DE2825527C2 - Druckvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Druckvorrichtung ist aus der DE-OS 19 641 bekannt, wobei zur Überführung der Druckdrähte aus einer annähernd kreisförmigen Anordnung in eine linienförmige Anordnung neben einem Lagerteil einzelne voneinander beabstandete Führungsglieder verwendet werden. Ein bei der bekannten Druckvorrichtung auftretendes Problem besteht darin, daß die Endlager, die in unmittelbarer Nähe des Druckendes der Druckvorrichtung angeordnet sind und durch welche die Druckdrähte während des Druckvorganges hindurchtreten, einem starken Verschleiß unterliegen. Um einen solchen Verschleiß zu vermindern oder zu eliminieren, wurden in bekannten Vorrichtungen bereits verschiedene Vorkehrungen getroffen, beispielsweise wurden die Endlager aus synthetischem Saphir oder anderen sehr harten Materialien gefertigt, um den Verschleiß der Endlager in Grenzen zu halten. Dieses Verfahren ist jedoch teuer und führt außerdem zu einer übermäßigen Abnutzung der Druckdrähte. Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung sind Vorkehrungen getroffen, um die Druckdrähte an den Durchführungsstellen durch das Lager zu schmieren. Diese Anordnung

55 macht jedoch zusätzliche Bauelemente erforderlich, wodurch die Kosten und die Komplexität der Anordnung erhöht werden; außerdem ist ein periodisches Auffüllen des Schmiermittels erforderiich.

Die DE-OS 2456 816 beschreibt eine Druckvorrichtung, bei der die Oberführung von der kreisförmigen in eine linienförmige Anordnung der Druckdrähte nicht durch einzelne voneinander beabstandete Führungsglieder, sondern durch einen einzigen, eine relativ hohe Reibung verursachenden Führungskörper erreicht wird.

Der Führungskörper endet in einem schmalen Rechteck, dessen Länge etwa der Summe der Durchmesser aller Drähte und dessen Breite etwa einem Drahtdurchmesser entspricht Damit liegen zwar die einzelnen Drähte zwischen dem Ende des Führungskörpers und einer linienförmigen Lochreihe der Führungsnase in zueinander parallelen Ebenen, die Drähte selbst verlaufen aber innerhalb dieses Bereiches nicht parallel, so daß auch hier die bereits beschriebenen seitlich wirkenden statischen Kräfte auftreten, welche zu einem Verschleiß dieser Führungsnase fuhren.

Die DE-OS 24 36 970 befaßt sich mit einer Vorrichtung in Mosaiknageldruckköpfen zum Führen der Drucke! iiadeln im Bereich der Abdruckstelle unter Verwendung von zwei zusammengefügten genuteten Führungsteilen, die aus gewalztem oder gezogenem Werkstoff spanlos im Prägeverfahren hergestellt sind. Hierdurch wird zwar im Bereich der Abdruckstelle eine gewisse Parallelführung erreicht, allerdings gibt die Druckschrift keine Auskunft darüber, wie die Druckernadeln von dem betätigenden Elektromagnetsystemen zur Abdruckstelle geführt und dazwischen gelagert werden. Es treten deshalb die gleichen Schwierigkeiten bezüglich der Reibung auf wie sie bereits vorstehend erläutert wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Druckvorrichtung der eingangs genannten Art das Auftreten von Verschleißerscheinungen an den Endlagern sowie an den Druckdrähten auf einfache Weise zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichens dis Patentanspruchs 1 gelöst

Durch die besondere Anordnung der öffnungen in den Führungsgliedern ergibt sich eine ideale Bewegungsbahn für die Druckglieder, so daß keine seitlich wirkenden statischen Kräfte innerhalb des Lagerteils auftreten.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung;

Fig.2 eine teilweise weggebrochene Ansicht des Rahmens und der langgestreckten Druckelemente des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung;

F i g. 3 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 3-3der Fig. 2;

F i g. 4 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 4-4 der F i g. 2;

F i g. 5 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 5-5 der F ig. 2;

F i g. 6 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 6-6 der F ig. 2;

F i g. 7 eine vergrößerte Ansicht des in F i g. 2

dargestellten Rahmens von unten in Richtung der Pfeile 7-7, aus welcher das Endlager ersichtlich ist;

Fig.8A bis 8E vergrößerte Schnittansichten, aus welchen das Druckende des beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Druckvorrich- tung und die Art und Weise ersichtlich ist, in welcher ein langgestrecktes Druckglied unter verschiedenen Bedingungen mit dem Endlager zusammenwirkt

Insbesondere unter Bezugnahme auf die F i g. 1 wird im folgenden ein Drahtmatrixdruckkopf 10 im einzelnen beschrieben. Ein Rahmen 12 ist vorgesehen, um mehrere langgestreckte Druckelemente oder Druckdrähte 14 zu halten, von denen der Einfacheit halber und zur Erhaltung der Übersichtlichkeit der Zeichnung nur zwei dargestellt sind. Jeder Druckdraht ist an seinem die Bewegungs- bzw. Aufschlagenergie aufnehmenden Ende mit einer Kappe 16 versehen, die aus Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material bestehen kann und dazu dient, die die Antriebskraft aufnehmende Fläche zu vergrößern. Jedem Druckdrahl 14 ist ferner eine Feder 18 zugeordnet, die an seinem oberen Ende, d.h. zwischen der Kappe 16 und dem Rahmen 12, angeordnet ist und dazu dient, den Druckdraht 14 nachgiebig relativ zum Rahmen 12 vorzuspannen. Bei einem der beiden in F i g. 1 dargestellten Druckdrähte ist die Feder 18 weggelassen, um eine deutlichere Darstellung der Kappe 16 zu ermöglichen.

Der Rahmen 12 besteht aus drei Seitenwänden 20,22 und 24, einem Druckende-Glied 25 (siehe auch F i g. 7) und einem oberen Endglied 26 (siehe auch F i g. 3). Ein erstes Druckdraht-Führungsglied 27 (siehe auch F i g. 6) ist in der Nähe des Druckende-Gliedes 25 in in den Seitenwänden 20, 22, 24 vorhandenen Nuten lose gehalten, um eine seitliche Bewegung dieses Gliedes 27 in bezug auf den Rahmen zu ermöglichen, und zwar in einer Ebene, welche annähernd senkrecht zur Längsachse des Rahmens und parallel zur Richtung der Relativbewegung zwischen Druckkopf 10 und dem zu bedruckenden Aufzeichnungsträger verläuft. Zwei Zwischenführungsglieder 28 (siehe auch Fig.5) und 29 (siehe auch F i g. 4) sind in in den Seitenwänden 20, 22 vorhandenen Nuten gehalten, und zwar in Ebenen, welche parallel zur Ebene des Führungsgliedes 27 verlaufen. Die Führungsglieder 28 und 29 brauchen keine seitliche Bewegung in bezug auf den Rahmen auszuführen und sitzen somit relativ fest in den entsprechenden Nuten.

Die Führungsglieder 26, 27, 28 und 29 zwingen die verschiedenen Druckdrähte 14 in eine vorgegebene Bahn, um sie von einer im wesentlichen zirkulären so Anordnung am linken Ende (Fig. 1) in eine lineare Anordnung am Druckende überzuführen. Außerdem wird durch die genannten Führungsglieder bewirkt, daß die Druckdrähte zueinander annähernd in einer Ebene zu liegen kommen, welche senkrecht zur Richtung der Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsträger und dem Druckkopf liegt, wobei diese Ebene, wie aus F i g. 1 ersichtlich, beginnend mit einem etwas links von dem Führungsglied 27 liegenden Punkt mit einer durch die Mittellinie des Druckkopfes verlaufenden Ebene übereinstimmt und durch das Führungsglied 27 und das Lager 36 innerhalb des Druckende-Gliedes 25 verläuft. Diese Überführung wird dadurch erreicht, daß jeder Druckdraht 14 durch ein separates Loch 30 in dem oberen Endglied 26, durch ähnliche Löcher 31,32,33 in den Führungsgliedern 29, 28, 27 und schließlich in eine definierte Position innerhalb des Lagerteils 36 geführt wird. Die Führungsglieder 27, 28, 29 und die darin vorgesehenen öffnungen sind so- angeordnet, daß die Bewegungsbahnen der Drähte 14 dadurch vollständig festgelegt sind und die Anordnung der öffnungen in dem Führungsglied 27 und im Lagerteil 36 sind identisch. Die Öffnungen in dem Lagerteil 36 sind somit theoretisch nicht mehr für die Bestimmung des Verlaufs der Drähte 14 erforderlich, so daß durch die Drähte 14 keine seitlichen Kräfte auf das Lagerteil ausgeübt werden. Tatsächlich können jedoch geringe leichte Abweichungen von der idealen Führung der Drähte 14 und somit auch geringe seitliche Kräfte auftreten.

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. Links der Flansche 38 und 40 weist der Rahmen 12 einen kreisförmigen Querschnitt auf und wird durch das obere Führungsglied 26, welches ebenfalls kreisförmig ist, abgeschlossen. Ein mit einer Bohrung versehener Bolzen 42 erstreckt sich von dem Führungsglied 26 nach links und dient in einer später noch näher beschriebenen Weise zur Befestigung der Betätigungsmittel für die Druckdrähte 14 an dem Rahmen 12.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, ist eine Platte 44 mit einer zentrisch angeordneten öffnung 46 versehen und ist mittels 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 Anzahl von Betätigungselementen für die Druckdrähte 14 befestigen zu können.

Eine Spule 52, ein Kern 54, ein L-förmiges äußeres Polstück 56 und ein Anker 58 bilden jeweils das elektromagnetische Betätigungselement für jeden Druckdraht. Mittels einer Anker-Abstandsscheibe 59 wird ein Luftspalt zwischen den Ankern 58 und den Polen der Kerne 54 geschaffen, um eine schnellere Freigabe der Anker zu erreichen. In dem horizontalen Schenkel des L-förmigen Polstückes 56 ist eine Bohrung 60 vorgesehen, um das untere Ende des Kerns 54 aufzunehmen.

Mittels einer Schraube 64 und einer Unterlagscheibe 66 ist ein Halteelement 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 70 enthält. In dieser Nut 70 liegt ein Ring 72 mit kreisförmigem Querschnitt, welcher als Stoßdämpfer und zur Bildung einer Bezugsfläche für die Kappe 16 des gegen das Ende des Ankers 58 schlagenden Druckdrahtes 14 dient. An dem kreisförmigen zentralen Teil 68 des Verbindungselementes 62 sind neun sich sternförmig nach außen erstreckende 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 Haltervorrichtung 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 de;, 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 in 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, um diese vorzuspannen. Vorsehen von Mitteln zum Einstellen des Luftspaltes zwischen den Ankern 58 und entsprechenden Polen der Spulenkerne 54, Bilden einer Bezugsfläche für die Anker 58 und die Druckdrahtkappen 16, um sicherzustellen, daß alle betätigten Druckdrähte !4 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 vorbestimten Kombination von Druckdrähten 14 durch Erregen der entsprechenden Spulen 52 während jedes Druckzyklus, wonach der Druckkopf in bezug auf den Aufzeichnungsträger 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 bewegt und infolge der Trägheit bewegt sich der Druckdraht 14 such dann noch weiter nach unten, wenn der Anker 58 in Berührung mit dem Pol des Spulenkerns 54 gelangt ist Das den Druckaufschlag bewirkende Ende des Druckdrahtes 14 wird aus dem Lagerelement 36 herausbewegt und schlägt auf den Aufzeichnungsträger, um dort eine punktförmige Markierung zu hinterlassen. Die in dem sich bewegenden Druckdraht 14 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.

Eine Untersuchung der gekrümmten Bewegungsbahn eines typischen Druckdrahtes oberhalb des Endlagers in einem herkömmlichen Matrixdrackkopf zeigt, daß das Endlager, beispielsweise das Lager 100 eines Druckkopfes 102, welcher in Fig. 8A in seinem neuen, noch nicht verwendeten Zustand dargestellt ist, eine seitlich wirkende Kraft zu dem Druckdraht 104 liefern muß, um «fiesen in die richtige Lage zu bringen, und ferner em Moment zu dem Druckdraht 104 liefern muß, um zu bewirken, daß dieser das Endlager 100 in einer Richtung verläßt, welche parallel zur Mittellinie des Druckkoofes 102 verläuft. Mit beginnender Abnutzung der öffnung des Endlagers 100 übt der Druckdraht 104 nach wie vor auf die linke Seite des oberen Teils der genannten öffnung und auf die rechte Seite des unteren Teils derselben einen Druck aus, wie dies aus Fig.8B ersichtlich ist, so daß nach wie vor eine seitliche

ίο Belastung auf das Lager einwirkt. Wenn der Druckdraht 104 zur Durchführung eines Druckvorgangs nach vorn bewegt wird und in Berührung mit dem Aufzeichnungsträger 106 oder einem diesen tragenden Druckgegenlager oder einem dem Aufzeichnungsträger zugeordneten

is Farbband gelangt, dann ergibt sich aufgrund der Relativbewegung zwischen dem Druckkopf 102 und dem Aufzeichnungsträger 106 eine sehr starke seitliche Belastung für das Lager, wie dies in den F i g. 8A und 8B veranschaulicht ist Diese durch die Querbewegung des Druckkopfes bewirkte starke seitliche Belastung verursacht eine übermäßige Abnutzung des Lagers. Bei einem in herkömmlicher Weise gekrümmten Druckdrahtverlauf hält dieser Zustand während der gesamten Lebendsauer des Druckkopfes an, da durch die statische Seitenbelastung und durch das oben erwähnte Moment der Druckdraht auch dann noch gegen die Seiten der öffnung des Endlagers gedrückt wird, wenn bereits eine erhebliche Abnutzung stattgefunden hat, wie dies aus F i g. 8B ersichtlich ist

iü Bei der erfindungsgemäßen Druckvorrichtung sind nun Vorkehrungen getroffen, die Druckdrähte so zu führen, daß statische Seitenbelastungen oder Momente aus dem Druckkopf vom Endlager im wesentlichen ferngehalten werden. Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß die Führungsglieder 27 und 29 derart auf die Druckdrähte einwirken, daß, insbesondere durch entsprechende Lage des Führungsgliedes 28 innerhalb der Längsachse des Druckkopfes die Druckdrähte in einer solchen Weise ausgelenkt oder gebogen werden, daß sie etwas links vom Führungsglied 27 in einer durch die Mittellinie des Druckkopfes verlaufenden Ebene zu liegen kommen. Wenn die Anordnung der öffnungen 33 in dem Führungsglied 27 (Fig.6) die gleiche ist wie die Anordnung der öffnungen in dem Endlager 36 (F i g. 7), dann werden von dem Endlager 36 keine statischen Seitenkräfte oder Momente auf die Druckdrähte 14 ausgeübt

Wenn der Druckkopf 10 gemäß der vorliegenden Erfindung neu ist dann tritt ebenfalls der Zustand einer starken seitlichen Belastung infolge der Relativbewegung zwischen dem Druckkopf 10 und dem Aufzeichnungsträger 106 bzw. dem den Aufzeichnungsträger tragenden Druckgegenlager auf, so daß bei dem in Fig.8C dargestellten Endlager 36 ebenfalls eine Abnutzung auftritt, und zwar in ähnlicher Weise, wie dies in F i g. 8B für den Druckdraht 104 in bezug auf das Endlager 100 in einem herkömmlichen Druckkopf dargestellt ist Da infolge des senkrechten Verlaufs des Druckdrahtes 14 dieser kerne Druckbelastnng auf das Endlager ausübt, drückt es nach einer gewissen Zeitdauer nicht mehr gegen die Seite des Drucklagers. Wenn somit der Betrag der Vergrößerung der öffnung infolge der Abnutzung, in F i g. 8D durch die Strecke «Ar veranschaulicht, sich der Strecke der Querbewegung des Druckdrahtes 14 in bezug auf den Aufzeichnungsträger 106 nähert, diese Strecke ist in Fig.8E mit »fxr bezekhaet, dam bort die sertBcbe Belastung infolge der Relatibeegung zwischen Druckkopf 10 und Aufzeich-

nungsträger 106 auf, wie dies in den Fig. 8D und 8E :

veranschaulicht ist, und ebenso tritt keine weitere 'U

Abnutzung mehr auf, da die Strecke der Querbewegung i'jj

des Druckdrahtes 14 über eine vorbestimmte maximale ||

Strecke nicht hinausgeht. ', ψ,

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentanspräche:

1. Druckvorrichtung mit einer Mehrzahl langgestreckter Druckglieder, die in Längsrichtung zum Herbeiführen eines Druckvorgangs antreibbar sind, und mit einem Rahmen, in welchem ein Lagerteil befestigt ist, welches eine Anzahl Offnungen zur Aufnahme der Druckglieder aufweist, und in welchem ferner mehrere Führungsglieder in einem bestimmten Abstand längs der Druckglieder auf der dem Druckende der Druckglieder abgewandten Seite des genannten Lagerteils angeordnet sind, um die Druckglieder aus einer annähernd kreisförmigen Anordnung an dem am weitesten von dem Lagerteil '⁵ entfernt Hegenden Führungsglied in eine linienförmige Ausrichtung am Lagerteil überzuführen, wobei jedes Fükrungsglied mit einer Anzahl öffnungen zur Aufnahme der Druckglieder versehen ist und wobei die Druckelemente sich jeweils durch entsprechende öffnungen der Führungsglieder und des Lagerteils erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (30, 31, 32, 33) in den Führungsgliedern (26, 29, 28, 27) so angeordnet sind, daß die Druckglieder (14) Bewegungsbahnen folgen, welche zwischen dem genannten Lagerteil (36) und dem dem Lagerteil (36) am nächsten liegenden Führungsglied (27) annähernd parallel zueinander verlaufen, wodurch die seitlich wirkenden statischen Kräfte innerhalb des Lagerteils (36) annähernd beseitigt Jo werden.

2. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte dem Lagerteil (36) am nächsten liegende Führungsglied (27) derart lose in dem Rahmen (12) gehalten ist, daß es sich in einem gewissen Ausmaß in einer senkrecht zur Bewegungsbahn der Druckglieder (14) liegenden Ebene bewegen kann.