DE2809428C2 - Führungsvorrichtung für die Druckelemente eines Matrixdruckers - Google Patents

Description

2. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (84) einen ersten Teil (86) besitzt, der einen integralen Bestandteil mit dem genannten Führung^glied (30) bildet und einen zweiten Teil (88), der sich in entgegengesetzter Richtung von dem genannten Führungsglied (30) erstreckt und mit dem ersten Teil (86) zusammengefügt ist

3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (90) aus einem ersten Teil (92) besteht, der einen integralen Bestandteil mit einem ersten Führungsglied (30) bildet und daß ein zweiter Teil (94) des Dämpfungsgliedes (90) einen integralen Bestandteil mit einem zweiten Führungsglied (32) bildet.

4. Führungsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Fläche des Dämpfungsgliedes (84, 90) als eine glatte Außenfläche ausgebildet ist.

bei der die Antriebsvorrichtungen für die Druckelemente kreisförmig in einer Ebene parallel zum- Aufzeichnungsträger angeordnet sind. Die zusammen einen annähernd konischen Raum umschließenden Druckelemente verlaufen durch entsprechende Löcher von min destens einem sich quer zum Verlauf der Dmckelemente erstreckenden, an einem Rahmen befestigten Führungsglied. Nachteilig bei dieser Führungsvorrichtung ist, daß aufgrund von Ermüdungserscheinungen die von

ίο Querschwingungen der länglich ausgebildeten Druckelemente beim Aufschlagen auf den Aufzeichnungsträger während der Druckoperation herrühren, die Druckelemente brechen können. Die deutsche Gebrauchsmusterschrift 75 39 314 of fenbart einen Drahtmatrixdruckkopf, bei dem die Ele mente in Nuten geführt sind, die in einem konischen Halteglied ausgebildet sind, auf dessen Stirnseite die Antriebsvorrichtungen kreisförmig angeordnet sind. Bei diesem Drahtmatrixdruckkopf werden zwar Quer schwingungen der Druckelemente vermieden, der Nachteil dieser Anordnung besteht jedoch darin, daß auf die Druckelemente eine beträchtliche Reibung ausgeübt wird, da sie über den größten Teil ihrer Länge in dem Halteglied geführt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsvorrichtung für die Druckelemente eines Matrixdruckers anzugeben, bei dem ein Brechen der Dmckelemente vermieden wird und auch kein Schleifen aufgrund von Reibung auftritt

Die erfindungsgemäße Führungsvorrichtung besitzt die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet Zum besseren Verständnis der Erfindung werden im folgenden zwei Ausführungsbeispiele derselben anhand von Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht längs der Linie 1-1 der Fig.2 eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Druckkopfes;

Fig.2 eine Schnittansicht läf£s der Linie 2-2 der

Die Erfindung betrifft eine Führungsvorrichtung für die Druckelemente eines Matrixdruckers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die US-PS 39 29 214 zeigt eine derartige Anordnung,

Fig.3 eine teilweise auseinandergezogene und teilweise weggebrochene Ansicht eines Teils des in F i g. 1 dargestellten Druckkopfes;

F i g. 4 eine vergrößerte Ansicht von der Linie 4-4 der Fig.3 aus gesehen;

Fig.5 eine Schnittansicht längs der Linie 5-5 der Fig. 3;

F i g. 6 eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 der Fig.3;

F i g. 7 eine teilweise gebrochene Schnittansicht eines Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Druckkopfes; und

Fig.8 eine Schnittansicht längs der Linie 8-8 der Fig.7.

Insbesondere unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 wird im folgenden ein Draht-Matrixdruckkopf 10 im einzelnen beschrieben.

Ein Rahmen 12 ist vorgesehen, um mehrere langgestreckte Druckelemente oder Druckdrähte 14 zu halten, von denen der Einfachheit halber und zur Erhaltung der Übersichtlichkeit der Zeichnung nur zwei dargestellt sind. Jeder Druckdraht ist an seinem die Bewegungsbzw. Aufschlagenergie aufnehmenden Ende mit einer Kappe 16 versehen, die aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material bestehen kann unJ dazu dient, die die Antriebskraft aufnehmende Fläche zu vergrößern. Jedem Druckdraht 14 ist ferner eine Feder

18 zugeordnet, die an einem oberen Ende, & h. zwischen der Kappe 16 und dem Rahmen 12, angeordnet ist [F i g. 1 und 3) und dazu dient, den Druckdraht 14 nachgiebig in Aufwärtsrichtung vorzuspannen. Bei einem der beiden Druckdrähte 14 in F i g. 1 ist die Feder weggelassen, um eine deutlichere Darstellung der Kappe 16 zu ermöglichen.

Der Rahmen 12 besteht aus drei Seitenwänden 20,22 und 24, einem Druckende-Führungsglied 26, zwei Zwischenführungsgliedern 28 und 30, weiche in Nuten der Seitenwände 20, 22 und 24 angeordnet sind, und einem oberen Führungsglied 3?„ welches mit den Seitenwänden 20,22 und 24 des Rahmens eine Einheit bildet Die Führungsglieder 26,28,30 und 32 zwingen die verschiedenen Druckdrähte 14 in eine vorgegebene Bahn, um sie von einer zirkulären Anordnung am oberen Ende in eine lineare Anordnung am unteren Ende überzuführen. Die Druckdrähte 14 bilden somit eine im wesentlichen konische Anordnung. Diese Oberführung wird dadurch erreicht, daß jeder Druckdraht 14 durch ein separates Loch 34 in dem oberen Führungsglied 32, durch ähnliche Löcher in den Führungsgliedern 30 und 28 und schließlich in eine definierte Position innerhalb eines Lagerteiles 36 am Druckende-Führungsglied 26 (siehe auch Fi g. 4) geführt wird. Das Lagerteil 36 besteht aus einem Material mit hoher Abriebfestigkeit und niedrigem Reibungskoeffizienten.

Zwei Befestigungsflansche 38 und 40 erstrecken sich seitwärts von den oberen Enden der Seitenwände 20 und 22. Oberhalb der Flansche 38 und 40 weist aer Rahmen 12 einen kreisförmigen Querschnitt auf und wird durch das obere Führungsglied 32, welches ebenfalls kreisförmig ist, abgeschlossen. Ein mit einer Bohrung versehener Bolzen 42 erstreckt sich von dem Führungsglied 32 nach oben und dient in einer später noch näher beschriebenen Weise zur Befestigung der Betätigungsmittel für die Druckdrähte 14 an dem Rahmen 12.

Wie aus den F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, ist eine Platte 44 mit einer zentral angeordneten öffnung 46 vorgesehen und ist nrttels geeigneter Verbindungselemente 48, wie beispielsweise Schrauben, mit den Flanschen 38 und 40 des Rahmens 12 verbunden. Der Teil des Rahmens 12 mit kreisförmigem Querschnitt erstreckt sich durch die öffnung 46 hindurch. In der Platte 44 sind mehrere, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel neun, öffnungen vorgesehen, um eine entsprechende \nzahl von Betätigungselementen für die Druckdrähte 14 befestigen zu können.

Eine Spule 52, ein Kern 54, ein L-förmiges äußeres Polstück 56 und ein Anke 58 bilden jeweils das elektromagnetische Betätigungselement für jeden Druckdraht. Mittels einer Anker-Abstardsscheibe 59 wird ein Luftspalt zwischen den Ankern 58 und den Polen der Kerne 54 geschaffen, um eine schnellere Freigabe der Anker zu erreichen.

Mittels einer Schraube 64 und einer Unterlagsscheibe 66 ist ein Halte- oder Verbindungselement 62 mit dem Bolzen 42 des Rahmens 12 verbunden. Das Verbindungselement 62 weist einen kreisförmigen zentrischen Teil 68 auf, welcher in seiner Bodenfläche eine ringförmige Nut enthält. In dieser Nut 70 liegt ein Ring 72 mit kreisförmigem Querschnitt, welcher als Stoßdämpfer und zur Bildung einer Bezugsfläche für die Kappe 16 der gegen das Ende des Ankers 58 schlagenden Drucknadel 14 dient. An dem kreisförmigen zentralen Teil 68 des Verbindungselemente 62 sind neun sich sternförmig nach außen erstreckend* Arme 74 ausgebildet. Jeder dieser Arme 74 ist mit einer ersten und einer zweiten Ankerhaltevorrichtung 76 bzw. 78 versehen. Das eine Ende jedes Ankers 58 wird jeweils von der Haltevorrichtung 76 aufgenommen und gehalten, während das andere Ende jedes Ankers von der Haltevorrichtung 78 geführt wird. In dem in F i g. 1 dargestellten zusammengebauten Zustand der Vorrichtung drücken die Arme 74 des Halteelementes 62 auf die nach außen gerichteten überstehenden Enden der Anker, wodurch deren nach innen gerichteten mit dem Druckdraht zusammenarbeitenden Enden um einen jeweils durch die Außenkante der Polstücke 56 gebildeten Drehpunkt nach oben iin Anlage mit dem Ring 72 gedreht werden. Die den Druckdrähten 14 zugeordneten Kappen 16 werden mit diesen Enden der Anker 58 mit Hilfe der Kraft der Federn 18 in Anlage gehalten.

Das; gemeinsame Verbindungselement 62 hat bezüglich des Zusammenbaues und des Betriebs des Druckkopfes 10 eine Reihe von Funktionen zu erfüllen, nämlich das Fixieren der Anker 58 in der richtigen Lage in bezug auf die übrigen Elemente der Vorrichtung, Ausüben einer Kraft auf die Anker, w.> diese vorzuspannen, Vorsehen von Mitteln zum Einstelle-; des Luftspaites zwischen den Ankern 58 und den entsprechenden Polen der Spulenkerne 54, Bilden einer Bezugsfläche für die Anker 58 und die Druckdrahtkappen 16, um sicherzr^tellen, daß alle betätigten Druckdrähte 14 während eines Druckzyklus annähernd gleichzeitig auf den Aufzeichnungsträger aufschlagen, und Absorbieren von Energie bei der Zurückbewegung der Anker 58 und Druckdrähte 14 nach der Betätigung mit Hilfe des Ringes 72 mit kreisförmigem Querschnitt

Die Erzeugung von Zeichen, wie Ziffern, Buchstaben oder Symbolen, mittels des Druckkopfes erfolgt durch eine Folge von Druckzyklen. Die Bildung eines gewünschten Zeichens auf dem Aufzeichnungsträger erfolgt durch selektive Betätigung einer vorbestimmten Kombination von Druckdrähten 14 durch Erregen der entsprechenden Spulen 52 während jedes Druckzyklus, wonach der Druckkopf in bezug auf den Auizeichnungsträger um eine Rasterbreite des Zeichenmosaiks weiterbewegt wird, wonach der nächste Druckzyklus durchgeführt werden kann.

Wenn eine Spule 52 erregt wird, dann wird ein Magnetfluß erzeugt, welcher bewirkt, daß der Anker 58 nach unten in Kontakt mit dem Pol des Spulenkerns 54 gezogen wird. Durch die Bewegung des Ankers 58 wird Energie auf den Druckdraht 14 übertragen, wodurch dieser in axialer Richtung innerhalb des Rahmens 12 bewegt wird. Die auf den Draht 14 übertragene Beschleunigungskraft hat zur Folge, daß sich der Draht 14 entgegen der Kraft der Feder 18 zusammen mit dem Anker 58 weiter nach unten bewegt. Das den Druckaufschlag bewirkende Ende des Druckdrahtes 14 wird ars dem Lf ger.;iement 36 herausbewegt-and schlägt auf den Aufzeichnungsträger, um dort eine punktförmige Markierung zu hinterlassen. Die in dem sich bewegenden Druckdraht 14 und in dem Anker 58 gespeicherte Energie wird teilweise von dem Aufzeichnungsträger absorbiert und teilweise auf den Druckdraht 14 zurückübertragen, um die WirKung der Feder 18 bei der Zurückbewegung, des Druckdrahtes 14 in die Ausgangsstellung zu unterstützen.

Etwa zu dem gleichen Zeitpunkt, zu dem der Druckdraht 14 auf den Aufzeichnungsträger aufschlägt, wird die Spule 52 entregt. Durch das über den Arm 74 auf den Anker 58 einwirkende Moment wird dieser von dem Spulenkern 54 weggeschwenkt und kehrt in Anlage mit dem Ring 72 zurück.

Der bis jetzt beschriebene Aufbau entspricht einem herkömmlichen Draht-Matrixdruckkopf. Bei häufigem Gebrauch eines solchen Druckkopfes tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß es infeige von Materialermüdung zu einem Bruch der Drucknähte 14 und der Federn 18 kommen kann.

Die Drucknähte 14 besitzen einen geringen Durchmesser, um die richtige Zeichenlinienbreite zu erreichen; ein typischer Durchmesser ist 0356 mm. Die Länge des Druckdrahtes ist relativ groß (beispielsweise 76,2 mm), um eine Auffächerung derselben von dem relativ engen linienförmigen Muster an dem Lagerglied 36 zu einem größeren zirkulären Muster zu ermöglichen, welches zwecks Zusammenarbeit der Druckdrähte 14 mit den Ankern 58 benötigt wird. Infolge dieses großen Längezu-Durchmesser-Verhältnisses des Druckdrahtes und infolge der relativ großen für den Druck erforderlichen Kraft (etwa 2 kg) neigt der Druckdraht dazu, sich zu krümmen. Diese Neigung kann durch Hinzufügen von Querkräite auiiieliiiicnuen Pührüngsghcdcrn längs der Drahtlänge vermindert werden.

Bei dem beschriebenen Aufbau sind mehrere einfache Führungsglieder 28, 30 und 32 in Abständen voneinander längs des Druckdrahtes vorgesehen. Zwischen diesen Führungsgliedern besteht, jedoch nach wie vor die Neigung des Drahtes, sich zu krümmen. Es wird angenommen, daß eine Hauptursache für Ermüdungsbrüche der Drucknähte ihre radialen Schwingungen sind, welche infolge der beim Aufschlagen verursachten Durchbiegung entstehen. Nach dem Auftreten der anfänglichen Durchbiegung hängt die Schwingungsfrequenz von der Resonanzfrequenz des Drahtes zwischen zwei Führungsgliedern ab. Die Schwingungsamplitude kann sich von Zeit zu Zeit durch Überlagerung von Wellenbewegungen, die durch nachfolgende Aufschläge erzeugt werden, erhöhen. Wenn dies der Fall ist, kann die im Draht auftretende Spannung die Dauerfestigkeitsgrep.ze des Materials überschreiten.

Die radiale Bewegung wird durch Einfügen eines zentrisch angeordneten Dämpfungsgliedes 84 von im wesentlichen konischer Form vermindert.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den F i g. 1 bis 6 dargestellt ist, besteht das Dämpfungsglied 84 aus zwei Teilen 86 und 88. Das Teil 86 ist einstückig mit dem Zwischenführungsglied 30 verbunden, während das Teil 88 ein separates Element ist, welches mittels einer Einrastpassung mit der aus dem Teil 86 und dem Führungsglied 30 bestehenden Kombination verbunden ist Dadurch erhält man ein zentrisch angeordnetes Dämpfungsglied 84, welches sich innerhalb der Anordnung von Druckdrähten 14 befindet und das mit dem Rahmen 12 nur über das Führungsglied 30 verbunden ist Diese Art der Befestigung des Dämpfungsgliedes 84, das in bezug auf seine Querschnittsabmessungen relativ lang ist, mit dem Rahmen an einer solchen Stelle, die zwischen den beiden Enden des Dämpfungsgiiedes liegt, trägt zu seiner Stabilität bei und vermindert die Neigung des sich verjüngenden Endes zur Vibration infolge der auf dieses einwirkenden Drähte.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Oberfläche des Dämpfungsgliedes 84 glatt ist und in seiner Form dem durch den Verlauf der Druckdrähte 14 gebildeten Raum entspricht, und zwar in der Weise, daß jeder Druckdraht einen gleichbleibenden Abstand von der Oberfläche aufweist und alle Druckdrähte 14 jeweils gleich weit von dieser Oberfläche des Dämpfungsgliedes entfernt sind. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß das Dämpfungsglied 84 einen im wesentlichen ovalen Querschnitt aufweist. Dieser Querschnitt nimmt von einem größeren Oval in der Nähe des Führungsgliedes 32, dargestellt in Fig.6. zu einem kleineren Oval in der Nähe des Führungsgliedes 28, dargestellt in Fig. 5, ab. Diese Querschnittsveränderung entspricht der Anordnung der Druckdrähte, welche in der Nachbarschaft des Führungsgliedes 32 ein angenähert kreisförmiges Oval bilden, und zwar entsprechend der kreisförmigen Anordnung der Spulen 52, und welche durch die Führungsglieder 32, 30, 28 und 26 zu einer linearen Ausrichtung am Druckend? des Driickkonfes geführt werden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

Ein zweites Aüsführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 7 und 8 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht dem in den Fi g. 1 bis 6 dargestellten Auführungsbeispiel, jedoch mit der Ausnahme, daß das Dämpfungsglied 90. obwohl es die gleiche allgemeine Form besitzt, auf andere Weise mit dem Rahmen 12 verbunden ist. Ein erster Teil 92 des Dämpfungsgliedes 90 ist einstü- ¹WIg mit dem Führungsglied 30 ausgebildet, und zwar in der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Das zweite Teil 94 ist jedoch nicht mit dem Führungsglied 30 und dem ersten Teil 92 verbunden, sondern bildet ein integrales Teil mit dem Führungsglied 32. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel werden Stabilitätsprobleme vermieden, die dami auftreten würden, wenn das relativ lange Dämpfungsglied 90 nur an seinem stärkeren Ende mit dem Rahmen verbunden wäre. Andere Mittel und Arten der Befestigung von Teilen des Dämpfungsgliedes an einem oder mehreren Führungsgliedern des Rahmens liegen für den Fachmann aufgrund der im vorangehenden gegebenen Lehre auf der Hand.

In jedem der Ausführungsbeispiele erfüllt das Dämpfungsglied eine zweifache Aufgabe. Infolge der unmittelbaren Nähe zu den Druckdrähten 14 verhindert es erstens eine übermäßige radiale Durchbiegung der Druckdrähte während der Druckbewegung infolge einer Durchbiegung oder Knickung, und zweitens verhindert es auf die gleiche Weise ein Schwingen der Druckdrähte 14 mit ihrer Resonanzfrequenz. Es sei noch darauf hingewiesen, daß das Dämpfungsglied 84 bzw. 90 innerhalb der Anordnung der Druckdrähte 14 ortsfest festgehalten wird, so daß die Drähte das Dämpfungsglied außer bei einer Durchbiegung nicht berühren. Dies hat zur Folge, daß die Bewegung der Druckdrähte in Richtung der Aufschlagfläche nicht durch Reibungskräfte oder eine zusätzlich zu beschleunigende Masse beeinträchtigt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

b) d) Patentansprüche:

1. Führungsvorrichtung für die Druckelemente eines Matrixdruckers, bei dem

a) die Antriebsmittel (52, 54, 58) zum Bewegen der langgestreckten Druckelemente (14) in axialer Richtung zum Herbeiführen eines Druckvorganges entlang einer Kreislinie in einer zum Aufzeichnungsträger parallelen Ebene angeordnet sind,

die Druckelemente (14) in der Nähe der Druckstelle parallel zueinander geführt sind und

die zusammen einen annähernd konischen Raum umschließenden Druckelemente (14) in Löchern von mindestens einem sich quer zum Verlauf der Druckelemente (14) erstreckenden, an einem Rahmen (12) befestigten Fühningsglied »28,30,32) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Dämpfungsglied (84,90) mit annähernd konischer Oberfläche, das an dem Führungsglied (30, 32) befestigt ist, vollständig innerhalb des durch die Druckelemente (14) umschlossenen Raumes befindet und sich im gleichen Sinn wie die Anordnung der Druckelemente (14) verjüngt,

daß jedes der Druckelemente (14) in seiner Ruhestellung und bei normaler axialer Bewegung vovi der Oberfläche des Dämpfungsgliedes (84,90) einen geringen Abstand aufweist, und daß durch die Größe des Abstandes der Drukkelemente (14) von -ier Oberfläche des Dämpfungsgliedes (84, 90) eine unerwünschte Querbewegung und Schwingungen der Druckelemente (14) während und nach der Antriebsbewegung durch die Antriebselemente (52,54,58) begrenzt werden.