IT8323833A1 - Gruppo armature per testina stampante a mosatco e relativo metodo di produzione - Google Patents

Description

"GRUPPO ARMATURE PER TESTINA STAMPANTEA MOSAICO E RELATIVO METODO DI PRODUZIONE"

RIASSUNTO

Gruppo armature,per testina stampante a mosaico in cui ciascuna armatura, facente parte di un elettromagnete di attuazione associa to ad uno di una pluralit? di aghi di impressione, ? vincolata ad un braccio elastico di un ragno in acciaio per molle che ha tanti bracci quante sono le armature. Tale ragno, oltre a svolgere una funzione di posizionamento delle armature nella direzione di attua zione, consente di manipolare il gruppo armature nome un ele mento unitario facilmente assemblabile.

? braccio rii spinta rii ogni armatura presenta inoltre lina doppia curvatura in modo che il piano d'appoggio tra tale braccio e la testa del corrispondente ago sia perpenriicolare all 'asse del 'ago e passi per il fulcro dell'armatura. In tal modo viene minimizzata

Il gruppo armature pu? essere ottenuto con un processo produttivo completamente automatizzato.

La presente invenzione riguarda un gruppo armature per testira stam pante a mosaico ed il relativo metodo di produzione.

Una testina stancante a mosaico comprende una pluralit? di aehi di impressione' ed una corrispondente pluralit? di elettromagneti dispo sti radialmente su un anello di supporto.

Ogni elettromagnete ? provvisto -di un'armatura mobile avente una estremit? che si protende esternamente al circuito -magnetico dell'elettromagnete e che agisce come braccio di spinta per uno degli aghi di impressione.

I punti di contatto tra le armature mobili e le teste degli ?ghi ri sultano distribuiti uniformemente lungo una circonferenza giicente in un piano parallelo al piano dell'anello di supporto degli elettromagneti

Per ottenere lina distribuzione delle estremit? di impressione degli aghi secondo una o pi? colonne-parallele, gli aghi subiscono una de formazione elastica e presentano una curvatura graduale conirolla? ta e favorita da opportune guide.

Al gruppo elettromagnetico, costituito dalla pluralit? di eiettromagneti, ? associato un elemento di ritenuta delle armature cei di versi elettromagneti.

Tale elemento, oltre a consentire un corretto movimento delle arma ture ed a definire l'ampiezza del traferro a riposo dei diveisi elettromagneti, effettua un'azione ammortizzante quando l'arnatura di un elettromagnete, dallo stato di attrazione, passa allo _stato di rilascio.

EsemDi di tali testine sono illustrati nei brevetti statunitensi 4.260.270 e 4.367.962.

Tra i reauisiti di una testina stampante a mosaico rivestono parti colare importanza il basso costo e l'elevata affidabilit?.

Un fattore che incide notevolmente sul costo di una testina stampante a mosaico ? il suo tempo di assemblacelo manuale.

Per ridurre il tempo di assemblaggio molti produttori di testine tendono a ridurre al minimo le parti di una testina da assemblare manualmente, tali parti essendo prodotte con processi automatizzati Ad esempio la domanda di brevetto europea N. 821011084.0 pubblicata 1'1.9.1982 con N. 58901 ed assegnata alla medesima richiedente . descrive un gruppo elettromagnetico per testina stampante a mosaico ed un processo automatizzato che consente di produrre come pezzo unitario tale gruppo.

Attualmente la fase pi? critica nell'assemblare una testina ? quella di installare singolarmente in opportuna posizione le ara iiture sui circuiti magnetici. Infatti, oltre al tempo relativamente lungo richi: da tale operazione, ? difficoltoso, soprattutto per testine con un alto numero di armature, come ad esempio testine a 14 o 18 aghi, assemblare successivamente l'elemento di ritenuta delle armature senza che qualcuna di tali armature vada fuori posizioni:

Per tenere in posizione le armature durante la fase di assemldaggio il brevetto statunitense N. 4.140.406 propone che elemento di ri tenuta sia provvisto di opportune proiezioni di sostegno e guida per ciascuna armatura.

Durante la fase di assemblaggio ogni armatura.?.inserita all interno di tali proiezioni ed ? ivi tenuta in posizione.

Successivamente l'elemento di ritenuta, insieme con le armature pu? essere assemblato sul gruppo elettromagnetico.

Una tale soluzione, oltre a richiedere una complessit? costruttiva per l'elemento di ritenuta, comporta ancora una operazione manuale per l'inserimento delle armature nelle opportune sedi dell emento di ritenuta.

Inoltre.le proiezioni di sostegno e guida possono introdurre attri

ti variabili da armatura ad armatura nel corso del funzionarlento della testina di stampa, causando un non uniforme comportamento dei diversi elementi di impressione.

Per quanto riguarda l'affidabilit? delle testine a mosaico essa ? soprattutto legata alla rottura che pu? subire un ago di impressio ne in seguito alle sollecitazioni cui ? sottoposto da parte della corrispondente armatura durante la fase di attuazione.

Con l'uso generalizzato di armature piatte non si ha un contatto corretto tra testa dell'ago ed armatura per cui durante la fase di attuazione si genera un momento indesiderato sulle guide e sitlla testa dell'ago.

A causa di tale momento, l'ago pu? subire una deformazione comples siva che pu? raggiungere il limite di rottura.

Il gi? citato brevetto statunitense N. 4,120,406, per ovviare a questo inconveniente, propone di incurvare 1'estremit? dell'?.rmatura che si protende esternamente al circuito magnetico del!?elet tromapnete in modo che tale estremit? risulti perpendicolare all'asse dell'ape in corrispondenza del punto di contatto.

Tale soluzione non elimina per? completamente il momento indeside rato sulle guide e sulla testa dell'ago per cui, sotto questo aspetto, il grado di affidabilit? della testina risulta limitato.

Un primo scopo della presente invenzione ? auello di ridurre il costo della testina riducendo al minimo il tempo di assemblaggio marmale delle armature sui circuiti magnetici degli elettronagneti e di semplificare la struttura dell'elemento di ritenuta di tali armature .

Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di aunenta re 1'affidabilit? della testina eliminando quasi del tutto il momento indesiderato sulle guide e sulla testa dell'ago duranie la fase di attuazione.

Secondo un primo aspetto dell'invenzione, ognuna delle armature, in posizione relativa corretta, ? vincolata ad un braccio elasti co di un ragno per molle che h? tanti bracci radiali quante sono le armature . Il vincolo tra braccio del ragno ed armatura ? tale che l'armatura pu? solo muoversi perpendicolarmente al suo piano. In tal modo l'insieme ragno-armature costituisce un elementiiuni t?zio facilm?nte assemblabile.

Inoltre la funzione di guida delle armature. devoluta nello stato dell'arte all'elemento di ritenuta delle armature, pu? essere svol ta dai bracci del ragno derivandone una semplificazione costrutti- va per l'elemento di ritenuta delle armature, nonch? l'eliminazio ne di qualsiasi attrito tra l'elemento di ritenuta e le armature nel corso del funzionamento.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione le estremit? delle armature che si protendono esternamente al circuito magnetico del 1 'elettromagnete presentano una doppia curvatura in modo che la parte di tali estremit? che ? in contatto con le teste dell'ago si trovi in un piano perpendicolare all'asse dell'apo e passante per il fulcro dell'armatura. In tal modo viene eliminato auasi compie t'amente il momento indesiderato sulle guide e sulla testa dell'ago durante la fase di attuazione.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione l'insieme ragno- arma ture ? ottenuto con un processo automatizzato che evita all'assem blatore di manipolare singolarmente le diverse armature.

Oueste ed altre caratteristiche risulteranno pi? evidenti dalla descrizione che segue di una forma d? realizzazione prefer?ta dell'invenzione e dai disegni allegati in cui:

- la fip. 1 rappresenta parzialmente in sezione una testina stamoante ad aghi incorporante il gruppo armature della presente in venzione:

? la fig. 2 mostra in vista dall'alto il gruppo armature della pre sente invenzione.

- la fig. 3 evidenzia gli effetti indesiderati sull'ago di stampa durante la fase di attuazione dovuti alle armature del grappo della presente invenzione rispetto a duelli dovuti ad armature note nell'arte:

- la fig. 4 rappresenta in schema di flusso il processo o mstodo Droduttivo utilizzato per la realizzazione di un gruppo abmatu re secondo l'invenzione;

- la fig. 5 rappresenta parzialmente le armature del gruppo della presente invenzione alla fine di una fase del processo produtti vo di fig. 4;

- Le fig- RA, fiR rappresentano schematicamente secondo viste diver se una variante del gruppo armature della presente invenzione nel caso in cui ad ogni armatura sia associata una controannatu

Riferendoci alla fig. 1. la testina stampante comprende un elemen to di supporto 1 per gli elettromagneti e per gli aghi.

L'elemento .di supporto 1 ha forma di anello piano circolare con asse A-A.

Sull'anello sono montati, distribuiti radialmente intorno a11'as se A-A. n nuclei magnetici, ciascuno costituito da due colonne 2, 3 e da un giogo 4.

In fig. 1 ? rappresentato solo un nucleo. Intorno ad una colonna del nucleo, per esempio la col?nna 3. ? disposto un avvolgimento elettrico 5.

L'elemento di supporto 1 ? provvisto di un canotto centrale 6 ca vo internamente e forato alla sommit? 7 per consentire il passag gio degli aghi come 8.

Internamente al canotto 6 sono disposti dei diaframmi forati come 9. 10 di guida deeli aghi.

Una molla a spirale 11. avvolta intorno all'aeo 8. agisce tra la faccia superiore della sommit? 7 del canotto e la testa 12 dell'aeo.

Sulla sommit? delle colonne 2 e 3 ? posizionata un'armatura mobile 13 che si estende radialmente verso l'asse A-A con un braccio 14 contro il quale si appoggia la testa 12 dell'aeo di impressione 9. In corrispondenza dell'estremit? 15 ogni armatura come 13 ? vinco lata, ad esempio mediante saldatura a resistenza, ad un braccio elastico 16 che si protende radialmente da un corpo anulare 17 e che presenta una opportuna doppia curvatura.

La fig. 2 mostra in vista dall'alto secondo la direzione della fraccia P di fig 1, l'insieme costituito dal corpo anulare 17 con i calativi bracci coma 16 e dalla armatura coma 1.1.

Nel caso particolara di fig. 21'insiama si riferisce ad una testi na stampante a 9 aghi.

Il corpo anulare 17 con i relativi bracci come 16 ? in acciaio per molle di opportuno spessore (ad esempio 0,3 mml ed assicura il po

Un anello 18 di ritenuta delle armature ? fissato opportunamente ad esempio per mezzo della vite 19 al canotto 6.

L'anello 18 ? provvisto di una porzione cilindrica centrale nata a ricevere il corpo anulare 17.

Esso ? inoltre provvisto di due sole circolari che alloggiano rispettivamente due anelli resilienti (0-RING) 20. 21 rispettiva mente .

In corrispondenza delle diverse armature la posizione dell'O-RING 21 nella gola DUO essere regolata, per esempio, mediante viti, co me la vite 22 di fig. 1 che agisce in corrispondenza dell'ar natura 6.

In tal modo l'O-RING 21, oltre che un'azione di smorzamento dopo la fase di rilascio delle armature, ha la funzione di definire la posizione di riposo delle diverse armature, ossia il traferro tra la sommit? delle colonne come 3 e le armature come 13.

L 'O-RING 20 agisce attraverso i bracci elastici come 16 sulle estre mit? come 15 delle armature come 13.

Con riferimento alla fig. 1 l'O-RING 20 esercita sull'armatura 13 un momento che tende a far ruotare tale armatura rispetto al fuiero 23 allontanandola dalla colonna 3.

Un analogo effetto ha il momento esercitato sull 'armatura 13 dalla molla 11 attraverso la testa 12

E' da notare che nella forma realizzativa descritta il vincolo rigido esistente tra armatura 13 e braccio elastico 16 esercita sull'armatura 13 un momento resistente che.tende ad opporsi a quelli generati dall'O-RING 20 e dalla molla 11.

ti generati dall'O-RING 20 e dalla molla 11 non si genera alcunipro blema di funzionamento.

In fig. 1 ? da notare che il braccio 14 dell'armatura 13 presenta una doppia curvatura di modo che a riposo o preferibilmente in una Inoltre l'estremit? del braccio.141? opportunamente rettiticata di modo che il piano d1appoggio di tale estremit? con lO-RING 21 sia perpendicolare all'asse A-A.

La doppia curvatura dei bracci di spinta come 14 delle armature co. me 13 consente di minimizzare il momento indesiderato sulla testa dell'ago durante la fase di attuazione.

Per giustificare una tale affermazione si fa riferimento all fip. 3 in cui le linee a tratto oieno B. C. D rabnresentano schematicamente. in condizione di riposo, i piani di accoppio dei brac ci di spinta di armature con doccia cieeatura (come nel caso della presente invenzione), con una sola piegatura (come nel caso del brevetto US 4,120,406 gi? citato) e con nessuna piegatura rispet tivamente

Le linee tratteggiate B1, C1 D ' rappresentano i piani d'appoggio corrispendenti rispettivamente alle linee R, T) quando le ture durante la fase di eccitazione o lancio ruotano intorno al fulcro 23 e si appoggiano sulle colonne 2, 3 del circuito maaneti co.

La linea tratteggiata E indica l'asse dell'ago

I punti di contatto Fr H tra testa dell'ago e i piani di appog pioB. C. D. rispettivamente si portano alla fine della fase di ec citazione nei corrispondenti punti F'? G' . H' dei piani di accoppio B' . C1. D'.

La distanza dei punti F'. G'. H' dall'asse dell'ago fornisce una mi sura della deformazione o del corrispondente momento indesiderato cui ? sottoposto l'aEO.

nel Caso in cui il piano d'appoggio del braccio di spinta sia perpen dicolare all'asse dell'ago e passi per il fulcro 23 come indicato con la linea tratteggiata I di fig. 3-Un gruppo di armature come quello descritto ed evidenziato in fig.2 si presta alla realizzazione con un processo prodottivo completamen te automatizzato.

La fip. 4 rappresenta in diagramma di flusso tale processo produttivo.

Le materie prime di partenza sono: S. lamiera di materiale magneti co in fogli o nastri: T. lamiera di acciaio per molle in fogli o nastri.

La lamiera di materiale magnetico S viene preventivamente ta in modo da ottenere dei dischi che contengono tutte le armature di una testina gi? in.posizione relativa corretta ma collegafee tra di loro da opportuni diaframmi.

Tale operazione ? rappresentata dal blocco 40 di fie. 4.

Il risultato di tale operazione ? indicato parzialmene in fig.-5 dove si pu? notare cerne ocni armatura come 50 risulti collegata al le armature adiacenti mediante i diaframmi 51. 52.

Un ulteriore diaframma 53 collega l'armatura 50 ad un anello 54. Anche la lamiera di acciaio T, con un'operazione rappresenta :a dal blocco 41 di fig. 4. viene preventivamente tranciata in modo da ot tenere un ragno in acciaio per molle, ossia una pluralit? di bracci elastici come 16 (fig. 2) che si estendono radialmente da un corpo anulare come 17.

Tali bracci, con un'operazione rappresentata dal blocco 42, subisco no un'opportuna piegatura in modo da presentare un'andamento simi le al braccio 16 di fig. 1.

Il disco armature ottenuto per tranciatura dalla lamiera S per mez zo dell'operazione descritta dal blocco 40 ? sottoposto ad un'opera zione di imbutitura (blocco 43) che d? ai bracci di spinta d 3lle armature la forma indicata in fig. 1 per l'armatura 13.

Segue una fase di rettifica delle estremit? dei bracci di spiita delle armature (blocco 44) per assicurare che il piano di ap aoggio a riposo di tali estremit? con l'0-RING 21 di fig. 1, una vo lta che la testina stampante sia stata assemblata, sia perpendicolare all'asse della testina stessa (asse A-A di fig. 1).

Una fase di lavaggio e di successiva ricottura (blocco 45) consen te di ripristinare le caratteristiche magnetiche iniziali de1 materiale magnetico.

Il disco armature ed il ragno in acciaio per molle alimentano una stazione di saldatura ea resistenza (blocco 46) dove il ragno vie ne opportunamente posizionato sul disco armature e auindi le estre mit? dei bracci elastici di tale ragno vengono saldati sulle estre mit? delle armature come l'estremit? 15 dell'armatura 13 di pie. 1. Segue un'operazione di asportazione dei diaframmi come 51352.'53 di fig. 5 che collegano le armature (blocco 47 cos? che queste re stano libere tra di loro ma collegate soltanto ai bracci elastici del ragno .

Questa operazione pu? essere effettuata per tranciatura o mediante molatura con mola a disco o altri mezzi.

Il gruppo cos? ottenuto risulta pronto per il suo assemblaggio in una testina stampante.

E' da notare che le operazioni descritte dei blocchi 40+47 dL fip. 4 sono effettuate con apparecchiature di produzione note nell'arte. E1 evidente che numerose modifiche possono essere apportate al grup po armature descritto ed al relativo metodo di produzione senza pe r? dipartirsi dallo spirito della presente invenzione.

Ad esempio il ragno ai cui bracci sono vincolatele armature pu? as sumere geometrie alternative, come quella in cui i bracci ragiali elastici si proiettano verso l'interno di un corpo anulare di soste gno avente un diametro maggiore di quello del corpo anulare descrit to nella presente invenzione.

E' evidente che geometrie alternative per il ragno presuppongono corrispondenti modifiche per la faccia interna dell'elemento di ri tenuta delle armature.

Ulteriori modifiche sono possibili oer i bracci del ragno nel caso in cui il gruppo elettromagnetico della testina stampante assume particolari strutture.

Claims (6)

RIVENDICAZIONI

1. Gruppo armature ner testina stampante a mosaico comprendente una pluralit? di aphi di impressione ed un gruppo elettromagne tico costituito da una pluralit? di elettromagneti di attuazio ne disposti radialmente intorno all'asse di detta testina. ciascu no di detti elettromagneti .comprendendo un'armatura prov vista di ni gruppo elettromagnetico in definendo la posizione a ripeso del le armature rii rietti elettromagneti, caratterizzato ria ci? che ciascuna armatura ? vincolata alla estremit? di uno di una piu ralit? di bracci elastici piatti che si protendono radialmente da un elemento anulare in acc?io per molle posizionato su detto elemento di ritenuta delle armature, ciascuno di detti bracci garantendo un corretto posizionamento radiale dell'armatura ad esso vincolata ed un movimento di detta armatura nella direzio ne di attuazione.

2. Gruppo armature per testina stampante a mosaico come a rivendi cazione 1 caratterizzato da ci? che ciascuna armatura ? vincola ta all'estremit? di uno di dettibracci-elastici piatti in cor rispondenza dell1estremit? opposta al suo braccio di spinta .

3. Gruppo armature per testina stampante a mos?ico come a rivendi cazione 1 caratterizzato inoltre da ci? che ciascuna armatura ? vincolata all'estremit? di uno di detti bracci elastici piatti mediante saldatura a resistenza.

4. GruoDo armature Der testina stancante a mosaico come a rivendi cazione 1 caratterizzata da ci? che il braccio di spinta di ciascuna armatura presenta una doppia curvatura di modo che, in corrispondenza di una delle possibili posizioni assumibili da detta armatura, il piano di detto hraccio di spinta che ? in contatto con la testa rie! corrispnnriente ago di impressione sia perpendicolare all'asse di detto ago e passi per il fulcro di

detta armatura.

5. Gruppo armature per testina stampante a mosaico come a riven

dicazione in cui inoltre una controarmatura in forma di- pia

stra amagnetica ? interposta traciascunaarmatura di detti elet

tromagneti e detto elemento di ritenuta armature c?ratte

comprende almeno un primo ed un secondo dito sfalsati l' uno

rispetto all'altro.

ogni armatura e la relativa controarmatura essendo vinco. ate

rispettivamente a detto primo e a detto secondo dito del cor

rispondente braccio elastico.

armature

6. Metodo di produzione di un gruppo per testina stampante a mosai

co in cui ognuna di una pluralit? di armature disposte radial-

mente intorno ad un asse ? vincolata all'estremit? di uno di

una pluralit? di bracci elastici piatti che si protendono ra-

dialmente da un elemento anulare piatto in acciaio per molle

caratterizzato da ci? che comprende le seguenti fasi:

- tranciatura di una lamiera di materiale magnetico in modo

da ottenere un gruppo armature intermedio in cui le diverse

armature, in posizione relativa corretta, sono collegate tra

loro da diaframmi;

- posizionamento di detto elemento anulare piatto su detto

gruppo armature intermedio in modo che l'estremit? di ognuno

di detti bracci elastici piatti sia in nontatto con una predeterminata zona di una corri SDondente armatura di dett o grup po armature intermedio :

- saldatura a resistenza delle estremit? di detti bracci elasti ci piatti su dette armature di detto gruppo armature ii iterinedi o ;

- asportazione di detti diaframmi .