DE3329896C2

DE3329896C2 - Druckelement für Nadeldruckvorrichtungen

Info

Publication number: DE3329896C2
Application number: DE19833329896
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Kaufmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-08-18
Filing date: 1983-08-18
Publication date: 1986-02-20
Also published as: DE3329896A1

Abstract

Gemäß der Erfindung werden die einzelnen Druckelemente von Nadeldruckvorrichtungen mit Einzelantrieben in Form von piezo-elektrischen Wandlern versehen, die bei ihrer Einschaltung die freien, vorzugsweise um 90° abgewinkelten Enden von Metallfedern gegen ein Aufzeichnungsmedium vorbewegen und durch die innere Spannung der Metallfedern bei Abschaltung des piezo-elektrischen Antriebes wieder in die Ruhestellung gelangen. Vorzugsweise sind an den freien Enden der Metallfedern zweiarmige Hebel angelenkt, die bei entsprechender Hubvergrößerung an ihrem längeren Hebelarm die Druckspitzen gegen den Aufzeichnungsträger bewegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckelement für Nadeldruckvorrichtungen, bestehend aus einer federnd in Ruhestellung gehaltenen und mit einem piezoelektrischen Wandler verbundenen Blattfeder, welche über ein Hebelsystem mit einer Druckspitze verbunden ist.

Druckelemente der vorgenannten Art sind bekannt und beispielsweise in der DE-PS 6 81 442 beschrieben und dargestellt. Das bei solchen Druckelementen verwendete, als zweiarmiger Hebel ausgebildete Hebelsystem hat die Aufgabe, mit einem relativ kleinen Hub des piezoelektrischen Wandlers im Bereich der Druckspitze einen größeren Hub zu erzeugen. Hieraus resultiert aber, daß das Druckelement eine sehr große axiale Erstreckung erhält, wodurch der Einbau auf kleinem Raum sehr erschwert wird, vor allem wenn es sich um eine Nadeldruckvorrichtung handelt, bei der eine Vielzahl von Druckelementen einander eng benachbart untergebracht werden müssen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Druckelementes der einleitend genannten Art, welches ohne Beeinträchtigung einer sicheren Kraftübertragung vom Piezoelement zur Schreibspitze einen besonders gedrungenen Aufbau ermöglicht.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 ge-Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird nicht nur die Auslenkung einer Blattfeder in einen vergrößerten Hub einer Druckspitze umgesetzt die sich im wesentlichen parallel zur Blattfeder erstreckt sondern es

kommt auch noch hinzu, daß das einzelne Druckelement in Richtung quer zur Blattfeder nur relativ geringe Abmessungen aufzuweisen braucht, so daß man mehrere Reihen von Dmckelementen hintereinander setzen kann, was beispielsweise bei einer Anordnung gemäß

ίο DE-PS 6 81 442 nicht möglich ist

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert

In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Druckelement mit Piezo-Biegewandler und
F i g. 2 eine der F i g. 1 ähnliche Ausführungsform der Erfindung mit einem Piezo-Dickenwandler.

Die in der Zeichnung dargestellten Druckelemente sind jeweils Teil einer Nadeldruckvorrichtung, die eine Vielzahl von Drucknadeln enthält die entsprechend einer selektiven Steuerung das Druckbild pnnktartig zusammensetzen.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 ist in einer Ausnehmung 48 des Gehäuses 41 eine Blattfeder 42 fest eingespannt Diese Blattfeder 42 trägt an ihrer Oberseite eine Piezoschicht 43, deren Anschluß mit den Bezugszeichen 44 versehen ist Metallfeder 42 und Piezoschicht 43 wirken zusammen als Biegewandler. Wenn man den Piezo-Biegewandler 42/43 über seinen schematisch angedeuteten Anschluß 44 ansteuert, krümmt er sich und verschwenkt den Winkelhebel 140. Dieser Winkelhebel kann um eine Drehachse 141 verschwenken, die mit Abstand vor dem freien Ende der Blattfeder 43 liegt Es ist zu beachten, daß sich der längere Hebelarm des Winkelhebels 140 horizontal, d. h. quer zur Blattfeder 42 erstreckt An seinem freien Ende trägt der Winkelhebel 140 die Druckspitze 45, mit der der Aufzeichnungsträger 47 beaufschlagt werden kann. Es ist ferner zu beachten, daß die Druckspitze 45 sich im wesentlichen parallel zur Blattfeder 42 erstreckt. Der zweite Arm des Winkelhebels 140 wird gebildet von dem Hebelteil zwischen der Drehachse 141 und einer Kerbe 142, in die das freie Ende der Blattfeder 42 eingreifen kann. Da der Abstand zwischen Kerbe 142 und Drehachse 141 wesentlich kleiner ist als der senkrecht dazu gemessene Abstand zwischen der Drehachse 141 und der Betätigungsebene der

so Druckspitze 45, kommt es durch den Winkelhebel 140 zu einer Vergrößerung der von der Blattfeder 42 ausgelösten Bewegung. Es ist offensichtlich, daß die Gelenkverbindung zwischen dem freien Ende der Blattfeder 42 und der Kerbe 142 auch mittels anderer bekannter Gelenkverbindungen realisiert werden kann. Das Hebelübersetzungsverhältnis des Winkelhebels 140 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1:2 und 1:10.

Die abgewandelte Ausführungsform gemäß F i g. 2 ist der gemäß F i g. 1 sehr ähnlich. Es ist lediglich anstelle

der den Piezo-Biegewandler realisierenden Piezoschicht 43 ein Piezoblock 53 vorgesehen, der zwischen dem Mittelteil der Blattfeder 52 und einem Widerlager des Elemententrägers 51 liegt und sich über einen Anschluß 54 ansteuern läßt. Auch hier greift das freie Ende der Blattfeder 52 in eine Kerbe 152 ein, die an einem um die Drehachse 151 schwenkbaren Winkelhebel 150 angeordnet ist. Die mit dem Winkelhebel 150 verbundene Druckspitze 55 kann über eine Bohrung 56

im Vorrichtungsgesteli einen Aufzeichnungsträger 57 beaufschlagen, der auf einer Unterlage 58 verschiebbar ist

I Sei Verwendung von relativ kurzen Blattfedern 42,52

I läßt sich mit besonders hoher Druckfrequenz bei ausrei-I chendem Hub arbeiten, was außerordentlich erwünscht I ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

ίο

15

20

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ίί

35

40

ί

50

55

60

Claims

Patentansprüche:

1. Druckelement für Nadeldruckvorrichtungen, bestehend aus einer an ihrem Hinterende eingespannten, federnd in Ruhestellung gehaltenen und mit einem piezoelektrischen Wandler verbundenen Blattfeder, welche über ein Hebelsystem mit einer Druckspitze verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Blattfeder (42, 52) und Druckspitze (45,55) ein Winkeihebel (140,150) vorgesehen ist, dessen ihn quer durchsetzende Drehachse (141,151) mit Abstand vor dem freien Ende der Blattfeder (42, 52) liegt, dessen einer Hebelarm mit dem freien Ende der Blattfeder (42,52) gelenkig verbunden ist und dessen anderer Hebelarm sich im wesentlichen senkrecht zur Blattfeder (42, 52) erstreckt und an seinem Ende abgewinkelt die Druckspitze (45,55) trägt

X Druckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als gelenkige Verbindung am einen Hebelarm des Winkelhebels (140,150) eine Kerbe (142,152) vorgesehen ist, in die das freie Ende der Blattfeder (42,52) eingreift

3. Druckelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzaxhnet, daß der mit der Blattfeder (42,52,) verbundene Hebelarm kürzer ist als der andere Hebelarm.

4. Druckelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß der piezo-elektrische Wandler ein Piezo-Biegewandler (43) ist, den eine die Oberfläche der Blattfeder (42) abdeckende Piezoschicht bildet.

5. Druckelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der piezo-elektrische Wandler ein Piezo-Dickenwandler (53) ist, den ein zwischen dem mittleren Bereich der Blattfeder (52) und einem Widerlager eingespannter Piezoblock bildet