DE2749103C3 - Rückstellfeder für einen als Tauchanker-Magnet ausgebildeten elektromagnetischen Drucknadelantrieb für einen Matrixdrucker - Google Patents

Description

Die Frfindung betrifft eine Rückstellfeder für einen als Tauchanker-Magnet ausgebildeten elektromagnetischen Drucknadelantrieb für einen Matrixdrucker, die sich am Gehäuse cjes Tauchanker-Magneten abstützt und den Tauchanker in seiner Ruhestellung an einem rückwärtigen Gehäusedeckel anliegen läßt, wobei die Feder eine zentrale kreisförmige Öffnung für die Ankerbefestigung, mehrere radiale Arme und von den Armen ausgehende bogenförmige äußere Auflageflächen aufweist.

Die F.rfindung geht von einer durch die DE-OS 24 809 bekannten Ausführung aus. Bei der dort beschriebenen Rückstellfeder handelt es sich um eine wagenradähnliche Feder mit sechs oder mehr radialen Armen, von denen jeder an seinem äußeren Ende zwei bogenförmige Ansätze aufweist, die sich jeweils in Richtung auf die bogenförmigen Ansätze der benachbarten radialen Arme erstrecken, wobei zwischen zwei aufeinander zu sich erstreckenden radialen Armen ein Spalt verbleibt. Diese bekannte Ausführung hat dßn Zweck, durch die bogenförmigen Ansätze an den radialen Armen eine nichtlineare Federkennlinie zur Erhöhung der Nadelgeschwindigkeit zu erreichen. Tatsächlich läßt sich aber'lediglich feststellen, daß eine mit derartigen Ansätzen versehene Feder zwar geringfügig härter ist, eine merkbare Abweichung von der linearen Kennlinie einer nicht mit Ansätzen versehenen Feder ist jedoch damit nicht zu erreichen.

to Bei allen für Matrixdruckern bekanntgewordenen Federn ist im Prinzip sichergestellt, daß sich die radial nach außen gerichteten Arme, da sie am Außenumfang nicht miteinander verbunden sind, unbeeinflußt voneinander durchbiegen können. Bei einer weiteren, durch Fier.9 der DE-OS 25 34 280 für einen Matrixdrucker bekannten Feder mit einem durchgehenden äußeren Auflagering ist dies dadurch gewährleistet, daß hier der zentrale innere Teil fehlt.

Federn mit einem geschlossenen zentralen ringförmigen Teil und daran anschließenden radialen Armen, die in ein geschlossenes äußeres ringförmiges Teil übergehen, gehören aber durchaus zum Stand der Technik. Sie sind bekannt, beispielsweise durch die DE-OS 20 47 852, mit mäanderförmig von innen nach außen verlaufenden.

im wesentlichen noch radialen. Armen und durch die GB-PS 8 74 207, die eine Feder zeigt, deren Arme nicht exakt radial verlaufen und sich außerdem auf einem wesentlichen Teil ihrer radialen Erstreckung von innen nach außen in der Breite vergrößern. Beide bekannten Federn weisen im Bereich des äußeren Auflageringes Bohrungen auf. über die dieser an einer entsprechenden Auflage befestigt wird. Diese Federn sind somit außen fest eingespannt.

Will man dagegen die radiale Auflagefläche zur Beeinflussung der Federkennlinie heranziehen, so muß der äußere Auflagering frei beweglich und wie die eingangs zum Stand der Technik genannten Offenlegungsschnften lehren, entsprechende Anzahl der radialen Arme geteilt sein. Dies kommt auch durch die GB-PS 7 88 268 bei einer Feder für Hochgeschwindigkeitsventile eines Kompressors zum Ausdruck.

Zum Stand der Technik gehört ferner ein elektrisches Relais mit durch Schlitze oder Öffnungen nachgiebiger gemachter, schwingender Membran gemäß der AT-PS 97 864.

Durch die Schlitze und Öffnungen soll dabei erreicht werden, daß der Mittelteil der Feder stets zur Randebene parallel bleibt. Über die Befestigung der Feder sowie ihre Kennlinie ist in der genannten Druckschrift nichts ausgesagt

Aufgabe der Erfindung ist es. eine Rückstellfeder der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine nichtlineare Kennlinie ohne Maßnahmen an der Einspannung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs angegebenen Merkmalegelöst.

Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.

Durch die Erfindung wird ein elektromagnetischer Drueknadelanirieb mit einer Feder niehtlinearer Kennlinie geschaffen, mit dem sich hohe Druckgeschwindig* keilen fahren lassen. Versuche haben gezeigt, daß Druckfrequenzen von 1000 Hüben pro Sekunde, bei einem Hub von 0,35 mm bis 0,45 mm ohne weiteres im Dauefbelfieb erreichbar sind, Darüberhinaus ist eine erhöhte Lebensdauer des Drucknadelantriebes die Folge. Wird nämlich durch den natürlichen Verschleiß

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die Drucknadel allmählich kürzer, so schlägt schließlich der Anker an dem inneren Ende des Fußes des Tauchanker-Magneten an und kann sich dabei selbst zerstören. Der durch die Erfindung vergrößerte Hub des Ankers führt jedoch in den steilen Teil der Federkennlinie, und damit zu einer wesentlich erhöhten Federkraft, die ein hartes Anschlagen weitgehend verhindert.

Eine vorteilhafte Dimensioiierung der Feder ist gegeben, wenn die radiale Dicke des Auflageringes der Feder 2,5—4% und der geringste Abstand der ι ο Seitenkanten vom Federmittelpunkt etwa 20% des Außendurchmessers der Feder entsprechen. Die Feder hat damit ein kräftiges Mittelteil und relativ gedrungene Arme, jedoch trotzdem nur einen radial schmalen Auflagering, wodurch eine besonders günstige Arbeitsweise der Feder erreicht wird.

Sofern noch nicht näher beschrieben, wird auf die weiteren Ausgestaltungen gemäß den Unteransprüchen verwiesen.

Die Zeichnung zeigt die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in schematischer Darstellung. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen elektromagnetischen Drucknadelantrieb,

F i g. 2 eine Feder, F i g 3 eine Einzelheit aus Fig. 1, und

Fig.4 die Federkennlinie im Vergleich zu einer Federkennlinie einer bekannten Feder.

Der in Fig. 1 dargestellte als Tauchanker-Magnet ausgebildete elektromagnetische Drucknadelantrieb enthält als tragendes Element ein Sinterpreßteil 1, dessen äußeren Teil ein zylindrisches Gehäuse 2 bildet. In dieses zylindrische Gehäuse 2 taucht ein Fuß 3 ein, der über einen vorderen, /wischen dem vorderen und dem hinteren Ende des Fußes 3 angesetzten Gehäuseflansch 5 einstückig mit dem Gehäuse 2 ausgeführt ist. Weiterhin ist ein elektrisch erregbarer Spulenkörper 6 im Gehäuse 2 vorgesehen, der den im Gehäuse 2 hegenden Teil 3a des Fußes umgibt und sich über dessen rückwärtiges E^de hinaus erslreckt. Der außerhalb des Gehäuses 2 liegende Teil 36 des Fußes 3 dient beispielsweise der Befestigung des Drucknadelantriebes an einem Druckkopf.

Mit einem geringen Spalt 14 zum rückwärtigen Ende des Fußes 3 ist ein in den Spulenkörper 6 eintauchender Tauchanker 8 vorgesehen, der durch eine sich am Gehäuse 2 abstützende Feder 9 in seiner Ruhestellung gehalten ist und dabei an einem rückwärtigen Gehäusedeckel 10 anliegt. Am Vorderende des Ankers 8 ist eine durch eine abgeseu's Bohrung 4 des Fußes 3 geführte Drucknadel 11 befestigt. Ein Teil 4.7 dieser abgesetzten Bohrung 4 dient dabei der Zentrierung und Führung der Drucknadel Il innerhalb des Drucknadelantriebes selbst.

Das Gehäuse 2 weisi im übrigen eine öffnung 15 auf. w durch die die Stromzuführungsdrähte für den Spulenkörper 6 verlegt sind. Diese Stromzuführungsdrähte selbst sind in der F i g. I nicht dargestellt.

Der rückwärtige Gehäusedeckel 10 hat einen ringförmig geschlossenen übergreifenden Teil 17 und ist aus einem Material gefertigt, der ein federndes Spreizen dieses Teiles 17 zuläßt. Am übergreifenden Teil 17 ist eine Nase 19 vorgesehen, deren rückwärtige umlaufende Stirnfläche an der entsprechenden Stirnfläche einer Ringnut 18 des Gehäuses 2 anliegt, wobei diese beiden Stirnflächen senkrecht zum Mantel des Gehäuses 2 stehen. Dadurch ist eine exakte Passung des Gehäusedeckels 10 und eine exakte Lage des Tauchankers 8 gegeben, da auch die übrigen die Lage des Gehäusedekkels bestimmenden Vorrichtungsteile mit engen Toleranzen gefertigt sind. Hierzu gehört auch ein Stützring 12 für die Feder 9. Dieser Stützring 12 ist zwischen einer Innenschulter 37 des Gehäusedeckels 10 und einer Stirnfläche 13 des Gehäuses 2 eingespannt.

Fig. 1 zeigt darüberhinaus einen dem magnetischen Fluß dienenden Flußring 16.

In Fig. 2 ist die Feder 9 in vergrößertem Maßstab und in der Draufsicht dargestellt. Sie weist ein Mittelteil 20 mit einer zentralen öffnung 28 auf. In ^iese öffnung 28 wird, wie Fig. 3 als Ausschnitt aus Fig. 1 verdeutlicht, der Kern 31 des Tauch-'-kers 8 eingesteckt. Am Ende des Kernes 31 ist ein Fndflansch 32 vorgesehen. Feder 9 und Tauchanker 8 sind, wie auch die F i g. 1 und 3 verdeutlichen, nur lose miteinander verbunden und beispielsweise gegenseitig verdrehba;.

Der zentrale Teil 20 der Feder 9 geht, wie F i g. 2 zeigt, in drei radiale Arme 21, 22, 23 über, deren Breite sich von innen nach außen stetig verringert, bis sie kurz vor Erreichen eines geschlossenen äußeren Auflageringes 24 zur Schaffung eines abgerundeten Überganges in denselben sich wieder etwas vergrößert. Die im wesentlichen geraden Seitenkanten eines radialen Armes 21, 22, 23 gehen in die anschließenden Seitenkanten des benachbarten Armes 22, 23, 21 geradlinig über, wobei alle Seitenkanten 25a, 256, 26a, 26Z), 27,7.176 ein gleichseitiges Dreieck andeuten, dessen gedachte Spitzen auf dem äußeren Auflagering 24 liegen. Die so gebildete Feder weist somit drei einander kongruente Druchbrüche 29, 30 und 31 auf. die außen und jeweils stirnseitig von Kreisbögen und innen jeweils von einer Geraden begrenzt werden.

Einr im Sinne von F i g. 2 gestaltete Feder eines Drucknadelantriebes ergibt eine Federkennlinie, wie sie in Fig. 4 dargestellt und mit A bezeichnet ist. Zum Vergleich ist eine Federkennlinie B eingezeichnet, wie sie mit Federn nach dem Stand der Technik, d. h.. mit radialen Armen und unterbrochenem äußeren Auflage ring, erreicht wird. Die beiden Federkennlinien A und B schneiden sich bei etwa 0.4 mm Hub des Ankers 8 und gehen bei einem größer werdenden Hub auseinander. Beträgt der Spalt 14 zwischen dem inneren Teil 3a des Fußes 3 und dem Tauchanker 8 beispielsweise 0,5 mm und ist die Drucknadel 11 so weit verschlissen, daß beim Drucken der Tauchanker 8 auf dem Fuß 3 aufschlägt, so würue in diesem Falle die Feder nach dem Stand der Technik beim Aufschlag, d. h., bei einem Hub von 0,5 mm, unter einer Gegenkraft von etwa 6 Newton und die Feder gemäß der Erfindung unter einer Gegenkraft von etwa 7,2 Newton stehen. Diese erhöhte Federkraft mindert die Aufschl.genergie und damit die Gefahr einer Zerstörung des Ankers, die auch zu Drucknadelbrüchen an der Einspannsteile am Anker führen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Rückstellfeder für einen als Tauchanker-Magnet ausgebildeten elektromagnetischen Drucknadelantrieb für einen Matrixdrucker, die sich am Gehäuse des Tauchanker-Magneten abstützt und den Tauchanker in seiner Ruhestellung an einem rückwärtigen Gehäusedeckel anliegen läßt, wobei die Feder eine zentrale kreisförmige Öffnung für die Ankerbefestigung, mehrere radiale Arme und von den Armen ausgehende bogenförmige äußere Auflageflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die bogenförmigen Auflageflächen der Feder (9) einen geschlossenen Auflagerung (24) bilden, der auf seiner gesamten Ringfläche auf dem mit dem Gehäuse (2) verbundenen Stützring (12) aufliegt, daß sich die Breite der drei radialen Arme (21, 22, 23) von innen nach außen stetig verringert, bis sie sich kurz vor Erreichen des Auflageringes (24) zur Schaffung eines abgerundeten Überganges in denselben wietfer etwas vergrößert.

2. Rückstellfeder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen gerade Seilenkante eines radialen Armes (21, 22, 23) der Feder (9) in die Seitenkante des benachbarten Armes (22, 23, 21) geradlinig übergeht, so daß alle Seitenkanten (25a, 25b. 26* 2i>b. 27a. 27b) ein gleichseitiges Dreieck andeuten.

3. Rückstellfeder nach einem der Ansprüche 1 und

2, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke des Auflageringes (24) der Feder (9) 2,5 bis 4% und der geringste Abstand der .Seitenkanten (25.J. 25b. 26a. 266. 27a. 276; vom Feder nittelp ,ikt etwa 20% des Außendurchmessers der Feier (9) entsprechen.

4. Rückstellfeder nach einem de Ansprüche I bis

3. dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale kreisförmige Öffnung der Feder (9) gegenüber dem Außendurchmesser des Kernes des in an sich bekannter Weise einen F.ndflansch (32) aufweisenden Tauchankers (8) Spiel hat. sowie Feder (9) und Anker (8) relativ zueinander verdrehbar sind.

5. Rückstellfeder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesscr des .Stützringes (12) größer ist als der Außendurchmesser der Feder (9).