DE2716618A1

DE2716618A1 - Mosaikdruckkopf

Info

Publication number: DE2716618A1
Application number: DE19772716618
Authority: DE
Inventors: Josef Lendl
Original assignee: Triumph Werke Nuernberg AG
Current assignee: Triumph Werke Nuernberg AG
Priority date: 1977-04-15
Filing date: 1977-04-15
Publication date: 1978-10-19
Also published as: JPS53128418A; US4176976A

Description

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TRIUMPH WERKE NÜRNBERG

Aktiengesellschaft Further Straße 212, 8500 Nürnberg

EP/Ru/Dz/2012 Nürnberg, den 6. April 1977 Mosaikdruckkopf

Die Erfindung betrifft einen Mosaikdruckkopf, bei welchem zur Betätigung von punkterzeugenden Druckelementen piezoelektrische Wandler verwendet werden, welche Über elektrische Schaltungsanordnungen durch Anlegen eines entsprechenden elektrischen Feldes in den gestreckten beziehungsweise gekürzten Zustand einstellbar sind und über welche beim Übergang von dem gekürzten in den gestreckten Zustand die punkterzeugenden Druckelemente infolge eigener Massenträgheit in Richtung auf die Schreibstelle beschleunigt sowie infolge von Rückstellenergien von dort wieder in die Ausgangslage bewegt werden.

Zur Betätigung* von punkterzeugenden Druckelementen piezoelektrische Wandler zu verwenden ist bekannt. Beispielsweise werden gemäß der deutschen Patentschrift DT-PS 681 442 (L. Devaux) für den Antrieb von mit einem Druckhammer versehenen, um eine Achse drehbaren Hebel piezoelektrische Kristalle verwendet, von denen zur Verstärkung der Kraft mehrere übereinandergelegt sind und die mit einer Ecke beim Anlegen einer Spannung auf den Ubersetzungshebel drücken, welcher den nur geringen Ausschlag der Kristall· in eine größere Bewegung umsetzt. Diese Anordnung ist sehr aufwendig und eignet sich wegen seiner räumlichen Abmessungen nicht

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für einen Mosaikdruckkopf mit einer größeren Anzahl sehr dicht nebeneinander angeordneten punkterzeugenden Druckelementen. Durch die deutsche Patentschrift DT-PS 12 67 241 (Motorola) ist bekannt, die Antriebseinrichtung aus mehreren ausgerichteten länglichen, mit dem einen Ende eingespannten und an dem anderen Ende jeweils direkt mit einem Markierungs- oder punkterreugenden Druckelement verbundenen piezoelektrische Biegeschwingerkristallen zusammenzusetzen und die Druckelemente wahlweise mittels einer entsprechenden Steuervorrichtung für die piezoelektrischen Biegeschwingerkristalle zu betätigen.

Diesen bekannten Anordnungen ist der schwerwiegende Nachteil eigen, bei einem an sich ausreichenden Maß von Auslenkung nur eine geringe mechanische Abgabe- bzw. Abdruckleistung aufzuweisen, was besonders dann ins Gewicht fällt, wenn zur Punkterzeugung auf einem Aufzeichnungsträger ein Farbband in Verbindung mit den Druckelementen Verwendung findet, was beispielsweise dann von Bedeutung ist, wenn ein Mosaikdruckkopf in Verbindung mit einer Fernschreib- oder Schreibmaschine als zeichenerzeugendes Druckmittel verwendet werden soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Mosaikdruckkopf zu schaffen, dem dieser Nachteil nicht eigen ist und daher die angeführten Anwendungsbeschränkungen nicht anhaftet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Mosaikdruckkopf der genannten Art jedem punkterzeugenden Druckelement ein piezoelektrisches Biegeelement zugeordnet ist, dessen beide Enden derart gelagert sind, daß die zugeordneten Lagerpunkte in zugeordneten Schwingungsknoten des Biegeelemntes zu liegen kommen und an jedem dieser piezoelektrischen Biegeeleinente etwa in der Mitte zwischen ihren beiden Lagerpunkten das zugeordnete punkterzeu-

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gende Druckelement befestigt ist, wobei das piezoelektrische Biegeelement im Resonanzbereich betrieben wird.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung können die piezoelektrischen Biegeelemente als Streifenschwinger oder auch als Membran schwinger ausgebildet sein.

Es ist ferner besonders vorteilhaft, den Mosaikdruckkopf aus einer Gruppe piezoelektrischer Biegeelemente derart zu bilden, daß diese untereinander liegend angeordnet sind und die jeweils zugeordneten punkterzeugenden Druckelemente annähernd senkrecht zum Aufzeichnungsträger ausgerichtet sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 schematisch in Draufsicht einen erfindungsgemäßen Mosaikdruckkopf;

Figur 2 schematisch in Seitenansicht einen Mosaikdruckkopf nach Figur 1;

Figur 3 schematisch in Seitenansicht eine

andere Ausführung eines Mosaikdruckkopfes nach Figur 1;

Figur 4 schematisch in Draufsicht einen erfindungsgemäßen Mosaikdruckkopf mit untereinander angeordneten Membranschwingelementen, und

Figur 5 einen Schnitt durch einen Mosaikdruckkopf nach Figur 4.

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Der in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellte Mosaikdruckkopf weist ein Gehäuse 1 auf, das über Halterungen 2 auf Wellen 3 gleitend gelagert ist. Innerhalb dieses Gehäuses 1 sind piezoelektrische Biegeelemente 4 zwischen zugeordneten, vorzugsweise elastischen Auflagern 5 und 5' derart gelagert, daß die jedem dieser Biegeelemente 4 zugeordneten Lagerpunkte 6, 6' in zugeordneten Schwingungsknoten des Biegeelementes zu liegen kommen. Etwa in der Mitte 7' zwischen ihren beiden Lagerpunkten sind auf einer Seite punkterzeugende Druckelemente 7, im dargestellten Beispiel Druckdrähte, wie sie aus Nadel- oder Drahtdruckern bekannt sind auf eine an sich bekannte Weise fest mit den piezoelektrischen Biegeelementen 4 verbunden. Diese Druckelemente 7 sind außerdem in an sich bekannter Weise innerhalb des Gehäuses 1 beispielsweise bei 8 derart geführt, daß sie durch eine Auslenkung 9 der Biegeelemente 4 in Richtung auf einen nicht dargestellten Aufzeichnungsträger verschoben werden können. Eine solche Auslenkung kann wahlweise bewirkt werden durch Anlegen einer Spannung an ausgewählte Biegeelemente 4 über Zuleitungen 11. Bei dem in beiden Figuren 1 und 2 dargestelltem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Mosaikdruckkopfes sind innerhalb des Gehäuses 1 die Biegeelemente 4 versetzt angeordnet, so daß alternierend immer ein Element 4 unten und ein anderes Element 4 darüber angeordnet erscheint. Eine andere Anordnung dieser Elemente 4 ist aus Figur 3 ersichtlich, wobei auf die staffeiförmige Anordnung gemäß Figuren 1 und 2 verzichtet wird und die piezoelektrischen Biegeelemente 4 nebeneinander vorzugseise auf einem Kreisabschnitt zu liegen kommen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn wie in Figur 1 schematisch dargestellt, das Biegeelement 4 in der Nähe des Befestigungspunktes 7*

auf ihrer Rückseite sich in ihrer Ruhe- oder Ausgangslage auf einen oder mehrere vorzugsweise elastische Anschläge 12 abstutzen können. Bei dieser Anordnung ist es nämlich möglich, durch kurzzeitiges Anlegen einer der eine Verschiebung in Richtung auf einen Aufzeichnungstrtiger hin bewirkenden Druckelement-Antriebsspannung entgegengesetzten Spannung mögliche Prellerscheinungen zu verhindern und die Biegeelemente 4 in ihrer Grundoder Ausgangslage sicher und exakt festzuhalten.

Bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Biegeschwingern/ handelt es sich vorzugsweise um sogenannte Streifenschwinger 4. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Mosaikdruckkopf gemäß der Erfindung die Verwendung von sogenannten Membranschwingern 13 nach Figuren 4 und 5 weitere Vorteile bringt, indem diese Schwingelemente 13 jeweils in ihrer Mitte eine Bohrung 14 aufweisen, durch welche die jeweils benachbarten Membranen zugeordnete punkterzeugende Druckelemente (Druckdrähte oder Nadeln) 7 hindurchgeführt werden können, wenn die Membranschwinger 13 in der in Figur 4 dargestellten Art übereinander bzw. untereinander geschichtet im Gehäuse 1 angeordnet werden. Dadurch wird bei geringer Lagerreibung und gUnstiger Kraftübertragung eine einfache aber einwandfreie geradlinige Führung der Druckelemente 7 erreicht.

Zur Erzielung bestmöglicher Abdruckgüte der punkterzeugenden Druckelemente 7, ist es besonders vorteilhaft, die piezoelektrischen Schwinger im jeweils zugeordneten Resonanzbereich zu betreiben.

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Claims

TRIUMPH WERKE NÜRNBERG

Aktiengesellschaft
Further Straße 212, 85CX) Nürnberg

EP/Ru/Dz/2012 Nürnberg, den 6. April 1977

Patentansprüche

Mosaikdruckkopf, bei welchem zur Betätigung von punkterzeugenden Druckelementen piezoelektrische Wandler verwendet
werden, welche über elektrische Schaltungsanordnungen durch
Anlegen eines entsprechenden elektrischen Feldes in den gestreckten beziehungsweise gekürzten Zustand einstellbar sind und über welche beim Übergang von dem gekürzten in den gestreckten Zustand die punkterzeugenden Druckelemente infolge eigener Massenträgheit in Richtung auf die Schreibstelle beschleunigt sowie infolge von RUckstellenergien von dort wieder in die Ausgangslage bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß jedem punkterzeugenden Druckelement (7) ein piezoelektrisches Biegeelement (4) zugeordnet ist, dessen beiden Enden derart gelagert sind, daß die zugeordneten Lagerpunkte (5, 5') in zugeordneten Schwingungsknoten de« Biegeelementes (4) zu liegen kommen, daß an jedem dieser Biegeelemente (4) etwa in der Mitte zwischen ihren beiden Lagerpunkten (5, 5') das zugeordnete punkterzeugende Druckelement (7) befestigt ist, und daß schließlich das piezoelektrisch· Biegeelement (4) im Resonanzbereich betrieben wird.
2. Mosaikdruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf im wesentlichen von einer Gruppe solcher piezoelektrischen Biegeelemente (13) gebildet wird, die untereinander angeordnet sind und deren zugeordneten

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ORIGINAL INSPECTED

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punkterzeugenden Druckelemente (7) annähernd senkrecht zum Aufzeichnungsträger ausgerichtet sind.
3. Mosaikdruckkopf nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrischen Biegeelemente (4) als Streifenschwinger ausgebildet sind.
4. Mosaikdruckkopf nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die piezoelektrischen Biegeelemente (13) als Membranschwinger ausgebildet sind, in deren Mittelteil jeweils eine Bohrung (14) zur Durchführung von anderen Biegeelementen (13) zugeordneten punkterzeugenden Druckelemente (7) vorhanden ist, um auf diese Weise durch Ubereinanderschichten der Biegeelemente (13) eine einfache geradlinige Führung der Druckelemente im Zentrum bei geringster Lagerreibung und günstigster Kraftübertragung zu erzielen.
5. Mosaikdruckkopf nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das piezoelektrische Biegeelement (13) sich in seiner gestreckten, nicht ausgelenkten Grundstellung gegen einen vorzugsweise elastischen Anschlag (12) abstutzt, gegen welchen es zur Vermeidung von Prellerscheinungen durch kurzzeitiges Anlegen einer der Druckelement-Antriebsspannung entgegengesetzten Spannung angedrückt wird.
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