DE3148553C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Punktmatrixdrucker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Punktmatrixdrucker dieser Gattung wird in der DE-OS 25 39 594 vorgeschlagen. Bei diesem bekannten Drucker sind zu Paketen zusammengefaßte Punkt-Druckelemente gleicher Länge durch Elektromagnete betätigbar, die auf beiden Seiten der Punkt-Druckelemente in deren Längsrichtung versetzt angeordnet sind. Zur Betätigung von beispielsweise zwanzig Punkt-Druckelementen, die in vier gleich großen Paketen jeweils gleitfähig stapelförmig geschichtet sind, sind auf jeder Seite der Punkt-Druckelemente zehn Elektromagnete erforderlich. Da die Magnete in Längsrichtung der Punkt-Druckelemente hintereinander angeordnet sind, addieren sich ihre Abmessungen in dieser Richtung. Somit kann eine bestimmte Baulänge der Punkt-Druckelemente, im Beispielsfall die zehnfache Bauhöhe der Magnete, nicht unterschritten werden. Neben den Nachteilen einer großen Baulänge sowie verhältnismäßig großem Gewicht der Punkt-Druckelemente und somit entsprechend großer Trägheit bei ihrer Betätigung ergibt sich der Nachteil, daß aufgrund der nicht unterschreitbaren Baulänge der Punkt-Drucknadeln erhöhte Haft- und Reibungskräfte zwischen ihnen auftreten. Zur Überwindung dieser Kräfte sind daher größere Betätigungsmagnete erforderlich, die aufgrund der größeren Abmessungen ihrerseits die Baulänge der Drucknadeln und damit die zu überwindenden Haft- und Reibungskräfte erhöhen. Zur Herabsetzung der zwischen dem Punkt- Druckelementen wirksam werdenden Kräfte ist in der DE-OS 25 39 594 vorgeschlagen, die Flachseiten der Drucknadeln leicht gerippt auszugestalten und zugleich zu härten, woraus sich jedoch ersichtlich der Nachteil eines notwendig erhöhten Fertigungsaufwandes ergibt.

Weiterhin ist aus der DE-AS 21 45 116 ein Punktmatrixdrucker mit als Tauchankerantrieben ausgebildeten Magnetantrieben bekannt, dessen Punkt-Druckelemente zur Verminderung der gegenseitigen Reibungskräfte jeweils eine einseitige Aussparung über den größten Teil ihrer Länge aufweisen. Dabei ist die Aussparung jeweils in Richtung der Dicke der Punkt- Druckelemente angeordnet, so daß die Aussparungen der geschichteten Punkt-Druckelemente jeweils in dieselbe Richtung weisen. Im Hinblick auf eine ausreichende mechanische Stabilität kann die Dicke der Punkt-Druckelemente im Mittenbereich ein Mindestmaß nicht unterschreiten, so daß aufgrund der entsprechend dickeren Endbereiche die erzielbare Dichte der Druckbereiche begrenzt ist.

Schließlich ist aus der DE-AS 12 53 940 ein Punktmatrixdrucker bekannt, bei dem die Überführung der nebeneinander liegenden Punkt-Druckelemente in ihre Druckstellung mittels Elektromagneten über Umlenkhebel erfolgt. Der Aufbau dieses Punktmatrixdruckers ist ausgesprochen aufwendig, beansprucht verhältnismäßig viel Raum und erfordert, insbesondere im Hinblick auf die relativ hohen Reibungskräfte zwischen den aneinander liegenden Punkt-Druckelementen, Elektromagnete hoher Leistung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile des gattungsgemäßen Punktmatrixdruckers durch Herabsetzung der zwischen den Punkt-Druckelementen auftretenden Reibung einen Punktmatrixdrucker von kompaktem Aufbau und geringem Gewicht zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale nach Anspruch 1.

Dadurch, daß die Punkt-Druckelemente in der erfindungsgemäßen Weise ausgebildet und geschichtet sind, ist gewährleistet, daß zwischen benachbarten Punkt-Druckelementen über den größten Teil ihrer Länge keinerlei Haft- und Reibungskräfte wirksam werden können. Die Punkt-Druckelemente berühren sich lediglich in ihren Endbereichen, haben also in den den größten Teil ihrer Länge ausmachenden Mittenbereichen keinen Kontakt miteinander. Infolge der Verminderung der Breite der Punkt-Druckelemente im Mittenbereich durch die dort vorgesehene Ausnehmung ergibt sich vorteilhaft eine erhebliche Verminderung des Gewichts jedes Punkt-Druckelementes und somit der bei seiner Betätigung zu überwindenden Trägheitskräfte. Dies wiederum führt vorteilhaft dazu, daß die zur Betätigung der Punkt-Druckelemente vorgesehenen Elektromagnete in ihrer Leistung und mithin in ihren Abmessungen klein gehalten werden können, so daß sich insgesamt eine besonders kompakte Bauweise sowie ein geringes Gewicht des Punktmatrixdruckers ergibt.

Infolge des erheblich verminderten Gewichts der Punkt-Druckelemente ergibt sich zugleich der Vorteil, daß sich eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit des Punktmatrixdruckers erreichen läßt.

Außerdem ist es bei dem erfindungsgemäßen Punktmatrixdrucker möglich, eine besonders hohe Dichte der Druckbereiche der Punkt-Druckelemente zu erzielen, denn die gegenüber den Endbereichen der Punkt-Druckelemente vorgenommene Querschnittsverminderung im Mittenbereich erfolgt in Richtung der Breite der Punkt-Druckelemente, nicht in Richtung ihrer Dicke. Somit brauchen die einander berührenden Endbereiche der Punkt- Druckelemente nicht dicker zu sein als die Mittenbereiche. Die Punkt-Druckelemente können somit gleichmäßig dünn aufeinander geschichtet sein, so daß der Abstand benachbarter Druckbereiche nicht größer ist als die Dicke der Punkt- Druckelemente selbst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Maßnahmen des Anspruchs 2 wird eine weitere Reduzierung der Baulänge des Punktmatrixdruckes möglich. Sind die freien Endbereiche mindestens eines Teils der Anker der Elektromagnete in Richtung der Längsachse der Punkt-Druckelemente ausgebogen, so ist es nicht erforderlich, alle Elektromagnete hintereinander in Richtung der Längsachse der Punkt-Druckelemente anzuordnen. Vielmehr kann zumindest ein Teil der Elektromagnete in einer zur Längsachse der Punkt- Druckelemente senkrechten Ebene nebeneinander angeordnet werden und gleichwohl zwischen formschlüssige Kupplungsnasen der Punkt-Druckelemente eingreifen.

Entsprechend wird es gemäß Anspruch 3 vorteilhaft möglich, daß der freie Endbereich mindestens eines Teils der Anker der Elektromagnete unter einem Winkel (α) zur Gleitfläche der Punkt-Druckelemente zwischen die seitlichen Kupplungsnasen eingreift, so daß eine Anordnung der Elektromagnete um die Längsrichtung der geschichteten Punkt-Druckelemente vorgesehen werden kann.

Bei der in Anspruch 4 vorgeschlagenen Anordnung der Elektromagnete können vorteilhaft besonders geringe Abmessungen des Punktmatrixdruckers erreicht werden, denn bei ringförmiger Anordnung der Elektromagnete in mehreren Stufen lassen sich eine große Anzahl von Punkt-Druckelementen bei Minimierung der Baugröße des Punktmatrixdruckers betätigen.

Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht eines Punkt-Druckelementes;

Fig. 2A und 2B eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines Punktmatrixdruckwerkes, das durch Schichtung der Punkt-Druckelemente nach Fig. 1 gebildet wird;

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Puntkmatrixdruckwerkes, welches durch Schichtung der Punkt-Druckelemente nach Fig. 1 gebildet wird; und

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B nach Fig. 2A.

Die Fig. 1, 2A und 2B stellen eine Ausführungsform der Erfindung dar. Ein Punkt-Druckelement 10 ist aus dünnem Material blattförmig ausgebildet. Ein Druckbereich 13 ist an einem vorderen Endbereich 12 des Punkt-Druckelementes 10 derart angeordnet, daß er in Richtung der Hauptachse des Punkt-Druckelementes 10 vorsteht (in Richtung durch die Mitte der Breite des Blattes). Kupplungsnasen 14 sind auf einer Seite des Punkt-Druckelementes 10 angeordnet.

Ein Anker 6 eines Elektromagnetes 5 greift zwischen die Kupplungsnasen 14 ein, so daß, wenn ein Steuerstrom an den Elektromagneten 5 angelegt wird, der Anker 6 zur Bewegung nach rechts bzw. links, bezogen auf Fig. 1, veranlaßt wird, und das Punkt-Druckelement 10 ebenfalls zur Bewegung nach rechts und links veranlaßt wird und dadurch das Druckpapier mit einem Punkt versieht.

Eine erforderliche Anzahl von Druckelementen 10, 10 ... werden in der Richtung ihrer Blattstärke geschichtet, wie es in Fig. 2A und 2B dargestellt ist, und an ihren vorderen und hinteren Endbereichen 2, 7 jeweils durch Führungsvorrichtungen 8, 8 ... geführt, und bilden dadurch ein Punkt- Matrixdruckwerk. In diesem Fall wird eine Anordnung von Elektromagneten 5, 5 ... ringförmig angeordnet, so daß die Punkt-Druckelemente 10, 10 ... umschlossen werden, wie es in Fig. 4 oder 5 dargestellt ist. Diese Anordnung wird möglich, da die Kupplungsnasen 14 an einer bezüglich der Axialrichtung frei wählbaren Stelle jedes Punkt-Druckelementes 10 angebracht werden können und da der Winkel α der Koppelung zwischen den Kupplungsnasen 14 und dem Anker 6 nahezu willkürlich ausgewählt werden kann. Wenn die Positionen dieser Kupplungsnasen 14, 14 ... geeignet gewählt werden, kann eine mehrfach abgestufte Anordnung der Elektromagneten 5, 5 ... extrem einfach realisiert werden. Wenn die Anzahl der Punkt-Druckelemente 10 beispielsweise zwölf beträgt, können zwölf Elektromagnete 5, 5 geteilt werden und in zwei Stufen angeordnet werden, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Wenn die Anzahl der Punkt-Druckelemente beispielsweise 18 oder 24 beträgt, können sie in gleicher Weise je halbiert werden, um die Zwei-Stufen-Anordnung zu bewerkstelligen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, den Punkt­ matrixdrucker in einer extremen Kompaktanordnung aufzubauen.

Wenn der Endbereich 6 a jedes Ankers in geeigneter Art und Weise gebogen ist, wie es in Fig. 2A dargestellt ist, wird es möglich, die Elektromagneten 5, 5 ... ringförmig an einer Stelle anzuordnen und die Kupplungspositionen der Kupplungsnasen 14, 14 ... entsprechend den Ankern 6, 6 ... in Richtung der Hauptachse der Punkt-Druckelemente 10 ... , zu verteilen. Diese Anordnung ermöglicht es, Schwierigkeiten zu vermeiden, die andernfalls deswegen vorkommen würden, weil die Eingreifpositionen extrem nahe beieinander sind. Da die Elektromagnete 5, 5 ... in einer Ebene angeordnet sind, kann der Aufbau von an diese Elektromagnete 5, 5 ... angepaßten Jochen ebenfalls vereinfacht werden.

Da der Punktmatrixdrucker mit Dünnschichten von blattartigen Punkt-Druckelememten in der Lage ist, die Schichtung der Punkt-Druckelemente als Ganze mittels einer Führungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, zu führen, kann der Aufbau des Druckwerkes drastisch vereinfacht werden. Zur Herabsetzung der zwischen den Punkt-Druckelementen im Betrieb auftretenden Reibungskräfte ist der Mittenbereich 18 jedes Punkt-Druckelementes 10 im Gegensatz zu den vorderen bzw. hinteren Endbereichen 12, 17 in Vertikalrichtung mit einer Ausnehmung versehen, die die Achse (X-X) freilegt, die durch die Mitten der Endbereiche 12, 17 verläuft. Dieses ist beispielhaft in Fig. 1 dargestellt, in der der Mittenbereich 18 als in der Darstellung oben abgelenkt verlaufend dargestellt ist.

Die erforderliche Anzahl von Punkt-Druckelementen 10, deren jedes die oben beschriebene Form aufweist, ist derart geschichtet, daß der in Fig. 4 dargestellte Punktmatrixdruckkopf gebildet wird. Die Punkt-Druckelemente 10 sind alternierend derart mit der Innenseite nach außen gedreht, daß die Mittenbereiche 18, 18 ... eines Paares benachbarter Punkt-Druckelemente voneinander nach rechts und links in Richtung der Hauptachse X-X getrennt sind. Die Entfernung der Trennung zwischen den Mittenbereichen 18, 18 ... der aneinandergrenzenden Punkt-Druckelemente wird dadurch bestimmt, daß die aufeinandergeschichteten Punkt-Druckelemente 10, 10 ... , nicht mit den angrenzenden Punkt-Druckelementen 10, 10 ... während des Durckbetriebes in Berührung kommen. Entsprechend dem Aufbau des Punktmatrixdruckkopfes, wie er oben beschrieben wurde, kommen die Mittenbereiche 18, 18 ... der Punkt- Druckelemente 10, 10 ... nicht miteinander in Berührung, und die Reibung zwischen den einzelnen Blättern tritt lediglich bei den Endbereichen 12, 17 auf, bei welchen die Punkt-Druckelemente 10, 10 ... durch die Führungsvorrichtung 8, 8 ... geführt werden.

Entsprechend dem Punktmatrixdruckwerk mit dem oben beschriebenen Aufbau erfährt ein bestimmtes Punkt-Druckelement, das mit einem bestimmten Elektromagneten in Eingriff steht, eine Verschiebung, wenn ein Steuerstrom an diesem bestimmten Elektromagneten angelegt wird und damit denselben anregt, und führt eine Punktierung durch. Eine Gruppe von derart durch den Steuerstrom erzeugten Punkten ergibt im Schriftbild einen gewünschten Buchstaben oder etwas ähnliches (z. B. auch ein Symbol, ein Diagramm, eine Zeichnung oder ähnliches). Da die Punkt- Druckelemente im Gegensatz zu den üblichen Elementen nicht gekrümmt sind, wird der Oberflächendruck der Führungsvorrichtung nicht besonders erhöht. Dementsprechend wird der Reibungswiderstand zwischen den Punkt-Druckelementen und der Führungsvorrichtung reduziert, damit wird die für den Antrieb der Punkt-Druckelemente erforderliche Energie reduziert und damit kann auch die Größe der Elektromagneten reduziert werden. Diese Tatsache ist ganz besonders vorteilhaft für die zusätzliche Anordnung von Punkt-Druckelementen. Insbesondere ist es mit dem Erfindungsgegenstand - im Gegensatz zum Stand der Technik - nicht mehr länger notwendig, Material mit einer hohen Abriebfestigkeit und großen Härte für die Führungsvorrichtung in der unmittelbaren Nähe des Druckbereiches zu verwenden. Damit wird die maschinelle Herstellung der Führungsvorrichtung erheblich vereinfacht und, da kaum Abrieb auftritt, verschlechtert sich die Druckqualität über eine lange Zeitperiode nicht.

Die Antriebskraft durch die Elektromagneten wird auf die Punkt-Druckelemente über die Kupplungsnasen auf deren seitliche Oberflächen übertragen, um damit eine maximale Biegesteifigkeit zu sichern. Entsprechend dieser Anordnung arbeiten die Punkt-Druckelemente sogar bei der Aufnahme der Antriebskraft stabil, ohne eine Krümmung zu erfahren. Bei der Verbindung der Punkt-Druckelemente und der Elektromagnete im Hinblick auf ihre Kupplung aneinander ist die Beziehung ihrer Positionen zueinander derart frei wählbar, daß sogar, wenn zusätzliche Druckelemente angeordnet werden, der Raum für die zusätzliche Anbringung von Elektromagneten nicht zu knapp wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei welchem der Druckbereich kreisringförmig ist, ist der Druckbereich in dem Druckwerk der vorliegenden Erfindung rechteckig, so daß die Punkt-Druckelemente bei weitem näher aneinander angeordnet werden können als bei den bekannten Druckern. Daher kann ein besonders klares Druckbild erzielt werden.

In einem Punktmatrixdruckwerk, bei welchem die Mittenbereiche der Punkt-Druckelemente Ausnehmungen von der Hauptachse aufweisen, so daß diese Mittenbereiche miteinander nicht in Berührung kommen, wird der Abrieb zwischen den Punkt-Druckelementen - wie oben beschrieben - so vermindert, daß der Betrieb der Punkt-Druckelemente bei weitem leichter und schneller wird und dadurch die erforderliche Energie vermindert wird. Dementsprechend kann die Größe der Elektromagneten vermindert werden und damit die Möglichkeit geschaffen werden, die Größe und das Gewicht des Punktmatrixdruckers selbst zu reduzieren. Auch wenn die Punkt-Druckelemente 10, 10 ... eine elastische Biegeverformung während des Betriebes erfahren, gelangen die Mittenbereiche 18, 18 ... weder miteinander in Berührung noch stören sie einander während ihrer Punktierungsfunktion und verhindern damit auch nicht einen weichen und leisen Druckbetrieb.

In Anbetracht der oben beschriebenen Vorteile besteht bei einem solchen Punktmatrixdrucker kaum eine Beschränkung für die zusätzliche Anordnung von Punkt-Druckelementen, und es kann eine weit bessere Druckschärfe erzielt werden als mit den bekannten Druckern.

Claims (4)

1. Punktmatrixdrucker mit mehreren gleitfähig stapelförmig geschichteten Punkt-Druckelementen, die seitliche formschlüssige Kupplungsnasen aufweisen, und mit mehreren Elektromagneten, die je einen Anker aufweisen, wobei die Anker der auf beiden Seiten der Punkt-Druckelemente angeordneten, zum Teil nebeneinander liegenden Elektromagnete so geformt sind, daß sie jeweils zwischen die Kupplungsnasen eines Punkt-Druckelementes eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jedes Punkt-Druckelementes (10) in einem zwischen seinen Endbereichen (12, 17) gelegenen Mittenbereich (18) durch eine Ausnehmung vermindert ist, die die durch die Mitten der Endbereiche (12, 17) verlaufende Achse (X-X) freilegt, daß die Punkt-Druckelemente (10) wechselweise geschichtet sind, so daß die Mittenbereiche (18) zweier jeweils benachbarter Punkt-Druckelemente (10) sich nicht berühren, und daß die Kupplungsnasen (14) auf der durchgehenden, nicht mit einer Ausnehmung versehenen Seite des Mittenbereiches (18) angeordnet sind.

2. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endbereiche (6 a) mindestens eines Teils der Anker (6) der Elektromagnete (5) in Richtung der Längsachse der Punkt-Druckelemente (10) ausgebogen sind.

3. Punktmatrixdrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Endbereich mindestens eines Ankers (6) der Elektromagnete (5) unter einem Winkel (α) zur Gleitfläche eines Punkt-Druckelementes (10) zwischen dessen Kupplungsnasen (14) eingreift.

4. Punktmatrixdrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (5) ringförmig und in mindestens zwei Stufen um die Punkt-Druckelemente (10) angeordnet sind.