten. Als Ergebnis des Formvorgangs sind die Druckhammerarme in der Nachbarschaft der Druckhämmer durch Rippen 34 aus Kunststoff verstärkt. Ein zweiter Schleifvorgang entfernt diese Vorsprünge aus Kunststoff und Teile der Tafeln 22. so daß an jeder Druckposition ein einzelner Druckhammer besteht, der durch ein Paar Druckhammerarme 16 getragen wird, deren Breite genau der Breite der Druckhammer entspricht.

Eine Anzahl von Wicklungen 36, von denen eine in F i g. I herausgenommen dargestellt ist. sind um den Mittelschenkel jedes E-Kerns 14 herum angeordnet. Ein dünnwandigei Spulenkern hat ein nach oben überstehendes Teil 37, das die Anschlußdrähte 38 trägt. Diese überstehenden Teile 37 erstrecken sich im zusammengebauten Zustand zwischen einem Anker 40 und einer benachbarten Abschirmung 15, und die Anschlüsse liegen damit oberhalb der Oberfläche, die durch die Oberflächen der Abschirmungen 15 gebildet ist. Die Anschlüsse für die gesamte Anordnung werden dann durch einen Stecker 42 aufgenommen, der unverwechselbar einsteckbar ist. Die Wicklungen werden um den Mittelschenkel des Kerns herum durch die Lasche 30 der benachbarten Abschirmung 15 festgehalten.

Wie man aus den Fig. 3 und 4 erkennt, sind die Abschirmungen 15 mit einer gekrümmten Ausnehmung 44 versehen, die einen kreisförmigen Teil und eine Öffnung 45 aufweist, die kleiner ist als der Durchmesser des kreisförmigen Teils. Ein gummiartiges Röhrchen 46 mit etwas größerem Durchmesser als die Durchmesser der gekrümmten Oberflächen 44 der Abschirmung 15 erstreckt sich über die gesamte Länge der Anordnung und wird durch mechanisch verriegelten, elastischen Kontakt innerhalb der Oberflächen 44 der Abschirmungen 15 gehalten. Ein Anker 40 wird dann in jeder Hammerposiiion dadurch eingesetzt, daß man das Ankerende 48 unter das gummiartige Röhrchen 46 einschiebt, das dann die Sperranschlagfläche 49 ergreift und damit den Anker festhält Durch gelenkige Lagerung des Ankers 40 an einem Ende und durch Eingriff mit dem Druckhammer 20 am anderen Ende wird eine Bewegungsübersetzung erreicht, wobei das stärkste Element der ganzen Anordnung dazu benutzt wird. Das gegenüberliegende Ende jedes Ankers 40 liegt zwischen der Justierschraube 50, die einen oberen Anschlag bildet, und dem Druckhammer 20 in dieser Druckposition. Vorsprünge 41 in der Nachbarschaft der Abschirmungen 15 liefern eine Führung für den benachbarten Anker 40 während seiner Vertikalbewegung. Andere Vorsprünge 43 (Fig.4) aus geformtem Kunststoff in der Nachbarschaft der Abschirmungen 15 an der entgegengesetzten Seite der Kerne 14 dienen lediglich der Zentrierung des benachbarten Ankers 40 in Ausrichtung mit dem damit zusammenwirkenden Magnetkern. Die durch die Druckhammerarme 16 ausgeübte Vorspannkraft drückt den Druckhammer 20 und das Ende 52 des Ankers bis zum oberen Ende der durch die Position der Justierschraube 50 bestimmten

to Aufwärtsbewegung.

Die Justierplatte 54 ist mit dem Druckerrahmen 55 durch Schrauben oder Bolzen 56 verbunden und nimmt die Justierschrauben 50 oberhalb jedes Druckhammers auf. wodurch die Aufwärtsbewegung eines solchen Druckhammers und damit des zugehörigen Ankers 40 begrenzt wird. Die Justierplatte 54 besteht aus einem Hauptteil 58 und einem Einsatz 59, der in einer Nut 60 eingesetzt und durch nichtdargestellte Mittel festgehal ten ist. Entsprechende Kanalnuten 61 im Hauptteil und

2n im Einsatzteil in der Ausnehmung 60 dienen der Aufnahme eines Drahtes, der über einem Teil jedes der miteinander ausgerichteten Bohrungen 63 liegt, die der Aufnahme der jeweiligen Justierschrauben 50 dient. Wenn die Justierschrauben 50 eingesetzt sind, bewirkt die Wechselwirkung zwischen dem Draht und der Justierschraube eine Sicherung gegen Drehbewegung, wobei df'^e Wechselwirkung eine Drehbewegung der Justierschrauben nicht zuläßt. Die Wechselwirkung zwischen dem Draht und den Justierschrauben, die

)o abwechselnd an gegenüberliegenden Seiten des Drahtes anliegen, bewirken, daß der Draht über seine gesamte Länge schlangenartig oder mäanderförmig verläuft. In einer anderen Ausführungsform kann der Draht zusammen mit gewindelosen Bohrungen 63 in der Justierplatte 59 und Hauptteil 58 benutzt werden, wobei der Draht einmal als Führung für und außerdem als Sicherung gegen unerwünschte Verdrehung der Schrauben dient.
Wenn im Betrieb ein Druckvorgang bewirkt werden

4(i soll, wenn das ausgewählte Zeichen in Druckposition ist, dann wird die gewünschte Wicklung 36 erregt, so daß sich der entsprechende Anker 40 gegen den Kern 14 anlegt und dem Druckhammer 20 einen Arbeitshub erteilt. Nachdem sich der Druckhammer gegen den

■äs Magnetkern angelegt hat, fährt der Druckhammer mit seiner Abwärtsbewegung gegen die Vorspannkraft der Druckhammerarme 16 fort, trifft auf und schlägt das Dokument in Berührung mit dem gerade in Dnickposition stehenden Zeichen auf dem Typenrad. Nach kurzer Berührung während des Druckvorgangs schwing' der Druckhammer 20 zurück, wobei die Energie sich mit der nach oben gerichteten Vorspannkraft der Druckhammerarme 16 verbindet und Druckhammer 20 und Anker 40 in die Ruhestellung zurückführt, in Berührung mit dem Anschlag der Einstell- oder Justierschraube 50. In einem ausgeführten Beispiel hat der vorgespannte Druckhammer einen Arbeitshub von 038 mm und einen freien Flug von 0,25 mm. Der die Magnetwicklung erregende Impuls tritt für 0,6 ms Dauer auf und erzeugt eine 0,75 ms lange Flugzeit, woraus sich eine Kontaktberührungszeit von 0.01 ms zwischen Dokument und Zeichen ergibt, das sich mit 5,84 m/s bewegt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Druckhammeranordnung für einen Zeilendrukker mit einem Hauptkörper und mit einer Vielzahl von Druckhammerbalken, die einstückig mit je zwei biegsamen, untereinander parallel und auf Abstand stehenden, am Hauptkörper befestigten Hammerarmen verbunden sind,dadurch gekennzeichnet,

daß in das Kunststoffmaterial des Hauptkörpers (10) die einen Enden der biegsamen Hammerarme (16), mit den einzelnen Druckhämmern (20) ausgerichtete Druckhammermagnetkerne (14) und parallel dazu und mit Abstand zu jeder Hauptfläche eines Magnetkerns (14) magnetische Abschirmungen (15) eingeformt sind, und

daß in den Hauptkörper (10) elektrische Wicklungen (36) einsetzbar sind, die bei Erregung Magnetanker (40) und damii auch die zugehörigen Druckhämmer (20) verschwenken, wobei die Magnetanker (40) im Hauptkörper (10) drehbar gehaltert sind.

2. Druckhammeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Magnetanker (40) durch ein an der den Druckhämmern abgewandten Seite in die magnetischen Abschirmungen (15) einsetzbares, gummiartiges, röhrenförmiges Halteelement (46) im Hauptkörper drehbar gelagert und mit Anschlagflächen (49) der Anker (40) in Eingriff ist

3. Druckh&irtmeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichne.*,

daß die biegsamen Hamnerarme (16) aus je einer Tafel (22) aus faserverstärkter- Kunststoff (23) herausgearbeitet sind, deren eine Kante (25) vom Kunststoffmaterial des Hauptkörpers (10) umfaßt wird, und

daß die Druckhämmer (20) um die verstärkte Kante (25) des freitragenden Endes der Tafel herum geformt und ausgearbeitet werden.

4. Druckhammeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Druckhämmer an seinem unteren Ende zum Schutz der Anschlagfläche eine Verschleißplatte (18) trägt, die mit dem Kunststoffmaterial des Druckhammers (20) mechanisch fest verbunden ist.

5. Verfahren zum Herstellen einer Druckhammeranordnung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Herstellen der zwei Tafeln (22) aus Kunststoff (23); Einsetzen dieser Tafeln (22) in eine Form als Einsatzteil für ein zusammengesetztes Formteil (10), wobei diese biegsamen Tafeln (22) in der Form im wesentlichen parallel auf Abstand gehalten werden; Einbringen von Kunststoffmaterial zur Herstellung eines zusammengesetzten Hauptkörpers (10) mit einem einzigen Paar von durchgehenden biegsamen Hammerarmen (16) und einem einzigen durchgehenden Hnmmerteil (20), wobei der Hauptkörper (10) und das Hammerteil (20) beide um die Kanten der beiden biegsamen parallelen Tafeln (22) herum geformt werden;

Entnehmen des so hergestellten Hauptkörpers (10) aus der Form;

Abtragen von Material von dem Hammerteil (20) und den biegsamen Tafeln (22) zur Bildung der einzelnen Druckhammerelemente (20), die jeweils über ein Paar paralleler, .biegsamer Hammerarme

(16) mit dem Hauptkörper (10) verbunden sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß für die biegsamen Tafeln (22) durchgehende, ausgerichtete Fasern verwendet werden, die in nur einen zum Teil ausgehärteten Kunststoff eingelagert sind, und

daß diese biegsamen Tafeln (22) derart in die Kunststofform eingesetzt werden, daß sich die durchgehenden ausgerichteten Fasern in Längsrichtung der zu bildenden biegsamen Hammerarme (16) erstrecken.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtragen von Material durch Fräsen oder Schleifen erfolgt