DE4113802A1

DE4113802A1 - FOLDING NEEDLE PRINT HEAD PRINT HEAD

Info

Publication number: DE4113802A1
Application number: DE4113802A
Authority: DE
Inventors: Richard Dipl Ing Maier
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1991-04-24
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1992-10-29
Also published as: FR2675738A1; ITMI920422A0; GB2257659A; IT1254641B; GB9208806D0; ITMI920422A1; JPH05138903A

Description

Die Erfindung betrifft einen Matrixnadeldruckkopf in Klappankerbauart mit in einem Gehäuse jeder Drucknadel zugeordnetem Magnetjoch, einer auf einem Magnetjochschenkel angeordneten Elektromagnetspule und einem den Magnetkreis schließenden zum Antrieb der Drucknadel dienenden Anker.The invention relates to a matrix needle printhead in the form of a folding anchor with a magnetic yoke assigned to one push pin in a housing a magnetic yoke leg arranged electromagnetic coil and the Magnetic circuit closing armature serving to drive the printing needle.

Derartige Matrixnadeldruckköpfe dienen dem schnellen Ausdruck von großen Datenmengen in sog. Computer-Druckern. Das System der Magnetkreise bestimmt die übertragene Energie, die zum Drucken mittels der Drucknadeln auf einem oder mehreren übereinanderliegenden Aufzeichnungsträgern notwendig ist.Such matrix needle printheads are used for the rapid printing of large ones Amounts of data in so-called computer printers. The system of magnetic circuits determines the energy transferred for printing using the Print needles on one or more superimposed Record carriers is necessary.

Bei den Klappanker-Matrixnadeldruckköpfen wird die Betriebsfrequenz durch die Masse, das Trägheitsmoment, d. h. auch durch die Form des Ankers mitbestimmt. Man ist bemüht, die bewegte Masse des Ankers so klein wie möglich zu halten. Die Erhöhung der Druckfrequenz geht daher mit der Verminderung der Masse des Ankers Hand in Hand. Einer kleiner werdenden Dicke des Ankers steht jedoch das Schwingungsverhalten und eine vorauszusetzende mechanische Festigkeit gegenüber. Dennoch wird auch eine geringstmögliche Dicke des Ankers angestrebt. Eine geringe Dicke des Ankers beeinflußt den Magnetkreis im Anker zwischen den beiden Magnetjochschenkeln negativ. Da der Magnetkreis im Anker zwischen den beiden Magnetjochschenkeln seine maximale magnetische Aussteuerung besitzt, wirkt dort der Ankerquerschnitt begrenzend. Diese Engstelle begrenzt die Flußdichte im radial äußeren Teil des Ankers und somit auch die an dieser Stelle erzeugte Magnetkraft.The operating frequency of the hinged anchor matrix needle printheads is by mass, the moment of inertia, d. H. also by the shape of the Co-determined anchor. One tries, the moving mass of the anchor like this to keep it as small as possible. The increase in the printing frequency is therefore possible hand in hand with the reduction in the mass of the anchor. One however, the vibration behavior becomes smaller as the armature becomes thicker and a mechanical strength to be assumed. Still will the smallest possible thickness of the anchor is also sought. A minor one The thickness of the armature affects the magnetic circuit in the armature between the two Magnetic yoke legs negative. Since the magnetic circuit in the armature between the both magnetic yoke legs its maximum magnetic modulation the anchor cross-section has a limiting effect there. This bottleneck limits the flux density in the radially outer part of the armature and thus also the magnetic force generated at this point.

Da jedoch die Querschnitte von Anker und Magnetjochschenkel wegen der geringstmöglichen Dicke des Ankers nicht gleichgroß gehalten werden können, liegen stets ungleiche Flußdichten der Magnetlinien vor.However, since the cross sections of the armature and yoke leg because of The smallest possible thickness of the anchor cannot be kept the same size can, there are always uneven flux densities of the magnetic lines.

Dem Gegenstand des Anspruchs 1 liegt das Problem zugrunde, bei kleinstmöglicher Masse des Ankers und damit bei kleinstmöglicher Dicke dennoch eine hohe Magnetkraft erzeugen zu können.The subject of claim 1 is based on the problem smallest possible mass of the anchor and thus with the smallest possible thickness to still be able to generate a high magnetic force.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zu dem über das Magnetjoch und den Anker verlaufenden ersten Magnetkreis ein zusätzlicher parallel geschalteter zweiter Magnetkreis vorgesehen ist und daß der zweite Magnetkreis über einen Magnetjochschenkel, den Anker, einen weiteren magnetischen Widerstand und zurück in den Anker und durch den anderen Magnetjochschenkel verläuft. Durch diesen weiteren parallelgeschalteten Widerstand wird die Magnetkraft gesteigert, da die Engstelle abgeschwächt wird. Vorteilhafterweise erhält man an der Stelle, an der die beschleunigende Kraft entsteht, eine höhere Flußdichte und somit eine höhere Kraft. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß der geringstmögliche Querschnitt bzw. die geringstmögliche Dicke des Ankers eingesetzt werden kann, so daß also eine Vergrößerung der bewegten Masse vermieden wird. The object is achieved in that the over the magnetic yoke and the armature extending first magnetic circuit additional parallel magnetic circuit is provided and that the second magnetic circuit via a magnetic yoke leg, the armature, another magnetic resistance and back into the armature and through the other magnetic yoke leg runs. Through this further The resistance connected in parallel increases the magnetic force because the Narrowed. Advantageously, you get at the The place where the accelerating force arises is a higher one Flux density and therefore a higher force. Another advantage lies in that the smallest possible cross-section or the smallest possible Thickness of the anchor can be used, so that an enlargement the moving mass is avoided.

Die Erfindung kann dahingehend gestaltet sein, daß zum Anker beabstandet eine magnetisch leitfähige Platte vorgesehen ist, die in dem Bereich auf der dem Magnetjoch abgewandten Seite angeordnet ist. Der Vorteil besteht darin, daß diese Platte ortsfest ist und nicht wie der Anker bewegt werden muß. Dieses Merkmal ist entscheidend, da für schnelle Systeme (hohe Betriebsfrequenzen) hohe Magnetkräfte bei kleiner bewegter Masse erforderlich sind.The invention can be designed such that it is spaced apart from the anchor a magnetically conductive plate is provided which is in the area the side facing away from the magnetic yoke is arranged. The advantage is there in that this plate is stationary and does not move like the anchor must become. This feature is critical as for fast systems (high operating frequencies) high magnetic forces with small moving mass required are.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Bereich in dem der magnetische Widerstand angeordnet ist, zumindest den Abstand zwischen den beiden Magnetjochschenkeln einschließt. Vorteilhafterweise werden dadurch Verluste vermieden und bei entsprechender Aussteuerung wird eine hohe Flußdichte der Magnetfeldlinien erreicht.In a development of the invention it is proposed that the area in which the magnetic resistance is arranged, at least the distance between the two magnetic yoke legs. Advantageously losses are avoided and with appropriate level control a high flux density of the magnetic field lines is achieved.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß der magnetische Widerstand aus einem zusammenhängenden Ring oder einzelnen Segmenten besteht, der in einem Gehäuseteil befestigt ist. Ein solcher Ring kann z. B. ausreichend genau in einem die Drucknadeln führenden Gehäuseteil untergebracht werden.Another advantage arises from the fact that the magnetic resistance consists of a coherent ring or individual segments that is attached in a housing part. Such a ring can e.g. B. sufficiently precise in a housing part which guides the printing needles be accommodated.

Bezüglich der einzuhaltenden Toleranzen ist weiterhin vorteilhaft, daß der Abstand der magnetisch leitfähigen Platte von der Stirnseite der Magnetjochschenkel entsprechend einer Winkelbewegung des Ankers bemessen ist.With regard to the tolerances to be observed, it is also advantageous that the distance of the magnetically conductive plate from the front of the Dimension the magnet yoke leg in accordance with an angular movement of the armature is.

Die Erfindung ist dann nicht nur auf U-förmige Magnetjoche beschränkt, sondern kann auch auf E-förmige Elektromagnetjoche angewendet werden, wenn der weitere magnetische Widerstand bzw. die magnetisch leitfähige Platte bzw. der Ring den Stirnseiten sämtlicher Magnetjochschenkel gegenüberliegt. The invention is then not only limited to U-shaped magnet yokes, but can also be applied to E-shaped electromagnetic yokes, if the further magnetic resistance or the magnetically conductive Plate or ring on the front of all magnetic yoke legs opposite.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigenIn the drawing, the invention is shown and is shown schematically explained in more detail below. Show it

Fig. 1 einen axialen Teilquerschnitt durch einen Matrixnadeldruckkopf und Fig. 1 shows an axial partial cross section through a matrix needle print head and

Fig. 2 ein Feldliniendiagramm eines Magnetjoch-Anker-Systems innerhalb eines begrenzten Bereiches. Fig. 2 is a field line diagram of a magnetic yoke-anchor system within a limited range.

Der Matrixnadeldruckkopf in Klappankerbauart weist ein Gehäuse 1 auf, in dem über den Umfang verteilt Drucknadeln 2 angeordnet sind, denen jeweils ein Magnetjoch 3 mit auf einem Magnetjochschenkel 3a angeordneter Elektromagnetspule 4 zugeordnet ist. Ein Anker 5 liegt mit seinem radial inneren Abschnitt 5a gegen eine am Gehäuse 1 fest aneordnete Dämpfungsscheibe 6 an und gegen einen in Druckrichtung 7 anstellbaren, unter der Kraft einer Feder 8 stehenden Nadelkopf 2a. Der Anker 5, ein radial innerer Magnetjochschenkel 3b und der radial äußere Magnetjochschenkel 3a bilden einen ersten Magnetkreis 9. Ein zweiter Magnetkreis 10 verläuft über den radial äußeren Magnetjochschenkel 3a, den Anker 5, einen weiteren magnetischen Widerstand 11 und zurück in den Anker 5 und durch den anderen Magnetjochschenkel 3b. Der magnetische Widerstand 11 wird durch eine Platte 11a gebildet. Die Platte 11a befindet sich im Bereich auf der dem Magnetjoch abgewandten Seite 12. In Fig. 1 ist die magnetisch leitende Platte 11a, den Bereich von dem Magnetjochschenkel 3a und den Abstand zwischen den beiden Magnetjochschenkeln 3a, 3b überdeckend, angeordnet.The matrix needle printhead in folding armature type has a housing 1 , in which pressure needles 2 are arranged distributed over the circumference, each of which is assigned a magnetic yoke 3 with an electromagnetic coil 4 arranged on a magnetic yoke leg 3 a. An armature 5 rests with its radially inner section 5 a against a damping disk 6 fixedly arranged on the housing 1 and against a needle head 2 a that can be adjusted in the pressure direction 7 and is under the force of a spring 8 . The armature 5 , a radially inner magnetic yoke leg 3 b and the radially outer magnetic yoke leg 3 a form a first magnetic circuit 9 . A second magnetic circuit 10 runs over the radially outer magnetic yoke leg 3 a, the armature 5 , a further magnetic resistor 11 and back into the armature 5 and through the other magnetic yoke leg 3 b. The magnetic resistor 11 is formed by a plate 11 a. The plate 11 a is located in the area on the side 12 facing away from the magnetic yoke. In Fig. 1, the magnetically conductive plate 11 a, the area of the magnetic yoke leg 3 a and the distance between the two magnetic yoke legs 3 a, 3 b covering, is arranged.

Die magnetisch leitende Platte 11a besteht aus einem Ring 11b, der in einem Gehäuseteil 1a befestigt ist. Nach innen ist der Ring 11b durch einen umlaufenden Zentrierrand 13 am Gehäuseteil 1a festgelegt. The magnetically conductive plate 11 a consists of a ring 11 b, which is fixed in a housing part 1 a. Inwardly, the ring 11 b is fixed by a circumferential centering edge 13 on the housing part 1 a.

Ein Abstand 14 der magnetisch leitfähigen Platte 11a von der Stirnseite 15 der Magnetjochschenkel 3a und 3b ist in Abstimmung einer Winkelbewegung bzw. der Dicke des Ankers 5 festgelegt.A distance 14 of the magnetically conductive plate 11 a from the end face 15 of the magnetic yoke legs 3 a and 3 b is determined in coordination of an angular movement or the thickness of the armature 5 .

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, überdeckt der weitere magnetische Widerstand 11 bzw. die magnetisch leitfähige Platte 11a bzw. der Ring 11b die Stirnseiten 15 sämtlicher Magnetjochschenkel 3a und 3b und ggf. noch weitere Magnetjochschenkel.As shown in FIG. 2, the further magnetic resistor 11 or the magnetically conductive plate 11 a or the ring 11 b covers the end faces 15 of all the magnetic yoke legs 3 a and 3 b and possibly further magnetic yoke legs.

Wie ferner aus Fig. 2 leicht erkennbar ist, durchfließt ein Teil der magnetischen Feldlinien des Magnetkreises 10 die Platte 11a, so daß auch dadurch die Aussteuerung im Arbeitsluftspalt erhöht werden kann.As can also be easily seen from FIG. 2, part of the magnetic field lines of the magnetic circuit 10 flows through the plate 11 a, so that the modulation in the working air gap can also be increased thereby.

In den Magnetjochschenkeln 3a und 3b ist ersichtlich die Feldliniendichte sehr hoch. Eine bestimmte Anzahl dieser Feldlinien setzt sich in der Platte 11a fort. Innerhalb des durch ein Rechenprogramm bestimmten Bereiches (äußere Umrahmung) werden auch streuende Feldlinien erfaßt. Hierbei ist jedoch eine äußerst geringe Feldliniendichte vorhanden.In the Magnetjochschenkeln 3 a and b 3, the field line density can be seen very high. A certain number of these field lines continues in the plate 11 a. Scattering field lines are also detected within the area determined by a computer program (outer frame). However, there is an extremely low field line density here.

Claims

1. Matrix needle printhead in the form of a hinged armature with a magnet yoke assigned in a housing to each pressure needle, an electromagnetic coil arranged on a magnet yoke leg and an armature which closes the magnetic circuit and serves to drive the pressure needle, characterized in that the magnet yoke ( 3 ) and the armature ( 5 ) extending first magnetic circuit ( 9 ) an additional parallel second magnetic circuit ( 10 ) is provided and that the second magnetic circuit ( 10 ) via a magnetic yoke leg ( 3 a), the armature ( 5 ), a further magnetic resistor ( 11 ) and back into the armature ( 5 ) and through the other magnetic yoke leg ( 3 b).

2. Matrix needle printhead according to claim 1, characterized in that a spacer from the armature ( 5 ) is a magnetically conductive plate ( 11 a) is provided, which is arranged in the region on the side facing away from the magnetic yoke ( 3 ) ( 12 ).

3. matrix needle printhead according to claim 1 or 2, characterized in that the area in which the magnetic resistor ( 11 ) is arranged, at least the distance between the two magnetic yoke legs ( 3 a, 3 b) includes.

4. matrix needle printhead according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the magnetic resistor ( 11 ) consists of a coherent ring ( 11 b) or individual segments which is fixed in a housing part ( 1 a).

5. matrix needle printhead according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the distance ( 14 ) of the magnetically conductive plate ( 11 a) from the end face ( 15 ) of the magnet yoke leg ( 3 a, 3 b) corresponding to an angular movement of the armature ( 5 ) is dimensioned.

6. matrix needle printhead according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the further magnetic resistor ( 11 ) or the magnetically conductive plate ( 11 a) or the ring ( 11 b) the end faces ( 15 ) of all magnetic yoke legs ( 3 a, 3 b) is opposite.