DE3134925A1

DE3134925A1 - Druckhammer

Info

Publication number: DE3134925A1
Application number: DE19813134925
Authority: DE
Inventors: Robert A. Baltimore Meloni, Md.; Thomas P. Bel Air Sapitowicz, Md.
Original assignee: Arris Technology Inc; General Instrument Corp
Current assignee: Arris Technology Inc
Priority date: 1980-09-05
Filing date: 1981-09-03
Publication date: 1982-04-29
Also published as: CA1145614A; US4349283A; DE3134925C2; JPH0239390B2; FR2489750A1; GB2083413B; FR2489750B1; JPS5749578A; GB2083413A

Description

Meine Akte s G-4895

Anmelder!η g General Instrument Corporation^ CIifton, M.J., USA

Druckhammer

Die Erfindung betrifft einen Druckhammer für einen Punktraster-Druckkopf,, der insbesondere in einem Schnellsehreiber verwendbar ist.

Mit einem Punktraster-Drucker !tonnen eng benachbarte Punkte mit hoher Geschwindigkeit an vorherbestimmten Stellen auf einem Papierstreifen zur Bildung von Buchstaben, Ziffern oder sonstigen Symbolen ausgedruckt werden» Die Punkte werden durch einen Kontakt zwischen dem Papier und einem Farbband durch elektromagnetische Betätigung von Druckstiften ausgebildet, die an dem Druckkopf angeordnet sind ο

Ein bekannter Druckkopf dieser Art enthält eine Anzahl von wahlifeise erregbaren Spulen, von denen sich jeweils ein Druckstift erstreckt« Die Anschlagenden der Druckstifte werden relativ zueinander und su dem Papier durch eine Lagereinrichtung gehaltert„ die eine Anzahl von eng benachbarten Öffnungen aufweist« Die Erregung einer bestimmten Spule verursacht eine Verschiebung des zugeordneten Druckstifts„ so daß durch dessen Anschlagende ein Punkt an der'gewünschten-Stelle ausgedruckt wird»

Die Herstellung und Wartung derartiger Druckköpfe ist verhältnismäßig schwierig^ weil sie· eine komplizierte Struktur und ein verhältnismäßig großes Gewicht aufweisen» Da die Spulen einen Raumbedarf besitzen„ der viel größer als der Abstand zwischen

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den Anschlagenden der zugeordneten Druckstifte ist, sind komplizierte Spulenanordnungen erforderlich, um eine ausreichende Anzahl von Spulen in einem Druckkopf unterbringen zu können. Aus diesem Grunde müssen die Spulen in Gruppen in unterschiedlichen Höhen oder in bogenförmigen Anordnungen vorgesehen werden. Bei einer Anordung in unterschiedlichen Höhen wird jede Spulengruppe mit Druckstiften unterschiedlicher Länge ausgerüstet entsprechend dem Abstand der betreffenden Gruppe von dem Lagerträger. Bei einer kreisbogenförmigen Anordnung werden die Druckstifte in einem unterschiedlichen Ausmaß gewölbt ausgebildet entsprechend der Lage der betreffenden der Spulen.

Bei wiederholter Betätigung der Spulen tritt eine beträchtliche Wärmeerzeugung auf. Da die Betätigungselemente mit einer engen Packung angeordnet sind, erfolgt verhältnismäßig schnell eine beträchtliche Erhitzung. Deshalb ist es erforderlich, die durch die Spulen erzeugte Wärme abzuleiten, um Beschädigungen durch eine zu starke Erhitzung zu vermeiden. Zu diesem Zweck ist es bekannt, massive metallische Einrichtungen zur Wärmeabfuhr an dem Kopfrahmen angrenzend an die Außenseiten der Spulen anzuordnen. Durch derartige massive Einrichtungen zur Wärmeabfuhr wird das Gewicht des Druckkopfs beträchtlich erhöht. Damit jedoch die zusätzliche Masse die Trägheit bei der Betätigung der Druckstifte nicht erhöht, werden die Einrichtungen zur Wärmeabfuhr angrenzend an die Außenseiten der Spulen stationär relativ zu den Druckstiften angeordnet. Um das Gewicht, die Größe unddie Herstellungskosten eines derartigen Druckkopfs zu verringern, ist es ferner bereits bekannt, extrem- dünne eine Spule tragende Druckhämmer vorzusehen. Druckhammer dieser Art sind so dünn, daß eine Mehrzahl von eng benachbarten, parallel angeordneten Druckhämmern zwischen zwei stationären Magneten angeordnet werden können.. Jeder Druckhammer weist einen dünnen, flexiblen Trägerrahmen mit einer Öffnung auf, in die eine kleine Spule eingebaut ist. Der Spulen-Trägerrahmen ragt mit einem länglichen, flexiblen Teil freitragend von einem Träger vor, so daß er sich in einem konstanten Magnetfeld zwischen den beiden Magneten befindet. Die Zuleitungen der Spule sind mit einer eine elektrische Erregung ermöglichenden Schaltung verbunden. Ein Druckstift erstreckt sich von der Unterseite des Trägerrahmens. Wenn die Spule erregt wird,

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wird eine ausreichende elektromagnetische Kraft zur Bewegung des Druckhammsrs ©us seiner Äusgangslage erzeugt? die das Ausdrucken eines Punkts durch das Anschlagende des Druckstifts ermöglicht»

Da die Druckhammer sehr dünn ausgebildet werden müssen, damit eine ausreichende Anzahl in dem kleinen Eibischen raum zwischen den Magneten angeordnet t-zerden kann_f ist die mögliche Dicke der Spulen und damit die Anzahl der Wicklungen der Spule begrenzt. Da die Feldstärke der Permanentmagnete ebenfalls begrenzt ist, ist die durch die Erregung der Spulen ausgeübte elektromagnetische Kraft verhältnismäßig klein» Ferner muß bei einem Schnelldrucker die Ansprechzeit der Druckhammer möglichst kurz seinο Deshalb müssen die Druckhämmer derartig ausgebildet-werden? daß ihr Platzbedarf und ihre Trägheit möglichst gering sind» Bei einer minimalen Trägheit reichen die verhältnismäßig geringen elektromagnetischen Kräfte aus? um die Druckhämmer mit der erforderlichen hohen Geschwindigkeit zu bewegen«

Die an dem Trägerrahmsn angeordneten flachen Spulen bewirken bei einer Erregung die erwähnte Wärmeerzeugung» Da der für jeden Druckhammer verfügbare »Raum äußerst klein ist und da die Druckhämmer eng benachbart angeordnet x»;erden? ergibt sich auch bei derartigen Konstruktionen eine beträchtliche Wärmeerzeugung» Bei derartigen Druckköpfen ist eine Wärmeabfuhr besonders schwierig? vjenn die erforderliche Einrichtung gewährleisten soll? daßudadurch keine nachteilige Beeinflußung der Arbeitsweise verursacht werden soll.

Da die flache Spule an dem beweglichen Trägerrahmen des Druckhammsrs angeordnet ist? muß die Einrichtung zur Wärmeabfuhr in thermisch leitender Verbindung mit der Spule vorgesehen werden» Deshalb muS die Einrichtung zur Wärmeabfuhr an dem Druckhammer angeordnet und mit diesem bewegt werden» Ein Machteii bekannter Einrichtungen zur Wärmeabfuhr ifird darin gesehen? daß sie einen großen Raumbedarf besitzen und eine beträchtliche Masse aufweisen müssen» Derartige Einrichtungen können deshalb im vorliegenden Zusammenhang nicht ohne weiteres verwendet itferden? -weil der Raumbedarf und die Masse viel zu groß wären und eine beträchtliche Vergrößerung des Volumens und der Trägheit jedes Druckhammers zur Folge hätten» Für eine Betätigung derartiger Druckhammer wären

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ferner wesentlich höhere elektromagnetische Kräfte erforderlich, als bei derartigen Druckköpfen erzeugt werden können.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist es bekannt/ eine Luftkühlung vorzusehen. Zu diesem Zweck können öffnungen in der Ober*- seite und der Unterseite des Druckkopfs vorgesehen werden, von denen eine mit einer Zuleitung eines Gebläses verbunden wird. Durch das Gebläse kann kontinuierlich Kühlluft dem Druckkopf und bei dessen Betrieb zugeführt werden. Bei einer derartigen Luftkühlung wird jedoch als nachteilig angesehen, daß dadurch die Größe, das Gewicht und die Kompliziertheit der Konstruktion des Druckkopfs vergrößert werden, und daß außerdem unerwünschte Geräuse und Vibrationen verursacht werden.

Eine andere Schwierigkeit bei Druckhämmern dieser Art besteht hinsichtlich deren mechanischer Festigkeit, insbesondere hinsichtlich des flexiblen Zwischenteils, an dem der Hammerkopf angeordnet ist und mit dem der Trägerrahmen für die Spule verbunden ist. Dieser Teil des Druckhammers ist gegen mechanische Beanspruchungen sehr empfindlich, die beim Anschlag der Druckstifte gegen das Papier erzeugt werden, weshalb in diesem Bereich Brüche oder sonstige Beschädigungen auftreten können. Obwohl es möglich ist, diesen Teil des Trägerrahmens zu verstärken, indem er dicker als der restliche Trägerrahmen ausgebildet wird oder indem Verstärkungselemente eingebettet werden, führen beide Möglichkeiten zu einer Erhöhung der Masse und Dicke des Druckhammers, so daß derartige Maßnahmeibeträchtliche Nachteile mit sich bringen.

Eine dritte Schwierigkeit bei Druckhämmern dieser Art besteht hinsichtlich der Befestigung der Druckstifte. Normalerweise wird der Trägerrahmen aus Aluminiumblech ausgestanzt,, weil dieses Material eine hohe mechanische Festigkeit pro Gewichtseinheit und eine gute Flexibilität aufweist. Druckstifte werden normalerweise aus Wolframdraht hergestellt, weil dieses Material sehr widerstandsfähig gegen Abnutzungserscheinungen ist. Bei bekannten Verfahren und Konstruktionen dieser Art besteht jedoch die Schwierigkeit, daß es nicht ohne weiteres möglich ist, eine Verbindung zwischen den Elementen .aus Aluminium und Wolfram herzustellen, die eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit bei den Kräften ermöglicht, die auf die Druckhämmer ausgeübt werden müssen. Es sind

deshalb bereits sahireiche„ verhältnismäßig komplizierte Vorschläge zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Druckhammer und dem Druckstift bekannt, die jedoch nicht alle praktischen Be-. dürfnisse der genannten Art befriedigen können«

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung,, einen für einen Punktraster-Druckkopf oder dergleichen Einrichtungen verwendbaren Druckhammer unter möglichst weitgehender Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zu verbessern, daß eine ausreichende Wärmeabfuhr ersielbar ist, ohne daß dadurch die Betätigung des Druckhammers nachteilig behindert wird* Es soll eine zuverlässige, die Spule schützende Halterung an dem Trägerrahmen erzielt werden^ und Abnutzungen der Spule und des Trägerrahmans durch Berührung mit anderen Teilen bei der Betätigung des Druckhammars sollen möglichst weitgehend vermieden werden=, Ferner sollen Torsionsschwingungen in dem Hammer möglichst weitgehend vermieden werden, die durch den Anschlag des Druckstifts verursacht werden können, so daß insbesondere an der Verbindungsstelle des flexiblen Stützteils mit dem Trägerrahmen der Spule keine nachteilig hohen mechanischen Belastungen auftreten= Ferner soll eine Konstruktion angegeben werden, die eine verbesserte Verbindung eines Druckstifts aus Wolfram an einem Druckhammer aus Aluminium ermöglicht»

Diese Aufgabe itfird erfindungsgemäß durch die Gegenstände des Patentanspruchs 1 und der Unteransprüche gelöst»

Durch die Erfindung wurde deshalb ein Druckhammer geschaffen, der insbesondere für einen Punktraster-Druckkopf verwendbar ist und eine Spule trägt, die in einem Magnetfeld angeordnet und zusammen mit dem Hammer in dem Magnetfeld zwischen einer Ausgangslage und einer Drucklage bei Erregung der Spule beiveglich ist» Der Druckhammer weist einen Trägerteii für die Spule und eine Einrichtung zur elastischen Anordnung des Spulenträgers an dem Kopf auf» Der Spulen^Trägerteil wird durch einen Trägerrahman 'gebildet, an dem esne ebene Spule zusammen mit einer Einrichtung zur Wärmeabfuhr von der Spule angeordnet ist=

Die Einrichtung zur Wärmeabfuhr weist eine dünne Schicht aus einem thermisch leitenden Material auf, die an dem Trägerrahmen befestigt ist und in Berührung mit der Spule steht= Diese Sphicht kann extrem

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dünn ausgebildet werden, so daß sie eine sehr kleine Masse aufweist und praktisch weder die Größe noch die Trägheit des Druckhammers erhöht.

Der Trägerrahmen weist eine öffnung auf, in welche die Spule angesetzt wird. Die thermisch leitende Schicht ist mit einem ersten Bereich auf einer Seite des Trägerrahmens befdstigt und ein zweiter Bereich davon erstreckt sich von dem Trägerrahmen über mindestens einen Teil der öffnung, um eine Berührung mit einer Seite der Spule und einer 'Abdeckung der Spule zu ermöglichen.

Die Spule weist eine zentrale öffnung auf. Vorzugsweise weist auch der zweite Bereich der Schicht eine öffnung auf. Die Spulenöffnung entspricht praktisch der öffnung des zweiten Bereichs der Schicht. Der Außenumfang der Schicht entspricht praktisch dem Außenumfang des Trägerrahmens.

Die Schicht weist eine glatte Außenfläche auf. Die Außenfläche bildet äne Lagerfläche, durch die der Trägerrahmen und die Spule gegen eine Abnutzung bei einer Bewegung des Hammers und einer Berührung mit anderen Elementen des Kopfs geschützt werden.

Von der Spule erstrecken sich zwei Zuleitungen. Die Stützeinrichtung besteht aus einem.flexiblen, länglichen Glied, das eine Ausnehmung aufweist, in der eine oder beide Zuleitungen angeordnet sind. Die Schicht aus thermisch leitendem Material erstreckt sich vorzugsweise von dem Spulenträger entlang dem länglichen Glied, um die Ausnehmung abzudecken und darin angeordnete Zuleitungen zu umhüllen.

Vorzugsweise weist die Einrichtung zur Wärmeabfuhr zwei thermisch leitende Schichten auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerrahmens befestigt sind und sich von diesem in Berührung mit den gegenüberliegenden Seiten der Spule erstrecken. Dadurch ist die Spule zumindest teilweise zwischen den Schichten angeordnet, um diese zu schützen und genau in der richtigen Relativlage zu dem Trägerrahmen zu haltern; Die Außenfläche jeder Schicht bildet eine glatte Lagerfläche, durch die der Trägerrahmen und die Spule gegen eine Abnutzung durch eine Berührung mit anderen Teilen des Kopfs bei einer Bewegung des Hammers geschützt werden.

Der Bereich des Trägerrahmens der zur Befestigung des Druckstifts

dient0 ist im Schlagsentrum des Hammers angeordnet, um die mechanische Belastung des Teils des Hammers zwischen dem länglichen Teil und dem Trägerrahman zn verringern» Ferner ist auf der gegenüberliegenden Seite des Trägerrahmens ©in-Anschlag vorgesehen, der von diesem vorragt und relativ zn dem Druckstift ausgerichtet

Der Befestigungsbereich des Trägerrahmens für den Druckstift weist eine$i Teil auf; der sich von dem Trägerrahmsn erstreckt und dessen Oberflächen im -wesentlichen koplanar mit den Oberflächen des Trägerrahmens verlaufen und an dem eine Halterungseinrichtung für.den Druckstift ausgebildet ist» Diese Halterungseinrichtung besteht aus einer Ausnehmung,, die in Richtung der Hammer bewegung und entlang der Mittellinie des Stützteils verläuft„ in dem eine Anzahl von Schlitzen eingeschnitten sind, um eine Anzahl von überbrückenden Klemmelementen zu bilden» Aufeinanderfolgende Klemmelemente sind derart ausgebogen,, daß sie auf gegenüberliegenden Seiten der Mittellinie angeordnet sind» Die Klemmelemente greifen reibend an dem Druckstift an, um diesen zuverlässig an dem Trä-

Für
gerrahmen zu befestigen»/eine weitere Verbesserung der Halterung -

des Druckstifts kann eine dünne Klebstoffschicht verwendet werden.

Jedes Klemmelement wird an der Stelle ζusaminengedrückt, wo es an dem Druckstift angrenzt, so daß die kombinierte Dicke der Elemente und der Radius des Druckstifts etwa gleich der Hälfte der Dcücke des Hammers betragen» Deshalb ist die Dicke des Bereichs des Trägerrahmans für die Halterung des Druckstifts etwa gleich der Dikke der übrigen Teile des Hammars. Eine derartige Haiterungsstruktur führt zu einer zuverlässigen _e aber verhältnismäßig dünnen Verbindungsstelle„ weil zur Befestigung des Druckstifts an dem Hammer kein Lotmaterial oder sonstige Mittel erforderlich sind_? durch die bei bekannten Konstruktionen eine Erhöhung der Dicke oder Masse verursacht wird»

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden» Es zeigen?

Fig» 1 eine Draufsicht auf einen Druckkopf mit Druckhämmer gemäß der Erfiridung;

Pig» 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig» 1 ι Fig» 3 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht des Druck-

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in Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2;

und
Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie 5-5 in Fig. 2.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Punktraster-Druckkopf hat eine Stützstruktur mit einem im wesentlichen ebenen Bodenglied 10, einem oberen Glied 12, zwei vertikalen Seitengliedern 14, 16 und einem vorderen Glied 17. Zwischen den Seitengliedern 14 und 16 sind zwei Permanentmagnete 18, 20 angeordnet. Zwischen den Permanentmagneten 18 und 20 sind vier Gruppen von Druckhämmern 22 angeordnet, wobei jede .Gruppe vorzugsweise sieben Hämmer enthält. Zwischen den Hammergruppen sind drei zusätzliche Magnete 24, 26 und 28 angeordnet, die mit den Magneten 18 und 20 ausgerichtet sind. Die Magnete 24, 26,und 28 dienen dazu, das Magnetfeld zwischen den Magneten 18 und 20 derart auszubilden, daß die Feldstärke quer zu allen Hämmern 22 praktisch gleichförmig ist.

Am rechten Ende des Bodenglieds 10 sind zwei vertikale Stützarme 30,32 mit einem derartigen Abstand voneinander angeordnet, daß die Enden der Hämmer dazwischen vorgesehen werden können. Durch die Stützarme 30,32 verläuft eine Welle 34, an der die Enden der Hämmer 22 freitragend angeordnet sind. Jeder Hammer ist über zwei Zuleitungen 36 mit einer nicht dargestellten elektrischen Betätigungsschaltung an sich bekannte: Art verbunden.

Wie am besten aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, weist jeder Hammer einen im wesentlichen rechteckformigen Trägerrahmen 38 mit einer öffnung 40 auf. Die öffnung 40 dient zur Aufnahme einer flachen, aus mehreren Wicklungen bestehenden Spule 42. Die Spule 42 weist eine öffnung 44 auf. Der Trägerrahmen 38 bildet deshalb des Spulenträgerteil des Hammers, 22.

Der Trägerrahmen 38 ist über einen sich verjüngenden Halsteil 46 mit einem flexiblen länglichen Stützteil 48 verbunden, der zum Abstützen des Hammers an, der Stützstruktur des Druckkopfs dient. Der Stützte!1 48 weist eine Ausnehmung 5O zur Aufnahme von Zuleitungen 36 zur Verbindung der Spule 42 mit der elektrischen Antriebsschaltung auf.

Am rechten Ende des Stützteils 48 in Fig. 2 und 3 ist ein gegabelter Teil 52 mit einer zentralen Öffnung vorgeseheil, durch die

die Welle 34 verläuft _B an der der Hammer 22 freitragend an dem Druckkopf angeordnet ist» Wie aus Fig. 2ersichtlich.. ist, ist das Bodenglied 10 mit einer rechteckförmigen öffnung 54 versehen, die derartig ausgebildet ist* daß die Bodenteile der gegabelten Teile 52 darin aufgenommen i^erden können« In dieser Weise ist eine richtige Positionierung des gegabelten Teils 52 und damit des Hammars 22 relativ zu der Stützstruktur gewährleistet.

Auf beiden Seiten des Trägerrahmans 38 ist jeweils eine Schicht 5S„SQ-~:aus einem wärmeleitenden Material befestigt ₀ welche Schichten als Einrichtung zur Wärmeabfuhr dienen» Die Schicht 58 ist rechteckförmig ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, und weist eine Schichtdicke von etwa 0,025 mm auf. Der Äußenumfang der Schicht 58 fSllt etwa mit dem AuSentunfang des Trägerrahmans 38 zusammen, an dem diese Schicht befestigt ist. Die Schicht 58 x-jeist eine zentrale öffnung 62 auf, die etwa mit der Öffnung 44 in der Spule 42 zusammenfällt. Der Abstand zwischen dem Umfang der Schicht 58 und der Kante der öffnung 62 ist gleich oder größer als die entsprechenden Abmessungen des Trägerrahmens 38 und der Spule 42. Die Schicht 58 bedeckt deshalb die Seite des Rahmanteils, an der sie befestigt ist und erstreckt sich über einen Teil der öffnung 40,um auch eine Seite der Spule 42 abzudecken.

An der gegenüberliegenden Seite des Rahmanteils 38 ist die Schicht SO befestigt, die wie die Schicht 58 ausgebildet und angeordnet ist, ausgenommen,daß sich ein länglicher Teil 64 davon ausgerichtet mit dem Stützteil 48 des Hammers 22 erstreckt. Der Zweck des länglichen Teils 6 4 des Glieds 60 besteht darin, die Ausnehmung 50 abzudecken, so daß die darin angeordneten Zuleitungen 36 vollständig umhüllt sind, um ein Verwiekeln oder Beschädigungen der Zuleitungen zu vermeiden. Die Schicht 60 weist eine öffnung 66 auf, die der öffnung 44 der Spule 42 entspricht und so ausgebildet ist, daß die andere Seite des Trägerrahmens 38 und der Spule 42 abgedeckt wird. Die beiden Schichten weisen eine verhältnismäßig glatte Außenfläche 68, 70 auf.

Die Schichten 58 und 60 haben drei unterschiedliche Funktionen. Erstens dienen diese Schichten als Einrichtung zur Wärmeabfuhr, indem sie eine verbesserte Wärmeableitung der Wärme ermöglichen,

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die durch die Spule 42 wegen derer elektrischen Betätigung erzeugt wird. Mit einer derartigen Konstruktion zur Ermöglichung einer Wärmeableitung wird die Arbeitsweise des Hammers nicht nachteilig beeinflußt. Insbesondere wird durch die Schichten 58, 60 die Masse oder Dicke des Hammers nicht wesentlich vergrößert, weil disse Schichten äußerst dünn sein können und deswegen eine geringe Masse aufweisen. Deshalb wird durch die Schichten 58,60 die Trägheit des Hammers praktisch nicht erhöht, so daß keine größeren elektromagnetischen Kräfte zur Bewegung des Hammers mit den daran befestigten Schichten 58, 60 erforderlich sind. Da auch die Dicke der Hämmer durch die Schichten 58,60 nicht wesentlich erhöht wird, kann eine verhältnismäßig große Anzahl derartiger Hämmer zwischen den Magneten angeordnet werden, ohne daß sich ein zusätzlicher Raumbedarf ergibt. Diese beiden Faktoren sind von besonderer Bedeutung, weil die Einrichtung zur Wärmeabfuhr von den Hämmer getragen werden muß, und deshalb auch mit disen bewegt werden muß.

Die zweite Funktion der Schichten 58,60 besteht darin, einen Berührungsschutz für die Spule 42 zu bilden und diese in einer geeigneten Relativlage an dem Trägerrahmen 38 zu befestigen. Vorzugsweise weist die Spule 42 mehrere Wicklungen auf, die mit einem diese zusammenhaltenden überzug an sich bekannter Art beschichtet sind. Das Beschichten der Wicklungen kann durch eine Wärmebehandlung oder durch Verdampfung eines Lösrungsmittels erfolgen. Bei einer Wärmebehandlung werden die Wicklungen in einem Ofen oder durch Widerstandserhitzung auf die erforderliche Temperatur gebracht. Bei Verwendung eines ein Lösungsmittel enthaltenden Materials werden die Wicklungen beim Wickeln durch mit einem Lösungsmittel getränkten Filz gezogen. In beiden Fällen werden die einzelnen Wicklungen anhaftend miteinander verbunden. Bei bekannten Hammerkonstruktionen kann es jedoch vorkommen, daß auch bei normalen mechanischen Beanspruchungen der Hämmer beim Betrieb eines Schnelldruckers sich einige Wicklungen ablösen. Ein derartiges Ablösen wird jedoch durch die Schichten 58,60 verhindert, weil die Spule 42 eng zwischen den Schichten 58,60 angeordnet wird, wenn diese an dem Trägerrahmen 38 befestigt werden, so daß die Wicklungen der Spule während des Betriebs zuverlässig in ihrer richtigen Lage gehaltert werden. -· -

Wie bereits erwähnt xixxxäe, wird die Spule 42 durch die Befestigung der Schichten 58,60 auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerrahmens 38 gehaltert und abgedeckt» Bei einer derartigen Konstruktion ergibt sich automatisch eine richtige Anordnung der Spule 42 in der öffnung 40 des Trägerrahmens 38 und eiae Halterung in dieser Lage durch die Anlage der Innenflächen der Schichten 58,60.

Die dritte Funktion der Schichten 58 und 60 besteht darin, daß durch deren glatte Außenflächen 68 und 70 Lagerflächen gebildet werden, durch welche der Trägerrahmen und die Spule 42 vor Abnutzungserscheinungen durch Reibungseingriff mit anderen Teilen des Druckkopfs geschützt werden. Dadurch wird die Lebensdauer der Druckhammer und der Spule.verbessert« Abnutzungseffekte sind auf die Oberflächen 68 und 70 beschränkt, durch welche Abnutzungen keine wesentlichen Strukturen der Druckhammer beschädigt werden .

Von der Unterseite des Trägerrahmens 38 ragt ein Trägerteil 72 vor,.an dem ein Druckstift 74 befestigt ist. Der Druckstift 74 erstreckt sich nach unten durch ein Lager 76, das auf der Unterseite des Druckkopfs an dem Glied 10 angrenzend an das zu drukkende Papier 79 angeordnet ist» Das Lager 76 weist eine Anzahl von öffnungen 78 auf, durch die sich die betreffenden der Druckstifte 74 an jedem der Hämmer 22 erstrecken. Das Lager 76 dient deshalb dazu, die Anschlagenden der Druckstifte in der vorherbestimmten Anordnung genau zu führen-

Der Druckhammer 22 besteht vorzugsweise aus Aluminium, x^eil dieses Material ein geringes spezifisches Gewicht und eine gute Flexibilität aufweist. Ferner kann der Hammer aus einer Aluminiumschicht verhältnismäßig einfach ausgestanzt werden» Der Druckstift 74 besteht vorzugsweise aus Wolfram oder dergleichen Material g das eine gute Abriebfestigkeit aufweist. Eine Abnutzung des Druckstifts 74 wird in der Hauptsache beim Anschlag verursacht. Durch eine wesentliche Abnutzung des Anschlagendes würde die Schärfe der ausgedruckten Punkte -verringert, so daß es unter Umständen vorkommen kann, daß überhaupt kein Punkt gedruckt wird. Es ist deshalb erforderlich, daß die Druckstifte eine gute Abriebfest! gkeit aufweisen.

Eine Schwierigkeit bei bekannten Verfahren zur Befestigung des Druckstifts mit Hilfe von Klebstoff oder Lötmittel besteht darin, daß dabei die Verbindungsstelle des Druckstifts aus Wolfram und des Trägerrahmens aus Aluminium in vielen Fällen nicht zufriedenstellend ist. Die Verbindung zwischen dem Trägerrahmen und dem Druckstift muß ausreichend steif und stark sein, damit durch die schnellen Hammerbewegungen verursachte KrSfte aufgenommen werden können. Fertner sollte die Verbindungsstelle derart ausgebildet werden, daß die Breite oder Masse des Hammers an der Verbindungsstelle möglichst nicht erhöht wird.

Wie am besten aus Fig. 2 und 5 ersichtlich ist, ist der Trägerteil 72 des Hammers 22 länglich in Bewegungsrichtung ausgebildet. Entlang der Mittellinie des Trägerteils 72 ist eine Ausnehmung 80 ausgebildet, von welcher der Druckstift aufgenommen wird. Die Ausnehmung 80 ist länglich in Richtung der Bewegung des Druckstifts ausgebildet. Die Ausnehmung 80 wird dadurch hergestellt, daß eine Anzahl von Einschnitten in gleichen Abständen in einer Richtung senkrecht zu der Bewegungsrichtung des Druckstifts ausgebildet wird, um eine Anzahl von Klemmelementen 82 zu bilden, die sich ebenfalls parallel zueinander erstrecken. Die Klemmelemente 82 werden relativ zu der Mittellinie vorgebogen oder zurückgebogen, was in einfacher Weise durch Ausstanzen oder durch Krimpfen des Trägerteils 72 erfolgen kann.

Wie am besten aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Krimpfelernente 82 abwechselnd vorgebogen bzw. zurückgebogen. Dadurch wird die längliche Ausnehmung 80 ausgebildet, in welche der Druckstift eingesetzt und durch Reibungskräfte durch die Klemmelemente 82 gehaltert wird. Das obere Ende des Druckstifts liegt an der durch den obersten Einschnitt 83 (Fig. 4) gebildeten Kante an, so daß die Stoßkraft beim Anschlag von dem Trägerrahmen aufgenommen wird. Deshalb wird der Druckstift in der Ausnehmung 80 durch die Klemmelemente 82 eingeklemmt, die abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten des Druckstifts angreifen. Zur weiteren Verbesserung der Befestigung des Druckstifts an den Klemmelementen 82 kann eine dünne Klebstoffschicht vorgesehen werden. Diese Klebstoffschicht kann so dünn ausgebildet werden, daß dadurch die Dicke des Trägerrahmens praktisch nicht erhöht wird. Eine derartige Konstruktion gewährleistet eine starre und starke Verbindung zwischen dem

Druckstift 74 aus Wolfram und dem Trägerteil 72 aus Aluminium»

Wie ^:am besten aus Fig„ 4 ersichtlich ist, kann die Dicke des gerrahmens etv?a 0,4 mm betragen» Da die Dicke jeder der Schichten 58j60 nur etwa 0,025 mm betragen kann,, wird dadurch die Gesamtdicke nur um etwa Q, 05 mm erhöht» Da der Trägerrahmen eine Dicke von 0,4 mm aufweist, hat auch der nächste Trägerteil 72 eine entsprechende Dicke. Nach dem Äusbiegen der Klemmelernente 82 in entgegengesetzten Richtungen relativ zu der Mittellinie sur Ausbil- · dung der Ausnehmung 80,werden diese derart ζusammengedrückt,. daß die zentralen Bereiche davon, die an dem Druckstift 74 angreifen, eine verringerte Dicke von etwa 0,075 mm aufweisen.* Selbst wenn also die Klemmelernente 82 richtig auf gegenüberliegenden Seiten des Druckstifts 74 angeordnet sind, dessen Durchmesser etwa 0,33 mm beträgt, beträgt die Gesamtdicke des Trägerteils 72 im dicksten Bereich im wesentlichen etwa 0,475 mm, also nur etwa 0,025 mm mehr als die Dicke des Trägerrahmens mit den daran befestigten Schichten 58,60» Die Dicke jedes der Klemmelemente 82 plus dem Radius des Druckstifts ist deshalb etwa gleich der Hälfte der Dicke des Trägerrahmens. Durch eine derartige· Konstruktion der Verbindungsstelle xtfird deshalb die Dicke des Hammers nicht wesentlich erhöht» Da keine Fremdsubstanzen (gegebenenfalls mit Ausnahme einer dünnen Klebstoffschicht) verwendet werden müssen, um den Druckstift zu befestigen, wird deshalb durch äLese Verbindungskonäruktion nur eine geringfügige zusätzliche Masse hinzugefügt.

Auf der Oberseite des Trägerrahmens 38 ist ausgerichtet mit dem Trägerteil 72 ein Anschlag 84 ausgebildet, der mit einem die Bewegungsenergie des Hammers aufnehmenden Anschlag 86 auf der Unterseite des oberen Glieds 12 zusammenarbeitet, um die Rückwärtsbewegung des Hammers zu begrenzen. Eine richtige Ausrichtung des Trägerteils 72 und damit des Druckstifts 74 mit dem Anschlag 84 relativ zu dem Trägerrahmen 38 ist sehr wichtig, um eine genaue Arbeitsweise des Hammer zu gewährleisten.

Es wurde experimentell festgestellt, daß der gegenüber mechanischen Belastungen, di<a durch Ausbiegen des Hammers und durch den Anschlag des Druckstifts verursacht werden, empfindlichste Bereich des Hammers derjenige ist, indem der sich verjüngende Halsteil

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in den Stützteil 48 mündet. Einerseits ist es wünschenswert, den Hammer 22 so dünn und leicht wie möglich auszubilden/ damit die für seine Bewegung erforderliche Kraft möglichst gering ist. Andererseits ist es jedoch erforderlich, daß der Hammer eine ausreichende Festigkeit bei den wiederholten Anschläfen aufweist. Obwohl es möglich ist, den Hammer 22 extrem dünn auszubilden und den Verbindungsbereich zwischen dem Halsteil 46 und dem Stützten 48 zu verstärken, würde durch eine derartige Verstärkung die Masse erhöht und im allgemeinen auch die Dicke des Hammers, was aus den erwähnten Gründen unerwünscht ist.

Eine Analyse der ausftretenden Kräfte zeigt, daß der gefährdete Teil zwischen dem Halsteil 46 und dem Stützteil 48 aufgrund von Torsionsschwingungen abbrechen kann, die nach einem Anschlag auftreten können. Es wurde jedoch festgestellt, daß keine derartigen Torsionsschwingungen nach einem Anschlag auftreten, wenn der Druckstift 74 an dem Druckhammer 22 entlang einer Linie angeordnet wird, die durch das Schlagzentrum des Druckhammers verläuft. Bei einer derartigen Anordnung ist es nicht erforderlich, den gefährdeten Teil des Drückhammers zu verstärken, um eine Bruchgefahr wegen der sonst vorhandenen Torsionsschwingungen zu vermeiden. Bei der genannten Anordnung kann deshalb der Druckhammer grössere Stoßkräfte aushalten. .

Das Schlagzentrum des Druckhammers kann durch Ermittlung des Zentrums der rotierenden Masse berechnet werden. Dies kann näherungsweise dadurch erfolgen, daß entweder die Bewegung des Hammers analog zu einer Pendelbewegung betrachtet wird, oder daß bekannte Formeln für freitragende Träger verwendet werden. Es wurde experimentell bestätigt, daß der Hammer wesentlich größere Stoßkräfte vor dem Auftreten eines Bruchs aushalten kann, wenn der Druckstift entlang einer Linie angeordnet wird, die durch das Schlagzentrum des Hammers verläuft.

Es wurde deshalb ein Druckhammer für einen Rasterdrucker beschrieben, der äußerst dünn ist und eine sehr kleine Masse hat, so daß nur eine verhältnismäßig kleine elektromagnetische Kraft erzeugt werden muß, um den Hammer zu bewegen, und so daß eine Anzahl derartiger Hämmer zwischen zwei Permanentmagneten angeordnet werden kann. Dieser Hammer weist einen Trägerrahmen auf, in dessen öff-

nung eine flache Spule angeordnet ist. Auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerrahmens sind thermisch leitende metallische Schichten befestigt, die in Berührung mit den Seiten der Spule stehen und zur Wärrasableitung von der Spule dienen. Diese wärmeableitenden Schichten dienen ferner dazu, die Spule zu schützen und in der richtigen Lage an dem Trägerrahnten zu haltern. Da die Masse der Schichten sehr gering ist, wird durch diese zusätzliche Masse die Trägheit des Hammers nicht wesentlich erhöht. Die Außenflächen der Schichten bilden Lagerflächen, welche den Trägerrahmen und die Spule gegen Abnutzungseffekte schützen, die durch eine Berührung mit anderen Teilen des Druckkopfs bei Bewegungen des Hammers verursacht werden können«

Im Schlagzentrum des Hammers ist ein Druckstift befestigt, um das Austreten von Torsionsschwingungen zu vermeiden, die sonst durch den Anschlag des Druckstifts verursacht werden» Deshalb besteht bei derartigen Hämmern auch bei erhöhten Stroßkräften keine Bruch gefahr.

Der Druckstift ist an dem Trägerr ahmen in einer Ausnehmung angeordnet , die in Richtung der Bewegung des Druckstifts verläuft und

verquer/laufende Klemme leinen te aufweist, die abwechselnd auf gegenüberliegenden Seiten der Ausnehmung ausgebildet sind., Zwischen diesen Elementen wird der Druckstift zuverlässig durch Reibungskräfte gehaltert. Eine derartige Befestigung ergibt eine sehr stabile Verbindung, ohne daß dadurch die Dicke des Trägerrahmens an der Verbinungsstelle wesentlich.erhöht wird-

Claims

alderins General Instrument Corporation, Clifton, EJ.J= ,USA

Patentansprüche

Druckhammer für einen Punktraster-Druckkopf bestehend aus
einem elastischen Stützteil (48), an dem ein Trägerrahmen
(38) angeordnet ist, in dessen öffnung eine flache Spule
(42) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trägerrahmen (38) eine mit diesem bewegliche Einrichtung (58,SO) zur Wärmsabfuhr von der Spule
(42.) vorgesehen ist..

Dr uckh amins r nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnetj, daß die Einrichtung zur Wärmeabfuhr aus
einer· >dünnen Schicht (58,60) aus thermisch leitendem Material besteht, die an dem Trägerrahmen (38) befestigt ist und sich in Berührung mit der flachen Spule (42) erstreckt«

Druckhammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (58,60) einen ersten Teil aufweist, der auf einer Seite des Trägerrahmens (38) befestigt ist, sowie einen zweiten Teil, der sich von dem Trägerrahmen über mindestens einen Teil der öffnung (40) erstreckt, in dem die Spule (42) angeordnet ist.

Druckhammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil der Schicht in Berührung mit einer Seite der flachen Spule (42) steht und diese

abdeckt.

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5. Druckhammer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e kennzei chnet, daß die Spule (42) eine öffnung (44) aufweist, daß in dem zweiten Teil der Schicht (58,60) eine Öffnung (62,66) vorgesehen ist, und daß die Spulenö ff llung (44) mit dieser öffnung (62,66) zusammenfällt.

6. Druckhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kenn zei chnet, daß der Außenumfang (58,60) der Schicht mit dem Außenumfang des Trägerrahmesn (38) zusammenfällt.

7. Druckhammer nach· einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (58, 60) eine glatte Außenfläche (68,70) aufweist, welche den Trägerrahmen (38) und die flache Spule (42) gegen eine Berührung mit anderen Teilen des Druckkopfs bei der Bewegung des Druckhammers schützt.

8. Druckhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a durch gekennzeichnet, daß der Stützteil (48) eine Ausnehmung (50) aufweist, in der eine Zuleitung (36) der Spule (42) angeordnet ist, und daß die Schicht (60) sich von dem Trägerrahmen (38) entlang dem Stützteil (48) erstreckt und die Ausnehmung (50) abdeckt.

9. Druckhammer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten des Rahmens (38) eine Schicht (58,60) aus dem thermisch leitenden Material befestigt ist.

10. Druckhammer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (42) zumindest teilweise zwischen den Schichten (58,60) angeordnet ist.

11. Druckhammer nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e kennzei chnet, daß die beiden Schichten (58,60) einen ersten Teil aufweisen, der auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerrahmens (38) befestigt ist, sowie einen zweiten Teil, der sich von dem Trägerrahmen (38) über mindestens einen Teil der öffnung (40) erstreckt.

12. Druckhammer nach Anspruch 11, dadurc h gekennzeichnet, daß der zweite Teil jeder Schicht (58,60)

in Berührung mit der betreffenden Seite der flachen Spule (42) steht und diese abdeckt»

13« Druckhammer nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekannte! e h η e t, daß mindestens ein Teil der flachen' Spule (42) swischen dem zweiten Teil der beiden Schichten (58, 60) angeordnet ist»

14ο Druckhammer nach einem der Ansprüche B bis 13, dadurch gekennzeichnet,, daß jede der beiden Schichten (58,60) eine glatte Außenfläche (68,70) aufweist, welche den Trägerrahmen (38) und die Spule (42) gegen eine Berührung mit anderen Teilen des Druckkopfs bei einer Bewegung des Druckhammers schützt»

15, Druckhammer nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützteil (48) eine Ausnehmung (50) aufweist^, Mder eine Zuleitung (36) zur Spule angeordnet ist, und daß die erste Schicht (60) sich von dem Trägerrahmen (38) entlang dem Stützteil (48) erstreckt und . die Ausnehmung (50) abdeckt.

„ Druckhammer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, an dem ein Druckstift an einem Trägerteil des Trägerrahmens angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerteil (72) für den Druckstift (74) im Schlagsentrum des Druckhammers (22) angeordnet ist.

17= Druckhammer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Anschlag (84) auf der Oberseite des Trägerrahmsns (38) in einer mit dem Trägerteil (72) ausgerichteten Lage erstreckt»

18. Druckhammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Trägerteil (72) eine sich in Bewegungsrichtlang erstreckende längliche Ausnehmung (80) vorgesehen ist, daß erste und zweite Klemmelemente (82) sich in Querrichtung zu der Ausnehmung (80) erstrecken _t und daß die Klemme ie mente (82) abwechselnd auf unterschiedlichen Seiten der Ausnehmung (80) angeordnet sind . und in Reibungseingriff mit dem in der Ausnehmung (80) angeordneten Druckstift (74) steht.

19. Druckhaminer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Dicke eines der Klemmelemente (82) und des Radius des Druckstifts (74) angenähert gleich der Hälfte der Dicke des Trägerrahmens (38) ist*