DE3706730A1 - Nadeldruckkopf - Google Patents
NadeldruckkopfInfo
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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.
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