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Einbettungsmaterial für die Schreibelektroden eines Schreibkopfes
für elektrolytische Schreibverfahren Die Erfindung betrifft die Anwendung eines
an sich bekannten Materials als Einbettungssubstanz für die Schreibelektroden von
Schreibköpfen elektrolytisch arbeitender Schreibwerke, bei denen die über den mit
einem Elektrolyt angefeuchteten Aufzeichnungsträger gleitenden Schreibnadeln von
einem mit der Stirnfläche der Nadeln bündig abschließenden Isoliermaterial umgeben
sind.
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Bei bisher bekannten Markierungsverfahren auf elektrischer Basis war
es bisher üblich, die mit dem Aufzeichnungsträger in Berührung kommenden Kontaktstellen
aus dem Einbettungsmaterial herausstehen zu lassen, wodurch einem gewissen Verschleiß
Rechnung getragen ist. Es ist jedoch auch z. B. in der Anwendung auf Magnetköpfe
bekannt, die Kontakt-bzw. Abtaststelle derart mit einem Isolierkörper, vorzugsweise
Gießharz, zu umgeben, daß ihre Oberfläche mit dem Isolierkörper bündig abschließt.
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Die in den vorgenannten Fällen auftretenden Verhältnisse sind jedoch
mit denen des vorgenannten elektrolytischen Verfahrens nicht ohne weiteres zu vergleichen.
Denn einerseits hat der Aufzeichnungsträger durch die Anfeuchtung mit einer elektrolytischen
Lösung seine ihm im trockenen Zustand eigene Festigkeit weitgehend eingebüßt, so
daß hervorstehende Schreibnadeln durch die Hin- und Herbewegung beim Schreibvorgang
mit Sicherheit eine Verletzung des vorzugsweise aus normalem Papier bestehenden
Aufzeichnungsträgers verursachen würden. Andererseits tritt mit der vollständigen
Einbettung der Schreibnadeln in einen Isolationskörper die Schwierigkeit einer gleichmäßigen
Abnutzung von Nadel und Isolator auf. Diese ist im vorliegenden Fall mit den bei
eingegossenen Magnetköpfen gegebenen Verhältnissen nicht zu vergleichen, da hier
die einem Verschleiß unterworfene Fläche weitgehend vom Metallkörper des Magnetkopfes
abgedeckt ist und damit der Teil ist, der den Verschleißfaktor bestimmt. Im vorliegenden
Fall liegen die Verhältnisse genau umgekehrt, da die Kontaktfläche einen Bruchteil
der Gesamtauflagefläche darstellt und daher ein Material zu finden war, das neben
den notwendigen elektrischen und chemischen Eigenschaften diesen Gegebenheiten in
seinem Abriebverhalten Rechnung trägt.
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Gemäß der Erfindung werden diese Voraussetzungen erfüllt durch die
Verwendung von Polytetrafluoräthylen als Einbettungsmaterial für die Schreibnadeln.
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Zum besseren Verständnis soll auf das die Erfindung begründende Druckverfahren
etwas näher eingegangen werden. Bekanntlich versteht man unter elektrochemisch arbeitenden
Schreib- und Druckwerken solche, bei denen der Aufzeichnungsträger, beispielsweise
das Papier, auf elektrochemischem Wege eingefärbt wird.
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Ein nach diesem Prinzip arbeitendes bekanntes Schreibwerk sieht auf
der einen Seite des Aufzeichnungsträgers eine als Walze ausgebildete großflächige
Elektrode vor und auf der anderen Seite des Aufzeichnungsträgers mehrere zu einer
Einheit zusammengefaßte Schreibstifte als Gegenelektroden, wobei zum Zwecke der
Erzeugung von Schriftzeichen oder Linien der Aufzeichnungsträger und die Schreibelektroden
eine relative Hin- und Herbewegung zueinander ausführen. Zur Erzielung der elektrischen
Leitfähigkeit des Aufzeichnungsträgers wird dieser mit einem Elektrolyt angefeuchtet,
oder es wird ein entsprechend präpariertes Papier verwendet.
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Das Einfärben des Aufzeichnungsträgers erfolgt infolge des Stromdurchganges
entweder dadurch, daß die Kathode kleinste Teilchen ihrer Substanz an den Aufzeichnungsträger
abgibt, oder dadurch, daß der präparierte Aufzeichnungsträger sich durch eine elektrochemische
Reaktion selbst einfärbt.
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Die Ausbildung der Schreibelektroden, insbesondere ihre gegenseitige
elektrische Isolierung, stellt ein bisher unvollkommen gelöstes Problem dar, da
dieses Verfahren an das Schreibelektrodenpaket außerordentliche Anforderungen bezüglich
ihrer chemischen Beständigkeit, ihrer Temperaturbeständigkeit, ihrer mechanischen
Festigkeit sowie ihrer Isolationseigenschaften stellt.
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Welche Schwierigkeiten bei den bisher bekannten Schreibköpfen für
den oben beschriebenen Zweck durch den naturgemäß unterschiedlichen Abrieb auftreten
und
die daraus folgenden Erkenntnisse sollen an Hand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigt F i g. 1 eine perspektive Ansicht eines Schreibkopfes, F i g. 2 a den bisher
bekannten Fall der in Isoliermaterial eingebetteten Schreibnadeln und den sich dabei
beim Schreiben einstellenden Zustand, F i g. 2 b den erwünschten Zustand zwischen
den Schreibnadeln und dem Einbettungsmaterial.
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F i g. 1 zeigt den Schreibkopf, der gemäß dem Ausführungsbeispiel
sieben Schreibnadeln 2 umfaßt. In der Praxis nehmen in diesem Fall die Stirnflächen
der Schreibnadeln 2 etwa '/so der Fläche des Einbettungsmaterials 1 ein.
Mit 3 ist die Führungsschiene bezeichnet, in der der gesamte Schreibkopf nachschiebbar
angeordnet ist.
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Bei dem Verhältnis l: 30 der auf das Papier 5 (F i g. 2 a) drückenden
Flächen stellt sich mit allen bisher bekannten Materialien, in denen die Schreibnadeln
eingebettet wurden, im Verlauf des Schreibbetriebes schließlich ein Zustand gemäß
der F i g. 2 a ein, bei dem sich die Nadeln 2 auf Grund einer ungleichen Abnutzung
gegenüber dem Einbettungsmaterial derart zurückgebildet haben, daß sich die Stirnflächen
der Nadeln 4 in der in F i g. 2 a schematisch gezeigten Form um Bruchteile
von Millimetern unterhalb der Oberfläche des Einbettungsmaterials 1 a befinden.
Die durch die etwas zurückliegenden Nadeln 2 als die eine Elektrode gegen
die Schreibwalze 4 als die andere Elektrode bewirkende Einfärbung des mit einem
geeigneten Elektrolyt befeuchteten Papiers 5 ist infolgedessen durch Kriechströme
verwaschen und durch den relativ großen Übergangswiderstand nicht intensiv genug.
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Wünschenswert wäre ein Material zur Einbettung der Schreibelektroden,
bei dem sich annähernd der Zustand gemäß F i g. 2 b - also aus dem Isoliermaterial
1 b nur wenig (einige tausendstel Millimeter) herausragende Schreibnadeln 2 - einstellt
und das auch den Anforderungen hinsichtlich chemischer Beständigkeit, Temperaturbeständigkeit,
mechanischer Festigkeit und der Isolationseigenschaften genügt, konnte bisher nicht
gefunden werden. Es ist auch zu bezweifeln, ob es bei dem großen Flächenunterschied
zwischen den Nadelköpfen und dem sie umgebenden Isoliermaterial überhaupt ein geeignetes
Material gibt, dessen Verschleißfaktor gegenüber dem der aus edlem Metall, vorzugsweise
Platin, bestehenden Schreibnadeln 2 so groß ist, daß ein Vorstehen der Nadeln gegenüber
dem Einbettungsmaterial um einige tausendstel Millimeter stets gewährleistet bleibt,
wobei dieses Material natürlich noch die erforderliche mechanische Festigkeit neben
den anderen bereits genannten Eigenschaften haben muß.
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Das vorgeschlagene Material besitzt neben den vorgenannten, zu fordernden
Eigenschaften den Vorteil einer gewissen Elastizität, wodurch das Vorstehen der
Schreibnadeln nicht mehr in dem vorbeschriebenen Maße erforderlich ist, da sich
das Einbettungsmaterial mehr oder weniger an die Gegenlage anschmiegt und sich dadurch
automatisch im gleichen Maße abnutzt wie die Schreibnadeln, wobei sich die Flächendrucke
von Nadel- und Einbettungsmaterial auf unterschiedliche Größen automatisch einstellen.
Seine wasserabweisende Eigenschaft ist dabei ebenfalls von ausschlaggebender Bedeutung,
da durch einen Flüssigkeitsfilm hervorgerufene Kriechströme zwischen den zwei benachbarten
Nadeln im Hinblick auf ein sauberes Schriftbild möglichst zu vermeiden sind.
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Um eine ausreichende Lebensdauer des Schreibelektrodenpaketes zu erzielen,
werden die Elektroden. mitsamt dem sie umgebenden Material lang genug ausgeführt,
so daß der Abrieb des gesamten Schreibelektrodenpaketes durch ein Nachschieben gemäß
F i g. 1 des Schreibelektrodenpaketes ausgeglichen werden kann..