EP0081809B1 - Nadeldrucksystem mit montagegünstigem Aufbau und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Nadeldrucksystem mit montagegünstigem Aufbau und Verfahren zur Herstellung desselben Download PDF

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EP0081809B1
EP0081809B1 EP82111385A EP82111385A EP0081809B1 EP 0081809 B1 EP0081809 B1 EP 0081809B1 EP 82111385 A EP82111385 A EP 82111385A EP 82111385 A EP82111385 A EP 82111385A EP 0081809 B1 EP0081809 B1 EP 0081809B1
Authority
EP
European Patent Office
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armature
needle
electromagnet
spring
yoke
Prior art date
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Expired
Application number
EP82111385A
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English (en)
French (fr)
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EP0081809A3 (en
EP0081809A2 (de
Inventor
Rolf Schäfer
Peter Vogelhuber
Hans Joachim Wysk
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Digital Kienzle Computersysteme GmbH and Co KG
Original Assignee
Kienzle Apparate GmbH
Mannesmann Kienzle GmbH
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Publication date
Application filed by Kienzle Apparate GmbH, Mannesmann Kienzle GmbH filed Critical Kienzle Apparate GmbH
Priority to AT82111385T priority Critical patent/ATE15990T1/de
Publication of EP0081809A2 publication Critical patent/EP0081809A2/de
Publication of EP0081809A3 publication Critical patent/EP0081809A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0081809B1 publication Critical patent/EP0081809B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/27—Actuators for print wires
    • B41J2/28—Actuators for print wires of spring charge type, i.e. with mechanical power under electro-magnetic control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/23—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of impact or pressure on a printing material or impression-transfer material using print wires
    • B41J2/235—Print head assemblies
    • B41J2/25—Print wires
    • B41J2/26—Connection of print wire and actuator

Definitions

  • the invention relates to a needle printing device, which is designed for high printing performance, that it has a construction that is as easy to assemble as possible. It also relates to a method for producing such a needle printing device.
  • a mosaic printhead is described in a compact design, in which the printing elements are held in a rest position not cooperating with the recording medium by a segmented permanent magnet, the printing elements being resiliently biased, and in which the printing elements are then held by the Excitation of an electromagnet to be fired into the printing position by this electromagnet canceling the corresponding field of the permanent magnet.
  • the recording or printing elements are welded onto the individual segments of an armature disk provided with slots and move in slot-shaped recesses of a yoke part which closes the print head upwards in the form of a front plate.
  • the printing elements on the pressure hammers carrying them - segments of the armature disk - do not have a clear, structurally predetermined position, it is extremely difficult to attach the printing elements to the segments in production in such a way that the tips of the printing elements lie in the desired printing position on the recording medium - in one or two rows vertically one above the other - that, on the other hand, they are also guided in the recesses of the segmented front panel in such a way that even air gaps remain between the pressure elements and the slots in the segmented front panel. If these air gaps are missing, the pressure elements obviously cannot move because the front plate is magnetized and holds it in place.
  • a further disadvantage of the known arrangement is, in particular, that if one of the pressure elements, which, as is known, is not all actuated equally often, is worn out, so that pressure is no longer applied, the entire anchor plate must be replaced with the pressure elements.
  • the object of the invention is to provide such a pressure device which can be assembled as cheaply as possible with a basically similar construction.
  • the devices should also be designed so that they can either be combined to form a needle print head, in which the needles are arranged in one or more rows one below the other, or else can be arranged in a row to build a line printer.
  • the known system has a performance-reducing effect, in particular, in that the movable part of the electromagnet (armature) does not lie flat on the core of the electromagnet when it is not energized, so that a larger EMF is required to shoot the pressure needle.
  • the invention consists of a needle printing device, consisting of a base plate made of magnetic material and one or more permanent magnets individually or jointly assigned to the printing needles and electromagnets individually assigned to each printing needle, each with a core, yoke parts for bridging the air gaps between the pole ends of the permanent magnet (s) and the electromagnet, the permanent magnet or magnets pulling an armature when the spring is tensioned against the core of the non-energized electromagnet assigned to it and the spring causes the armature with the pressure needle to spring into the pressure position when the electromagnet is excited, the pole ends of the first yoke parts which partially close the magnetic circuit between the permanent magnets and the electromagnets and the pole ends of the cores of the electromagnets lie in a first plane and is characterized in that the armatures are movably arranged in a further yoke part and in that the pole ends of this further yoke part facing the first level and the pole ends facing the first level Anchors in their pretensioned position
  • the arrangement of the pole ends of the first yoke parts and the cores of the electromagnets in a first plane has the advantage that no tolerances can occur here.
  • the second component the further yoke part with its anchors.
  • no tolerances occur, so that an exact air gap results in the excited position of the electromagnet.
  • the electromagnet is not energized, the armature lies flat on the core of the electromagnet when the spring is tensioned, without any tilting of the armature occurring. This achieves an optimal performance of the device and at the same time clearly defines the geometric location of the various points which are decisive for determining the air gaps for the assembly.
  • the permanent magnetic force is hereby exploited to the maximum, and the service life and functional reliability of the dot-matrix printing device are increased considerably in that the armature always hits the core of the electromagnet in a planar manner.
  • the damping stop for damping the kinetic energy of the spring and the armature in the rest position is also arranged in one plane with the pole ends of the first yoke parts and the cores of the electromagnets, so that no tolerance possibilities arise from the arrangement of the damping stop result and no settings are required.
  • each armature is individually assigned the further yoke part, so that individual systems can be installed separately here.
  • the armature is ground with a tensioned spring in the yoke part individually assigned to it in such a way that the underside of the yoke part and the armature also form a plane, so that when the electromagnet is not energized, the armature is positioned precisely without any tilting on the cores of the electromagnets.
  • damping stop is also to be in one plane with these pole ends of the yoke parts and the cores, then the damping stop is also ground to this plane at the same time.
  • This method has the additional advantage that the armature can be mounted in the yoke part assigned to it without the force of the permanent magnet having a disadvantageous effect here, which also makes it much easier to mount the armature exactly in the center between the arms of the assigned yoke part.
  • Each device has a base plate 1, which consists of a magnetically conductive material.
  • An electromagnetic core 2 is fastened in this base plate 1.
  • a permanent magnet 3 is arranged, which can be assigned to each magnet system individually, but which, as shown in FIG. 3, can also take the form of a ring 30 which is axially magnetized.
  • a first yoke part 4 serves to initially partially close a magnetic circuit between the core 2 of the electromagnet 5, 6, the base plate 1, the permanent magnet 3 and this yoke part 4.
  • a coil carrier 5 is also fastened, on which the electromagnetic coil 6 is wound.
  • a tubular part 7 is arranged on the coil carrier 5 for carrying out the ends of the winding.
  • the further yoke part 8 can be seen in particular from FIG. 2. It has two recesses 10 for its spatial definition on the first yoke part 4 and has two projecting pole ends 11, which surround an armature 12 on both sides, so that a uniform air gap 13 results between the armature 12 and the two pole ends 11 of the yoke part 8.
  • the armature 12 is made of a particularly easily magnetizable material - Vacoflux - as a square part with a round bore.
  • the spring 14 is made of round steel and its end 15 is inserted into a corresponding recess in the second pole part 8.
  • a pinch 16 of the spring 14 ensures that the spring 14 can bend.
  • the pinch also serves to ensure that the anchor 12 with the spring 14 in the direction of the two pole ends 11 in the yoke part 8 receives the necessary transverse stability so that the armature 12 does not touch these pole ends 11.
  • a further pinch 17 is attached to the spring 14, which runs perpendicular to the pinch 16 and is used for soldering on the pressure needle 18. In between, a smaller pinch ensures that the anchor is stuck.
  • a damping stop 19 is provided, which is fastened on a post 20 in the base plate 1.
  • Two guide stones 21 and 22 are used to feed the printing needles 18 in a manner converging on the printing base.
  • the drawing also shows that by a certain angling of the spring 14 between the pinch 17 and the armature 12, the printing needle 18 in the rest position, i. H. that is, in the situation in which the electromagnet 6 is not energized, bears against the damping stop 19. Furthermore, the drawing shows that the armature 12, when the spring 14 is in the tensioned position, extends somewhat obliquely with its pole end 24.
  • FIGS. 1 and 2 A consideration of FIGS. 1 and 2 also shows that the device, consisting of spring 14 and armature 12, is essentially symmetrical in the direction of the axis of the spring, so that there are hardly any tilting moments for the armature.
  • the needle printing devices are assembled so that the parts 1, 2, 3, 4, 5 and 6 and 20 and 19 are pre-assembled as one part, i. H. without the retaining bolts 9. Then this pre-assembled part is ground flat so that the damping stop 19, the pole end 51 of the core 2 of the electromagnet 5, 6 and the pole end 25 of the yoke part 4 lie in one plane with zero tolerance.
  • the yoke part 8, the spring 14 and the armature 12 are then preassembled as follows: First, the spring 14 is provided with the pinch 26, and the spring 14 is inserted with its end 15 into the recess in the yoke part 8 until it is stuck. The armature 12 is then slid over the spring 14 by means of its bore until it too is stuck on the pinch 16.
  • the spring 14 is then bent slightly as shown in FIG. 1 and the pressure needle 18 is soldered onto the pinch 17 which is then attached.
  • the spring 14 is then tensioned.
  • the result is that the armature 12 emerges from the yoke part 8 to a certain extent unevenly.
  • the part 8 is ground with the part 12 so that the underside 24 of the armature 12 lies exactly in one plane with the pole ends 23 and 50 of the yoke part 8.
  • the armature 12 lies flat with its underside 24 on the core 2 of the electromagnet 6 without any air gaps, canting or the like remaining.
  • the armature 12 lies absolutely flat in the tensioned position of the spring and without any air gap or any tilting on the core 2 of the electromagnet 5, 6, erosions between the armature and the core are avoided, which increases the efficiency of the system and at the same time reduces wear. Should wear nevertheless occur, this will take place uniformly over the entire surface and is not impeded by the penetration of the pressure needle 18 at the end 17 of the spring 14 into the damping stop 19.
  • the entire device does not require any special adjustment operations, neither for ensuring the air gaps between the armature 12 and the two arms 11 of the yoke part 18, nor between the armature 12 on the one hand and the core 2 of the electromagnet 5, 6 on the other hand. It works for the assembly of the anchor with the clamping action of the spring. Screw connections are largely avoided when assembling the overall system.
  • FIGS. 1 and 2 show here in particular a wire dot print head. 1 and 2, only the first yoke part 4 is designed in the form of a cage 40 which surrounds all the electromagnets 5, 6. Deviating further, the magnet 3 is not assigned to each individual device, but is designed in the form of a ring magnet 30 which is axially magnetized. 3 corresponds exactly to the device as shown in FIGS. 1 and 2.
  • a housing 39 is used for assembly.
  • the front boundary surface 26 of this housing is provided with a mouthpiece 27 in which the needle guide 22 can never be recognized at the front.
  • a sensing roller 28 is mounted under the mouthpiece 27 and serves to sense the paper thickness and thus to set the exact printing distance between the front edges of the printing needle 18 and the printing pad.
  • the lower part of the housing is provided with dovetail-shaped ribs 29 with which it can be held in a detent. Ribs 31 and recesses 32 in the housing 39 are intended to ensure the best possible cooling of the head, which heats up over longer working hours.
  • a projection 33 is also provided, which serves to hold and guide the cage part 40, the ring magnet 30 and the base plate 1 by means of recesses 34.
  • a rubber ring 35 is provided between the housing 39 and the yoke part or the yoke parts 8 of the pressure pin head, which holds the systems elastically.
  • a similar rubber ring 36 is also present under the base plate 1, ie an elastic rubber ring 36 is also present between the base plate 1 and a printed circuit board 37 for leading out the connections 38 of the electromagnets 2, 5, 6.
  • the rubber rings 35, 36 hold the parts in their relative position to one another.
  • FIGS. 1 and 2 a device as shown in FIGS. 1 and 2, that is with individual permanent magnets 3 and individual yoke parts 4, can also be used in the case of a needle printhead according to FIG. 3.
  • the drawings clearly show that the .
  • the entire assembly of the needle printhead takes place almost without screw connections.
  • the individual parts are only put together and held in their position relative to one another and to the housing by means of a correspondingly sensible constructive design.
  • each needle is individually stored and held in a yoke part 8, it is possible to exchange this yoke part with its anchor and the needle if, for example, a needle has broken off or if the wear on the needle is so great that this needle is not prints more.
  • Fig. 4 shows that the same dot matrix devices can also be used to produce a line printer.
  • the base plate 1 is elongated here, and the individual dot-matrix printing systems are arranged next to one another on this base plate at a certain distance from one another.
  • the printing needles 18 act on the printing pad 41.
  • the entirety of the printing devices must either be moved by the distance between two printing needles 18 or the printing pad must be moved from left to right or from right to left by the same amount.
  • transport of the record carrier perpendicular to the line direction is required.
  • One line is printed each time the printing needle devices are moved by the distance between two printing needles 18.

Landscapes

  • Impact Printers (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)
  • Manufacturing Of Electric Cables (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Nadeldruckvorrichtung, die bei hoher Druckleistung konzipiert ist, daß es einen möglichst montagegünstigen Aufbau hat. Sie bezieht siech ferner auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Nadeldruckvorrichtung.
  • In den US-PS 4 225 250 ist ein Mosaikdruckkopf in kompakter Bauweise beschrieben, bei dem die Druckelemente durch einen segmentierten Permanentgmagneten in einer nicht mit dem Aufzeichnungsträger zusammenwirkenden Ruhelage gehalten werden, wobei die Druckelemente federnd vorgespannt sind, und bei dem die Druckelemente dann durch das Erregen eines Elketromagneten in die Druckposition abgeschossen werden, indem dieser Elektromagnet das entsprechende Feld des Permanentmagneten aufhebt. Die Aufzeichnungs- bzw. Druckelemente sind in diesem Falle auf den einzelnen Segmenten einer mit Schlitzen versehenen Ankerscheibe festgeschweißt und bewegen sich in schlitzförmigen Ausnehmungen eines den Druckkopf nach oben abschließenden Jochteiles in Form einer Frontplatte.
  • Da die Druckelemente an den sie tragenden Druckhämmern - Segmenten der Ankerscheibe - keine konstruktiv vorgegebene eindeutige Lage haben, bereitet es außerordentliche Schwierigkeiten, in der Fertigung die Druckelemente an den Segmenten so anzubringen, daß einerseits die Spitzen der Druckelemente in der gewünschten Druckposition zum Aufzeichnungsträger liegen - in einer oder zwei Reihen senkrecht übereinander- daß sie aber andererseits auch in den Ausnehmungen der segmentierten Frontplatte so geführt sind, daß zwischen den Druckelementen und den Schlitzen der segmentierten Frontplatte noch gleichmäßige Luftspalte verbieiben. Fehlen diese Luftspalte, können sich die Druckelemente offensichtlich nicht bewegen, da die Frontplatte magnetisiert ist und sie festhält. Besonders schwierig wird die lagerichtige Befestigung der Druckelemente auf der segmentierten Ankerscheibe, wenn eine bestimmte Lage der Druckelemente relativ zum Aufzeichnungsträger erreicht werden soll, wenn also die Druckelemente alle genau in einer oder in zwei Reihen angeordnet werden müssen, was bei Nadeldruckern normalerweise gefordert wird. In diesem Falle ist es fast unmöglich, eine Frontplatte zu schaffen, die so konstruiert ist, daß ihre Toleranzen die Befestigung der Druckelemente an den Segmenten der Ankerplatte in der richtigen Lage erzwingt.
  • Hinzu kommt die Schwierigkeit, den Luftspalt zwischen den Segmenten der Ankerplatte und den Kernen der Elektromagnete richtig einzuhalten. Es ist in diesem Falle erforderlich, die einzelnen Kerne der Elektromagnete individuell so einzustellen, daß bei nicht erregtem Elektromagneten die Segmenten der Ankerplatte unter der Wirkung des Permanentmagneten gespannt an dem Kern des Elektromagneten anliegen. Selbst geringfügige Differenzen nicht nur in den Luftspalten zwischen dem Kern des erregten Elektromagneten und seinem Anker sonderch auch eine Schräglage des Ankers relativ zum Kern des Elektromagneten wirken sich leistungsmindernd aus.
  • Ein weiterer Nachteil der bekannten Anordnung ist insbesondere der, daß wenn eines der Druckelemente, die bekanntlich nicht alle gleichmäßig oft betätigt werden, abgenutzt ist, so daß kein Druck mehr erfolgt, die gesamte Ankerplatte mit den Druckelementen ausgetauscht werden muß. Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine derartige Druckvorrichtung zu schaffen, die bei prinzipiell ähnlicher Bauweise möglichst günstig zu montieren ist. Die Vorrichtungen sollen des weiteren so konstruiert sein, daß sie wahlweise zu einem Nadeldruckkopf, bei dem die Nadeln in einer oder mehreren Reihen untereinander angeordnet sind, zusammengefügt oder aber auch in einer Reihe angeordnet werden können, um eine Zeilendrucker zu bauen. Auch ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Nadeldruckvorrichtung so zu konstruieren, daß einzelne Nadeln, die besonders starkem Verschleiß unterliegen, also besonders die Nadeln, die vorwiegend beim Drucken von Mittellängen benutzt werden, einzeln austauschen zu können, um günstigere Reparaturmöglichkeiten für die Nadeldruckvorrichtung zu schaffen. Leistungsmindernd wirkt es sich bei dem bekannten System insbesondere aus, daß das bewegliche Teil des Elektromagneten (Anker) bei nicht erregtem Elektromagneten nicht plan auf dessen Kern aufliegt, so daß eine größere EMK benötigt wird, um die Drucknadel abzuschießen.
  • Dementsprechend besteht die Erfindung aus einer Nadeldruckvorrichtung, bestehend aus einer Grundplatte aus magnetischem Material und einem oder mehreren, den Drucknadeln einzeln oder gemeinsam zugeordneten Permanentmagneten sowie jeder Drucknadel einzeln zugeordneten Elektromagneten mit je einem Kern, Jochteilen zum Überbrücken der Luftspalte zwischen den Polenden des/der Permanentmagnete und der Elektromagnete, wobei der Permanentmagnet oder die Permanentmagnete einen Anker bei gespannter Feder gegen den ihm zugeordneten Kern des nicht erregten Elektromagneten ziehen und die Feder den Anker mit der Drucknadel bei Erregung des Elektromagneten in die Drucklage vorschnellen läßt, wobei die Polenden erster Jochteile, die den Magnetkreis zwischen den Permanentmagneten und den Elektromagneten teilweise schließen und die Polenden der Kerne der Elektromagnete in einer ersten Ebene liegen und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anker beweglich in einem weiteren Jochteil angeordnet sind und daß die der ersten Ebene zugekehrten Polenden dieses weiteren Jochteiles und die der ersten Ebene zugekehrten Polenden der Anker in ihrer vorgespannten Lage bei nicht erregten Elektromagneten in einer zweiten Ebene liegen, wobei die erste und die zweite Ebene parallel und unmittelbar benachbart zueinander liegen, derart daß die Polenden der Anker bei nicht erregten Elektromagneten plan auf den Polenden der Kerne der Elektromagnete aufliegen.
  • Die Anordnung einerseits der Polenden der ersten Jochteile und der Kerne der Elektromagneten in einer ersten Ebene hat den Vorteil, daß hier keinerlei Toleranzen auftreten können. Dasselbe trifft auf das zweite Bauteil, das weitere Jochteil mit seinen Ankern zu. Auch hier können wegen der Anordnung der zusammenwirkenden Polenden in einer zweiten, zu der ortsfesten parallel und benachbart liegenden Ebene keine Toleranzen auftreten, so daß sich in der erregten Lage des Elektromagneten ein exakter Luftspalt ergibt. Wenn der Elektromagnet nicht erregt ist, liegt der Anker bei gespannter Feder plan auf dem Kern des Elektromagneten auf, ohne daß irgendwelche Verkantungen des Ankers auftreten. Hierdurch wird eine optimale Leistung der Vorrichtung erzielt und gleichzeitig für die Montage der geometrische Ort der verschiedenen, für die Bestimmung der Luftspalte entscheidenden Punkte eindeutig definiert. Die Dauermagnetkraft wird hierdurch in maximaler Weise ausgenutzt, und die Lebensdauer und Funktionssicherheit der Nadeldruckvorrichtung wird wesentlich vermehrt, dadurch daß der Anker immer plan auf den Kern des Elektromagneten aufschlägt.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung ist auch der Dämpfungsanschlag zur Dämpfung der kinetischen Energie der Feder und des Ankers in der Ruhelage ebenfalls in einer Ebene mit den Polenden der ersten Jochteile und der Kerne der Elektromagnete angeordnet, so daß sich auch aus der Anordnung des Dämpfungsanschlages keinerlei Toleranzmöglichkeiten ergeben und keine Einstellungen erforderlich sind.
  • Um auch die Möglichkeit zu haben, einzelne Nadeln, die besonders verschleißanfällig sind, auszutauschen, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung jedem Anker das weitere Jochteil individuell zugeordnet, so daß hier Einzelsysteme getrennt montiert werden können.
  • In der Montage ergibt sich die Möglichkeit, die Grundplatte mit den Kernen der Elektromagnete, mit den Permanentmagneten, mit den Elektromagneten und den ersten Jochteilen als ein Teil vorzumontieren und plan derart abzuschleifen, daß die Polenden der Jochteile und der Kerne exakt in einer Ebene liegen.
  • Bei dem Herstellungsverfahren ist dann vorgesehen, daß der Anker bei gespannter Feder in dem ihm individuell zugeordneten Jochteil so abgeschliffen wird, daß die Unterseite des Jochteiles und des Ankers ebenfalls eine Ebene bilden, derart daß bei nicht erregtem Elektromagneten eine exakte Anlage des Ankers ohne jede Verkantung an den Kernen der Elektromagnete erfolgt.
  • Soll auch der Dämpfungsanschlag in einer Ebene mit diesen Polenden der Jochteile und der Kerne liegen, dann wird auch der Dämpfungsanschlag gleichzeitig mit auf diese Ebene abgeschliffen.
  • Dieses Verfahren hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Montage des Ankers in dem ihm zugeordneten Jochteil erfolgen kann, ohne daß hier die Kraft des Permanentmagneten sich nachteilig bemerkbar macht, wodurch auch die genau mittige Montage des Ankers zwischen den Armen des zugeordneten Jochteils wesentlich erleichtert wird.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich anhand der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsformen der Erfindung.
  • In den Zeichnungen zeigt:
    • Figur 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Nadeldruckvorrichtung,
    • Figur 2 ist eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den Anker in seinem Jochteil,
    • Figur 3 zeigt in Explosivdarstellung die Art und Weise, wie eine Vielzahl von Nadeldruckvorrichtungen gemäß Fig.1 zu einem Nadeldruckkopf vereinigt sind,
    • Figur 4 zeigt die Anordnung einer Mehrzahl von Nadeldruckvorrichtungen in einer Reihe zur Konstruktion eines Zeilendruckers.
  • Jede Vorrichtung besitzt eine Grundplatte 1, die aus einem magnetisch leitfähigen Material besteht. In dieser Grundplatte 1 ist ein Elektromagnetkern 2 befestigt. Am Rande der Grundplatte 1 ist ein Permanentmagnet 3 angeordnet, der jedem Magnetsystem einzeln zugeordnet sein kann, der aber auch, wie die Fig. 3 zeigt, die Form eines Ringes 30 annehmen kann, der axial magnetisiert ist. Ein erstes Jochteil 4 dient dazu, einen Magnetkreis zwischen dem Kern 2 des Elektromagneten 5, 6, der Grundplatte 1, dem Permanentmagneten 3 und diesem Jochteil 4 zunächst teilweise zu schließen. Auf der Grundplatte 1 wird auch ein Spulenträger 5 befestigt, auf dem die Elektromagnetspule 6 gewickelt ist. Zur Durchführung der Enden der Wicklung ist ein rohrförmiges Teil 7 an dem Spulenträger 5 angeordnet. Zur Festlegung des zweiten Jochteiles 8 auf dem ersten Jochteil 4 werden nachträglich in Ausnehmungen in dem Jochteil 4 Haltebolzen 9 eingefügt. Das weitere Jochteil 8 ist insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich. Es hat zwei Ausnehmungen 10 zu seiner räumlichen Festlegung auf dem ersten Jochteil 4 und hat zwei vorspringende Polenden 11, die einen Anker 12 beidseits umgeben, derart daß zwischen dem Anker 12 und den beiden Polenden 11 des Jochteiles 8 sich ein gleichmäßiger Luftspalt 13 ergibt. Der Anker 12 ist hierzu aus einem besonders leicht magnetisierbaren Material - Vacoflux - hergestellt, und zwar als Vierkantteil mit einer runden Bohrung. Die Feder 14 ist aus Rundstahl gefertigt und ist mit ihrem Ende 15 in eine entsprechende Ausnehmung des zweiten Polteiles 8 eingeschoben. Eine Quetschung 16 der Feder 14 sorgt dafür, daß die Feder 14 sich verbiegen kann. Gleichzeitig dient die Quetschung auch dazu, daß der Anker 12 mit der Feder 14 in Richtung der beiden Polenden 11 im Jochteil 8 die nötige Querstabilität bekommt, so daß ein Berühren dieser Polenden 11 durch den Anker 12 nicht stattfindet. An der Feder 14 wird eine weitere Quetschung 17 angebracht, die senkrecht zur Quetschung 16 verläuft und die dem Anlöten der Drucknadel 18 dient. Dazwischen sorgt eine kleinere Quetschung für das Festsitzen des Ankers.
  • Um das Nachschwingen der Drucknadel bzw. der Feder zu dämpfen, wen die Drucknadel in die gespannte Ruhelage zurückkehrt, ist ein Dämpfungsanschlag 19 vorgesehen, der auf einem Pfosten 20 in der Grundplatte 1 befestigt ist. Zwei Führungssteine 21 und 22 dienen dazu, die Drucknadeln 18 in gewisser Weise konvergierend auf die Druckunterlage zuzuführen.
  • Die Zeichnung zeigt noch, daß durch eine gewisse Abwinklung der Feder 14 zwischen der Quetschung 17 und dem Anker 12 die Drucknadel 18 in Ruhelage, d. h. also in der Situation, in der der Elektromagnet 6 nicht erregt ist, an dem Dämpfungsanschlag 19 anliegt. Ferner läßt die Zeichnung erkennen, daß der Anker 12, wenn die Feder 14 sich in der gespannten Stellung befindet, mit seinem Polende 24 etwas schräg verläuft. Dies bedeutet, daß das Polende 23 des Jochteiles 8 und das Polende 24 des Ankers 12 in der gespannten Stellung der Feder 14 - Elektromagnet 6 nicht erregt und damit Anker 12 am Kern 2 anliegend - so abgeschrägt ist, daß dei Anliegen des Ankers 12 und des Magnetkernes 2 keinerlei Verkantung des Ankers 12 erfolgt und daß die beiden Teile satt aufeinander liegen. Dadurch wird die Leistung des Permanentmagneten am besten ausgenutzt, was andererseits auch zur Leistungsverbesserung des gesamten Systemes führt, da genau definierte Ströme für den Elektromagneten 6 erforderlich sind, um die Kraft des Permanentmagneten aufzuheben und den Druck der Drucknadel 18 zu bewirken.
  • Eine Betrachtung der Fig. 1 und 2 zeigt auch, daß die Vorrichtung, bestehend aus Feder 14 und Anker 12, im wesentlichen in Richtung der Achse der Feder symmetrisch ist, so daß Kippmomente für den Anker kaum vorhanden sind.
  • Die Nadeldruckvorrichtungen werden so montiert, daß die Teile 1, 2, 3, 4, 5 und 6 sowie 20 und 19 als ein Teil vormontiert werden, d. h. ohne die Haltebolzen 9. Dann wird dieses vormontierte Teil plan abgeschliffen, derart daß der Dämpfungsanschlag 19, das Polende 51 des Kernes 2 des Elektromagneten 5, 6 und das Polende 25 des Jochteiles 4 mit Toleranz Null in einer Ebene liegen. Das Jochteil 8, die Feder 14 und der Anker 12 werden dann wie folgt vormontiert : Zunächst wird die Feder 14 mit der Quetschung 26 versehen, und die Feder 14 mit ihrem Ende 15 in die Ausnehmung im Jochteil 8 hineingesteckt, bis sie festsitzt. Dann wird der Anker 12 vermittels seiner Bohrung über die Feder 14 gestreift, bis auch er auf der Quetschung 16 festsitzt. Danach wird die Feder 14 wie aus Fig. 1 ersichtlich leicht abgebogen und an der dann angebrachten Quetschung 17 die Drucknadei 18 angelötet. Die Feder 14 wird dann gespannt. Dabei ergibt es sich, daß der Anker 12 um ein gewisses Maß ungleichmäßig weit aus dem Jochteil 8 heraustritt. Nun wird das Teil 8 mit dem Teil 12 so geschliffen, daß die Unterseite 24 des Ankers 12 genau in einer Ebene liegt mit den Polenden 23 und 50 des Jochteiles 8. Auch hier ergibt sich eine Toleranz Null. Sobald das Teil 8 dann auf die nachträglich angebrachten Bolzen 9 am Jochteil 4 aufgesetzt worden ist, liegt der Anker 12 plan mit seiner Unterseite 24 auf dem Kern 2 des Elektromagneten 6 auf, ohne daß irgendwelche Luftspalte, Verkantungen oder dergl. verbleiben. Dadurch daß der Anker 12 in der gespannten Stellung der Feder absolut plan und ohne jeden Luftspalt oder irgendwelche Verkantungen auf dem Kern 2 des Elektromagneten 5, 6 aufliegt, werden auch Erosionen zwischen dem Anker und dem Kern vermieden, was den Wirkungsgrad des Systems erhöht und gleichzeitig den Verschleiß vermindert. Sollte sich dennoch ein Verschleiß ergeben, so wird dieser gleichmäßig über die ganze Fläche erfolgen und wird durch das Eindringen der Drucknadel 18 an dem Ende 17 der Feder 14 in den Dämpfungsanschlag 19 nicht behindert. Die ganze Vorrichtung erfordert keinerlei besondere Einstelloperationen, weder für die Sicherstellung der Luftspalte zwischen dem Anker 12 und den beiden Armen 11 des Jochteiles 18, noch zwischen dem Anker 12 einerseits und dem Kern 2 des Elektromagneten 5, 6 andererseits. Es wird für die Montage des Ankers mit Klemmwirkung der Feder gearbeitet. Verschraubungen werden bei der Montage des Gesamtsystems weitestgehend vermieden.
  • Im folgenden soll nun noch auf die Fig. 3 und 4 eingegangen werden, um zu erläutern, wie die einzelnen Nadeldruckvorrichtungen nun zu einem Gesamtsystem zusammengefügt werden können.
  • Fig. 3 zeigt hier insbesondere einen Nadeldruckkopf. Abweichend von der Nadeldruckvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 ist hier nur das erste Jochteil 4 in Form eines Käfigs 40 ausgebildet, der sämtliche Elektromagnete 5, 6 umgibt. Ferner abweichend ist der Magnet 3 nicht jeder einzelnen Vorrichtung zugeordnet, sondern in Form eines Ringmagneten 30 ausgebildet, der axial magnetisiert ist. Ansonsten entspricht der Nadeldruckkopf gemäß Fig. 3 genau der Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Zum Zusammenbau dient ein Gehäuse 39. Die vordere Begrenzungsfläche 26 dieses Gehäuses ist mit einem Mundstück 27 versehen, in dem man vorne nie Nadelführung 22 erkennt. Unter dem Mundstück 27 ist eine Abfühlrolle 28 gelagert, die dazu dient, die Papierstärke abzufühlen und damit den genauen Druckabstand zwischen den Vorderkanten der Drucknadel 18 und der Druckunterlage einzustellen. Das Gehäuse ist in seinem unteren Teil mit schwalbenschwanzförmigen Rippen 29 versehen, mit denen es in einer Rastung festgehalten werden kann. Rippen 31 und Ausnehmungen 32 im Gehäuse 39 sollen für eine möglichst gute Kühlung des sich bei längerer Arbeitszeit erwärmenden Kopfes sorgen. Im Innern des Gehäuses ist noch ein Vorsprung 33 vorgesehen, der dazu dient, das Käfigteil 40, den Ringmagneten 30 und die Grundplatte 1 vermittels von Ausnehmungen 34 in Position zu halten und zu führen. Zwischen dem Gehäuse 39 und dem Jochteil bzw. den Jochteilen 8 des Drucknadelkopfes ist ein Gummiring 35 vorgesehen, der die Systeme elastisch hält. Ein ähnlicher Gummiring 36 ist auch unter der Grundplatte 1 vorhanden, d. h. zwischen der Grundplatte 1 und einer gedruckten Schaltplatte 37 für die Herausführung der Anschlüsse 38 der Elektromagnete 2, 5, 6 ist noch ein elastischer Gummiring 36 vorhanden. Außer der Magnetkraft des/der Permanentmagnete 3 halten die Gummiringe 35, 36 die Teile in ihrer relativen Lage zueinander.
  • Anstelle des Käfigteiles 40 des Ringmagneten 30 kann auch bei einem Nadeldruckkopf gemäß Fig. 3 eine Vorrichtung verwendet werden, wie sie die Fig. 1 und 2 zeigen, also mit einzelnen Permanentmagneten 3 und einzelnen Jochteilen 4. Die Zeichnungen lassen ganz klar erkennen, daß die.gesamte Montage des Nadeldruckkopfes nahezu ohne Verschraubungen erfolgt. Lediglich durch eine entsprechende sinnvolle konstruktive Gestaltung der einzelnen Teile werden diese zusammengefügt und in ihrer Lage relativ zueinander und zum Gehäuse gehalten.
  • Dadurch daß jede Nadel einzeln in einem Jochteil 8 gelagert und gehalten ist, ist es möglich, dieses Jochteil mit seinem Anker und der Nadel auszutauschen, wenn etwa eine Nadel abgebrochen ist oder wenn evtl. der Verschleiß der Nadel so stark ist, daß diese Nadel nicht mehr druckt.
  • Fig. 4 läßt erkennen, daß man die gleichen Nadeldruckvorrichtungen auch dazu verwenden kann, um einen Zeilendrucker herzustellen. Die Grundplatte 1 ist hier länglich ausgebildet, und nebeneinander sind auf dieser Grundplatte die einzelnen Nadeldrucksysteme angeordnet in einem gewissen Abstand voneinander. Die Drucknadeln 18 wirken auf die Druckunterlage 41 ein. Zur Erzeugung der Zeichen muß die Gesamtheit der Druckvorrichtungen entweder um den Abstand zwischen zwei Drucknadeln 18 bewegt werden oder die Druckunterlage muß um das gleiche Ausmaß von links nach rechts oder von rechts nach links bewegt werden. Gleichzeitig ist natürlich ein Transport des Aufzeichnungsträgers senkrekcht zur Zeilenrichtung erforderlich. Bei jeder Bewegung der Drucknadelvorrichtungen um den Abstand zwischen je zwei Drucknadeln 18 wird eine Zeile gedruckt.
  • Ohne konstruktive Änderungen und dergl. ist es möglich, mit dieser Nadeldruckvorrichtung auch verschiedene Nadelhübe zu realisieren, indem man den Druckspalt zwischen dem Anker 12 und dem Kern 2 des Elektromagneten 5, 6 etwas kleiner oder größer macht. Dies ist besonders dann erforderlich, wenn, wie z. B. bei einem Sparbuchdrucker, beispielsweise auf der rechten Seite des Buches mehr Blätter vorliegen und damit eine dickere Papierlage vorgesehen ist als auf der linken Seite des Buches.

Claims (9)

1. Nadeldruckvorrichtung bestehend aus einer Grundplatte (1) aus magnetischem Material und einem oder mehreren, den Drucknadeln (18) einzeln oder gemeinsam zugeordneten Permanentmagneten (3) sowie jeder Drucknadel einzeln zugeordneten Elektromagneten (5, 6) mit je einem Kern (2), Jochteilen (4, 8) zum Überbrücken der Luftspalte zwischen den Polen des/der Permanentmagnete (3) und der Elektromagnete (5, 6), wobei der Permanentmagnet oder die Permanentmagnete (3) einen Anker (12) bei gespannter Feder (14) gegen den ihm zugeordneten Kern (2) des nicht erregten Elektromagneten (5, 6) ziehnen und die Feder (14) den Anker (12) mit der Drucknadel (18) bei Erregung des Elektromagneten (5, 6) in die Drucklage vorschnellen läßt, wobei die Polenden (25) erster Jochteile (4), die den Magnetkreis zwischen den Permanentmagneten (3) und den Elektromagneten (2, 5, 6) teilweise schließen und die Polenden (51) der Kerne (2) der Elektromagnete (5, 6) in einer ersten Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (12) beweglich in einem weiteren Jochteil (8) angeordnet sind und daß die der ersten Ebene zugekehrten Polenden (50, 23) dieses weiteren Jochteiles (8) und die der ersten Ebene zugekehrten Polenden (24) der Anker (12) in ihrer vorgespannten Lage bei nicht erregten Elektromagneten (5, 6) in einer zweiten Ebene liegen, wobei die erste und die zweite Ebene parallel und -unmittelbar benachbart zueinander liegen, derart daß die Polenden (24) der Anker (12) bei nicht erregten Elektromagneten plan auf den Polenden (51) der Kerne (2) der Elektromagnete (5, 6) aufliegen.
2. Nadeldruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch ein Dämpfungsanschlag (19) für die den Anker (12) tragende Feder (14) in der ersten Ebene liegt.
3. Nadeldruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Anker (12) das weitere Jochteil (8) individuell zugeordnet ist, in dem der Anker (12) mittels der Feder (14) derart gelagert ist, daß sich ein gleichmäßiger Luftspalt zwischen dem den Anker (12) umgebenden Jochteil (8, 11) und dem Anker (12) ergibt.
4. Nadeldruckvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14) aus einem Rundstahl besteht, der mehrfach abgequetscht (16, 17) ist und wobei die eine Quetschung (16) zugleich als Federung und zur Querstabilisierung des Ankers und der Feder in einer Ausnehmung des Jochteiles (8) dient, während die andere Quetschung (17) dem Anlöten der Drucknadel (18) dient und daß zwischen den beiden Quetschungen (16, 17) der Anker ebenfalls durch Pressung festsitzt.
5. Nadeldruckvorrichtung nach Anspruch 2, bei der zum Zusammenbau zu einem Nadeldruckkopf die ersten Jochteile (4) auf einem äußeren Ring angeordnet sind und die Elektromagnete (2, 5, 6) auf einem inneren Ring, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Zentrum der Dämpfungsanschlag (19) befindet.
6. Nadeldruckkopf nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Jochteile (4) ein die Elektromagneten (2, 5, 6) umgebendes käfigförmiges Teil (40) ist.
7. Nadeldruckkopf nach Anspruch 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Elektromagneten (2, 5, 6) ein Permanentmagnet (3) und ein erstes Jochteil (4) individuell zugeordnet ist, wobei die Jochteile insgesamt sich zu einem Käfig (40) ergänzen.
8. Verfahren zur Herstellung einer Nadeldruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (1) mit den Kernen (2) der Elektromagnete (5, 6), mit den Permanentmagneten (3), mit den Elektromagneten (2, 5, 6) und den ersten Jochteilen (4) als ein Teil vormontiert und plan derart abgeschliffen werden, daß die Polenden (25) der Jochteile (4) und der Kerne (2) exakt in der ersten Ebene 1 liegen und daß die im weiteren Jochteil (8) montierten Anker (12) bei deren gespannter Feder (14) so abgeschliffen werden, daß die Polenden (50, 23, 24) des Jochteiles (8) und der Anker (12) die zweite Ebene bilden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (14) zunächst mit einer Quetschung (16) versehen werden, daß die Federn (14) in die zugeordneten Ausnehmungen des Jochteiles (8) eingeschoben werden, bis sie im Preßsitz befestigt sind, daß die Anker (12) auf die Federn (14) aufgeschoben werden, bis auch sie im Preßsitz festsitzen und daß danach eine zweite Quetschung (17) an den Federn (14) vorgenommen wird und anschließend die Drucknadeln (18) angelötet werden.
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