EP0357860B1 - Matrixnadeldruckkopf der Klappankerbauart - Google Patents

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EP0357860B1
EP0357860B1 EP88730194A EP88730194A EP0357860B1 EP 0357860 B1 EP0357860 B1 EP 0357860B1 EP 88730194 A EP88730194 A EP 88730194A EP 88730194 A EP88730194 A EP 88730194A EP 0357860 B1 EP0357860 B1 EP 0357860B1
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EP
European Patent Office
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spring
leg
needle
armature
hinged armature
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EP88730194A
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Bernd Gugel
Johann Stempfle
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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    • 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
    • B41J2/275—Actuators for print wires of clapper type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B41J2/24—Print head assemblies serial printer type

Definitions

  • the invention relates to a matrix needle print head of the hinged armature type, with each hinged armature associated with the hinged armature, with each hinged armature arranged opposite, magnet yoke, one of the two magnet yoke legs being surrounded by an electromagnetic coil, the armature armature being mounted between the magnet yoke and an opposite support bearing for pivoted positions, which the retracted position and the front position of the pressure needle correspond and the hinged armature or the pressure needle are each held in the retracted position by means of a leg spring, a first spring leg being supported against a pressure needle head or on the hinged armature and a second spring leg being supported on a pressure head housing side.
  • hinged anchor systems are critical with regard to the accuracy of the manufactured parts and the resulting functional accuracy. Economic production requires relatively large tolerances in dimensions. In addition, the assembly based on this entails more or less fixed costs. In operation, however, the folding anchor system should be functionally accurate and durable. These conflicting requirements continually lead to new efforts to look for system improvements that both reduce manufacturing costs and facilitate assembly and increase the service life. In addition, increases in speed, i.e. the actuation frequency required.
  • a hinged anchor system of the type described is known from DE 32 43 475 C2.
  • the known solution uses generic hinged anchors between the magnetic yoke and an opposing elastic O-ring as a support bearing, each pressure needle between a guide bush and a pressure needle head by means of a helical spring is pressed against the hinged armature so that it is in the rest position, ie in the retracted position, as long as the electromagnet coil is not energized.
  • Such a design leads to the fact that the pressure needles between the guide bush and the anchor point of attack are completely free and can perform uncontrolled movements, which is disadvantageous.
  • the object of the invention is to provide the hinged anchor or the pressure needle with more advantageous guidance in each case by an improved design of the leg spring.
  • all leg springs are connected to one another and form a one-piece spring cage, the first spring leg in each case being provided with a U-shaped guide comprising the armature cross section.
  • the connection of all leg springs leads to stiff spring legs and a high positional accuracy of the spring engagement points on the pressure pin head or on the hinged anchor.
  • the production of only one one-piece workpiece is favorably opposed to 9, 18 or 24 individual leg springs.
  • the assembly of the hinged anchor is also considerably cheaper if the workpiece is only one piece.
  • the spring force can be provided uniformly for all printing needles. As a result, the imprints of the individual printing needles are much more uniform than before.
  • the spring cage is therefore also suitable for the various types of needle fasteners, in which the pressure needle either lies loosely on the folding anchor with the pressure needle head or is rigidly connected to the folding anchor without a pressure needle head.
  • the spring basket can thus be used for different needle attachments on the hinged anchor.
  • the spring cage is fixed at least radially on the inside and at least with the second spring leg on the inside of a pressure needle guide housing. This makes assembly easier, more precise and faster than before.
  • the group of 7, 9, 12, 18 or 24 printing needles is fixed more precisely and guided precisely over the entire stroke during operation.
  • the spring cage is advantageously produced from a one-piece, round, stamped part.
  • a sheet thickness of e.g. From 0.05 to 0.3 mm it is possible in a common tool to punch out the spring legs first and then bend them in the appropriate direction. From a diameter dependent on the elongated diameter of the spring legs, therefore, only a metal strip of the stated thickness and width is required, which can be punched and bent in a follow-up cutting tool, so that the spring basket is finally conveyed out at the end of the tool.
  • the functions of the spring cage in the installed state can also be taken into account during manufacture by the U-shaped guide on the first spring leg being bent up on the flat stamped part and by the first spring leg being executed with the finished U-shaped guide towards the second spring leg is bent.
  • a matrix needle printhead of the hinged armature type is equipped with an electromagnetic coil 2 assigned to each pressure needle 1 and a hinged armature 3.
  • the printing needles 1 are arranged in printing needle gaps with 7, 9, 2 times 9, 12 or 2 times 12 printing needles and are guided in a printing needle guide housing 4 in a guide mouthpiece 5, which is located at a stroke distance in front of a pressure abutment 6.
  • An ink ribbon (not shown) (perpendicular to the plane of the drawing) is moved in front of the printing needles 1 and a recording medium 7 is guided over the printing abutment 6, on which characters or images are generated.
  • the electromagnetic coil 2 and each folding armature 3 are each assigned a magnetic yoke 10.
  • the electromagnetic coil 2 surrounds one of the magnetic yoke legs 10a or 10b.
  • the magnet yokes 10 are seated in a base plate 11 which is further developed towards the central axis 12 towards a hub 13.
  • Each hinged armature 3 is pivotally mounted between a magnetic yoke 10 and an opposite support bearing 14, consisting of an elastic O-ring 14a.
  • a damping ring 15 is also arranged on the hub 13, against which the hinged armature 3 with its radially inner hinged armature arm 3a facing the pressure needle 1 bears in the retracted pivot position.
  • each hinged anchor 3 is held by means of a leg spring 16, which are connected to a one-piece spring cage 17.
  • the pressure needle 1 (FIGS. 2 and 3) is connected to the hinged armature 3 or the radially inner hinged armature arm 3a via a bore 18 with weldings 19, the pressure needle 1 (with a pressure needle head, not shown) is not underneath, but the hinged arm 3a itself.
  • the leg spring 16 as a member of the spring cage 17 each has a first spring leg 16a and a second spring leg 16b. While the first spring leg 16a forms a U-shaped guide 20 which includes the hinged armature 3 (FIGS. 2 and 3), the spring cage 17 lies at least radially (FIG. 1) on a projection 4a of the pressure needle guide housing 4 and lies with the second Spring legs 16b on the inside 4b of the pressure needle guide housing 4. The spring cage 17 is adjusted and fixed over all of these contact points.
  • the U-shaped guide 20 corresponds to the armature cross section 3b dimensioned so that a single anchor 3 can advantageously be mounted and fixed in the guide 20.
  • the spring basket 17 (FIGS. 4 to 6) is produced from a one-piece, round-shaped stamped part 21. After a first process step, arms 22 are punched out with projections 23 shaped on both sides. On the arms 22, the projections 23 to the guides 20 are first bent up in a U-shape, then in a further process step (upper quarter of FIG. 4) the first spring legs 16a are formed from the arms 22 by vertical raising, which are in a last process step are completely bent inwards against a central circular opening 24 (lower right quarter of Fig. 4), so that the spring cage 17 is completed. The spring cage 17 is thus in a configuration over the entire circumference, as shown in the lower right quarter of FIG. 4.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Matrixnadeldruckkopf der Klappankerbauart, mit jeder Drucknadel zugeordnetem Klappanker, mit jedem Klappanker gegenüberliegend angeordnetem, Magnetjoch, wobei einer der beiden Magnetjochschenkel von einer Elektromagnetspule umgeben ist, der Klappanker zwischen dem Magnetjoch und einem gegenüberliegenden Stützlager für Schwenkstellungen gelagert ist, die der zurückgezogenen und vorderen Stellung der Drucknadel entsprechen und der Klappanker oder die Drucknadel jeweils mittels einer Schenkelfeder in der zurückgezogenen Stellung gehalten sind, wobei ein erster Federschenkel sich gegen einen Drucknadelkopf oder am Klappanker und ein zweiter Federschenkel sich auf einer Druckkopfgehäuse-Seite abstützt.
  • Derartige Klappankersysteme sind bezüglich Genauigkeit der hergestellten Teile und der sich hieraus ergebenden Funktionsgenauigkeit kritisch. Eine wirtschaftliche Herstellung verlangt relativ große Toleranzen der Abmessungen. Außerdem bedingt die sich darauf aufbauende Montage mehr oder weniger feste Kosten. Im Betrieb soll das Klappankersystem jedoch funktionsgenau und langlebig sein. Diese einander widersprechenden Anforderungen führen immer wieder zu neuen Bemühungen, Systemverbesserungen zu suchen, die sowohl die Herstellkosten senken und die Montage erleichtern als auch die Lebensdauer steigern. Außerdem werden Erhöhungen der Geschwindigkeit, d.h. der Betätigungsfrequenz gefordert.
  • Ein Klappankersystem der bezeichneten Art ist aus der DE 32 43 475 C2 bekannt. Die bekannte Lösung gebraucht gattungsgemäß gelagerte Einzelklappanker zwischen dem Magnetjoch und einem gegenüberliegenden elastischen O-Ring als Stützlager, wobei jede Drucknadel zwischen einer Führungsbuchse und einem Drucknadelkopf mittels einer Schraubenfeder gegen den Klappanker gedrückt wird so daß sich dieser in der Ruhelage, d.h. in der zurückgezogenen Stellung befindet, solange die Elektromagnetspule nicht bestromt wird. Eine solche Bauweise führt dazu, daß die Drucknadeln zwischen der Führungsbuchse und der Ankerangriffsstelle völlig freistehen und unkontrollierte Bewegungen ausführen können, was nachteilig ist.
  • Eine andere bekannte Lösung, die der eingangs bezeichneten Gattung in einer Ausführungsform am nächsten kommt, ist aus der DE-GM-Schrift 78 27 095 bekannt. Obgleich diese Lösung bereits Schenkelfedern anstelle von Schraubenfedern am Drucknadelkopf vorsieht, ist auch hier die seitliche Führung des Drucknadelkopfes noch sehr weich.
  • Eine ebenfalls nächstliegende Ausbildung mittels Blattfedern ist bekannt (US-A-4,447,166). Eine solche Blattfeder weist einzelne, dem Klappanker zugewandte Blattfederarme auf, die sich mit ihren Enden auf die radial äußeren Enden der Klappanker stützen. Dadurch ist weder der Hebelarm noch die Federwirkung sehr groß. Über eine Federwirkung hinaus ist aber keine weitere Funktion mit einer solchen Blattfeder verbunden. Für die Rückführung einer Drucknadel in ihre rückwärtige Grundstellung ist daher pro Drucknadel jeweils eine weitere Feder erforderlich, die bekannterweise aus einzelnen Biegefedern besteht. Diese einzelnen Biegefedern sind an ihren Federkräften naturgemäß ungleich stark, so daß pro Drucknadel mit unterschiedlichen Rückprallerscheinungen zu rechnen sein dürfte. Auch diesen einzelnen Biegefedern kommen weitere Funktionen, ausgenominen die einzelnen Biegekräfte, nicht zu.
  • Diesem Stand der Technik gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Klappanker oder die Drucknadel jeweils durch eine verbesserte Gestaltung der Schenkelfeder mit einer vorteilhafteren Führung zu versehen.
  • Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der eingangs bezeichneten Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sämtliche Schenkelfedern miteinander verbunden sind und einen einteiligen Federkorb bilden, wobei jeweils der erste Federschenkel mit einer den Ankerquerschnitt umfassenden U-förmigen Führung versehen ist. Die Verbindung sämtlicher Schenkelfedern führt zu steifen Federschenkeln und zu einer hohen Positionsgenauigkeit der Federangriffspunkte am Drucknadelkopf bzw. am Klappanker. Die Herstellung nur eines einteiligen Werkstückes steht 9, 18 oder 24 einzelnen Schenkelfedern günstig gegenüber. Die Montage des Klappankers ist bei nur einteiligem Werkstück ebenfalls erheblich günstiger. Die Federkraft kann einheitlich für alle Drucknadeln bereitgestellt werden. Dadurch sind die Abdrucke der einzelnen Drucknadeln wesentlich gleichmäßiger als bisher. Der Federkorb eignet sich demnach auch für die verschiedenen Gattungen von Nadelbefestigungen, bei denen die Drucknadel entweder lose am Klappanker mit dem Drucknadelkoft anliegt oder aber ohne Drucknadelkopf starr mit dem Klappanker verbunden ist. Der Federkorb kann somit für unterschiedliche Nadelbefestigungen am Klappanker eingesetzt werden.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Federkorb zumindest radial innen und zumindest mit dem zweiten Federschenkel an der Innenseite eines Drucknadelführungsgehäuses festgelegt ist. Hierdurch wird die Montage erleichtert, genauer und schneller möglich als bisher. Außerdem wird die Gruppe von 7, 9, 12, 18 oder 24 Drucknadeln genauer fixiert und während des Betriebes über den gesamten Hubweg genau geführt.
  • Vorteilhafterweise ist der Federkorb aus einem einstückigen, rondenförmigen Stanzteil hergestellt. Bei einer Blechdicke von z.B. 0,05 bis 0,3 mm ist es in einem gemeinsamen Werkzeug möglich, die Federschenkel zuerst auszustanzen und nachfolgend in der geeigneten Richtung umzubiegen. Von einem dem gestreckten Durchmesser der Federschenkel abhängigen Durchmesser ist daher lediglich ein Metallband der genannten Dicke und Breite erforderlich, das in einem Folgeschnittwerkzeug gestanzt und gebogen werden kann, so daß am Ende des Werkzeuges der Federkorb fertig ausgefördert wird.
  • Hieran anließend können die Funktionen des Federkorbes im eingebauten Zustand auch noch bei der Herstellung berücksichtigt werden, indem an dem flachen Stanzteil die U-förmige Führung an dem ersten Federschenkel hochgebogen ist und indem der erste Federschenkel mit der fertigen U-förmigen Führung zum zweiten Federschenekel hingerichtet umgebogen ist.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen axialen Längsschnitt als Halbschnitt durch den betriebsbereiten Matrixnadeldruckkopf,
    Fig. 2
    einen Teilschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab im Bereich des Federkorbes,
    Fig. 3
    eine Seitenansicht zu Fig. 2 auf den Federkorb mit den Drucknadeln von hinten,
    Fig. 4
    die Herstellung des Federkorbs aus einem Stanzteil in vergrößertem Maßstab mit über den Umfang verteilten Herstellschritten,
    Fig. 5
    einen Querschnitt durch Fig. 4 in Richtung V - V und
    Fig. 6
    einen Querschnitt durch Fig. 4 in Richtung VI - VI.
  • Ein Matrixnadeldruckkopf der Klappankerbauart ist mit jeder Drucknadel 1 zugeordneter Elektromagnetspule 2 und einem Klappanker 3 ausgestattet. Die Drucknadeln 1 sind in Drucknadelspalten mit 7, 9, 2 mal 9, 12 oder 2 mal 12 Drucknadeln angeordnet und in einem Drucknadelführungsgehäuse 4 in einem Führungsmundstück 5 geführt, das sich im Hubabstand vor einem Druckwiderlager 6 befindet. Vor den Drucknadeln 1 wird ein (nicht dargestelltes) Farbband (senkrecht zur Zeichenebene) vorbeibewegt und über das Druckwiderlager 6 wird ein Aufzeichnungsträger 7 geführt, auf dem Schriftzeichen oder Bilder erzeugt werden.
  • In einem hinteren Gehäuseteil 8, der mit einem Deckel 9 verschlossen ist, sind der Elektromagnetspule 2 und jedem Klappanker 3 jeweils ein Magnetjoch 10 zugeordnet. Die Elektromagnetspule 2 umgibt einen der Magnetjochschenkel 10a oder 10b. Die Magnetjoche 10 sitzen in einer Grundplatte 11, die zur Mittelachse 12 hin zu einer Nabe 13 weitergebildet ist.
  • Jeder Klappanker 3 ist zwischen einem Magnetjoch 10 und einem gegenüberliegenden Stützlager 14, bestehend aus einem elastischen O-Ring 14a schwenkgelagert. An der Nabe 13 ist außerdem ein Dämpfungsring 15 angeordnet, gegen den jeweils der Klappanker 3 mit seinem der Drucknadel 1 zugewandten, radial inneren Klappankerarm 3a in der zurückgezogenen Schwenkstellung anliegt.
  • In dieser zurückgezogenen Stellung wird jeder Klappanker 3 mittels einer Schenkelfeder 16 gehalten, die zu einem einteiligen Federkorb 17 verbunden sind. Für den Fall, daß die Drucknadel 1 (Fig. 2 und 3) über eine Bohrung 18 mit Verschweißungen 19 mit dem Klappanker 3 bzw. dem radial inneren Klappankerarm 3a verbunden ist, wird nicht die Drucknadel 1 (mit einem nicht dargestellten) Drucknadelkopf untergriffen, sondern der Klappankerarm 3a selbst.
  • Die Schenkelfeder 16 als Glied des Federkorbes 17 weist jeweils einen ersten Federschenkel 16a und einen zweiten Federschenkel 16b auf. Währenddem der erste Federschenkel 16a eine U-förmige Führung 20 bildet, die den Klappanker 3 umfaßt (Fig. 2 und 3), liegt der Federkorb 17 zumindest radial (Fig. 1) an einem Vorsprung 4a des Drucknadelführungsgehäuses 4 an und liegt mit dem zweiten Federschenkel 16b an der Innenseite 4b des Drucknadelführungsgehäuses 4 an. Der Federkorb 17 ist über alle diese Anlagestellen justiert und fixiert. Die U-förmige Führung 20 ist entsprechend dem Ankerquerschnitt 3b bemessen, so daß ein einzelner Anker 3 vorteilhafterweise in der Führung 20 montiert und fixiert werden kann.
  • Der Federkorb 17 wird (Fig. 4 bis 6) aus einem einstückigen rondenförmigen Stanzteil 21 hergestellt. Nach einem ersten Verfahrensschritt werden Arme 22 mit beidseitig geformten Vorsprüngen 23 ausgestanzt. An den Armen 22 werden zunächst die Vorsprünge 23 zu den Führungen 20 U-förmig hochgebogen, danach werden in einem weiteren Verfahrensschritt (oberes Viertel von Fig. 4) aus den Armen 22 durch senkrechtes Hochstellen die ersten Federschenkel 16a gebildet, die in einem letzten Verfahrensschritt vollends nach innen gegen eine zentrische Kreisöffnung 24 hin umgebogen werden (rechtes unteres Viertel von Fig. 4), so daß der Federkorb 17 damit fertiggestellt ist. Der Federkorb 17 befindet sich damit über den gesamten Umfang in einer Gestaltung, wie im rechten unteren Viertel der Fig. 4 dargestellt ist.

Claims (4)

  1. Matrixnadeldruckkopf der Klappankerbauart, mit jeder Drucknadel (1) zugeordnetem Klappanker (3), mit jedem Klappanker (3) gegenüberliegend angeordnetem Magnetjoch (10), wobei einer der beiden Magnetjochschenkel (10a,10b) von einer Elektromagnetspule (2) umgeben ist, der Klappanker (3) zwischen dem Magnetjoch (10) und einem gegenüberliegenden Stützlager (14) für Schwenkstellungen gelagert ist, die der zurückgezogenen und vorderen Stellung der Drucknadel (1) entsprechen und der Klappanker (3) oder die Drucknadel (1) jeweils mittels einer Schenkelfeder (16) in der zurückgezogenen Stellung gehalten sind, wobei ein erster Federschenkel (16a) sich gegen einen Drucknadelkopf oder am Klappanker (3) und ein zweiter Federschenkel (16b) sich auf einer Druckkopfgehäuse-Seite abstützt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sämtliche Schenkelfedern (16) miteinander verbunden sind und einen einteiligen Federkorb (17) bilden, wobei jeweils der erste Federschenkel (16a) mit einer den Ankerquerschnitt (3b) umfassenden U-förmigen Führung (20) versehen ist.
  2. Matrixnadeldruckkopf nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Federkorb (17) zumindest radial innen und zumindest mit dem zweiten Federschenkel (16b) an der Innenseite (4b) eines Drucknadelführungsgehäuses (4) festgelegt ist.
  3. Matrixnadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der federkorb (17) aus einem einstückigen, rondenförmigen Stanzteil (21) hergestellt ist.
  4. Matrixnadeldruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß an dem flachen Stanzteil (21) die U-förmige Führung (20) an dem ersten Federschenkel (16a) hochgebogen ist und daß der erste Federschenkel (16a) mit der fertigen U-förmigen Führung (20) zum zweiten Federschenkel (16b) hingerichtet umgebogen ist.
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