DE3227801A1

DE3227801A1 - Nadeldruckkopf

Info

Publication number: DE3227801A1
Application number: DE19823227801
Authority: DE
Inventors: Peter 8501 Wendelstein Hirzinger; Karl-Heinz Dipl.-Ing. Dr. 3428 Duderstadt Vatterott
Original assignee: Triumph Adler AG Fuer Buero und Informationstechnik 8500 Nuernberg; TA Triumph Adler AG
Current assignee: TA Triumph Adler AG
Priority date: 1982-07-24
Filing date: 1982-07-24
Publication date: 1984-01-26
Also published as: JPH0256220B2; DE3227801C2; JPS5919175A; US4523866A

Description

TSP/Li/Gr/2269 ,* ^:··· · · · :' · _:"\ .^l 21. Juli 1982

Gegenstand der Erfindung ist ein Nadeldruckkopf mit piezoelektrischen keramischen Biegeschwingern als Antriebselemente für die Drucknadeln. Derartige Nadeldruckköpfe haben gegenüber solchen, bei welchen die Drucknadeln über Elektromagnetsysteme angetrieben werden, den Vorteil, daß sie wesentlich leichter ausgeführt werden können. Dies bedeutet, daß die während eines Druckvorganges zu bewegenden Massen wesentlich geringer gehalten werden können. Außerdem ergeben sich auch erhebliche Vorteile im Hinblick auf die Herstellkosten.

Die DE-PS 1 267 241 betrifft einen Nadeldruckkopf, bei welchem für jede Drucknadel ein Biegeschwinger mit einer Haltezunge vorgesehen ist. Diese Biegeschwinger sind in einem Block zusammengefaßt und weisen unterschiedliche Länge auf, so daß die Nadeln in einer Ebene angeordnet sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die zu bewegenden Haltezungen mit der Nadel in ihrer Länge und Masse verschieden sind. Um die dadurch verursachten verschiedenen Antriebskräfte in gleichen Zeitintervallen auszugleichen, muß die Steuerspannung jedem Element angepaßt werden. Dadurch wird ein derartiges System vom Steueraufwand her sehr teuer. Ein weiterer Nachteil ist die hohe Druckempfindlichkeit dieser vorgeschlagenen Anordnung. Außerdem kostet der Rückschwung zur Vergrößerung der Energie Zeit und ist deshalb für einen schnellen Druckkopf nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Nadeldruckkopf nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 zu schaffen, bei welchem die erwähnten Nachteile nicht auftreten. Außerdem soll die Herstellung und Montage wesentlich vereinfacht werden. Hierzu eignet sich eine Anordnung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1. Ein derartiger Nadeldruckkopf ist sehr massearm und einfach in der Herstellung und Montage. Hinzu kommt, daß die einzelnen Biegeschwinger gleichmäßig angesteuert werden können. Dadurch vereinfacht sich der Steueraufwand.

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Durch den Verbund Metall-Keramik u/ird eine hohe Bruchfestigkeit erzielt. Die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 betreffen die besondere Ausgestaltung der Vorrichtung für die Rückstellung der Drucknadeln in ihre Ruhelage. Besonders vorteilhaft ist es, die Ausführung nach den Merkmalen des Anspruches 4 zu wählen. Dadurch wird gewährleistet, daß während eines Arbeitsvorganges die Biegeelemente nicht mit dem Gehäuse des Nadeldruckkopfes in Berührung kommen. Eine Bruchgefahr der keramischen Biegeschwinger wird dadurch erheblich reduziert. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf die Lebensdauer des Nadeldruckkopfes aus. Eine Ausbildung nach den Merkmalen des Anspruches schafft die Möglichkeit, die im Inneren des Nadeldruckkopfes während seines Betriebs entstehende Wärme auf einfache Weise nach außen abzuführen. Durch die Hin- und Herbewegung des Nadeldruckkopfes entlang einer Druckgegenlage entsteht somit eine Belüftung, die die Wärmeableitung unterstützt. Gleichzeitig ist jedoch verhindert, daß stromführende Teile des aus dem Gehäuse herausragenden Ringes berührt werden können.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Nadeldruckkopf;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den metallenen Ring;

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels und

Fig. 5 ein Detail.

Der Nadeldruckkopf A besteht aus den beiden Gehäuseteilen 1 und 2, die beispielsweise auch aus Kunststoff hergestellt sein können. Die

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beiden Teile 1 und 2 können in bekannter Weise miteinander verschraubt sein. Im Inneren des Gehäuseteiles 1 befinden sich Führungen 3 für die Drucknadeln 4, deren Anordnung so getroffen ist, daß sie im Bereich des Mundstückes 5 in einer Ebene und im Bereich ihrer hinteren Enden 6 kreisförmig angeordnet sind. Diese Anordnung der Drucknadeln ist an sich bekannt.

Zwischen die Gehäuseteile 1 und 2 wird bei der Montage ein Ring 7 eingeklemmt, der radial nach innen ragende Zungen 8 aufweist. Die Anzahl der Zungen 8 des Ringes 7 entspricht der Anzahl der Drucknadeln. Am Ring 7 kann auch eine Anschlußfahne 9 für eine elektrisch leitende Verbindung vorgesehen sein. Die Zungen 8 dienen als Träger für die piezoelektrischen keramischen Biegeschwinger 10. Diese sind vorzugsweise auf die Zungen 8 des Ringes 7 aufgeklebt. Dies geschieht vorzugsweise; so, daß die Enden 11 der Zungen 8 die Biegeschwinger 10 überragen¹. Somit kommen die hinteren Enden 6 der Drucknadeln 4 nicht mit den Biegeschwingern 10 in Berührung, sondern lediglich mit den freien Enden 11 der Zungen 8.

Fig. 4 zeigt eine Ausführung ,in welcher auf der Ober- und Unterseite einer Zunge 8 des Ringes 7 jeweils ein Biegeschwinger 10 bzw. 10' angeordnet ist. Bei bestimmten Nadeldruckköpfen mag dies zweckmäßig sein. In diesem Falle würde das Biegeelement 10 auf Zug und das Biegeelement IQ' auf Druck beansprucht werden.

In Fig. 3 ist dargestellt, daß eine Drucknadel 4 an ihrem hinteren Ende 6, welches mit einem Kopf versehen sein kann, eine Feder 12 angreift, die sich im Inneren des Gehäuseteiles 1 abstützt. Eine derartige Feder 12 wäre für jede Drucknadel einzeln vorzusehen. Diese Anordnung bewirkt, daß die Drucknadel 4 unabhängig von der Zunge 8 bzw. des Biegeschwingers 10 bewegbar ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist dargestellt, daß das hintere Ende 6 der Drucknadel 4 eine Einschnürung 13 aufweisen kann, in die

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das gabelförmig ausgebildete freie Ende 11 der Zunge 8 eingreift. Dies ergibt eine formschlüssige Verbindung zwischen Zunge 8 und der Drucknadel 4, was bei bestimmten Nadeldruckköpfen erwünscht sein kann.

Es empfiehlt sich, die Anordnung der Biegeschwinger 10 auf den Zungen 8 so zu wählen, wie aus Fig. 5 ersichtlich. Das heißt, die Biegeschwinger 10 sind schmäler ausgebildet, als die Zungen 8. Es ist außerdem ratsam, im Gehäuseteil 1 entlang der Längsachse der Zunge 8 Aussparungen 14 vorzusehen, die so tief sind, daß sich beim Durchbiegen eines Biegeschwingers dieser nicht auf das Gehäuseteil 1 auflegen kann. Vielmehr würden sich in diesem Falle die Kanten 15 der seitlich über die Biegeschwinger 10 herausragende Zunge 8 auf die Kante 16 der Vertiefung 14 auflegen. Dadurch wird die Bruchgefahr der keramischen Biegeschwinger 10 erheblich verringert.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Ring 7 mit seinem Umfang 17 ringförmig aus dem Gehäuse 1/2 hinausragt. Dadurch kann die im Inneren entstehende Wärme auf einfache Weise nach außen abgeführt werden. Um zu vermeiden, daß jemand mit Spannung führenden elektrischen Teilen des Druckkopfes in Berührung kommt, empfiehlt es sich, ringförmige 18 oder kastenförmige 19 (Fig. 3) Abdeckungen vorzusehen. Diese können,um einen besseren Luftdurchsatz während der Bewegung des Nadeldruckkopfes zu erreichen, als radial nach außen ragende Stege mit geringem Abstand ausgebildet sein. Dadurch ergeben sich enge Schlitze, die zwar Luft hindurch treten lassen, aber vermeiden, daß z. B. mittels der Finger einer menschlichen Hand der Ring 7 berührt werden kann.

Der Ring 17 mit den Zungen 8 kann als einstückiges Stanzteil, z. B. aus Stahl, hergestellt werden. In besonderen Fällen kann es sich dabei auch um Federstahl handeln. Werden jedoch gem. Fig. 4 zwei Biegeschwinger 10 und 10' vorgesehen, muß der Ring 7 aus Aluminium hergestellt werden. Auch in diesem Falle ist es möglich, ihn als Stanzteil auszubilden.

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Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist es mit einer derartigen Anordnung möglich, einen Nadeldruckkopf zu erhalten, der sehr massearm ist und leicht hergestellt und montiert u/erden kann. Seine Ansteuerung vereinfacht sich dadurch, daß alle Biegeelemente gleichmäßig ansteuerbar sind. Dadurch verringert sich der Aufwand für die Ansteuerelektronik ganz erheblich. Gleichzeitig u/ird ein derart ausgebildeter Nadeldruckkopf nicht zu sehr überhitzt, u/eil sich die in seinem Inneren entstehende Wärme auf einfache Weise nach außen abführen läßt. Durch das ringsum geschlossene Gehäuse entsteht auch eine gute Schalldämpfung.

Leerseite

Claims

TSP/Li/Gr/2269 >"-'-. . i I .** . '.'\~ 2.Ϊ. Juli 1982 TRIUMPH-ADLER Aktiengesellschaft für Büro- und Informationstechnik Patentansprüche

1. iNadeldruckkopf mit piezoelektrischen keramischen Biegeschu/ingern

s Antriebselemente für die Drucknadeln, dadurc.h gekennzeichnet , daß die Biegeschwinger (10,10') für jede Drucknadel (4) auf einer aus einem als Stanzteil herstellbaren metallenen Ring (7) radial nach innen ragenden Zunge (8) aufklebbar sind und die freien Enden (11) der Zungen (8) mit dem hinteren Ende (6) der jeweiligen*Drucknadel (4) in Wirkverbindung steht.

2. Nadeldruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucknadeln (4) mittels einer Feder (12}, die sich sowohl am Gehäuse (1) als auch am hinteren Ende (6) der Drucknadel (4) abstützt, gegen die ihr zugeordnete Zunge (8) gedrückt wird.

3. Nadeldruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (8) mittels einem gabelförmigen Ende (11) das hintere Ende (6) der Drucknadel (4) in einer Einschnürung (13) umfaßt.

4. Nadeldruckkopf nach Ansprüchen 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die piezoelektrischen Biegeschufinger (10) schmäler als die Zungen (8) ausgebildet sind und diese in ihrer durchgebogenen Lage auf den seitlichen Kanten (16) einer Vertiefung (14) im Gehäuse (1) aufliegen.

5. Nadeldruckkopf nach Ansprüchen 1 und 2 oder 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (7) mit seinem Umfang (17) aus dem Gehäuse (1,2) heraus in einen belüftbaren aber gegen Berührung gesicherten Raum (18/19) hineinragt.