DE3706730A1 - Nadeldruckkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Nadeldruckkopf umfassend eine Mehrzahl von ringförmig um eine Nadelführung angeordneten Klappankermagneten mit jeweils einem U-förmigen Magnetjoch, einer einen U-Schenkel umgebenden Magnetspule und einem mindestens annähernd radial gerichteten Klappanker, der an seinem radial inneren Ende mit einer Drucknadel fest verbunden ist und durch Federkraft in seine durch einen Anschlag festgelegte jochferne Ruhestellung vorgespannt ist.

Bei einem aus der DE-OS 27 17 077 bekannten Nadeldruckkopf der vorstehend genannten Art ist der Klappanker an seinem radial äußeren Ende an einem Federbügel eingehängt und liegt auf dem radial äußeren Jochschenkel derart auf, daß er um die radial äußere Kante der ihm zugewandten Jochschenkel­ fläche kippbar ist. Ein erster Nachteil dieser Lösung liegt darin, daß der Jochschenkel und der an ihm anliegende Klapp­ anker bei der Bewegung des letzteren aneinander reiben, wodurch eine relativ starke und nicht definierte Abnutzung der aneinander anliegenden Flächen auftritt. Dadurch ändert sich die Qualität des Druckbildes eines solchen Nadeldruck­ kopfes nach längerer Betriebszeit. Gemäß der DE-OS 29 43 440 hat man bereits versucht, diesen Nachteil dadurch zu be­ seitigen, daß der Klappanker nicht um eine Kante des Magnet­ joches kippt, sondern sich auf einem zylindrischen Stift abwälzt. In der Praxis findet jedoch auch hier keine reine Abwälzbewegung statt, da der Federbügel, an dem der Klapp­ anker eingehängt ist, stets auch eine leichte translatorische Bewegung des Klappankers bewirkt. Bei beiden bekannten Klappankermagneten sind die Klappanker zudem als zweiarmige Hebel ausgebildet mit einem Hebelverhältnis von ca. 1:20. Dieses große Hebelverhältnis bedeutet, daß nicht nur die Kräfte, sondern auch die mechanischen Toleranzen im Bereich der beiden Hebelarme bzw. an den beiden Enden der Hebelarme in einem derartigen Verhältnis zueinander stehen. Ein Ab­ rieb von einigen Hunderstel Millimetern im Bereich der Ankerlagerung bewirkt eine erheblich größere Ortsverän­ derung an dem die Drucknadel tragendenden Ankerende. Daraus ergibt sich, daß selbst bei neuen Klappankermagneten erheb­ liche Schwankungen in der Aufschlagkraft auftreten, mit der die Drucknadel auf einen Aufzeichnungsträger einwirkt.

Aus der US-PS 42 02 638 ist ferner ein Klappankermagnet für einen Drucker bekannt, bei dem der Klappanker mit seinem dem Druckende abgewandten Ende an einer Blattfeder befestigt ist. Der Klappanker liegt dabei in seiner Ruhestellung an dem Magnetjoch an, wobei die Blattfeder gespannt wird, so daß der Klappanker unter der Wirkung der Blattfeder auf dem Aufzeichnungsträger aufschlägt. Bei dieser Lösung kann zwar kein Verschleiß im Lagerbereich des Klappankers auftreten, jedoch ist die Lagerachse des Klappankers nicht wohldefi­ niert. Zudem reichen die durch die Feder erzeugbaren Auf­ schlagkräfte nicht aus, um bei mehrlagigen Durchschreibe­ sätzen auch auf dem letzten Blatt noch ein Schriftbild guter Qualität zu erzielen.

Bei einem aus der GB-A 20 35 905 bekannten Klappanker für einen Nadeldruckkopf ist der Klappanker an dem einen Joch­ schenkel um eine feste Schwenkachse gelagert, wobei an seinem der Drucknadel fernen kurzen Hebelarm eine Rückstell­ feder angreift. Aufgrund dieses ungünstigen Hebelverhält­ nisses hat der Klappanker ebenfalls die oben erörterten Nachteile. Ferner ist bei dieser Ausführungsform der Klappanker nicht mit der Drucknadel fest verbunden, sondern schlägt auf die durch eine eigene Rückstellfeder in ihre Ruhestellung vorgespannte Drucknadel. Da die Drucknadel einerseits und der Klappanker andererseits zwei schwingende Systeme darstellen, die keine identischen Schwingungsgrößen besitzen, kann es bei geeigneten Betriebs­ frequenzen zu einem deutlich unterschiedlichen Schwingungs­ verhalten der beiden Schwingungssysteme kommen. Dies kann einerseits zu einem erhöhten Verschleiß an der Drucknadel und dem Klappanker und andererseits zur Erzeugung von Schattenbildern führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nadeldruck­ kopf der eingangs genannten Art anzugeben, der einfach her­ zustellen und zu montieren ist, eine lange Standzeit be­ sitzt, eine hohe Betriebsfrequenz ermöglicht und auch noch bei Durchschreibsätzen ein sauberes Schriftbild auf allen Lagen desselben ohne die Erzeugung von Schattenbildern ge­ währleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Klappanker an seinem radial äußeren Ende mittels eines zylindrischen Stiftes um dessen Achse schwenkbar gelagert ist und daß eine Rückstellfeder an einer zwischen der Druck­ nadel und dem radial inneren Jochschenkel gelegenen Stelle des Klappankers angreift.

Bei dem erfindungsgemäßen Nadeldruckkopf hat der Klappanker eine räumlich festliegende definierte Schwenkachse. Die zylindrischen Stifte lassen sich mit einfachen Mitteln sehr präzise herstellen. Die aneinander anliegenden Lagerflächen des Stiftes einerseits und der ihn aufnehmenden Lagerteile andererseits unterliegen einem geringen Verschleiß, der zudem bei allen Klappankern zumindest annähernd in der gleichen Größe und gleichen Weise erfolgt. Da bei der erfindungsgemäßen Lösung der Klappanker als einarmiger Hebel ausgebildet ist und die Rückstellfeder relativ weit von der Lagerachse entfernt an dem Klappanker angreift, wirken sich Toleranzen in der Federstärke oder in dem Abstand des Angriffspunktes der Feder am Klappanker von der Lagerachse auf die Aufschlagkraft der Drucknadel kaum aus. Daher liegt bei der erfindungsgemäßen Lösung die Aufschlagkraft verschiedener neuerKlappanker in einem sehr engen Toleranzbereich. Damit liefert der erfindungsgemäße Nadeldruckkopf ein sehr gleichförmiges Schriftbild. Wegen der Anordnung der Rückstellfeder relativ nah an der Druck­ nadel wird auch der Rückprall des Klappankers an dem An­ schlag vermindert, so daß die Gefahr der Erzeugung von Schattenbildern bei hohen Betriebsfrequenzen vermieden wird.

Vorzugsweise ist der zylindrische Stift in beiderseits des radial äußeren Jochschenkels angeordnete Lagergabeln ein­ klipsbar, deren Gabelschenkel jeweils eine sich über mehr als 180° erstreckende teilzylindrische Lagerfläche zwischen sich einschießen. Damit kann der Klappanker ohne eine sorg­ fältige Justage rasch montiert werden. Vorzugsweise sind hierzu die Lagergabeln aus Kunststoff hergestellt. Die Elastizität des Kunststoffes ermöglicht das Einklipsen des Stiftes. Gleichzeitig gewährleistet der Kunststoff einen geringen Verschleiß an dem Lagerstift. Zudem können die Lagergabeln auf einfache Weise und sehr präzise als Spritz­ gußteile gefertigt werden.

Die Befestigung der Lagergabeln an dem Magnetjoch kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß die Lagergabeln durch einen Metallsteg miteinander verbunden sind, der an dem radial äußeren Jochschenkel beispielsweise durch Punkt­ schweißen befestigt ist.

Die Rückstellfeder ist vorzugsweise von einer Schrauben­ druckfeder gebildet, die sich einerseits an einer die Magnetjoche tragende Platte und andererseits an dem je­ weiligen Klappanker abstützt, wobei die Schraubendruckfeder zweckmäßigerweise in einem Rohr geführt ist und zur Ver­ minderung der Reibung zwischen der Feder und dem Klapp­ anker an ihrem dem Klappanker zugewandten Ende eine Kugel trägt, die in eine kugelflächenförmige Vertiefung im Klapp­ anker eingreift.

Um den Weg des Klappankers einstellen zu können, ist es zweckmäßig, wenn der allen Klappankern gemeinsame Anschlag in Bewegungsrichtung der Drucknadeln verstellbar ist. Zur Dämpfung des Rückpralls kann der Anschlag dabei auf seiner den Klappankern zugewandten Seite eine Schicht aus einem geeigneten Dämpfungsmaterial tragen.

Neben den bereits aufgeführten Vorteilen hat die erfindungs­ gemäße Lagerung des Klappankers gegenüber einer Lagerung des Klappanker an einer Feder noch den Vorzug, daß sich ein definierter Luftspalt zwischen Klappanker und Magnet­ joch präzise einhalten läßt. Damit kann ein Kleben des Klappankers am Magnetjoch zuverlässig verhindert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen erfin­ dungsgemäßen Druckkopf mit parallel zu den Drucknadeln verlaufender Schnittebene, die auf der rechten Hälfte der Fig. 1 durch einen Klapp­ ankermagneten und in der linken Hälfte der Fig. 1 zwischen zwei benachbarten Klappankermagneten verläuft,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Klappankermagneten in Richtung des Pfeiles A in Fig. 1 und

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des zur Aufnahme des Zylinderstiftes am Klappanker be­ stimmten Lagerteiles.

Der in der Fig. 1 schematisch dargestellte Nadeldruckkopf umfaßt eine allgemein mit 10 bezeichnete kreisscheiben­ förmige Jochplatte mit einer zentralen Aussparung 12, in die ein rohrförmiger zentraler Ansatz 14 eines scheiben­ förmigen Kühlkörpers 16 eingreift, auf dem die Jochplatte 10 befestigt ist und der an seiner der Jochplatte 10 abge­ wandten Seite Kühlrippen 18 trägt. In dem Ansatz 14 ist ein schematisch angedeutetes Mund- oder Führungsstück 17 zur Führung von Drucknadeln 19 gehalten.

Auf ihrer dem Kühlkörper 16 abgewandten Seite trägt die Jochplatte 10 in kreisförmiger Anordnung um die zentrale Aussparung 12 eine Vielzahl von Klappankermagneten 20. Je­ der dieser Klappankermagnete umfaßt zwei in radialer Rich­ tung nebeneinander angeordnete einstückig mit der Joch­ platte 10 ausgebildete und senkrecht zu dieser gerichtete Jochschenkel 22, 24. Der radial innere Jochschenkel 22 trägt jeweils eine Magnetspule 26. Der magnetische Kreis wird geschlossen durch einen im wesentlichen radial ge­ richteten Klappanker 28, an dessen innerem Ende die Druck­ nadel 19 befestigt ist. An seinem radial äußeren Ende trägt der Klappanker 28 einen zylindrischen Stift 30, der in einem an dem radial äußeren Jochschenkel 24 befestigten allgemein mit 32 bezeichneten Lagerteil gelagert ist, das anhand der Fig. 2 und 3 noch näher erläutert ist. Da­ mit ist der Klappanker 28 um die Achse des zylindrischen Stiftes 30 zwischen der in der Fig. 1 dargestellten joch­ schenkelnahen Druckstellung und einer jochschenkelfernen Stellung verschwenkbar, in die er durch eine Schrauben­ druckfeder 34 gespannt wird und in der er an einem ring­ förmigen Anschlag 36 anliegt.

Die Schraubendruckfeder 34 stützt sich mit ihrem einen Ende auf einem einstückig mit der Jochplatte ausgebildeten Zapfen 38 ab. An ihrem dem Klappanker 28 zugewandten Ende trägt die Schraubendruckfeder 34 eine Kugel 40, die in eine halbkugelförmige Vertiefung 42 an der Unterseite des Klappankers 28 eingreift um so die Reibung zwischen der Feder 34 und dem Klappanker 28 zu vermindern.

Der Anschlag 36 trägt auf seiner den Klappankern 28 zu­ gewandten Seite einen Ring 44 aus einem den Aufschlag der Klappanker dämpfenden Material, um so den Rückprall der Klappanker 28 von dem Anschlag 36 zu verhindern. Der ringscheibenförmige Anschlag 36 ist an der Jochplatte 10 mit Hilfe von Schrauben 46 befestigbar, die in Gewinde­ bohrungen 48 eingreifen, die in einstückig mit der Joch­ platte 10 ausgebildeten Fortsätzen 50 vorgesehen sind. Mit Hilfe von die Schrauben 46 umgebenden Distanzhülsen 52 kann der Abstand des Anschlags 36 von der Jochplatte 10 und damit der Schwenkweg der Klappanker 28 genau ein­ gestellt werden.

Das Lagerteil 32 weist gemäß den Fig. 2 und 3 zwei aus Kunststoff gefertigte Lagergabeln 54 auf, die durch einen Metallsteg 56 derart miteinander verbunden sind, daß sie einen etwa der Breite des Jochschenkels 24 ent­ sprechenden Abstand voneinander aufweisen. Der Metall­ steg 56 wird beispielsweise durch Punktschweißen an der radial nach außen weisenden Fläche des Jochschenkels 24 befestigt, so daß die beiden Lagergabeln 54 zu beiden Seiten des Jochschenkels 24 liegen, wie man dies in Fig. 2 erkennen kann.

Die Lagergabeln 54 weisen mit ihrer Gabelöffnung radial nach außen und schließen zwischen sich eine teilzylin­ drische Lagerfläche 58 ein, die sich geringfügig über 180° erstreckt. Dadurch ist die Öffnungsweite der Gabel­ öffnungen geringfügig kleiner als der Durchmesser des in die Lagerflächen 58 passenden zylindrischen Stiftes 30. Beim Eindrücken des zylindrischen Stiftes 30 in die Lager­ gabeln 54 werden deren freie Gabelschenkel 60 daher ge­ ringfügig elastisch ausgelenkt und halten nach dem Ein­ schnappen des zylindrischen Stiftes 30 in die Lagerfläche 58 den Stift 30 fest, sodaß er nicht selbstätig aus den Lagergabeln 54 herausrutschen kann.

Es hat sich gezeigt, daß ein Druckkopf mit derart ausge­ bildeten Klappankermagneten eine lange Standzeit bei qualitativ hochwertigem Druckbild erreicht, auch bei hohen Arbeitsfrequenzen keine Schattenbilder liefert und auch aufgrund der hohen erzielbaren Aufschlagkraft der Drucknadeln zum Bedrucken von Durchschreibesätzen geeignet ist.

Claims (8)

1. Nadeldruckkopf umfassend eine Mehrzahl von ringförmig um eine Nadelführung angeordneten Klappankermagneten mit jeweils einem U-förmigen Magnetjoch, einer einen U-Schen­ kel umgebenden Magnetspule und einem mindestens annähernd radial gerichteten Klappanker, der an seinem radial inne­ ren Ende mit einer Drucknadel fest verbunden ist und durch Federkraft in seine durch einen Anschlag festgelegte joch­ ferne Ruhestellung vorgespannt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Klappanker (28) an seinem radial äußeren Ende mittels eines zylindrischen Stiftes (30) um dessen Achse schwenkbar gelagert ist und daß eine Rück­ stellfeder (34) an einer zwischen der Drucknadel (19) und dem radial inneren Jochschenkel (22) gelegenen Stelle des Klappankers (28) angreift.

2. Nadeldruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zylindrische Stift (30) in beiderseits des radial äußeren Jochschenkels (24) an­ geordneten Lagergabeln (54) einklipsbar ist, deren Ga­ belschenkel jeweils eine sich über mehr als 180° er­ streckende teilzylindrische Lagerfläche (58) zwischen sich einschließen.

3. Nadeldruckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagergabeln (54) aus Kunst­ stoff bestehen.

4. Nadeldruckkopf nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lagergabeln (54) durch einen Metallsteg (56) miteinander verbunden sind, der an dem radial äußeren Jochschenkel (24) befestigt ist.

5. Nadeldruckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Rückstell­ feder (34) von einer Schraubendruckfeder gebildet ist, die sich einerseits an einer die Jochschenkel (22, 24) tragenden Platte (10) und andererseits an dem jeweiligen Klappanker (28) abstützt.

6. Nadeldruckkopf nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubendruckfeder (34) an ihrem dem Klappanker (28) zugewandten Ende eine Kugel (40) trägt, die in eine kugelflächenförmige Vertiefung (42) im Klappanker (28) eingreift.

7. Nadeldruckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der allen Klapp­ ankern (28) gemeinsame Anschlag (36) in Bewegungsrich­ tung der Drucknadeln (19) relativ zu den Klappankern (28) verstellbar ist.

8. Nadeldruckkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (36) auf seiner den Klappankern (28) zugewandten Seite eine Schicht (44) aus einem den Rückprall der Klappanker (28) dämpfenden Material trägt.