DE3502469A1 - Matrixdruckkopf - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Matrixdruckkopf, insbesondere für serielle Schriftzeichenbildung, mit einer Elektromagnetspulen-Baugruppe, bestehend aus einer Magnetflußleitplatte, an der Magnetpol kerne mit Elektromagnetspulen und eine Dauermagnetplatte befestigt sind sowie mit einer gegen die Elektromagnetspulen-Baugruppe anliegenden Anker-Baugruppe, bestehend aus einer Ankerplatte und daran befestigtem, in Richtung auf die Magnetpolkerne jeweils auslenkbarem Ankerarm mit einem oder mehreren Druckelementen, wobei die Ankerarme in zurückgezogener Position der Druckelemente jeweils mittels der Dauermagnetplatte gegen die Magnetpol kerne anziehbar sind.

Derartige Matrixdruckköpfe werden vor Schreibwiderlagern (Schreibwal zen) hin- und herbewegt, wobei die selektiv bestromten Elektromagnetspulen zur Aufhebung eines Dauermagnet-Feldes bestromt werden, das im Ruhezustand den Ankerarm mit dem Druckelement in einer zurückgezogenen Position hält. In dieser zurückgezogenen Position wird der gefederte Arm, d.h. der Ankerarm zwecks Vorspannung gehalten, um bei Aufhebung des Magnetfeldes, das durch die Dauermagnetplatte bewirkt wird, unmittelbar mechanische Energie zum Abschießen des Druckelementes zur Verfugung zu haben. Ein solches Drucksystem zeichnet sich durch eine hohe Anschlagzahl pro Sekunde aus, so daß nur noch für jedes einzelne Druckelement die Zeit für das Vorschießen, Drucken und Zurückbewegen in die

Ruheposition die Druckgeschwindigkeit begrenzt.

Man unterscheidet hierbei zwei unterschiedliche Systeme, die sog. serielle Schriftzeichenbildung und die zeilenweise Schriftzeichenbildung. Bei der seriellen Schriftzeichenbildung werden innerhalb eines Schriftzeichens einzelne oder sämtliche Punkte durch dieselben oder unterschiedliche Druckelemente innerhalb eines Zeichens gesetzt, währenddem bei der zeilenweisen Schriftzeichenbildung die Druckelemente in einer Linie horizontal nebeneinander angeordnet sind, z.B. 66 Druckelemente, die stets in einer Linie

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arbeiten, wobei der Aufzeichnungsträger, d.h. eine Papierbahn, nach jedem Abdruck einer PunktzeHe entsprechend vorgeschoben wird. Bei der zeilenweisen Schriftzeichenbildung schwingt der Matrixdruckkopf, meist als Hammerbank bezeichnet, jeweils um ein bis zwei Zeichenbreiten horizontal, wie auch der Matrixdruckkopf bei der seriellen Schr1ftzeichenb1ldung horizontal hin- und herbewegt wird, jedoch über die volle Papierbahnbreite.

Das System der Elektromagnetspulen-Baugruppe und einer Anker-Baugruppe mit vorgespannten Ankerarmen hat sich bewährt. Jedoch hat sich gezeigt, daß der Aufwand an magnetischer Energie sowie an Fertigungsgenauigkeit (enge Toleranzen) noch zu wünschen übrig läßt.

Es 1st bekannt (DE-PS 30 17 903 bzw. EP-OS 0 009 873), einen

eingangs bezeichneten Matrixdruckkopf mit einer scheibenförmigen

Feder und einzelnen als Ankerarme wirkenden Vorsprüngen zu

gestalten, wobei an der Spitze der Vorsprünge sog. Ankerstücke, d.h. Verstärkungen vorgesehen sind, an denen sich die eigentlichen / Druckelemente, wie z.B. Drucknadeln, befinden. Derartige oder ähnliche Gestaltungen der Matrixdruckköpfe weisen zunächst den Mangel von erhöhter Energieaufnahme auf, die benötigt wird, um das jeweilige Magnetfeld des Dauermagneten bzw. der Elektromagnetspule aufzubauen bzw. abzubauen. Insbesondere zeigen sich bei den bekannten, in Schlitzen einer Deckplatte geführten Ankerarmen, die senkrecht auf einer Blattfeder angeordnet sind, innerhalb der Schlitze unangebrachte Streuverluste, die die Kraft des Dauermagneten mindern. Die Herabsetzung der Dauermagnetkraft bedeutet jedoch ein langsameres Zurückholen des Ankerarmes in die zurückgezogene Position der Druckelemente. Derartige Bauweisen, bei denen die Ankerarme in Schützen der Deckplatte geführt sind, bedürfen einer übergenauen Herstellung, d.h. der Fertigung sämtlicher Einzelteile in sehr engen Toleranzen, die somit zu einem teuren Produkt zwingen.

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Ferner ist die Anordnung der Dauermagneten nach dem Stand der Technik nachteilig, weil deren Magnetfluß durch unerwünschte Streufliisse in angrenzende Bauteile geschwächt wird. Darüber hinaus weisen die gefederten Ankerarme nachteilige Federanordnungen auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Auf- bzw. Abbau der Magnetflüsse bzw. Magnetfelder des Dauermagneten und/oder des Elektromagneten wirkungsvoller zu gestalten, hierbei unerwünschte Streuflüsse zu vermeiden und hierbei dennoch einen Matrixdruckkopf bei ausreichender Genauigkeit der Einzelteile zu schaffen, ohne teure, enge Toleranzen bei der Fertigung der Einzelteile oder des gesamten Matrixdruckkopfes einhalten zu müssen.

Die gestellte Aufgabe wird bei dem eingangs bezeichneten Matrixdruckkopf erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst:

a) ein einziger, unkritischer parasitärer Luftspalt ist jeweils zwischen der Ankerplatte und einem ihr zugeordneten Ankerarm vorgesehen und

b) Magnetflußleitplatte und Ankerplatte sind außen gegenüber der Dauermagnetplatte zurückversetzt.

Die Herstellung eines solchen Matrixdruckkopfes bedarf keiner äußerst engen Toleranzen für die Einzelteile und außerdem werden unerwünschte Streuflüsse im Bereich der Ankerarme vermieden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, daß der Magnerfluß des

Dauermagneten ohne größere Streuverluste und unter höherer

Konzentration der Flußlinien in die Ankerarme geführt werden kann. Die Erfindung vermeidet somit auch die Schlitze in den Deckplatten zur Führung von federnden Ankerarmen nach dem Stand der Technik.

Eine Aufgliederung der Bauwelse des Matrixdruckkopfes 1st sowohl fertigungstechnisch als auch montagetechnisch bei Gliederung 1n eine Elektromagnetspulen-Baugruppe und 1n eine Anker-Baugruppe besonders günstig zu erzielen, wenn nach weiteren Merkmalen zwischen Magnetflußleltplatte und Ankerplatte eine Zwischenplatte angeordnet 1st, die mit der Stirnseite der Magnetpolkerne eine Ebene bildet. Vorteilhaft ist nämlich, nach Endmontage eine genaue Höheneinstellung von Zwischenring und Magnetpol kernen durch eine gemeinsame Endbearbeitung zu bewerkstelligen, wobei die gemeinsame Ebene gebildet wird.

Magnetische Streuflüsse, d.h. eine Steigerung der effektiv vorhandenen Magnetkraft, werden außerdem dadurch vermieden, daß auch die Zwischenplatte außen gegenüber der Dauermagnetplatte zurückversetzt angeordnet ist.

Sowohl die Anlage der Ankerarme an den Magnetpolkernen, die Länge der federnden Teile der Ankerarme, die Einspannung der federnden Ankeranne lassen sich ferner dadurch verbessern, daß die Dicke der Ankerplatte etwa der Dicke der Ankerarme entspricht, daß eine zu den Ankerarmen gegenüberliegende Abstufung an der Ankerplatte vorgesehen 1st und daß auf der verbleibenden Ankerplattenfläche ein relativ kurzer Federarm befestigt 1st, der jeweils mit einem Ankerarm verbunden 1st.

Weiterhin lassen sich magnetische Streuflüsse beseitigen, wodurch der magnetische Kreis kürzer wird, der Magnetfluß Intensiver und damit auch mit weniger Energie der Dauermagnetplatte ausgekommen werden könnte, Indem nach weiteren Merkmalen die Magnetflußleitplatte etwa mit der den Druckelementen zugewandten Außenfläche der Magnetpol kerne endet.

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Die Führung des magnetischen Flusses wird weiterhin dadurch verbessert, daß die Zwischenplatte gegenüber der Dauermagnetplatte auf der den Elektromagnetspulen zugewandten Seite zurücksteht.

Währenddem der bisher beschriebene Matrixdruckkopf als sog.

Hammerbank eines Matrixzeilendruckers arbeiten kann, besteht die Möglichkeit, einen Matrixdruckkopf für die serielle Schriftzeichenbildung dadurch zu erhalten, daß Magnetflußleitplatte, Dauermagnetplatte, Zwischenplatte der Elektromagnetspulen-Baugruppe sowie die Ankerplatte der Anker-Baugruppe jeweils ringförmig ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind.

Herstelltechnik, Montage bzw. Aufbau des Matrixdruckkopfes zeichnen sich dadurch aus, daß das elektrisch bzw. magnetisch nicht leitfähige Gehäuse aus zwei verbindbaren Gehäuseteilen besteht und die Elektromagnetspulen-Baugruppe in einem Gehäuseteil und die Anker-Baugruppe im wesentlichen innerhalb des anderen Gehäuseteiles angeordnet sind. Die Verbindung der beiden Gehäuseteile bewirkt daher die Fertigmontage des Matrixdruckkopfes, und andererseits dient das Lösen der beiden Gehäuseteile dazu, erforderlich werdende Wartungsarbeiten leicht und schnell durchführen zu können.

Bei seriellen Matrixdruckköpfen ist ferner vorteilhaft, daß die Magnetflußleitplatte bei ringförmiger Ausführung mittels einer die elektrischen Leiter für die Elektromagnetspulen aufnehmenden Leiterplatte verschlossen ist. Hierbei ist der Anschluß für die Elektromagnetspulen leicht mittels Steckanschlüssen oder mittels Schleppkabel zu bewerkstelligen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung einer Magnetflußplatte, einer entsprechend bemessenen Dauermagnetplatte, einer entsprechend bemessenen Zwischenplatte sowie der Ankerplatte mit der gekennzeichneten Abstufung führt vorteilhafterweise zu einer radial 35

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beachtlichen Beabstandung der Elektromagnetspulen von der Mittelachse des Matrixdruckkopfes. Es 1st daher besonders vorteilhaft, daß die Anzahl der über den Umfang verteilten Druckelemente, Elektromagnetspulen und Ankerarme mehr als 9, vorzugsweise mehr als 18 beträgt.

Ein derartiger 18- bzw. 24-Nadeldruckkopf (oder auch ein Matrixdruckkopf mit noch mehr Druckelementen) erzeugt eine besonders leicht lesbare Schrift, wenn die Anzahl der über den Umfang verteilten Druckelemente am Mundstück in zumindest eine Spalte gegliedert 1st. Eine solche Druckelementgliederung dient sowohl zu schnellem als auch zu schönem Schreiben einer hohen Zeichenanzahl pro Zeiteinheit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung 1st in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen hälftigen axialen Querschnitt durch einen seriellen

Matrixdruckkopf gemäß der Erfindung, wobei die untere Hälfte in Ansicht dargestellt 1st,

Fig. 2 den Matrixdruckkopf gemäß Fig. 1 in Ansicht auf die Druckelemente mit mehreren TeHschnitten in aufeinanderfolgenden Ebenen des Querschnittes gemäß Fig. 1: Schnitt I in der Schnittebene gemäß Fig. 2, Schnitt II in der Schnittebene gemäß Fig. 2, Schnitt III in der Schnittebene gemäß Fig. 2, Schnitt IV 1n der Schnittebene gemäß Fig. 2.

Fig. 3 einen axialen TeHschnitt gemäß F1g. 1 in vergrößertem Maßstab.

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Der in der Zeichnung dargestellte serielle Matrixdruckkopf weist eine Elektromagnetspulen-Baugruppe 1 auf, die aus einer Magnetflußleitplatte 2, an dieser befestigten Magnetpol kernen 3 mit Elektromagnetspulen 4 und aus einer Dauermagnetplatte 5 besteht. Der Elektromagnetspulen-Baugruppe 1 liegt jeweils eine Ankerbaugruppe 6 gegenüber, die aus einem Ankerring 7, aus (auf der Zeichnung) nach links und nach rechts gemäß Fig. 1 auslenkbaren Ankerarmen 8 besteht, wobei die Ankerarme 8 jeweis mittels relativ kurzer Federarme 9 mit dem Ankerring 7 verbunden sind. Die Anzahl der Magnetpol kerne der Elektromagnetspulen 4, der Ankerarme 8 und der Federanne 9 entspricht, wie üblich, der Anzahl der Druckelemente 10, die im Ausführungsbeispiel als relativ lange Drucknadeln ausgeführt und in einem Mundstück 11 gelagert sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich 2 mal 12 = 24 Druckelemente innerhalb des elektrisch bzw. magnetisch nicht leitfähigen Gehäuses 12, welches aus den beiden Gehäuseteilen 12a und 12b zusammengesetzt ist und mittels über den Gehäuseumfang verteilter Schrauben 13 zusammengehalten wird.

Die Druckelemente 10 sind um den Druckweg (ca. 0,3 bis 0,6 mm) im wesentlichen axial beweglich in einem Führungsgehäuse 14 in Lagern 15 geführt. Das Führungsgehäuse 14 1st mittels Paßstiften 16 sehr genau zum Gehäuse 12 gelagert. Zwischen dem Gehäuse 12 und dem Führungsgehäuse 14 befinden sich Bellagen 17, um die Austrittslänge der Druckelemente 10 aus dem Führungsgehäuse 14 bestimmen und auch nachträglich noch ändern zu können. Das Führungsgehäuse 14 dient gleichzeitig zur Befestigung des Matrixdruckkopfes auf einem (nicht dargestellten) Schlitten o.a., der vor einem Druckwiderlager hin- und herbewegt wird. Für die Befestigung sind ein Flansch 14a und zumindest zwei Paßstifte 14b vorgesehen.

Die Strombeaufschlagung der Elektromagnetspulen 4 erfolgt durch Anschluß an einen (weiter nicht dargestellten) Zeichengenerator, der sich auf einer Leiterplattenschaltung befindet, mittels Steckanschlüssen 18 und 19.

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Gemäß Fig. 3 sind Stufen 21 an der Magnetflußleitplatte 2 und Stufen 22 an der Ankerplatte 7, jeweils bezogen auf die Dauermagnetplatte 5, erfüllt, wobei mit den Stufen 21 und 22 ein Zurückversetzen im Sinne einer Einschnürung der magnetischen Feldlinien verbunden ist. Der Luftspalt 20 ist dann unkritisch, wenn eine optimale Magnetisierung der Luft im Spalt 20 stattfindet. Eine solche optimale Magnetisierung des Luftspaltes 20 liegt dann vor, wenn der Luftspalt so groß bemessen ist, daß einerseits keine engen Toleranzen für die Herstellung des Ankerrings 7 bzw. der Ankerarme 8 gefordert werden müssen und andererseits die Feldliniendichte zwar groß genug ist, um der Vorspannkraft der Federarme 9 das Gleichgewicht zu halten, jedoch andererseits auch nicht zu hoch ist, um einen schnellen Abbau des Dauermagnetfeldes beim Einschalten der Elektromagnetspulen 4 zu behindern. Dieser praktisch ideale Fall liegt bei der erfindungsgemäßen Bauweise vor.

Eine zwischen der Magnetflußleitplatte 2 und dem Ankerring 7 angeordnete Zwischenplatte 24 bildet mit ihrer Stirnseite 24a eine einheitliche Ebene 25 (Fig. 3), wobei der Ankerring 7 bei verbundenen Gehäuseteilen 12a und 12b in der Ebene 25 gegen die Zwischenplatte 24 anliegt.

Die Ankerarme 8 liegen in zurückgezogener Position (wie in Fig.l dargestellt ist) leicht schräg zur Ebene 25 und liegen auf den zugehörigen Magnetpolkernen 3 auf. Hierbei entspricht die Dicke des Ankerrings 7 etwa der Dicke der Ankerarme 8 einschließlich der relativ geringen Dicke der Federarme 9, die mit den Ankerarmen 8 und dem Ankerring 7 verbunden sind. Der sehr kurze Federarm 9 erhält eine verkürzte Einspannlänge durch eine Abstufung 7a, so daß die verbleibende Ankerringflache 7b für die Verbindung zur Verfügung steht. Die Abstufung 7a bewirkt zusätzlich eine B1egefre1he1t für den Ankerarm 8. Die Abstufung 7a stellt praktisch unter Umständen eine Fortsetzung des Luftspaltes 20 dar.

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Es ist jedoch möglich, die kurzen Federarme 9 aus antimagnetischem Werkstoff, z.B. Chromnickelstahl, herzustellen, so daß keine magnetischen Feldlinien über die Federarme 9 oder über den Raum der Abstufung 7a verlaufen können.
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Eine weitere Begrenzung von Streuflüssen bzw. eine Konzentration der magnetischen Feldlinien erfolgt durch die Magnetflußleitplatte 2, die gegenüberliegend zur Seite der Druckelemente 10 etwa in Höhe der Magnetpolkerne 3 endet. Die Zwischenplatte 24 ist gegenüber der Dauermagnetplatte 5 mittels der Stufe 26 zurückversetzt.

Der Matrixdruckkopf kann als seriell arbeitender Druckkopf ausgestaltet sein, wobei dann die Magnetflußleitplatte 2, die Dauermagnetplatte 5, die Zwischenplatte 24 der Elektromagnetspulen-Baugruppe 1 sowie die Ankerplatte 7 der Anker-Baugruppe 6 jeweils ringförmig ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind (wie in der Zeichnung dargestellt ist).

Für die Einhaltung der Herstellungstoleranzen und für die Montage ist es vorteilhaft, daß die Elektromagnetspulen-Baugruppe 1 in dem Gehäuseteil 12a und die Anker-Baugruppe 6 im wesentlichen in dem anderen Gehäuseteil 12b untergebracht sind. Die Magnetflußleitplatte 2 ist bei ringförmiger Ausführung des Matrixdruckkopfes mittels einer die elektrischen Leiter 27 und 28 für die Elektromagnetspulen 4 jeweils aufnehmenden Leiterplatte 29 verschlossen. Gegenüberliegend zur Leiterplatte 29 sind die Druckelemente 10 (bei einer ringförmigen Ausführung des Matrixdruckkopfes) und bei einer Anzahl von mehr als 18, z.B. bei 2 χ 12 Druckdrähten, an dem Mundstück 11 in zwei Spalten 30 angeordnet (Fig. 2). 30

Claims (1)

1. Mannesmann Aktiengesellschaft 21. Januar 1985

   Mannesmannufer 2 23 721 - Fl/Schi

   Düsseldorf

   Matrixdruckkopf

   Patentansprüche

   1. Matrixdruckkopf, insbesondere für serielle Schriftzeichenbildung, mit einer Elektromagnetspulen-Baugruppe, bestehend aus einer Magnetflußleitplatte, an der Magnetpol kerne mit Elektromagnetspulen und eine Dauermagnetplatte befestigt sind sowie mit einer gegen die Elektromagnetspulen-Baugruppe anliegenden Anker-Baugruppe, bestehend aus einer Ankerplatte und daran befestigtem, in Richtung auf die Magnetpolkerne jeweils auslenkbarem Ankerarm mit einem oder mehreren Druckelementen, wobei die Ankerarme in zurückgezogener Position der Druckelemente jeweils mittels der Dauermagnetplatte gegen die Magnetpol kerne anziehbar sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   a) ein einziger, unkritischer parasitärer Luftspalt (20) ist jeweils zwischen der Ankerplatte (7) und einem ihr zugeordneten Ankerarm (8) vorgesehen und

   b) Magnetflußleitplatte (2) und Ankerplatte (7) sind außen gegenüber der Dauermagnetplatte (5) zurückversetzt.

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   2. Matrixdruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Magnetflußleitplatte (2) und Ankerplatte (7) eine Zwischenplatte (24) angeordnet ist, die mit der Stirnseite (24a) der Magnetpol kerne (3) eine Ebene (25) bildet.

   3. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Zwischenplatte (24) außen gegenüber der Dauermagnetplatte (5) zurückversetzt angeordnet ist.

   4. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Ankerplatte (7) etwa der Dicke der Ankerarme (8) entspricht, daß eine zu den Ankerarmen (8) gegenüberliegende

   Abstufung (7a) an der Ankerplatte (7) vorgesehen ist und daß auf der verbleibenden Ankerplattenfläche (7b) ein relativ kurzer Federarm (9) befestigt ist, der jeweils mit einem Ankerarm (8) verbunden ist.
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   5. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Magnetflußleitplatte (2) etwa mit der den Druckelementen (10) zugewandten Außenfläche der Magnetpol kerne (3) endet. 25

   6. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (24) gegenüber der Dauermagnetplatte (5) auf der den Elektromagnetspulen (4) zugewandten Seite zurücksteht.

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   Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß Magnetflußleitplatte (2), Dauermagnetplatte (5), Zwischenplatte (24) der Elektromagnetspulen-Baugruppe (1) sowie die Ankerplatte (7) der Anker-Baugruppe (6) jeweils ringförmig ausgebildet und konzentrisch angeordnet sind.

   8. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

   daß das elektrisch bzw. magnetisch nicht leitfähige Gehäuse (12) aus zwei verbindbaren Gehäuseteilen (12a,12b) besteht und die Elektromagnetspulen-Baugruppe (1) in einem Gehäuseteil (12a) und die Anker-Baugruppe (6) 1m wesentlichen Innerhalb des anderen Gehäuseteiles (12b) angeordnet sind.

   9. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Magnetflußleitplatte (2) bei ringförmiger Ausführung mittels einer die elektrischen Leiter (27,28) für die Elektromagnetspulen (4) aufnehmenden Leiterplatte (29) verschlossen ist.

   10. Matrixdruckkopf nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Anzahl der über den Umfang verteilten Druckelemente (10), Elektromagnetspulen (4) und Ankerarme (8) mehr als 9, vorzugsweise mehr als 18 beträgt.

   11. Matrixdruckkopf nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10* dadurch gekennzeichnet,

   daß die Anzahl der über den Umfang verteilten Druckelemente (10) am Mundstück (11) in zumindest eine Spalte (30) gegliedert ist.