DE2939885A1 - Nadeldruckkopf - Google Patents

Description

PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 79-112

"Nadeldruckkopf"

Die Erfindung betrifft einen Nadeldruckkopf mit kreisförmig um eine Zentralachse angeordneten und die Drucknadeln betätigenden zylindrischen Elektromagnete, die auf einem kegelförmigen Träger abgestützt sind.

Zur Steuerung der Drucknadeln eines Nadeldruckkopfes werden allgemein sogenannte Tauchanker verwendet, die den Vorteil haben, daß die Drucknadeln und deren zugeordnete Anker in gleicher Richtung bewegt werden, so daß die Reibungswiderstände klein gehalten werden. Nachteilig ist, daß alle Elektromagnete fächerförmig nebeneinander angeordnet sind. Bei einer Vielzahl von Drucknadeln, wie sie beim Abdruck eines ganzen Zeichens erforderlich ist , werden die Elektromagnete fächerförmig in mehreren Ebenen angeordnet. Eine solche Anordnung der Elektromagnete ist beispielsweise aus der DE-OS 27 85 794 bekannt. Dieser bekannte Nadeldruckkopf kann relativ flach gebaut werden.

Weiterhin sind aus der DE-OS 27 02 654 Nadeldruckköpfe für seriellen Abdruck eines Zeichens bekannt, deren Elektromagnete als Klappanker ausgebildet sind. Durch die Anordnung aller Elektromagnete strahlenförmig um eine Mittelachse besteht die Möglichkeit, die einzelnen Drucknadeln weitgehend geradlinig zu führen. Nachteilig sind die großen Abmessungen, da die Drucknadeln seitlich an den Ankern gelagert sind und die Klappanker strahlenförmig nach außen gerichtet sein müssen.

Weiterhin ist ein Nadeldruckkopf bekannt, dessen

130015/0519

? H PHD 79-112

Elektromagnete zur Betätigung der Drucknadeln in wannenförmigen Lagern eines kegelförmigen Trägers angeordnet sind und durch Schraubbolzen in den wannenförmigen Lagern gehalten sind.

Nachteilig bei allen diesen Nadeldruckern ist ihre Herstellung, da jeder einzelne Elektromagnet, nachdem dessen Drucknadel durch die zugeordneten Führungen gefädelt ist, gesondert ausgerichtet und sowohl axial als auch radial gesichert werden muß. Weiterhin darf die Lagerung und Halterung nicht so gestaltet sein, daß durch die im Betrieb auftretende Erwärmung der Elektromagnete deren Sicherung gefährdet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nadeldrucker zu schaffen, der einfach in der Herstellung ist und dessen Elektromagnete relativ eng auf dem kegelförmigen Träger angeordnet werden können. Außerdem soll für eine gute Wärmeableitung von den Elektromagneten zur Umgebung gesoigb werden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Stützlinien eines jeden Elektromagneten Kegelmantellinien sind, die in einem federnden Lagerteil des kegelförmigen Trägers Integriert sind, wobei sich die Mantelflächen der Elektromagnete optimal an die Hüllflächen der zugeordneten Ausnehmungen einer von außen aufsetzbaren Klemmvorrichtung für die Elektromagnete anschmiegen,und daß jeder Elektromagnet in seiner Längsrichtung zwischen zwei Ansätzen eingeklemmt ist, von denen mindestens einer federnd ausgebildet ist.

Zweckmäßig und besonders bei einem in Spritztechnik hergestellten kegelförmigen Träger geeignet wird der federnde Lagerteil dadurch erreicht, daß in dem Träger in axialer Richtung durchgehende und in radialer

130015/05 1 9

to PHD 79-112

Richtung abwechselnd unterschiedlich tiefe Schlitze vorgesehen sind und daß die tieferen Schlitze in dem Lagerteil des kegelförmigen Trägers und die anderen Schlitze zwischen diesen Lagerteilen angeordnet sind. Diese Schlitze ermöglichen ein Ausweichen der in dem Träger angeordneten Elektromagnete tangential zur Zentralachse. Die radiale Federung der federnden Lagerteile wird vorteilhaft dadurch erreicht, daß eine zentrische Hinterschneidung zwischen den federnden Lagerteilen und der Zentralachse des kegelförmigen Trägers angeordnet ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß nach Einfädelung der Drucknadeln in ihre Führungen die zugeordneten Elektromagnete lediglich zwischen die Ansätze des kegelförmigen Trägers zu klemmen sind. Wird anschließend die äußere Klemmvorrichtung über die gesamte Magnetanordnung gesetzt, so werden mögliche Fertigungstoleranzen des Trägers, der Elektromagneten selbst und der Klemmvorrichtung durch die federnden Lagerteile des Trägers ausgeglichen, da die Elektromagnete sowohl tangential als auch radial und axial ausweichen können. Durch die vorteilhafte Gestaltung des kegelförmigen Trägers besteht diese Ausweichmöglichkeit für die Elektromagneten auch dann, wenn im Betrieb eine Erwärmung der Elektromagneten eintritt.

Das wesentliche der Erfindung ist somit darin zu sehen, daß die Lage der Elektromagneten durch den in allen Koordinaten nachgiebigen Lagerteil der jeweiligen Lage der Hüllfläche der zugeordneten Ausnehmungen anangepaßt werden kann. Hierdurch ist auch der Elektromagnet selbst in allen seinen Koordinaten nachgiebig, so daß die Berührungsfläche zwischen dem Zylinder des

130015/0519

K b PHD 79-112

Elektromagneten und der Klemmvorrichtung so groß wie möglich wird.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung besteht der kegelförmige Träger aus Kunststoff, beispielsweise aus einem Thermoplast, der durch Glasfasern verstärkt ist. Besonders geeignet ist z.B. Polyamid 6/6 mit beispielsweise 30 % Glasfaser. Auch Polycarbonat ist geeignet.

Die Ansätze zum Einklemmen der Elektromagnete in axialer Richtung können Teile des kegelförmigen Trägers sein. Jedem Elektromagnet ist an jeder Stirnseite ein Ansatz zugeordnet, so daß alle Ansätze strahlenförmig nach außen weisen. Es ist jedoch zweckmäßig, die Ansätze, die nahe der Kegelspitze des kegelförmigen Trägers angeordnet sind, als eine sternförmige Metallfeder auszubilden, die beispielsweise durch Schrauben oder Klemmen mit der Halterung verbunden ist oder auch in dieser eingebettet ist.

Durch die in dem kegelförmigen Träger angeordneten Schlitze wird nicht nur eine federnde Auflagefläche für die Elektromagnete erreicht, sondern auch die Möglichkeit gegeben, mehrere gleichartige kegelförmige Träger axial hintereinander anzuordnen. Dabei ist jeder hintere Träger gegenüber dem davorliegenden um einen Schlitzabstand verdreht. Dadurch ergibt sich, daß die Drucknadel eines Elektromagneten durch einen niederen Schlitz des davorliegenden Trägers und gegebenenfalls auch durch einen tieferen Schlitz des wiederum davorliegenden Trägers verläuft.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

130015/0519

% } PHD 79-112

Fig.1 die perspektivische Ansicht eines Nadeldruckkopfes gemäß der Erfindung mit zwei hintereinander angeordneten kegelförmigen Trägern,

Fig.2 einen Schnitt durch einen Teil des Nadeldruckkopfes gemäß der Erfindung mit drei hintereinander angeordneten Trägern,

Fig.3 die Vorderansicht der Anordnung nach Fig.2,

Fig.4 eine Detailzeichnung der Anordnung vom kegelförmigen Träger, einem Elektromagneten und Teilen der Klemmvorrichtung und Fig.5 eine strahlenartig ausgebildete Spannfeder.

Der in Fig.1 dargestellte Nadeldruckkopf besteht im wesentlichen aus einem vorderen Teil 1, in welchem sich die Führungen für die Drucknadeln 4 befinden, und einem hinteren Teil 2, in welchem die zylindrischen Elektromagnete 5 zur Steuerung der Drucknadeln angeordnet sind. Die Elektromagnete 5 sind als Tauchankermagnete ausgebildet, mit deren Anker die Drucknadeln 4 fest verbunden sind. Beide Teile 1 und 2 sind auf der zwischen ihnen angeordneten Grundplatte 3 montiert. Der vordere Teil 1 besitzt zwei Bohrungen 6 und 7, mit denen der Nadeldruckkopf auf einem nicht dargestellten Wagen in bekannter Weise fixiert wird.

Der hintere Teil 2 enthält mindestens einen kegelförmigen Träger 8, auf der die Elektromagnete 5 kreisförmig angeordnet sind. Der kegelförmige Träger 8 ist aus Kunststoff hergestellt, der mit Glasfasern verstärkt ist. Geeignet dazu ist jeder Kunststoff, der ohne Beeinträchtigung höhere Temperaturen aushalten kann.

Der kegelförmige Träger 8 selbst besteht aus einem um die Zentralachse angeordneten Mittelteil 27, an

130015/0519

jfr $ PHD 79-112

dessen einem Ende sich der Grundteil 28 anschließt. Dieser Grundteil 28 besitzt einen axial ausgerichteten zentrischen Ansatz, der soweit vorgezogen ist, daß eine Hinterschneidung 30 entsteht und der an seinen vorderen Enden die Lagerteile 9 für die Elektromagneten 5 trägt. Die Lagerteile sind so abgeschrägt, daß die Stützlinien für die Elektromagnete mit den Kegelmantellinien a zusammenfallen. Durch die Hinterschneidung 30 wird ein Ausweichen des Lagerteils 9 und damit der Stützlinie radial möglich. Weiterhin besitzt der Grundteil 28 sternförmige Ansätze 20, die als die einen Ansätze für das Einklemmen der Elektromagnete 5 dienen. Anschließend an diese Ansätze 20 ist im Grundteil 28 eine Stufe 25 angeordnet, deren Oberfläche der zylindrischen Form der Elektromagneten angepaßt aber so gehalten ist, daß zwischen der Stufe 25 und der Mantelfläche des Elektromagneten 5 allseits ein Zwischenraum s besteht. Dieser Zwischenraum s ist erforderlich, damit der Elektromagnet 5 den Kräften P (Fig.4) ausweichen kann, die beim Aufsetzen der Klemmvorrichtung 21, 22 auf den Elektromagneten ausgeübt werden. Hierbei wird die Mantelfläche des Elektromagneten 5 an die Ausnehmung 26 ausgerichtet, so daß sich Mantelfläche des Elektromagneten und Hüllfläche der Ausnehmung weitgehend aneinanderschmiegen. Je nachdem welche Toleranzen vorliegen, kann der Elektromagnet 5 durch die auftretenden Kräfte in allen Koordinaten ausweichen, wobei er nur im Bereich der Stützlinie des federnden Lagerteiles 9 eine Gegenkraft P1 erfährt.

Die Zahl der federnden Lagerteile 9 richtet sich nach der Anzahl der auf dem kegelförmigen Träger 8 anzuordnenden Elektromagnete 5. Im vorliegenden Beispiel sind 6 Elektromagnete vorgesehen. Sollen mehr Elektro-

130015/0519

r θ PHD 79-112

magnete als auf dem Träger unterzubringen sind verwendet werden, d.h. soll das abzudruckende Zeichen im Beispiel durch mehr als 6 Drucknadeln erstellt werden, so können mehrere gleichartige kegelförmige Träger 8 axial hintereinander angeordnet werden. In Fig.1 sind zwei und in Fig.2 drei Träger hintereinander angeordnet. Jeder Träger 8 ist dabei gegenüber dem davorliegenden um eine Schlitzteilung verdreht.

Jedes Lagerteil 9 wird durch einen fast bis zur Zentralachse 10 reichenden Schlitz 11 axial in zwei Teilbereiche unterteilt. Dadurch wird erreicht, daß das Lagerteil 9 auch tangentialfedemd ausgebildet ist. Zentral auf das Lager ausgeübte starke Kräfte können dadurch abgefangen werden. Zwischen den Lagerteilen 9 ist ein weiterer, nicht ganz so tiefer Schlitz 12 vorgesehen. Durch die Schlitze 11 und 12 können die Drucknadeln der Elektromagnete 5 hindurchgeführt werden, die in den federnden Lagerteilen der hinteren Träger 8 gelagert sind.

Zwischen den kegelförmigen Trägern 8 sind Metallfedern 13 angeordnet, die strahlenförmig ausgebbildet sind. Jeder Strahl dieser Spannfeder 13 ragt in den zugeordneten Bereich eines Lagerteiles 9 hinein. Die Form der Metallfeder 13 ist aus Fig.5 ersichtlich. Nach der Montage kommen die Schlitze 14 der Metallfeder 13 mit den Schlitzen 11 der Halterungen 8 zur Deckung, so daß die Drucknadeln unbehindert auch durch die Spannfedern hindurchgeführt werden können. Diese Metallfedern 13 stellen die federnden Ansätze dar, die zum Einklemmen der Elektromagnete 5 dienen.

Der Zusammenbau des hinteren Teiles 2 erfolgt dadurch, daß zunächst wechselweise ein Träger 8, dann efae

130015/0519

Ja AO PHD 79-112

Spannfeder 13 und wieder ein Träger 8 usw. auf einen Schraubbolzen 15 aufgefädelt wird. Im Anschluß an die letzte Spannfeder 13 wird ein Distanzstück 16 aufgefädelt. Danach wird der Schraubbolzen 15 zentrisch auf die Grundplatte 3 aufgeschraubt und gesichert. Die Sicherung der kegelförmigen Träger 8 und der Spannfedern 13 gegen Verdrehung geschieht durch einen an federn Träger 8 befindlichen Bolzen 17, der durch ein Loch 18 in der Metallfeder 13 hindurchragt und in ein nicht näher dargestelltes Loch in dem jeweils dahinterliegenden kegelförmigen Träger 8 eingreift.

Nachdem die Träger 8 und die Metallfedern 13 auf der Grundplatte 3 befestigt sind, werden die Elektromagnete 5 mit den Drucknadeln 4 eingesetzt. Die Drucknadeln 4 werden hierzu in Löcher 19 der Grundplatte eingeführt, bis der zugeordnete Elektromagnet 5 in Höhe des zugeordneten Lagerteiles 9 liegt. Dann wird der Elektromagnet 5 gegen die Metallfeder 13 gedrückt, die ausweicht, so daß nun der Elektromagnet 5 in den Lagerteil 9 eingeschoben werden kann. Der Elektromagnet 5 wird dann durch die Kraft der Metallfeder 13 gegen den festen sternförmigen Ansatz 20 des Lagerteiles 9 gedrückt und auf dem Lagerteil 9 gehalten.

Nunmehr kann der gesamte hintere Teil 2 einschließlich Halterungen und Elektromagnete durch zwei Halbschalen 21 und 22 einer Klemmvorrichtung abgeschlossen werden, in denen die Ausnehmungen 26 als Gegenlager für die

3ts Elektromagnete 5 vorgesehen sind. In Fig.1 is-t nur eine dieser Halbschalen dargestellt. Beide Halbschalen können zusätzlich mit Kühlrippen versehen sein und besitzen Nuten 23 zur Halterung einer nicht dargestellten Schaltplatte für die elektrischen An-Schlüsse.

130015/0519

Claims (7)

Patentansprüche;

1. Nadeldruckkopf mit kreisförmig um eine Zentralet5hse angeordneten und die Drucknadeln betätigenden zylindrischen Elektromagnete, die auf einem kegelförmigen Träger abgestützt sind, dadurch gekenn zeichnet,

daß die Stützlinien eines jeden Elektromagneten (5) Kegelmantellinien (a) sind, die in einem federnden Lagerteil (9) des kegelförmigen Trägers (8) integriert sind, wobei sich die Mantelflächen der Elektromagnete (5) optimal an die Hüllflächen der zugeordneten Ausnehmungen (26) einer von außen aufsetzbaren Klemmvorrichtung (21,22) für die Elektromagnete (5) anschmiegen _t und daß jeder Elektromagnet (5) in seiner Längsrichtung zwischen zwei Ansätzen (15,20) eingeklemmt ist, von denen mindestens einer federnd ausgebildet ist.

2. Nadeldruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß in dem kegelförmigen Träger (8) in axialer Richtung durchgehende und in radialer Richtung abwechselnd unterschiedlich tiefe Schlitze (11,12) vorgesehen sind und daß die tieferen Schlitze (11) in dem Lagerteil (9) des kegelförmigen Trägers (8) und die anderen Schlitze (12) zwischen diesen Lagerteilen (9) angeordnet sind.

3. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß eine zentrische Hinterschneidung (30) zwischen den federnden Lagerteilen (9) und der Mittelachse (10) des kegelförmigen Trägers (8) angeordnet ist.

130015/0519

ORIGINAL INSPECTED

V) % PHD 79-112

4. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Ansätze (13,20) zum Einklemmen der Elektromagnete (5) in axialer Richtung Teile des kegelförmigen Trägers (8) sind.

5. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß der eine Ansatz (13) Teil einer allen Elektromagneten (5) zugeordneten sternförmigen Metallfeder (13) ist.

6. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4^ dadurch gekennzeichnet.

daß der kegelförmige Träger (8) aus Kunststoff besteht.

7. Nadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß mehrere kegelförmige Träger (8) in axialer Richtung hintereinander angeordnet sind und um eine Lagerteilbreite zueinander verdreht sind, so daß die Drucknadel (4) eines Elektromagneten (5) durch einen niederen Schlitz (12) des davorliegenden kegelförmigen Trägers (8) und gegebenenfalls auch durch einen tiefen Schlitz (11) des wiederum davorliegenden Trägers (8) verläuft.

130015/0519