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Führungsvorrichtung für die Nadeln eines Nadeldruckkopfes Die Erfindung
betrifft eine Führungavorrichtung für die Nadeln eines Nadeldruckkopfes.
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NadeldruckköpSe werden beispielsweise in Mosaikdruckern verwendet.
Ein Nadeldruckkopf enthält mehrere Nadeln, die an ihren Druckenden beispielsweise
in Form einer Matrix oder eines Teils einer Matrix auf die Größe eines Schriftzeichenfeldes
bzw. eines Teils des Schriftzeichenfeldes konzentriert angeordnet sind. An ihren
Antriebsenden werden die Nadeln mit mechanischen Vorrichtungen bewegt, beispielsweise
mit durch elektrische Informationssignale gesteuerten Elektromagneten. Da diese
einen erheblichen Raumbedarf beanspruchen, ergibt sich eine Anordnung der Nadeln
innerhalb eines Nadeldruckkopfes derart, daß der Verlauf einer jeden Nadel mehr
oder weniger gekrümmt ist.
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Durch den gekrümmten Verlauf und die nicht unerhebliche Länge der
Nadeln sowie durch die impulsweise mechanische Bewegung können die Nadeln ausknicken.
Sie bedürfen daher einer besonderen Führung. In bekannten Nadeldruckköpfen werden
Führungen
mit im Verlauf der Nadeln nacheinander angeordneten Blechen verwendet, welche mit
Bohrungen versehen sind, durch die die Nadeln hindurchgeführt sind. Auch bei solchen
Führungsvorrichtungen ist jedoch ein Ausschwingen der Nadeln zwischen den einzelnen
Führungsblechen und auch innerhalb deren Bohrungen nicht immer zu vermeiden. Durch
ein Ausschwingen ergibt sich Jedoch der Nachteil eines fehlerhaften Drucks, denn
die Verlagerung des antriebsseitigen Endes einer Nadel ist dann größer als die Verlagerung
des Druckendes der Nadel.
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Es ist ferner bereits bekannt, die Nadeln eines Nadeldruckers in Kapillarrohren
zu führen, die leicht gebogen sind. Diese Rohre bestehen meist aus KF ststoff, der
keine gute Wärmeableitung gewahrleistet. Eine gute Wärmeableitung ist jedoch insbesondere
im Hinblick auf die hohen Arbeitsgeschwindigkeiten moderner Nadeldrucker von Wichtigkeit,
bei schlechter Wärmeableitung können sich die Kapillarrohre verformen bzw.
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schrumpfen. Da die Kapillarrohre auf den günstigsten Verlauf der Nadeln
zwischen Antrieb und Druckbereich gebogen werden müssen, ist die Herstellung eines
mit solchen Rohren ausgerüsteten Nadeldruckkopfes kostspielig und schwierig, denn
der optimale Verlauf der jeweiligen Nadel läßt sich durch Verbiegen des Kapillarrohres
nicht immer-erreichen. Ferner wirken sich die Eigenschaften eines Kapillarrohres
nachteilig aus hinsichtlich der Ausnahme von Flüssigkeiten, insbesondere von Schmiermitteln.
Die Führung der jeweiligen Nadel soll möglichst störungsfrei arbeiten und daher
frei von Fremdstoffen sein. Mit den in ein Kapillarrohr aufgenommenen Flüssigkeiten
treten gleichzeitig Verschmutzungen auf, die die Führung einer Nadel im Kapillarrohr
erheblich beeinträchtigen können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Führungsvorrichtung
für die Nadeln eines Nadeldruckkopfes zu schaffen, die sich durch besonders einfache
und kostensparende Fertigwlg
sowie durch eine erhöhte Betriebssicherheit
und Zuverlässigkeit auszeichnet. Insbesondere soll eine Verlegung der Führung bei
der Herstellung eines Nadeldruckkopfes auf einen der jeweiligen Nadel optimal angepaßten
Weg nicht erforderlich sein.
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Eine Führungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist zur Lösung
dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß jede. Nadel auf dem Bereich
zwischen ihrem Antrieb und einer am vorderen Ende des Nadeldruckkopfes angeordneten
Führung durch eine Metalldrahtwendel umgeben ist.
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Eine Fuhrungsvorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich durch einen
besonders zuverlässigen Betrieb und durch einfache Herstellung aus. Die Metalldrahtwendel
einer jeden Nadel gewährleistet eine bessere Wärmeableitung als Kunststoff. Die
Nadel ist in ihrer jeweiligen Wendel derart geführt, daß sich immer nur tangentiale
Berührungspunkte zwischen der Nadel und den Windungen der Wendel ergeben, wodurch
die Reibung zwischen Führung und Nadel erheblich verringert ist, Zwischen den einzelnen
Windungen der Wendel sind dabei Hohlräume gebildet, in die sich evtl. Abrieb der
Wendel oder der Nadel absetzen kann. Damit ist eine stets unbehinderte Führung der
Nadel gewährleistet. Eine Metalldrahtwendel hat ferner den Vorteil, daß sie sich
selbsttätig auf den optimalen Verlauf der Nadel einstellen kann. Bei der Herstellung
eines Nadeldruckkopfes wird die Wendel mit ihren beiden Enden an festen Stellen
des Kopfes in Bohrungen eingesetzt, die in der Richtung verlaufen, in die auch die
Nadel geführt werden soll. In einfacher Weise kann die Drahtwendel hinsichtlich
ihrer Länge so bemessen werden, daß sie in Richtung der Jeweiligen Bohrung verläuft,
in die sie eingesetzt ist, und dabei stetig und störungsfrei durch ihre Eigenbiegung
in die Richtung der jeweils anderen Bohrung übergeht.
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Die erheblich verringerte Reibung der Nadel innerhalb der Metalldrahtwendel
ermöglicht einen zuverlässigen Betrieb auch bei hoher Schreibfrequenz. Die dabei
wiederum auftretende Wärme wird, wie bereits'beschrieben, durch die Verwendung eines
Netalldrahtes besser abgeleitet als bei Verwendung von Kunststofführungen. Da die
Metalldrahtwendel einem Biegeeinfluß einen nur geringen Widerstand entgegensetzt,
stellt sie sich selbsttätig auf ihre ideale Krümmung ein.
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Ein besonderer Vorteil der Metalldrahtwendel besteht darin, daß sie
keinerlei Kapillarwirkung aufweist. Dadurch wird es möglich, Schmiermittel zu verwenden,
um die Reibung der jeweiligen Nadel am vorderen Ende des Nadelkopfes weiter herabzusetzen.
Eine Führungsvorrichtung nach der Erfindung kann auf Grund dieser Erkenntnis vorteilhaft
derart weiter ausgebildet sein, daß der am vorderen Ende des Nadeldruckkopfes angeordneten
Führung eine Fettkammer vorgeordnet ist. Wenn die Metalldrahtwendeln der Nadelelemente
in die Fettkammer eingesetzt sind, werden die Nadeln selbst durch die Fettkammer
hindurch sowie durch die am vorderen Ende des Nadeldruckkopfes angeordnete Führung
nach außen geführt. Durch das Fehlen einer Kapillarwirkung wird kein Schmierfett
in die Metalldrahtwendeln aufgenommen, wodurch deren Verschmutzung und damit verbundene
Betriebsstörungen vermieden werden. In der Fettkammer kann ein Schmiermittel vorgesehen
sein, welches hinsichtlich seiner Viskosität und sonstiger Schmiereigenschaften
optimal der vorderen Führung des Nadeldruckkopfes angepaßt ist.
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Zweckmäßig ist die Metalldrahtwendel aus korrosionsbeständigem Stahldraht
gebildet. Stahldraht zeichnet sich durch eine besonders gute Elastizität aus, so
daß die selbsttätige Biegung der Metalldrahtwendel bei der Herstellung des Nadeldruckkopfes
zuverlässig eingestellt wird.
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Bei einer Führungsvorrichtung nach der Erfindung können die Metalldrahtwendeln
innerhalb des Nadeldruckkopfes mit einem
Kunststoff vergossen sein.
Ist dieser Kunststoff in seinem geschmolzenen Zustand besonders dümiflüssig, so
können die Metalldrahtwendeln vor dem Vergießen jeweils mit einem elastischen Schlauch
überzogen werden, der das Eintreten des Kunststoffs in den Innenraum der Metalldrahtwendeln
verhindert.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Führungsvorrichtung nach der Erfindung
wird im folgenden anhand der Figur beschrieben.
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In der Figur ist ein mit einer erfindungsgemäßen Fwuhrungsvorrichtung
ausgerüsteter Nadeldruckkopf in der Draufsicht dargestellt. Er besteht im wesentlichen
aus einem NadelfUhrungsrahmen 1, Antriebselementen 8, Kopplungen 6 und 7 sowie den
Drucknadeln 3. Die Drucknadeln 3 sind mit den Antriebselementen 8 verbunden, wobei
sie durch die Kopplungselemente 6 und 7 hindurchgeführt sind. Diese Elemente ermöglichen
eine Einstellung des Abstandes der Antriebselemente 8 gegenüber dem Rahmen 1 sowie
eine Einstellung des Bewegungshubes der jeweiligen Nadel 32 Als Antriebselemente
können beispielsweise Elektromagnete 8 vorgesehen sein, die in nicht dargestellter
Weise mit Informationssignalen angesteuert werden. Am vorderen Ende des Nadeldruckkopfes
ist eine Führung 4 vorgesehen, mit der die Nadeln 3 auf einen sehr geringen Bereich
konzentriert werden, der beispielsweise einem Schriftzeichenfeld oder einem Teil
eines solchen Feldes entspricht. Hinter der Führung 4 ist eine Fettkammer 5 angeordnet,
durch die die Nadeln hindurchgeführt sind. Diese Fettkammer ist auf ihrer einen
Seite durch den Rahmen 1 begrenzt, wodurch sich ein einfacher Aufbau des Nadeldruckkopfes
ergibt. Ferner ist dadurch eine einfache Herstellung der Fettkammer selbst möglich.
Es ist lediglich eine Nadel 3 in ihrer Führung innerhalb der Fettkammer dargestellt,
um eine bessere Übersicht zu gewährleisten. Zwischen der Fettkammer 5 und den Durchführungen
für die Antriebselemente 8 am Rahmen 1 sind die Nadeln 3 durch Metalldrahtwendeln
2 hindurchgeführt. Es sind lediglich drei derartige Führungen dargestellt, in
gleicher
Weise können Jedoch auch mehrere Führungen vorgesehen sein, wobei sich die Anordnung
bzw. der Aufbau des Nadeldruckkopfes mit seinen Antriebselementen entsprechend ändert.
Die Metalldrahtwendeln 2 sind in der angedeuteten Lage zwischen der Fettkammer 5
und den Antriebselementen 8 bzw. den Koppelelementen 6 und 7 gekrümmt dargestellt,
und zwar derart, daß sie jeweils senkrecht in die ihnen zugeordnete Bohrung eintreten.
Der gekrümmte Verlauf stellt sich infolge der Verwendung von Metalldraht, der zu
einer Wendel aufgewickelt ist, s selbsttätig ein.
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Der Innen-raum des Rahmens 1 kann mit Kunststoff oder einer sonstigen
Vergußmasse gefüllt sein. Diese ist nicht dargestellt, derartige Vergußmassen sind
Jedoch bekannt und bedürfen keiner weiteren Erläuterung. Zur besseren Wärmeableitung
kann auch innerhalb der Vergußmasse ein Granulat metallischer Art vorgesehen sein.
Die evtl. auf den Metalldrahtwendeln vorgesehenen elastischen Schläuche sind in
der Figur nicht dargestellt.
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Da sich die Metalldrahtwendiln beim Einsetzen in den Nadel druckkopf
selbsttätig auf ihren optimal gekrümmten Verlauf einstellen, wird diese Einstellung
zuverlässig beibehalten, wenn der Nadeldruckkopf vergossen ist. Insgesamt ergibt
sich dadurch, wie bereits beschrieben, bei äußerst einfachem und kostensparendei
Aufbau ein Nadeldruckkopf, der hinsichtlich der langen Nadelführungen wartungsfrei
arbeitet, dessen Zuserlässigkeit durch wesentlich verringerte Reibung gegenüber
bekannten Anordnungen erhöht ist und der sich insbesondere durch gute Wärmeableitung
für höchste Druckfrequenzen eignet.