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Druckermodul mit einem Nadeldruckkopf - Dokument DE10031817C1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10031817C1 28.02.2002
Titel Druckermodul mit einem Nadeldruckkopf
Anmelder Wincor Nixdorf GmbH & Co. KG, 33106 Paderborn, DE
Erfinder Baitz, Günter, 13629 Berlin, DE;
Dobring, Wilfried, 13469 Berlin, DE
Vertreter Schaumburg und Kollegen, 81679 München
DE-Anmeldedatum 30.06.2000
DE-Aktenzeichen 10031817
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.02.2002
IPC-Hauptklasse B41J 11/22
Zusammenfassung Bei einem Druckermodul, umfassend ein Chassis (10) mit einer Führung (32, 34) für einen Druckkopfträger (36), einen an diesem angeordneten Druckkopf (38), einen Trägermotor zum Hin- und Herbewegen des Druckkopfträgers (36) auf seiner Führung (32, 34), eine Halterung (26) für eine Farbbandkassette und einen Farbbandantrieb (28), hat die Führung zwei zueinander parallele Führungsstangen (32, 34), auf denen der Druckkopfträger (36) verschiebbar geführt ist, wobei ein von dem Trägermotor antreibbares Zugglied (48) an einem zwischen den Führungsstangen (32, 34) gelegenen Abschnitt des Druckkopfträgers (36) angreift, der Druckkopf (38) bezüglich des Angriffspunktes des Zuggliedes (48) auf einer Seite des Druckkopfträgers (36) angeordnet ist und an der bezüglich des Angriffspunktes des Zuggliedes (48) anderen Seite des Druckkopfträgers ein Ausgleichsgewicht (58) für den Druckkopf (38) angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Druckermodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Druckermodul dieser Art verzichtet auf einen Aufzeichnungsträgertransport. Mit ihm können daher an spezielle Aufgaben angepaßte Drucker unterschiedlichster Art aufgebaut werden, beispielsweise Drucker in Schreibeinrichtungen, zum Drucken von Kassenbons und Journalrollen in Kassen oder zum Drucken von Bankbelegen in Bankautomaten. Entsprechend ihrem Einsatzzweck ändert sich auch die Druckbreite des gesamten Druckermoduls. In allen Anwendungsfällen wird dabei eine sehr hohe Druckgeschwindigkeit angestrebt. Dies erfordert zum einen einen entsprechend leistungsfähigen. Druckkopf und zum anderen einen starken Trägermotor, um den Druckkopf entsprechend schnell und gleichförmig hin- und herbewegen zu können.

Aus der US 3 726 381 ist eine Druckeinrichtung bekannt mit einem Nadeldruckkopf, der auf einem Druckkopfträger angeordnet ist, der seinerseits auf zwei zueinander parallelen Führungsstangen hin- und herverschiebbar ist. Der Antrieb des Druckkopfträgers erfolgt dabei durch einen Trägermotor und ein von diesem antreibbares Zugglied, das an einem zwischen den Führungsstangen gelegenen Abschnitt des Druckkopfträgers angreift.

Aus der DE 694 23 406 T2 ist eine Druckeinrichtung mit einem Druckkopf und einem diesen haltenden Druckkopfträger bekannt, der auf einer Führungsstange verschiebbar geführt ist und einen sich von dem Druckkopf weg erstreckenden Abschnitt aufweist an dem eine flexible Leiterplatte angeschlossen ist, welche die für den Betrieb des Druckkopfes erforderlichen Signale überträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Druckermodul der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem mit preiswerten Mitteln eine hohe Druckgeschwindigkeit, ein gleichmäßiges Druckbild und ein geringer Verschleiß erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckermodul mit den Merkmalen nach Anspruch 1.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen wird erreicht, daß der Druckkopfträger mit dem außermittig an ihm angeordneten Druckkopf praktisch verkantungsfrei beschleunigt und bewegt werden kann. Dadurch wird eine sehr gleichförmige Bewegung des Druckkopfträgers und des Druckkopfes erreicht, die eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit bei hoher Druckqualität und einen geringeren Verschleiß an den Führungsstangen und den Lagern des Druckkopfträgers gewährleistet. Der geringe Verschleiß wiederum gewährleistet, daß die hohe Druckqualität über einen längeren Zeitraum als bei herkömmlichen Druckern erhalten bleibt.

Üblicherweise werden Drucker der eingangs genannten Art speziell für die bereits genannten Anwendungszwecke konzipiert, da die Druckbreite entsprechend dem jeweiligen Anwendungszweck unterschiedlich ist. Die Hersteller haben also eine Vielzahl von Druckern für die unterschiedlichen Anwendungszwecke bereit gehalten. Dies erhöht den Aufwand für die Herstellung der Drucker und die Lagerhaltung. Dieser Nachteil wird bei einem Druckermodul der vorstehend genannten Art dadurch beseitigt, daß das Chassis einen Längsträger und zwei senkrecht zu dessen Längsrichtung gerichtete Querwände hat, an denen die parallel zur Längsrichtung des Längsträgers gerichteten Führungsstangen gehalten sind. Der Längsträger kann dabei mit einer der Querwände starr, vorzugsweise einstückig verbunden sein, während die andere Querwand vorzugsweise lösbar mit dem Längsträger verbunden, beispielsweise angeschraubt ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Chassis ermöglicht es, auf sehr einfache Weise die Druckbreite des Druckermoduls zu variieren. Hierzu braucht lediglich die Länge des Längsträgers und der Führungsstangen entsprechend gewählt zu werden. Dies ist herstellungstechnisch einfach zu bewerkstelligen. Alle übrigen Teile des Druckers einschließlich der meisten Montagebohrungen und Öffnungen an dem Chassis bleiben praktisch unverändert. Dadurch können für Druckermodule mit unterschiedlicher Druckbreite weitgehend die gleichen Teile und Montageeinrichtungen verwendet werden.

Vorzugsweise ist der Trägermotor an einem Ende des Längsträgers angeordnet, während eine Umlenkrolle für das Zugglied an der Querwand am anderen Ende des Längsträgers gelagert ist. Das Zugglied, beispielweise ein Zahnriemen, kann bei dieser Lösung auf einfache Weise durch Justieren der Lage des Trägermotors an dem Längsträger gespannt werden. Vorzugsweise ist der Trägermotor an dem Ende des Längsträgers angeordnet, das mit einer Querwand starr verbunden ist. Dieser Bereich des Chassis hat die höchste Steifigkeit und bleibt unabhängig von der Länge des Längsträgers unverändert, so daß sich hier die besten Montagemöglichkeiten für den relativ schweren Trägermotor bieten.

Vorzugsweise hat der Farbbandantrieb eine mit dem internen Bandtransport einer Farbbandkassette lösbar koppelbare Antriebswelle, die über ein Wendegetriebe mit der Umlenkrolle für das Zugglied gekoppelt ist. Eine Verminderung der Teile des Wendegetriebes läßt sich dadurch erreichen, daß dieses einen coaxial zu der Umlenkrolle gelagerten Schwenkträger mit zwei Armen hat, an denen jeweils mit der Umlenkrolle ständig in Antriebsverbindung stehende Zwischenräder gelagert sind, die durch eine von der Drehrichtung der Umlenkrolle abhängige Schwenkbewegung des Schwenkträgers wahlweise mit der Antriebswelle des Farbbandantriebs koppelbar sind.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorderseite eines erfindungsgemäßen Druckmoduls,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Rückseite des erfindungsgemäßen Druckmoduls,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Druckmoduls mit senkrecht gestelltem Druckkopf, und

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf den Farbbandantrieb.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Druckermodul umfaßt ein allgemein mit 10 bezeichnetes Chassis, das im wesentlichen aus einem Längsträger 12, einer ersten Querwand 14, einer zweiten Querwand 16 und einer parallel zu dem Längsträger 12 gerichteten Längswand 18 besteht. Der Längsträger 12 besteht aus einem Winkelprofil mit einem zu der Längswand 18 parallelen ersten Schenkel 20 und einem rechtwicklig zu diesem gerichteten zweiten Schenkel 22.

Die erste Querwand 14 ist einstückig mit dem Längsträger 12 ausgebildet. Der Längsträger 12 ist zusammen mit der Querwand 14 aus Stahlblech gestanzt und in die dargestellte Form gebogen. Die zweite Querwand 16 ist mit dem Längsträger 12 und der Längswand 18 über Schrauben 24 verbunden. An dem Schenkel 20 des Längsträgers 12 und an der Querwand 16 sind zwei Laschen 26 angeordnet, die in an sich bekannter Weise zur Halterung einer nicht dargestellten Farbbandkassette dienen, deren interner Transportmechanismus für das Farbband mit einer Antriebswelle 28 koppelbar ist, die durch ein Langloch 30 in dem Schenkel 20 des Längsträgers 12 hindurchragt. Auf den Farbbandantrieb wird weiter unten noch näher eingegangen.

Zwischen den Querwänden 14 und 16 erstrecken sich parallel zu dem Längsträger 12 zwei Führungsstangen 32 und 34, auf denen ein allgemein mit 36 bezeichneter Druckkopfträger verschiebbar gelagert ist, an dem ein allgemein mit 38 bezeichneter Nadeldruckkopf montiert ist. Zum Hin- und Herbewegen des Druckkopfträgers 36 und damit des Druckkopfes 38 dient ein Antriebsmotor 40, der an dem Längsträger 12 befestigt ist und mit seiner Welle 42 durch eine Öffnung 44 in dem zweiten Schenkel 22 des Längsträgers 12 ragt. Die Welle 42 des Antriebsmotors 40 trägt ein Ritzel 46, das ein Zugglied in Form eines Zahnriemens 48 treibt. Der Zahnriemen 48 ist an dem dem Antriebsmotor 40 fernen Ende des Längsträgers 12 über eine Umlenkrolle 50 geführt, die mit einer Welle 52 in aus dem Material der Querwand 16 gebogenen Laschen 54 gelagert ist. Der Zahnriemen 48 ist mit einem zwischen den Führungsstangen 32 und 34 liegenden Abschnitt des Druckkopfträgers 36 fest verbunden. Der Zahnriemen 48 kann durch ein Verschieben des Antriebsmotors 40 in Längsrichtung des Längsträgers 12 gespannt werden.

Mit der Welle 52 der Umlenkrolle 50 ist eine Encoderscheibe 56 verbunden, die in Verbindung mit einer nicht dargestellten Lichtschranke eine Erfassung der Bewegung des Druckkopfträgers 36 ermöglicht.

Wie man in den Figuren erkennt, ist der Druckkopf 38 seitlich außerhalb der von den Führungsstangen 32 und 34 gebildeten Führungsbahn an dem Druckkopfträger 36 befestigt. Dadurch entsteht zumindest in einer Gebrauchslage des Druckmoduls, in der der Druckkopf 38 nach oben oder nach unten druckt, ein Kippmoment auf den Druckkopfträger 36, das zu einer erhöhten Reibung in dem Lager des Druckkopfträgers auf der Führungsstange 34 führt. Um dieses Kippmoment und damit die Reibung auszuschließen oder zu vermindern, ist auf dem Druckkopfträger ein in der Fig. 1 gestrichelt eingezeichnetes Ausgleichsgewicht 58 angeordnet, das dafür sorgt, daß beide Lager des Druckkopfträgers 36 annähernd gleich belastet werden. In Verbindung mit dem zwischen den Führungsstangen 32 und 34 liegenden Angriffspunkt des Zahnriemens 48 an dem Druckkopfträger 36 trägt dies dazu bei, die Gefahr eines Verkantens des Druckkopfträgers auf seinen Führungsstangen 32 und 34 zu verringern, so daß man einen gleichmäßigeren und reibungsärmeren Lauf des Druckkopfträgers 36 auf den Führungen 32 und 34 erhält, der einen geringeren Verschleiß und ein saubereres Druckbild bei hohen Druckgeschwindigkeiten gewährleistet.

In Fig. 2 erkennt man zwei Steckkontaktleisten 60 und 62, die mit dem Schenkel 20 des Längsträgers 12 verbunden sind, um einerseits den Druckkopf und andererseits den Antriebsmotor 40 und den Encoder 56 mit einer nicht dargestellten Stromversorgung und Steuerung zu verbinden.

Gemäß Fig. 4 wird die Antriebswelle 28 des Farbbandantriebes über eine Schnecke 64, ein Schneckenzahnrad 66 und ein allgemein mit 68 bezeichnetes Wendegetriebe von einem auf der Welle 52 sitzenden Zahnrad 70 her angetrieben. Das Wendegetriebe 68 umfaßt einen auf der Welle 52 frei drehbar gelagerten Schwenkträger 72 mit zwei unter einem Winkel radial abstehenden Armen 74, 76, an denen permanent mit dem Zahnrad 70 in Eingriff stehende Zwischenzahnräder 78 gelagert sind. Je nach Drehrichtung des Zahnrades 70 und damit abhängig von der Laufrichtung des Druckkopfes 38 wird entweder der Arm 74 oder der Arm 76 mit dem Schneckenzahnrad 66 in Eingriff gebracht, so daß die Drehrichtung der Antriebswelle 28 unabhängig von der Drehrichtung des Zahnrades 70 und damit der Laufrichtung des Druckkopfes 38 stets gleich bleibt.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung erkennt, brauchen bei einer Änderung des Verschiebeweges des Druckkopfträgers 36, d. h. bei einer Änderung der Druckbreite nur die Führungsstangen 32, 34, die Schenkel 20 und 22 des Längsträgers 12 sowie der Zahnriemen 48 in ihrer Länge verändert zu werden. Alle anderen Teile und ihre Montageorte können unverändert bleiben. Dadurch kann die Herstellung von gleichartigen Druckermoduln mit unterschiedlicher Druckbreite wesentlich vereinfacht und preiswerter gestaltet werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Druckermodul mit einem Nadeldruckkopf, umfassend ein Chassis(10) mit einer Führung (32, 34) für einen Druckkopfträger (36), einen an diesem angeordneten Druckkopf (38), einen Trägermotor (40) zum Hin- und Herbewegen des Druckkopfträgers (36) auf seiner Führung (32, 34), eine Halterung für eine Farbbandkassette (36) und einen Farbbandantrieb (28), dadurch gekennzeichnet, daß die Führung zwei zueinander parallele Führungsstangen (32, 34) umfaßt, auf denen der Druckkopfträger (36) verschiebbar geführt ist, daß ein von dem Trägermotor (40) antreibbares Zugglied (48) an einem zwischen den Führungsstangen (32, 34) gelegenen Abschnitt des Druckkopfträgers (36) angreift, daß der Druckkopf (38) bezüglich des Angriffspunktes des Zuggliedes (48) auf einer Seite des Druckkopfträgers (36) angeordnet ist und daß an der bezüglich des Angriffspunktes des Zuggliedes (48) anderen Seite des Druckkopfträgers (36) ein Ausgleichsgewicht (58) für den Druckkopf (38) am Druckkopfträger (36) angeordnet ist.
  2. 2. Druckermodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chassis (10) einen Längsträger (12) und zwei senkrecht zu dessen Längsrichtung gerichtete Querwände (14, 16) hat, an denen die parallel zur Längsrichtung des Längsträgers (12) gerichteten Führungsstangen (32, 34) gehalten sind.
  3. 3. Druckermodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (12) mit einer der Querwände (14) starr, vorzugsweise einstückig verbunden ist.
  4. 4. Druckermodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsträger (12) aus Blech gebogen ist.
  5. 5. Druckermodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägermotor (40) an einem Ende des Längsträgers (12) angeordnet ist und daß eine Umlenkrolle (50) für das Zugglied (48) an der Querwand (16) am anderen Ende des Längsträgers (12) gelagert ist.
  6. 6. Druckermodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägermotor (40) an dem Ende des Längsträgers (12) angeordnet ist, das mit einer Querwand (14) starr verbunden ist.
  7. 7. Druckermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Farbbandantrieb eine mit dem internen Bandtransport einer Farbbandkassette lösbar koppelbare Antriebswelle (28) hat, die über ein Wendegetriebe (68) mit der Umlenkrolle (50) für das Zugglied (58) gekoppelt ist.
  8. 8. Druckermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegetriebe (68) einen coaxial zur Umlenkrolle (50) gelagerten Schwenkträger (72) mit zwei Armen (74, 76) hat, an denen jeweils mit der Umlenkrolle (50) ständig in Antriebsverbindung stehende Zwischenräder (78) gelagert sind, die durch eine von der Drehrichtung der Umlenkrolle (50) abhängige Schwenkbewegung des Schwenkträgers (72) wahlweise mit der Antriebswelle (28) des Farbbandantriebes koppelbar sind.






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