DE3133083A1

DE3133083A1 - "ballistischer drahtmatrix-druckkopf"

Info

Publication number: DE3133083A1
Application number: DE19813133083
Authority: DE
Inventors: Contardo 10081 Castellamonte Torino Adamoli; Francesco 10010 Chiaverano Torino Bernardis; Franco 11026 Pont St. Martin Aosta Cretaz; Mario 10015 Ivrea Torino Gaiardo
Original assignee: Olivetti SpA; Ing C Olivetti and C SpA
Current assignee: Olivetti SpA; TIM SpA
Priority date: 1980-08-21
Filing date: 1981-08-18
Publication date: 1982-04-01
Also published as: FR2488834B1; IT8068304A0; IT1128976B; JPH032672B2; DE3133083C2; JPS5772872A; GB2082508B; GB2082508A; US4407591A; FR2488834A1

Description

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PATENTANWÄLTE

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D-8 MÜNCHEN 22 ■ WIDENMAYERSTRASSE 4β D-1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE Θ8

ING. C. OLIVETTI & C., S.P.A.

BERLIN: DIPL.-INQ. R. MÜLLER-BÖRNER

MÜNCHEN: DIPL.-INQ. HANS-HEINRICH WEY DIPL.-INS. EKKEHARD KÖRNER

Berlin, den 18. August 1981

"Ballistischer Drahtmatrix-Druckkopf"

(Priorität: Italien, Nr. 68304-A/80 vom 21. August 1980)

12 Seiten Beschreibung mit 12 Patentansprüchen,

3 Blatt Zeichnung und Zusammenfassung

MB/Ma - 27 753/4

MÜNCHEN: TELEFON (O89) 226385 KABEL: PROPlNDUS · TELEX 0524244.

BERLIN: TELEFON (O3O) 8312O88
KABEL: PROPINDUS · TELEX O1 84 057

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen ballistischen Dr.ahtmatrix-Druckkopf mit einer Vielzahl von Drähten, die in einer Führung axial gleiten können und die von den Ankern einer entsprechenden Vielzahl von Steuerelektromagneten vorgestoßen werden, um ein Drucken zu bewirken.

Es ist ein Kopf dieser Art bekannt, bei dem eine Gruppe von sieben oder neun Elektromagneten von einer halbkreisförmigen Metallnlatte getragen wird, die quer zu den Druckdrähten angeordnet ist. Ein Harzblock befestigt die einzelnen Kerne und die Erregerwicklungen an der Grundplatte. Daher liegt der größte Teil der Abstrahlfläche im Harz, und dies führt zu beträchtlichen Temperaturanstiegen in den innersten Teilen der Erregerwicklungen, und zwar insbesondere dann, wenn die Anzahl der Elektromagnete und/oder ihre Erregungsfrequenz erhöht werden sollen. Dies stellt eine ernsthafte Begrenzung für das Schnelldrucken dar.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Druckkopf zu schaffen, der eine sehr kompakte Konstruktion hat, während gleichzeitig ein sehr gutes Ableiten der von der Erregung der Wicklungen der die Drähte steuernden Elektromagnete hervorgerufenen Wärme ermöglicht wird.

Der erfindungsgemäße Druckkopf weist eine Lagerführung: eine Vielzahl von in der Führung axial gleitbaren Drähten; eine entsprechende Vielzahl von Steuerelektromagneten, die jeweils einen mit einem entsprechenden Draht verbundenen Anker zur Betätigung desselben haben; und ein eine Innenwand aufweisendes Rohr aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit auf, wobei die Elektromagnete Magnetkerne besitzen, die im Abstand rundherum und in Berührung mit der Innenwand des Rohrs angeordnet sind.

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Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt und wird nachstehend ausführlich beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen die Erfindung verkörpernden Drahtdruckkopf;

Fig. 2 einen Schnitt auf der Linie 2 - 2 in Fig. 1 und

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Rückansicht des Druckkopfes.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Druckkopf 10 eine vordere Führung 11 aus Kunststoff auf, in der eine Vielzahl von Druckdrähten 12 aus Metall axial gleitbar montiert ist . (vgl. auch Fig. 2). Bei dem vorliegend beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiel sind sechzehn Drähte vorhanden, . deren vordere Druckenden 14 in zwei parallelen Spalten ausgerichtet sind, die zueinander um eine Hälfte des Draht-zuDraht-Abstands versetzt sind, um ein Punktdrucken mit hoher Schärfe zu besorgen. Bei einer vereinfachten, vorliegend nicht beschriebenen Abwandlung kann die Zahl der Druckdrähte sieben oder neun betragen, deren Druckenden in diesem Fall in einer einzigen Spalte ausgerichtet sind.

Die Führung 11 ist derart ausgebildet, daß sie einen Boden 15, eine Rückwand 16 und zwei Seitenwände 17 und 18 umfaßt, zwischen denen Querplatten 19 angeordnet sind, die mit Durchgang sbohrung en versehen sind, welche die Drähte 12 dadurch

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führen, daß sie ein Bewegen derselben nach der Seite hin verhindorn. Die Druckenden 14 der Drähte 12 werden von einer Lochplatte 21 geführt, die auf dem vorderen Ende der Führung angeordnet ist. Hinten wird jeder Draht 12 (Fig. 2) von der Wand 16 geführt, und sein hinteres Ende ist mit einem Kopf aus Kunststoff starr verbunden, mit dem eine Spiralfeder 27 zusammenarbeitet, die, wenn sie sich in Ruhestellung befindet, den entsprechenden Draht 12 in einer unwirksamen, zurückgezogenen Stellung hält. Ein Deckel 28 ist auf der Führung 11 abnehmbar angebracht.

Eine Vielzahl von den Drähten 12 zugeordneten Betriebselektromagneten 30 ist an der Rückseite der Führung 11 angebracht. Insbesondere umfaßt jeder Elektromagnet 30 einen Kern 31 aus ferromagnotischem Material, der in Form eines U gestaltet und mit oinem Schenkel 37 von dreieckigem Querschnitt und einem Schenkel 38 von rechteckigem Querschnitt versehen istτ eine um den Schenkel 37 gewickelte Erregerwicklung 32 und einen Anker 33, der den Polflächen 34 und 35 der Schenkel 37 und 38 zugewandt ist. Die Kerne 31 werden beispielsweise durch Sinterung ferromagnetischer Pulver hergestellt; dadurch kann die vorstehend beschriebene Gestaltung zu niedrigen Kosten erhalten werden. Die Kerne 31 und die Wicklungen 32 aller sechzehn Elektromagnete 30 (Fig. 3) sind um die Innenwand eines Rohrs 36 aus einem nichtmagnetischen Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise gesintertem Aluminium, im Abstand angeordnet und in einen einzigen Harzblock 39 eingebettet, der an der Innenwand des Rohrs 36 haftet.

Das Rohr 36 ist derart ausgebildet, daß es innere axiale Sitze 40 besitzt, die im gleichen Winkelabstand voneinander angeordnet und in die die Schenkel 38 der Kerne 31 eingepaßt

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sind, und daß es äußere radiale Rippen 41 zur besseren Ableitung der von den Elektromagneten 30 während des Betriebs des Kopfes 10 entwickelten Wärme einschließt.

Des weiteren ist eine gedruckte, die Sp^iseleiter für die Wicklungen 32 enthaltende Schaltung 42 in den Harzblock 39 eingebettet, und ihr unterer Teil 43, der die Klemmen der Speiseleiter enthält, ist für die Verbindung mit einer Steckerleiste eingerichtet.

Der Harzblock 39, das Aluminiumrohr 36, die gedruckte Schaltung 42, die Kerne 31 und die Wicklungen 32 bilden eine einzige homogene Einheit 44 (Fig. 1), die auf die nachstehend im einzelnen beschriebene Weise vorher zusammengebaut werden kann.

Der Harzblock 39 (Fig. 2) hat eine mittlere Durchgangsbohrung 47, in der das hintere Ende der Führung 11 untergebracht ist. Um eine Relativdrehung zwischen der Einheit 44 und der Führung 11 zu verhindern, ist letztere mit einem unteren Keil 48 versehen, der in einer entsprechenden Nut 49 im Block 39 untergebracht ist. Die Lage der Führung 11 in axialer Richtung mit Bezug auf die Einheit 44 wird von einer guergerichteten Schulter 50 der Führung 11 bestimmt, die derart angeordnet ist, daß sie gegen eine Vorderwand des Harzblocks 39 stößt, über eine oder mehrere entfernbare Zwischenlegscheiben 52, die jeweils eine vorbestimmte Dicke, beispielsweise ein Hundertstel eines Millimeters, aufweisen.

Die Anker 33 aller sechzehn Elektromagnete 30 sind im gleichen Winkelabstand voneinander im Innerem einer einzigen hinteren Halterung 55 aus Kunststoff angeordnet, die

im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und deren Boden mit der Führung 11 mittels einer Schraube 56 und einer Kappenmutter 57 verbunden ist.

Jeder Anker 33 hat ein inneres Ende 58 (Fig. 3), das verjüngt ist und zwischen zwei Elementen 59 der Halterung 55 geführt ist. Jedes Ende 58 steht mit einem entsprechenden Kopf 26 eines Druckdrahts 12 in ständiger Berührung.

Wenn die Elektromagnete 30 nicht erregt sind, werden die Anker 33 zu den Polflächen 34 und 35 der Kerne 31 durch die Wirkung der Spiralfedern 27 geneigt gehalten. Ein Ring 60 aus elastischem Material, der auf der Halterung 55 in der Nähe ihres Umfangs angebracht ist, hält sämtliche Anker 33 mit den entsprechenden Magnetkernen 31 in Berührung und, genauer gesagt, gegen die Polflächen 35 der Arme 38.

Wenn sich die Anker 33 unter der Wirkung der Federn 27 auf

den Köpfen 26 im Ruhezustand befinden, liegen sie alle gegen

einen zweiten Ring 62 aus elastischem Material an, der auf

der Halterung 55 in einer Lage angebracht ist, die mit den

inneren Enden 58 der Anker 33 übereinstimmt.

Eine Scheibe 63 aus Kunststoff, beispielsweise Mylar (Warenzeichen) , mit einer Dicke von wenigen Hundertsteln eines Millimeters ist zwischen den Magnetkernen 31 und den Ankern angeordnet und liegt stets gegen die Polflächen 34 und 35 an, um den kleinsten Spalt zwischen den Ankern und den Kernen genau zu bestimmen.

Die hintere Halterung 55 hat zwei Rippen 65 (Fig. 1), die zwischen zwei Schultern 66 und 67 des Aluminiumrohrs 36 eingesetzt sind, um die Halterung 55 mit Bezug auf die Einheit

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in einem Winkel zu positionieren und eine Relativdrehung zwischen diesen beiden letzteren zu verhindern.

Die vorher beschriebene Einheit 44 wird auf folgende Weise zusammengebaut. Die gedruckte Schaltung 42 (Fig. 2 und 3) wird am vorderen Ende des Aluminiumrohrs 36 auf irgendeine bekannte Weise, beispielsweise durch in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben, befestigt. Dann werden die Schenkel der Magnetkerne 31 (Fig. 3) in die betreffenden Sitze 40 eingesetzt. .

Anschließend wird eine Erregerwicklung 32 über jeden inneren Polschuh oder Schenkel 37 der Kerne 31 geschoben, und ihre Enden werden mit den darunterliegenden Leiterbahnen der gedruckten Schaltung 42 verlötet. Schließlich werden die auf diese Weise aneinandergefügten Elemente in das den Block 39 bildende Isolierharz eingebettet, der dann weiter maschinell bearbeitet wird, damit er die beschriebene, in der Zeichnung dargestellte Form annimmt. Insbesondere wird eine der Vorderwand 51 gegenüberliegende vordere Rückfläche 69 so geschliffen, daß sämtliche Polflächen 34 und 35 in einer einzigen Ebene rechtwinklig zur Achse des Rohrs 36 und ohne irgendwelche Vorsprünge liegen. Dies bedeutet, daß die Scheibe 63, die zwischen den Kernen 31 und den Ankern 33 angeordnet ist, in einer einzigen Ebene liegt und keine bevorzugten Zieh- und daher Brechzonen aufweist. Die Bohrung 47 wird ebenfalls geschliffen, damit die vordere Führung 11 präzisionsgeführt wird.

Der vorbeschriebene Druckkopf 10 ist für die Anordnung auf einem Wagen 70 (Fig. 1 und 2) eines Seriendruckers bekannter Art, beispielsweise der in der europäischen Patentanmeldung

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Nr. 81302387.6 der Anmeldörin beschriebenen Art, eingerichtet. Der Wagen 70 kann aus Kunststoff hergestellt sein und ist auf Führungen 71 parallel zu einer Schreibwalze 72 verschiebbar. Zur korrekten Positionierung des Kopfes 10 auf dem Wagen 70 ist der Boden 15 der Führung 11 mit zwei zylindrischen Zapfen 74 versehen, die in entsprechende Bohrungen 75 im Wagen 70 einzustecken sind. Zum lösbaren Befestigen des von den Zapfen posxtionierten Kopfes 10 auf dem Wagen 70 sind drei Schrauben 76 vorgesehen. ■

Der Betrieb des erfindungsgemäßen Drückkopfes 10 findet auf bekannte Weise durch Bewegen des Wagens 70 parallel zur Schreibwalze 72 und wahlweises Betätigen der Elektromagnete 30 statt, die die Drähte 12 veranlassen, Druckfarbe von einem zwischen den Druckenden 14 der Drähte 12 und der Schreibwalze 72 angeordneten Band 77 auf einen von der Schreibwalze 72 getragenen Bogen 78 zu übertragen. Genauer gesagt, wird immer dann, wenn eine der Wicklungen 32 mit Strom gespeist wird, ein magnetischer Fluß im Kern 31 erzeugt, der ein Anziehen des entsprechenden Ankers 33 auf die Polflächen 34 und 35 zu bewirkt. Dies führt zur Axialbewegung des diesem zugeordneten Drahtes 12, und dieser setzt seine Bewegungsbahn auf die Schreibwalze 72 zu ballistisch fort, selbst nachdem der Anker 33 gegen die zwischen ihm und dem Kern 31 angeordnete Scheibe 63 arretiert wurde. Nachdem ein Punkt auf den Bogen 78 gedruckt worden ist, bewirkt die Reaktionskraft eine Rückkehr des Drahtes 12 auf seine Ruhestellung zu. Da die Wicklung 32 in dem Moment entregt wurde, in dem der Anker 33 die Scheibe erreichte, führt die Feder 27 den Draht 12 und den Anker 33 in die Ruhestellung gegen den elastischen Ring 62 zurück.

Bei dem die Erfindung verkörpernden Druckkopf 10 ist es möglich, die Entfernung sämtlicher sechzehn Drähte 12 von der

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Schreibwalze 72 zu verändern, ohne den Kopf vom Wagen 70 abzunehmen. In dieser Hinsicht wird, wenn die Anzahl der zwischen der Einheit 44 und der vorderen Führung 11 angeordneten Abstandshalterscheiben 52 erhöht oder vermindert wird, die Entfernung der Drähte 12 von der Schreibwalze 72 jeweils vergrößert oder verringert, während die Bedingungen zwischen den Drähten 12 und den Betätigungselektromagneten 30 unverändert aufrechterhalten werden.

Daß sämtliche Magnetkerne 31 auf dem Rohr 36 angebracht sind, wobei sich ihre jeweiligen Metallflächen in direkter Berührung mit demselben befinden, und daß eine Harzfüllung vorhanden ist, heißt, daß die Wärmeübertragung leicht gemacht ist und das Rohr als wirksamer Ableiter der von dem Stromfluß durch die Erregerwicklungen 32 erzeugten Warme wirkt. Außerdem ver«* bessert das Vorhandensein der radialen Rippen 41 die Wärmeübertragung zwischen dem Kopf und der äußeren Umgebung. Vom Gesichtspunkt der Ableitung der von der Erregung der Wicklungen 32 erzeugten Wärme ist die Einheit 44 völlig selbstversorgend, und ihr Temperaturanstieg über den Umgebungswert ist sehr gering. Dies bedeutet, daß der erfindungsgemäße Kopf auch auf Kunststoffwagen angebracht werden kann, ohne daß Gefahr besteht, daß diese wegen der während des Betriebs entwickelten Wärme beschädigt werden.

MB/Ma - 27 753/4

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Ballistischer Drahtmatrix-Druckkopf mit einer Lagerführung; einer Vielzahl von in dieser Führung axial gloitbaren Drähten und einer entsprechenden Vielzahl von Steuerelektromagneten, die jeweils einen mit einem entsprechenden Draht verbundenen Anker zur Betätigung desselben haben, dadurch gekennzeichnet, daß ein eine Innenwand aufweisendes Rohr aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit vorgesehen ist, wobei die Elektromagnete Magnetkerne besitzen, die im Abstand, rundherum und in Berührung mit der Innenwand des Rohrs angeordnet sind.
2. Ballistischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Magnetkerne Erregerwicklungen aufweisen und daß die Kerne und die Wicklungen in einen Harzblock eingebettet sind, der an der Innenwand des Rohrs haftet.
3. Ballistischer Kopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine mit Leiterbahnen versehene, gedruckte Schaltungsplatte vorgesehen ist; daß die Enden der Erregerwicklungen verlötet sind und daß die gedruckte Schaltung in den Harzblock eingebettet ist.
4. Ballistischer Kopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Führung ein rückwärtiges Ende hat und daß der Harzblock eine mittlere Durchgangsbohrung, in der das rückwärtige Ende der Führung untergebracht ist, und zwei flache Stirnflächen aufweist, die parallel zueinander und orthogonal zur Achse der Bohrung verlaufen.

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5. Ballistischer Kopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Anker in einem Behälter radial angebracht sind und daß eine Befestigungsvorrichtung den Behälter mit dem rückwärtigen Ende der Führung verbindet.
6. Ballistischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Kerne U-förmig ausgebildet ist und daß das Rohr mit sich in axialer Richtung erstreckenden Sitzen in seiner Innenwand versehen ist, in die jeweils ein Schenkel eines entsprechenden U-förmigen Kerns eingepaßt ist.
7. Ballistischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr aus einem nichtmagnetischen Material besteht.
8. Ballistischer Kopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr aus gesintertem Aluminium besteht.
9. Ballistischer Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohr eine Vielzahl von Rippen aufweist, um die Wärmeableitung zu fördern.
10. Ballistisches Punktmatrix-Druckwerk mit einem Aufzeichnungsträger; einem vor dem Aufzeichnungsträger verschiebbaren Wagen; einer auf'dem Wagen angebrachten Führung; einer Vielzahl von Druckdrähten, die in der Führung axial gleiten können und die Druckenden aufweisen, die in Ruhestellung in einer kurzen Entfernung vom Aufzeichnungs-

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träger angeordnet sind; und einer Betätigungseinheit, die eine Vielzahl von Elektromagneten enthält, die den Drähten zur Betätigung derselben auf den Aufzeichnungsträger zu zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet , daß ein dazwischenliegendes Verriegelungsglied zum Halten der Betätigungseinheit und der Führung in Verbindung und eine Vielzahl von entfernbaren Abstandshaltern vorgesehen sind, die vorbestimmte Dicken aufweisen und zwischen die Betätigungseinheit und die Führung eingefügt sind, wobei jeder der Abstandshalter zum Verändern der Entfernung der Druckenden vom Aufzeichnungsträger wahlweise entfernt werden kann.
11. Ballistischer Drahtmatrix-Druckkopf, gekennzeichnet durch eine eine Längsachse aufweisende Lagerführung; durch eine Vielzahl von Druckdrähten, die in der Führung im wesentlichen parallel zur Längsachse axial gleiten können; durch ein Rohr •aus einem Material hoher Wärmeleitfähigkeit mit einer Innenwand, das mit der Führung im wesentlichen koaxial zur Längsachse verbunden ist; durch eine Vielzahl von Steuerelektromagneten, die im Inneren des Rohrs radial angeordnet sind und jeweils einen U-förmigen Magnetkern aufweisen; durch eine auf einen ersten Schenkel des Kerns gewickelte Erregerwicklung und durch einen Anker, der mit einem entsprechenden Druckdraht zur Betätigung desselben verbunden ist, wobei das Rohr mit sich in axialer Richtung erstreckenden Sitzen in der Innenwand versehen ist, in die jeweils ein zweiter Schenkel eines entsprechenden U-förmigen Kerns eingepaßt ist.
12. Ballistischer Kopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Kerne und die

Erregerwicklungen in einen Harzblock eingebettet sind, der an der Innenwand des Rohrs haftet.

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