DE2504099A1 - Daempfungseinrichtung fuer ein zusammengesetztes druckrad - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE Λ. GRÜNECKER

DIPL.-ING.

!H. KINKELDEY

DR.-INQ.

W. STOCKMAIR

DR.-tNQ. · AeE(CAUTECH)

K.SCHUMANN

DR. RER. NAT. ■ OIPL.-PHYS.

P. H. JAKOB

D1PL.-INS.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPL.-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RBR. OEC. INS.

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMIL1ANSTRASSE 43

31. Januar 1975
P 8871

XEROX COEP.

Xerox Square, Rochester, New York 14-644, USA

Dämpfungseinrichtung für ein. zusammengesetztes Druckrad

Die Erfindung betrifft allgemein Aufschlagdrucker und bezieht sich insbesondere auf Druckelemente, welche Zeichen, aufweisen, wie sie bei seriellen Aufschlagdruckern verwendet werden. Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend als Druckrad bezeichnet.

Der Name für Aufschlagdrucker ist von der Verwendung von Hämmern oder ähnlichen Einrichtungen abgeleitet, welche dazu dienen, einen Kopf gegen einen Färbträger und ein Aufzeichnungsmedium zu schlagen, im allgemeinen ein geeignetes Papier, hinter

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ORIGINAL INSPECTED

welchem eine Platte angeordnet ist. Der Farbträger ist üblicherweise ein Band, d. h. ein langgestrecktes Gewebe oder ein langgestreckter Stoff, welcher mit Farbe imprägniert ist. Die Farbe wird auf das Papier-Aufzeichnungsmedium übertragen, wenn das Papier und das Farbband unter dem Aufschlag des Hammers in engem Kontakt gebracht werden. Die Farbe wird von dem Band in den erhöhten Bereichen auf den Kopf übertragen, welche der Form eines Zeichens entsprechen. Allgemein ist ein seriell arbeitender Aufsehlagdrucker eine Einrichtung, bei welcher eine Druckzeile in der Weise geschrieben wird, daß ein Zeichen nach dem anderen aufgebracht wird. Klassische Beispiele für serielle Drucker sind die allgemein bekannte Büroschreibmaschine, ein Fernschreiber und Ausgabedrucker für digitale Datenverarbeitungsanlagen. Andere klassische Aufschlagdrucker sind Rechenmaschinen, beispielsweise Addiermaschinen und Buchungsmaschinen, welche meistens numerische Zeichen verwenden.

Druckelemente für serielle Drucker, welche im wesentlichen die Form eines Rades oder einer ähnlichen Einrichtung aufweisen, sind grundsätzlich bekannt. Hierzu wird auf die US-Patentschriften 2 236 663 (194-1), 3 461 235, 3 498 439 und 3 651 916 hingewiesen. Kürzlich hat die Diablo Corporation, eine Tochterder Anmelderin der vorliegenden Anmeldung, einen seriellen Drucker auf den Markt gebracht, und zwar unter dem Handelsnamen "Hytype Printer I" der ein Druckrad aufweist, welches eine Mehrzahl von Köpfen hat, die an den Enden von Speichen oder Balken angeordnet sind, die sich von einer Nabe aus radial nach außen erstrecken. Das Druckrad wird durch eine Servoeinrichtung in eine ausgewählte Stellung gedreht, wobei entsprechende Zeichen in einer Druckstation einem Hammer und einem Farbband gegenüberstehen. Ein Drucker dieser Art ist in der US-Patentanmeldung beschrieben, welche am 4. 9· 1973 im Namen von Andrew Gabor, beim US-Patentamt unter der Nr. 394 072 mit dem Titel "Hochgeschwindigkeitsdrucker mit einem bei einer Wagenbewegung intermittierend arbeitenden Druckrad" als Zusatz zu der am

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.25. 2. 1972 unter der Nr. 229 314- eingereichten Anmeldung ". . ■ hinterlegt wurde. Die Offenbarung dieser beiden oben genannten Anmeldungen wird hiermit ausdrücklich zum Bestandteil der vorliegenden Anmeldung erklärt. Die Einrichtung "-Hytype Printer I" hat einen wirtschaftlichen Erfolg gehabt, da sie ein elektronischer Drucker ist, welcher dazu in der Lage ist, mit hoher Geschwindigkeit und in vielseitiger Weise zu arbeiten. Das dabei verwendete Druckrad ist im Grunde eine Anordnung aus einem einzelnen Element, indem die Speichen und Köpfe einen zu einem integralen Bauteil vergossenen bzw. verschmolzenen thermoplastischen Aufbau bilden. Dieses Druckrad zeigt eine außerordentlich gute Leistung und ist sehr wirtschaftlich, d. h. das zu einem integralen Bauelement zusammengefügte Druckrad ist verhältnismäßig wirtschaftlich herstellbar. Jedoch ist festzustellen, daß die Anforderungen an die Druckqualität bei bestimmten Anwendungsfallen von diesem bekannten Druckrad nicht immer erfüllt werden... .

Insbesondere sind bei einer Anwendung zum automatischen Texteditieren mit einer Schreibmaschine die Anforderungen an ein Druckrad groß. Beim Texteditieren oder beim Schreiben in einem Büro führen die hohen-Anforderungen an die Druckqualität dazu, daß das Druckrad einer etwa 10-mal größeren Kraft ausgesetzt wird und zwar wegen der etwa 5-fachen Hammerenergie, im Vergleich zu einem "Hytype Printer", der als Ausgabeeinrichtung von beispielsweise einer digitalen Datenverarbeitungsanlage arbeitet. Texteditiermaschinen haben ein Druckwerk, eine Tastatur und eine elektronische Steuereinrichtung, die einen Speicher aufweist. Von einer Schreibkraft wird eine Zeicheninformation in den Speicher eingegeben und/oder es wird auf der Schreibmaschine eine Kopie hergestellt, und zwar mit einer Geschwindigkeit

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zwischen etwa 0,5 bis 2,0 Zeichen pro Sekunde. Die geschriebene Information wird von der elektronischen Einrichtung weiterverarbeitet, um Fehler zu korrigieren und das ΐο.r-rnat entsprechend umzuordnen, und es wird ein editiertes Dokument automatisch von der Maschine unter der Steuerung der elektronischen Einrichtung mit Geschwindigkeiten bis zu 15 Zeichen pro Sekunde erzeugt. Unter diesen Voraussetzungen muß* das Druckrad natürlich sowohl im manuellen Betrieb als auch, im automatischen Betrieb arbeiten, wobei sich diese beiden Betriebsarten zumindest hinsichtlich der Geschwindigkeit erheblich unterscheiden. Der Benutzer erwartet im allgemeinen Jedoch ein gleiche Druckquälitat, und zwar unabhängig davon, ob die Maschine mit zwei oder mit zwanzig Zeichen pro Sekunde betrieben wird.

Ein integrales Druckrad aus Plastikmaterial arbeitet sowohl bei der geringen als auch bei der hohen Geschwindigkeit grundsätzlich zufriedenstellend sowie auch bei den beiden oben genannten Energiepegeln, jedoch nicht hinsichtlich der Druckoder Bildqualität über dieselbe Lebensdauer. Ein Verlust an Bildqualität läßt sich im allgemeinen durch die erste Verminderung der Bildauflösung beurteilen, welche mit dem bloßen Auge erkennbar ist. Das erfindungsgemäße Druckrad arbeitet jedoch sogar unter stärker verschiedenen Arbeitsbedingungen ausgezeichnet, als sie oben erwähnt wurden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Druckrad der oben genannten Art zu schaffen, welches insbesondere bei außerordentlich verschiedenen· Betriebsbedingungen gleichbleibend zuverlässig und exakt arbeitet.

Weiterhin soll gemäß der Erfindung bei der Herstellung von Dokumenten eine besonders hohe Druckqualität erreicht werden,

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indem ein Aufschlagdrucker mit einem Druckrad verwendet wird, wie er in der vorliegenden Anmeldung besenrieben ist.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Druckrad geschaffen, welches verbesserte mechanische Eigenschaften und verbesserte Betriebseigenschaften gegenüber bekannten Druckrädern aufweist.

Weiterhin wird gemäß der Erfindung mit den Speichen eines Druckrades eine Dämpfungseinrichtung verbunden, um. die Durchbiegung der Speichen zu verbessern. \ '-/;.;

Mit dem erfindungsgemäßen Druckrad sind die Eigenschaften und:" Vorteile erreichbar, auf die oben bereits hingewiesen wurde, während andererseits die aufgezeigten Nachteile zugleich überwunden werden. Das erfindungsgemäße Druckrad weist : ■'■ - *. Typen- oder Zeichenköpfe auf, die aus einem Material gesöhmoi-: zen oder gegossen sind, welches mit einem Polymer ausgestattet ist, indem ein solches Material auf die Enden der. Speichen oder Balken des Rades aufgebracht wird. Die Speichen und ihr kreisförmiges Basiselement bilden ein Ersatzelement^ welches aus einem dünnen Metallblech hergestellt ist. Jeder Balken ist ähnlich wie eine Blattfeder aufgebaut, welche vibriert oder schwingt, wenn sie aus einer gemeinsamen Ebene, in welcher --_ alle Balken liegen, ausgelenkt wird. Dieses Merkmal verleiht: den Speichen außergewöhnlich gute Biegungseigenschaften, weil auf diese Weise die Speiche nicht nur leicht zu einer Druckstation hin zu biegen ist, sondern auch schnell in die gemeinsame Ebene zurückkehrt. Die Biegeeigenschaften werden auch durch das Gewicht der Speichenenden gefördert, welche die Köpfe tragen. Die Biegeeigenschaften der Speichen oder Balken werden dadurch beeinflußt oder gesteuert, daß mit den Speichen ein Dämpfungselement verbunden wird. Das bevorzugte Dämpfungselement besteht aus einem Stoffmaterial ν

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welches mit den Speichen verklebt wird.

Zu den übrigen Bauteilen des Druckrades gehören eine Nabe, welche mit der Basis des Einsatzelementes verbunden ist, und eine Kappe, welche zur Handhabung des Gegenstandes dient. Die Nabe weist einen Keil oder eine Nut auf, um das Rad in einer festen Winkelstellung derart zu fixieren, daß bestimmte Köpfe dadurch adressiert werden können, daß das Rad um eine vorgegebene WinkelVerlagerung gedreht wird. Die Nabe weist weiterhin eine Fahne auf, welche sich zwischen den Speichen radial nach außen erstreckt. Die Fahne unterstreicht ein Zeichen, wenn es in eine fluchtende Anordnung mit der Druckstation gedreht ist und markiert die jeweilige Druckposition für das Bedienungspersonal.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Aufsch!agdruckelement in der Form eines Rades geschaffen, welches dadurch hergestellt wird, daß thermoplastische Zeichenköpfe auf die Enden von Metallspeichen oder -balken aufgeschmolzen oder -gegossen werden, wobei sich die Speichen oder Balken von einem Mittelteil aus radial nach außen erstrecken. Die Speichen haben ausgezeichnete Biegeeigenschaften, während das thermoplastische Material einen solchen Raum ausfüllt, daß die Köpfe eine Toleranz haben, so daß ein Druckhammer auf sie aufschlagen kann. Ein mit einem Elastomer imprägnierter Stoff ist mit den Speichen verklebt, um die Biegeeigenschaften der Speichen zu steuern, während die Köpfe einen Metallüberzug aufweisen, um die Abnutzung zu vermindern. Eine Plastiknabe ist an dem Mittelteil angebracht und weist eine Fahne auf, welche sich zwischen den Speichen nach außen erstreckt, um das Drucken in einer Druckzeile

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zu "betonen. Das Rad weist eine Kappe auf, welche an der Nabe angebracht ist und als Griff für die Einrichtung dient. In die Nabe ist ein quadratischer Schlitz eingearbeitet, um das Druckrad in eine feste Winkelstellung auf der Welle eines Aufschlagdruckes zu bringen.

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Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung "beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 einen Grundriß eines Zusammengesetzen erfxndungsgemäßen Druckrades,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das zusammengesetzte Druckrad gemäß Fig. 1 entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittdarstellung, welche einen typischen Zeichenkopf sowie die Anordnung am Ende einer Speiche darstellt,

Fig. 4- einen Schnitt durch einen Zeichenkopf entlang der Linie 4-4- in der Fig. 5»

Fig. 5 einen Grundriß eines Zeichenkopfes, wobei die Spitze der Speichen innerhalb des Kopfes in gestrichelter Linie dargestellt ist,

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Kopf und eine Speiche entlang der Linie 6-6 in der Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 ia. der Fig. 1, welcher die Verbindung zwischen dem Dämpfungselement und den Speichen darstellt,

Fig. 8 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches der Fig. 2, welcher von dem kreisförmigenPfeil 8 umgeben ist,

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Fig. 9 einen Teilgrundriß des Einsatzelementes, welches in dem zusammengesetzten Druckrad gemäß I¹Xg. i verwendet wird,

Fig. 10 und 11 Lastdiagramme einer Speiche, wobei die Kräfte veranschaulicht sind, die auf einen Biegebalken "bzw. eine gebogene Speiche wirken und.wobei diese mathematischen Ausdrücke zur Beschreibung des Biegevorganges definiert sind, und

Fig. 12 ein Lastdiagramm von drei benachbarten Speichen, wobei die Definitionen der mathematischen Ausdrücke angegeben sind, welche die Durchbiegung der benachbarten Speichen beschreiben.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verkörpert das" Druckelement oder das Druckrad 1 gemäß Fig. 1. Das Druckrad weist einen zusammengesetzten Aufbau auf, der aus verschiedenen Bauelementen besteht, zu denen als wichtigste gemäß Fig. 1 die Zeichenköpfe 2 zählen, welche auf die Enden der Speichen oder Balken 4- aufgelötet sind. Weitere Bauelemente sind eine Dämpfungseinrichtung bzw. ein Dämpfungselement 6, welches über den Speichen angeordnet ist, um ihre Biegungseigenschaften zu verändern, sowie die Nabe 8, welche an den Mittelteil des Eades mit seiner Fahne 9 angenietet ist, welche sich zwischen den Speichen nach außen erstreckt. Eine Kappe 10 zur Handhabung des Eades ist an dem Kern des Eades oberhalb der Nabe angebracht.

In den Fig. 3 bis 6 sind die Einzelheiten eines Zeichenkopfes im einzelnen näher erläutert. Das Zeichen "D" ist dazu ausgewählt, den auch für andere Zeichenköpfe typischen Aufbau zu erläutern. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind 88 Zeichen ausgewählt, welche einen Zeichenvorrat darstellen, welche den Anforderungen in den allermeisten Fällen entsprechen, die bei

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der Herstellung eines Schriftwerkes in englischer Sprache zu stellen sind. Bei Au s führung s"b ei spiel en für andere Sprachen wird ein Speichenrad mit 92 Speichen verwendet. Der Zeichenvorrat enthält große und kleine Buchstaben, Zahlen, Interpunktionszeichen und andere nützliche Symbole. Die Anzahl der Zeichen in einem Zeichenvorrat wird oft durch eine Darstellung in einem binären oder einen digitalisierten Kode beeinflußt, welcher bei elektronischen Einrichtungen verwendet wird, welche mit einer Anschlagdruckeinrichtung ausgestattet sind, bei welcher das Had verwendet wird. Zur Erzeugung von Dokumenten wird ein 5-Bit-Binärkode gebraucht, um zumindest das englisches Alphabet im Zeichenvorrat zu haben, weil 32 Bit-Kombinationen erreicht werden können. In der Praxis ist jedoch ein 6-Bit-Kode mit 64 Bit-Kombinationen zweckmäßiger, weil in einem Zeichenvorrat mit 64 Zeichen sowohl kleine als auch große Buchstaben und Interpunktionszeichen untergebracht werden können. Das erfindungsgemäße Ead mit 88 Zeichen erfordert einen 7-Bit-Kode, die Kapazität des Zeichenvorrates wird jedoch nicht wegen eines Mangels an verfügbaren Binärzeichenkombinationen ausgedehnt, um die Zeichen im Vorrat darzustellen. Die nicht-verwendeten Bit-Kombinationen können Funktionen wie "Leertaste", Wagenrücklauf und anderen Funktionen zugeordnet werden. Der oben erwähnte Hytype-Drucker verwendet ein Druckrad mit 96 Zeichenköpfen, welche auf dem Ead verteilt sind.

Die Köpfe werden auf die Spitzen der Speichen aufgeschmolzen, indem eine mit einem Polymer 22 ausgefüllte Masse 21 verwendet wird, und anschließend werden die Köpfe mit einem geeigneten Verfahren mit einer abriebfesten Metallschicht 23 überzogen. Beim Gießen werden natürlich der gesamte Kopf einschließlich der Druckfläche 24 (in diesem Fall der Buchstabe "D" und die

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Anschlagflache bzw. Aufschlagfläche 25 geformt. Die Druckfläche ist der erhöhte Teil, welcher die Form des Buchstabens "D" aufweist, der bei einer Druckeinrichtung, die ähnlich wie eine Schreibmaschine aufgebaut ist, die Farbe eines Farbbandes auf das Papier überträgt, und zwar in Form eines Buchstabens "D", wenn ein Hammer auf die Anschlagfläche bzw. Aufschlagfläche auftrifft. ·

Die Aufschlagfläche ist außerhalb des Endes der Speiche angeordnet. Durch diese Definition^wird der Kopf in zwei Hauptteile unterteilt, von denen der eine der Druckteil 26 ist, der meistens unter 'dem Buchstaben "D" oder einem anderen Zeichen liegt und von denen der andere der Fangteil 27 ist, welcher das Ende einer Speiche 4· umgibt. Bei dieser Trennung zwischen dem Druckteil und dem Fangteil wird die Verbindung zwischen dem Kopf *. und der Speiche gegen Spannungen geschützt, welche in dem Kopf unter den Kräften auftreten, welche während eines Druckvorganges auf den Kopf übertragen werden. Die Hauptkraft, welche auf den Kopf wirkt, ist diejenige Kraft, welche zwischen dem Hammer und der Platte auftritt.

Jeder Zeichenkopf hat eine Markierung 28, um das Zeichen auf dem Kopf in bezug auf eine Drucklinie positionieren zu können. Diese Markierung ist in bezug auf die Mitte des Rades genau ausgerichtet, und das Zeichen ist in bezug auf diese Markierung exakt positioniert. Diese Markierung ist auf dem Kopf an einer Stelle mit einem kürzeren oder einem gleichen Radius angebracht, welcher demjenigen entspricht, der für das unterste Zeichen im Zeichenvorrat gilt, d. h. normalerweise für den kleinen Buchstaben. .

Der Fangteil 27 des Kopfes weist eine Rückprallfläche 29 auf, welche unterhalb der Aufschlagfläche 25 liegt, um an einen

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Anschlag oder einen Puffer anzuschlagen, der ein starr befestigtes Element aufweist, um mechanisch die Strecke zu begrenzen, welche die Speiche und der Kopf beim Zurückprallen sich durchbiegen können. Die Dicke des Kopfes ist derart gewählt, daß er nicht nur eine ausreichende Festigkeit und Lebensdauer aufweist, sondern auch einen Versatz 29a gegenüber der Speiche 8 hat. Durch diesen Versatz wird es ermöglicht, daß der Puffer oder der Anschlag räumlich näher an dem Rad angeordnet ist.

Der Fangteil 27 des Kopfes weist auch einen abgeschrägten Bereich auf, der durch die geneigte Fläche 27A und die ebene Fläche 27B festgelegt ist. Der abgeschrägte Bereich verkürzt die Abmessung der Fläche 24-A, welche unter der Druckfläche 24-liegt, so daß die Möglichkeit einer störenden Wechselwirkung mit dem Band oder einer anderen Einrichtung und einer Platte'· auf ein Minimum beschränkt wird. Neben anderen Vorteilen wird durch diese Form beim Gießvorgang auch das Abdampfen gefördert. -·

Ein weiteres wesentliches Merkmal der zusammengesetzten Kopf- und Speichenanordnung gemäß der Erfindung besteht darin, daß in dem Körper eines Kopfes 2 im wesentlichen keine Hohlräume oder scharfe Kanten auftreten. Typischerweise wird beim Gießvorgang ein Stift oder eine andere Haiteeinrichtung dazu verwendet, eine gewünschte Beziehung zwischen einem Einsatzelement wie einer Speiche 4 und der Form aufrechtzuerhalten. Der Haltestift führt dazu, daß ein Hohlraum oder eine Diskontinuität innerhalb des Körpers des Kopfes entsteht, was der Lebensdauer des Kopfes abträglich ist. Solche Unregelmäßigkeiten werden gemäß der Erfindung vermieden. Die Spitze einer Speiche kragt in eine Form hinein, wobei das flüssige Plastikmaterial die Möglichkeit hat, frei darum herum zu fließen. Die Speichenspitze bzw. das Speichenende innerhalb des Fangabschnittes zu halten, hat die Bedeutung, daß sie bzw. es keinen untragbaren Biegekräften unterworfen wird, wenn die Flüssigkeit des Plastikmaterials in die Form eingeführt wird oder während des Aushärtens

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des Plastikmaterials zu einem festen Zustand. Wenn sich "bei--, spielsweise die Speichenspitze bzw. das Speichenende in die Mitte des Aufschlagbereiches erstreckt, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß das Speichenende gebogen wird, während der Kopf ausgebildet wird. Ein derartiges Biegen des Speichenendes kann dazu führen, daß die Speiche außerhalb der allgemeinen Ebene des Rades liegt oder in anderer Weise die Zeichenfläche auf dem Kopf falsch ausgerichtet wird.

Der Winkel 24B in der Fig. 4 veranschaulicht die Neigung der Seitenflächen auf den Zeichen gegenüber der Vertikalen und die Höhe 24C der Druckfläche 24 über der darunterlxegenden Fläche 24A. Der Winkel 24-B beträgt etwa 15° für die Zeichen, und die Höhe beträgt bei dem bevorzugten Rad etwa 0,38 mm (0,015 inches). Die Neigung zusammen mit der Höhe 24C bestimmt die minimale Breite eines Kopfes. Der Winkel und die Höhe sind derart gewählt, daß ein Abstand zwischen benachbarten Köpfen bleibt und daß eine gewünschte Druckqualität beim Schreiben bzw. Drucken erreicht wird.

Nachfolgend werden die Speichen 4 anhand der Fig. 3> 5» 6 und 9 näher erläutert. Die Fig. 9 zeigt die Speichen im einzelnen. Die Speichen werden aus einem einzigen Stück Blechmaterial mit einer Nennstärke von etwa 0,15 mm (0,006 inch) hergestellt, was zu einem Einsatzelement 40 führt, welches einen kreisförmigen Mittelteil oder eine Basis 41 aufweist, von welcher aus sich die Speichen 4 in radialer Richtung nach außen erstrecken. Die Mitte der Basis 41 ist ausgeschnitten, um das Gewicht und die Trägheit des gesamten Rades zu verringern. Die Dicke der Basis ist durch die Radien 42 und 43 festgelegt und derart gewählt, daß eine genügende mechanische Festigkeit vorhanden ist, um die auskragenden Speichen innerhalb einer gemeinsamen Ebene zu halten und die Nabe 8 in die Lage zu versetzen, daß sie durch öffnungen 44 für Nieten oder Stifte an dem Rad angebracht werden

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kann. Die Ausnehmung 45 dient dazu, einen Ausrichtkeil auf einer Deckeinrichtung aufzunehmen, um mit dem Druckrad zusammengebaut zu werden.

Ein wesentliches Merkmal der Speichen ist ihre konstante Breite und ihr konstanter Querschnitt entlang ihrer Längsausdehnung. Oftmals haben Speichenelemente an verschiedenen Radien verschiedene Breiten. Hier ist es wünschenswert, die Masse des Rades auf einem Minimum zu halten, so daß die Trägheit des Rades möglichst klein ist. Diese Geometrie begünstigt auch das Verfahren des Gießens der Köpfe auf den Speichen. Folglich sind die Breite und die Dicke der Speiche an ihrer Verbindung mit der Basis nach außen in den Bereichen der Nähe des Endes verlegt. Die Breite an der Verbindung ist durch Faktoren bestimmt, zu welchen die Packungsdichte der Speichen am Radius 43 gehört, wo die Speichen beginnen. Die Packungsdichte wird durch die Gesamtabmessung des Rades und durch die Speichenlänge 46 beeinflußt. Die Gesamtabmessung ist eine Funktion, welche durch eine vorgegebene Druckerauslegung beeinflußt wird. Die Speichenlänge ist eine Funktion verschiedener Faktoren, zu denen auch die Schwingungseigenschaften oder die Biegungseigenschaften einer belasteten Speiche gehören. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt die Speichenlänge etwa 17,8 mm (0,695 inches) für ein Druckrad mit einem Gesamtradius von etwa 39I^ mm (1>55O inches). Näherungsweise (mit einer Genauigkeit von plus oder minus etwa 2,5 mm (0,10 inches) beträgt der Radius 47 das Doppelte des Radius 43, und es hat sich gezeigt, daß dadurch eine Speiche mit ausgezeichneten Biegungseigenschaften geschaffen wird.

Die Verzweigung 48 zwischen einzelnen Speichen ist mit einem Nennradius von etwa 0,.12 mm (0,005 inches) auf jeder Speiche abgerundet. Diese Rundung im Verzweigungsbereich verbessert die Spannungszustände an der Verbindung zwischen einer Speiche und der Basis wesentlich. Diese Rundung ist eine Begrenzung hinsichtlich der Packungsdichte^ die oben bereits angesprochen wurde.

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An den Spitzen oder äußeren Enden der Speichen ist ein Hals 4-9 ausgebildet, um eine Verankerung zu erzeugen, welche in dem Kopf eingebettet werden kann. Die Halsform vergrößert die in radialer Richtung wirkende Kraft, die erforderlich ist, um einen Kopf vom Ende einer Speiche herunterzuziehen. Eine Halsform ist eine bevorzugte Ausführungsform, weil die Hüten, durch welche sie entsteht, leichter herzustellen sind als Formen wie eine kreisförmige Öffnung in der Mitte der Speiche. Auf die Änderung der Breite oder des Querschnittes der Speiche im Fangbereich kommt es an, wenn eine geeignete Verankerung erzeugt werden soll.

Das Dämpfungselement 6 ist in den Fig. 1 und 7 dargestellt. Das Dämpfungselement weist zwei kreisförmige Ringe auf, wobeider aus der Fig. 1 ersichtliche Ring 60 auf der Aufschlagseite des Rades angeordnet ist und der Ring 61 auf der Druckseite des Rades liegt. Die Ringe sind aus einem Stoff in dem Ring oder der kreisförmigen Form hergestellt und weisen einen Klebstoff 62 auf. Die Ringe sind in bezug auf die Drehachse 63 des Rades konzentrisch angeordnet, welche senkrecht zu der Zeichenebene der Fig. 1 liegt. Durch den Klebstoff sind die Ringe mit den Speichen 4 verklebt und auch untereinander in den Bereichen zwischen den Speichen. Die Breite 64 der Ringe ist derart gewählt, daß sie nur mit den Speichen gekoppelt sind- und nicht mit der Nabe 8 oder den Köpfen 2.

Der Ring 61 hat einen Querschnitt, welcher im Bereich der Fahne 9 weggeschnitten ist, während der Ring 61 eine volle Kreisringfläche aufweist. Im Betrieb ändern die Ringe die Biegeeigenschaften der Speichen, indem sie die Vibrationsamplitude vermindern und die Dauer der Vibration der Speichen für eine vorgegebene

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Durchbiegung einer Speichenspitze aus einer gemeinsamen Ebene vermindern, in xtfelcher-die Speichen angeordnet sind- Die Ringe liegen über benachbarten Speichen, und die Durchbiegung einer Speiche wird auf benachbarte Speichen bis zu einem gewissen Grad übertragen. Die Breite 64· ist derart gewählt, daß diese Biegungskopplung zwischen benachbarten Speichen auf ein Minimum gebracht wird, wobei eine gewünschte Dämpfung erreicht wird, und es ist festzustellen, daß der Außendurchmesser von Bedeutung ist. Durch Imprägnieren des Stoffes mit einem Elastomer wird die Wirkung der Ringe verbessert. Die Anordnung und das Material der Ringe ist ebenfalls wesentlich, um die Trägheit des Rades zu vermindern, welche deshalb möglichst klein sein sollte, damit während eines Druckvorganges oder Schreibvorganges das Rad durch entsprechend rasche Drehung in die geeignete Druckstellung gebracht werden kann..Ein Ring auf beiden Seiten führt zu besseren Dämpfungsergebnissen, obwohl auch ein Ring auf einer Seite verwendet werden kann. Zwei Ringe werden auch deshalb bevorzugt, weil die Konstruktion vereinfacht wird, denn ein Ring deckt den Klebstoff ab, der auf dem anderen zur Anbringung an den Speichen aufgebracht ist.

Das Dämpfungselement 6 steuert die maximale Rückprallamplitude, indem diese mechanisch begrenzt wird. Die Gesamtträgheit des Rades wird nur geringfügig erhöht (weniger als 10 %), und wegen ihres speziellen Aufbaues ist die Dämpfungseinrichtung leicht mittels eines Klebstoffes an dem Rad anzubringen. Die Dämpfungsringe 60 und 61 dämpfen Schwingungen, indem sie bei benachbarten Speichen Vibrationen erzeugen, welche eine Phasenverschiebung gegenüber derjenigen Speiche haben, welche (durch einen Druckhammer) beaufschlagt wird, wobei weiterhin dafür gesorgt wird, daß die beaufschlagte Speiche und benachbarte Speichen derart miteinander gekoppelt sind, daß Wechselwirkungen entstehen.

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Ein Außendurchmesser von etwa 53,3 mm (2,1 inch.es) für die Ringe 60 und 61 hat sich als optimal erwiesen, um die von einem Druckhammer beaufschlagte Speiche so zu dämpfen, daß die benachbarten Speichen nicht übermäßig stark erregt werden und daß in dem Dämpfungsmaterial Verluste aufgrund seiner Zähigkeit hervorgerufen werden.

Ein vereinfachtes Diagramm für einen freien Körper aus einer Speiche und einem Dämpfungselement ist in der Fig. 10 dargsstellt. Die Parameter gemäß Fig. 10 zur Erläuterung und Veranschaulichung einer typischen Speiche 4 sind folgende:

l_a = Biegelänge der Speiche y_Q = maximale Auslenkung

F = diejenige an der Spitze wirkende Kraft, welche die Auslenkung y hervorruft,

¥ = reduzierte Kraft, infolge der Dämpfungsringe_r y = Auslenkung am Punkt der Dämpfung.

Die Speiche 3 gemäß Pig. 10 ist in die Abschnitte a und b unterteilt, wobei b derjenige Bereich der Speiche ist, wo das Dämpfungselement angeschlossen ist. Die Diskontinuität in der Speiche aufgrund der Dämpfungseinrichtung führt dazu, daß für die Schubbelastung die folgenden beiden Gleichungen gelten:

für Speichenabschnitt a für Speichenabschnitt b

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(a) ΈΙ^-4 = -F Cb) El-^-i = V-F

^p . dx

E = Elastizitätsmodul (psi)

I = Trägheitsmoment (inch )

W = Dämpfungsbelastung der Hinge (lbs.)

F = Schubbelastung (lbs.)

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Durch Integration und Auflösung unter den entsprechenden Randbedingungen kann eine Korrektur für jeden Bereich festgelegt werden. Eine Umwandlung der Gleichungen liefert die allgemeine Gleichung:

r₊ ba² ₊ ab² ₊ ¥ 3 a

Diese allgemeine Gleichung (c) kann dazu verwendet werden, das maximale Biegemoment zu ermitteln und dadurch die maximale
Spannung als eine Funktion der Dämpfungsbelastung (W). Bei
einer bevorzugten Ausführungsform wird mit a = b = 1/0 1 und. Gleichung (c) reduziert auf: .

und Έ = F_Q + ^g ¥

wobei F =

Wenn W = 0, so stellt F=F- und F_Q1 das maximale Biegemoment einer ungedämpften Speiche dar. Wenn die Bedingung W < 1,60 F gilt, so reduziert das Dämpfungselement die maximale Spannung in der Speiche oder dem Balken, und demgemäß wird die Ermüdungsfestigkeit bzw. die Ermüdungslebensdauer der Speichen vergrößert. Untersuchungen haben gezeigt, daß die Ermüdungslebensdauer um einen

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Faktor 20 verbessert werden kann, wenn, die Dämpfungsringe 60 und 61 verwendet werden. Allgemein ergibt sich eine maximale Ermüdungslebensdauer, wenn das Verhältnis zwischen der Dämpfungsbelastung W zu der Biegebelastung F W/F = 1. Die 20-fache Verbesserung, die oben erwähnt ist, wurde durch eine Verminderung der maximalen Spannungen erreicht. _: · ;.

Für die bevorzugte Anordnung ergibt sich das in der Fig. 11 dargestellte Kräftediagramm, für welches folgende Beziehungen gelten: :

1 = 16,5 mm /

y = 1,8 mm, wie es berechnet wurde für

X=I-I = 3,8 mm, wobei

=-2,4 m

	b	« 0,45	mm	1P-	20,	3	mm	und
^n		- 0,325
a=

Für diese Zahlen gelten folgende Beziehungen

W/F = 1,29 für y_n - 0,45 mm

1,08 für y_n = 0,48 mm · "

0,83 für y_n = 0,54 mm. {

In der Praxis ist die Belastung über die Breite der Dämpfuügsringe verteilt, und dadurch ergibt sich eine noch etwas -.--größere Ermüdungslebensdauer als sie in der oben be sehr i ebenen Art zu berechnen ist.

Der Winkel, unter welchem die Zeichenkopf-Druckfläche gegenüber der Vertikalen geneigt ist, beeinflußt die Strecke, um welche die Speiche gebogen werden muß, um gegen ein Band,- ein

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Papier und eine Platte auf die Druckfläche aufzuschlagen. Dieser Winkel beeinflußt die Dämpfungseigenschaften.

Die Fig. 12 ist ein Lastdiagramm für eine Speiche, welche direkt beaufschlagt wird, sowie für zwei benachbarte Speichen. Die Zahlenwerte sind in Millimetern angegeben, wenn es nicht anderweitig dargestellt ist, und ergeben sich aus den folgenden Gleichungen: Die Dämpfungsbelastung W ist O,OO9kp (0,0212 lbs). Die Auslenkung der beaufschlagten Speiche am Punkt der Dämpfungsbelastung (y_n) ist etwa 0,5 mm (0,020 inches). Die Auslenkung der benachbarten Speichen an den Punkten der Dämpfungsbelastung ist etwa 0,4 mm (0,016 inches), wie es für eine zentral belastete Speiche bei einer Spitzenauslenkung von etwa 1,0 mm (0,04- inches) berechnet ist. T^ = 0,109 kp (0,238 lbs)., wobei T^ die Spannungskraft in dem Stoffdämpfungselement ist.

Die folgenden Berechnungen gelten für die Gleichungen, wie sie in der vorliegenden Beschreibung niedergelegt sind, wobei eine Analyse in der Fig. 10 dargestellt ist.

Unter der Annahme, daß die gesamte Spannung innerhalb der äußeren Abschnitte auf den Eingen 60 und 61 in einer Breite von etwa 1,2 mm (0,050 inches) liegt, hat das Dämpfungsmaterial eine minimale Reißfestigkeit von etwa 1,05 kp/cm (5>&5 lbs./inch.)

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1. EI^

dx³

Abschnitt a.

3xr __F ßcfcub

-Fx^- +J2f Moment

dx²

at Sc - O,

²' . η ' ■ . Neigung

—** ^2 2 ^z

_Fx3 Auslenkung

o ·π.^3 Wb²a Wb ^- _Pab² - Fba² - ^ + Τ ⁺ T.

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Abschnitt "b

1. EI—£ β W - P

dx³ .

2. EI^-* β Wx - P (a + x) ·

dx^

at χ = O, —X- ^E dx

3. EI^ * H^² - Fax - £>:² + Z₉ dx 2 2

at χ = b, & = ο dx

,- Fab + £ ² 2

4. Ely =

at χ ^B b, y = 0

^J3"~2~T**T""

I „„3

Max y-^ =» y_o at x^ β Ο

-,3 ·_ο ^ V.3 aV»^ h

(|· + ba² + ab"⁴ + §^ ξ

ab²

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dann EIy_Q = C₃ = -Ρ(|· + ba² + ab"⁴ + §.) + W(^ +

und ρ

1. Vorgegebeny^, y_o and a = b = 1/2 / · ' 2504093

2· Aus Abschjnitt b

5 ™*3 W_ ^ 24

-und . ο .3

ha»

Ϊ6 ^W

4. dann

5 f-3EIy_{o 5}

.16

Rostfreier Stahl Bä 17-7 0,15 mm (0.006 inches), dick,^O,81 mm (Ο.Ο52 inches) Speichenbreite. ;

2,04_X1Qkp/cm² "5aJHL ... " ILJSB. ^, \ '(29 x 106 psi)" (in) . (Ib) (Ib)

= 2,37 x.10~⁴mm⁴ 0,4-5 0,0127 / 0,0098 1,29

■ (0.576 x 10-9 ΙηΛ) (0.018)· ' (0.0279) (0.0216)

= 16,5 mm 0,48 0,0096 0,0088 1,08

(0.65 .in.) (0.019) (0.0212) (0.0195)

_λ= 2,4 mm 0,50 ■ 0,0065 0,0079 0,83

(O.O95in.) (0.02Ö) (0.014-5) (0.0174) :

6098 IS/OB 1 1 ^ . ' -

_ 24 -

Die Nabe 8 ist in den Fig. 1, 2 und 8 dargestellt. Sie ist ein kreisförmig ausgebildetes Teil, welches eine Öffnung 80 in der Mitte hat, um die Befestigung des Hades an einer Welle auf einer Druckeinrichtung zu ermöglichen, damit das Rad in eine entsprechende Druckstellung gedreht werden kann. Die Ausrichtung des Rades an der Welle erfolgt über eine Keilnut 81. Die Keilnut 81 ist exakt dimensioniert, um innerhalb gewünschter Toleranzen die Winkelstellung der Zeichenköpfe 2 und der Fahne 9 gegenüber der Welle einstellen zu können. Die Nabe besteht aus thermoplastischem Material, wobei elf Nieten vorgesehen sind, die senkrecht zu ihrem Körper bei dem Gießvorgang hervorragen. Die Nieten passen durch die elf öffnungen 44 in dem Einsatzteil 40. Durch Meißelnieten mittels Ultraschall werden die Randwülste 83 gebildet, welche die Nabe sicher an ^vdem Einsatzteil befestigen. Die Einzelheiten des Nietrandwulstes des Einsatzteiles und der Dämpfungsringe sind in der vergrößerten Darstellung der Fig. 8 gezeichnet.

Die Fahne 9 bildet einen integralen Bestandteil der Nabe 8, und sie wird mit der Nabe in einem Gießvorgang hergestellt. Die Fig. 1 und 2 stellen die Fahne dar. Die Fahne ist ein kegelstumpfförmiges, platinenartig ausgebildetes Teil, dessen Breite mit dem Radius zunimmt, und zwar im Unterschied zu den Speichen, die eine feste Breite über ihre Gesamtlänge aufweisen. Das äußere Ende der Fahne weist einen geraden Rand 90 auf, welcher die Linie bzw. Zeile der Zeichen unterstreicht, die gedruckt bzw. geschrieben werden. Die geneigte Fläche 91» welche zur Betätigungsseite hin angeordnet ist, d. h. , die Oberfläche auf der Aufschlagseite des Rades, welche unter einem Winkel gegenüber der Ebene des Rades angeordnet ist, betont optisch den geraden Rand und hält die Lichtreflexion in die Augen eines Benutzers auf einem Minimum. Weiterhin bietet die Fläche 91 eine gute Möglichkeit, eine Beschriftung aufzubringen, um das

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- 25 - ■ . ■ -

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Rad für den Benutzer deutlich zu kennzeichnen. Der Winkel oder die Neigung der Fläche 91 beträgt etwa 20° gegenüber der Ebene des Rades, wobei die Höhe oberhalb dieser Ebene mit kürzerem Radius zunimmt. Die Masse der Fahne ist nicht vergrößert, um eine Fläche 91 zu erhalten, vielmehr ist die Fahne nach außen ausgebaucht, was aus der Fig. 2 am besten ersichtlich -ist. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß es wesentlich ist, die Masse auf einem Minimum zu halten, um das Rotationsträgheitsmoment auf ein Minimum zu bringen. In manchen Anwendungsfällen kann es wesentlich bzw. zweckmäßig sein, die geneigte Fläche 91 nicht vorzusehen, um jegliche mechanische Wechselwirkung mit anderen Bauteilen der Druckereinrichtung zu vermeiden.

Am äußersten Ende der Fahne ist die Anzeigeeinrichtung 92 an-, geordnet. Die Anzeigeeinrichtung ist eine vertikale Bezugsmarke, welche dazu dient, den Benutzer darin zu unterstützen, das Auge in bezug auf die Druckstelle auszurichten. Die vertikale Fläche 93 und die gerade Kante 90 bilden ein "Fadenkreuz", um die Zeichen in einer Druckzeile anzuordnen. Die einzelne Anzeigeeinrichtung deutet nach links von dem letzten Zeichen, wobei es dem Benutzer überlassen ist, das Zeichen mit Hilfe seines Augenmaßes einzurahmen. Eine einzelne Anzeigeeinrichtung wird besonders für einen Zeichenvorrat mit Zeichen für einen proportionalen Raum bevorzugt, weil die Zeichen nicht in allen Fällen zwischen zwei Klammern zentriert erscheinen. Die Abweichung aus einer Mittellage ist weniger gut sichtbar für das Auge, wenn eine Anzeigeeinrichtung verwendet wird.

Die Kappe 10 dient sowohl als Griff für den Gegenstand 1 als auch dazu, das Anbringen des Rades an einer Welle in einer Druckeinrichtung oder einer anderen Einrichtung zu unterstützen.

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Die Kappe ist in den JFig. 1 und 2 dargestellt. Sie ist auf der Druckseite des Druckrades an der Nabe mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffes angeklebt. Das Einsetzen und das Herausnehmen des Rades aus der Welle ist als eine manuelle Tätigkeit anzusehen, und zur Unterstützung dieses Vorganges dient die Kappe 10. Ein Schlitz oder eine Nut 101 ist in die Innenfläche der zylindrischen Ausnehmung 102 innerhalb der Kappe eingefügt. Dieser Schlitz ermöglicht es, daß beim Einsetzen des Rades in eine Welle die Luft entweichen kann.

Die Köpfe sind mit einem Metallüb erzug 25 versehen, um den Abriebwiderstand der Druckoberfläche 24- zu verbessern. Zu diesem Zweck hat sich die Metallbeschichtung als außerordentlich zweckmäßig erwiesen. Bei der Abnutzung werden typischerweise die Kanten der erhobenen Druckfläche auf der Druckseite des Zeichenkopfes abgenutzt. Dies führt zu dem Ergebnis, daß das Druckerzeugnis unscharf wirkt. Ein Aufbringen eines Metalls auf ein Plastiksubstrat, beispielsweise auf ein Phenol-Material, wie es für die Köpfe verwendet wird, liegt nicht nahe, weil nicht zu erwarten ist, daß eine feste Klebverbindung zu erreichen ist. Tatsächlich liegt die Ablösekraft für das Ablösen des Metalls von dem Plastikmaterial im Bereich von unter 0,4²I- kp/ cm (0,25 pounds per inch). Trotz dieser sehr geringen Ablösekraft haben Ermüdungsversuche mit dem Rad, wie es oben beschrieben ist, eine außerordentlich hohe Ermüdungsfestigkeit ergeben, was den Schluß zuläßt, daß die Ablösefestigkeit bzw. die Ablösekraft der Beschichtung für die Lebensdauer des Druckrades unerheblich ist. Der Überzug oder die Beschichtung 23 führt trotz der Tatsache, daß es nicht zu erwarten war, einen solchen Überzug über ein Plastiksubstrat anzubringen, zu einem Druckrad von stark verbesserter Lebensdauer bzw. Lebenserwartung, wobei weiterhin eine verbesserte Druckqualität erreichbar ist.

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Beispiel

Nachfolgend wird ein "besonders erfolgreiches Ausführungsbeispiel eines zusammengesetzten Druckrades gemäß der Erfindung erläutert. Der Erfolg ist insbesondere bei der Herstellung von Druckerzeugnissen und beim Editieren von Text ersichtlich. Druckräder nach dem Beispiel haben eine Lebensdauer von mehr als 16 5c 10 Aufschlägen bei etwa 7 χ 1Ck kp/cm (1 χ ΛΟ psi) ausgehalten. Das Ende der Lebensdauer oder ein Versagen ist definiert als der erste sichtbare Fehler'in der Druckqualität, welcher auf das Versagen des Druckrades zurückzuführen ist und nicht auf das Versagen eines Bandes, Wagens oder irgendeines anderen Fehlers. Zu üblichen Mangeln gehört ein Bruch des Kopfes, eine Zerstörung der Druckoberfläche.und ein Bruch der Speiche.

Die Trägheit des Druckrades um seine Achse durch seinen Drehungs-

—2 2

mittelpunkt sollte im Bereich von etwa 4,60 χ 10 cm gr.sec

(6,4 χ 10"^ in-oz-sec²) bis etwa 5,75 χ 10 cm gr.sec (8,0 χ 10" in-oz-sec ) liegen, was folgenden Bauteilen entspricht:

—i\- P —4 ? Einsatζelement 40 115 x 10 cm gr.sec (1,6 χ 10" . in-oz-sec ) Nabe 8, Fahne 9 imd „ _p „4. ρ Kappe 10 86 χ 10 cm gr.sec (1,2 χ 10 in-oz-sec^)

Zeichenköpfe 2 287 χ ΛΟΓ^ cm gr.sec² (4,0 χ 10" in-oz-see²)

—4 2 / —4 2 Dämpfungselement 6 14,4 χ 10 cm gr.sec (0,2 χ 10 in-oz-sec

U- P 4 P

Beschichtung 11 71,9 χ 10 cm gr.sec (i,0 x 10" in-oz-sec

Die Kopf materialien 21 und 22 in dem bevorzugten Rad sind ein durch Glasfaser verstärktes Phenol-Formaldehyd-Material, welches von der Fiberite Corporation in Winona, Minnesota unter der Bezeichnung FM4011 melt flow 12-16 by spiral flow test erhältlich ist. Dieses Material hat die folgenden Spezifikationen erfüllt:

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25QAQ93

mechanische.· Eigenschaften

gute Aufschlagfestigkeit von 0,023 kp m/cm (0,45 ft-lb/inches)

ASTM D 256
von 844 kp/cm² (12000 ρsi) minimal -

ASTM D 790

von 700 kp/cm² (10000 psi) minimal ASTM D 6J8 größer als

Biegefestigkeit Spannungsfestigkeit Shore-D-Härte

Wärmeeigenschaften Warmeverzugstemperatur

etwa 190 ⁰C (375 ⁰J¹) - minimal, bei 18,5 kp/cm² (264 psi) ASTM D 648

physikalische Eigenschaften spezifisches Gewicht Vasserabsorption

1,78 - 1,80, 23/23C - ASTM D Gewichtszunahme nach 24 Stunden bei 23 °C, 0,12 % maximal ASTM D 570

Der Überzug bei dem bevorzugten Rad ist eine Nickellegierung. Der Überzug wird durch einen Tauchvorgang mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 0,025 mm (0,001 inches) mit einer Maske aufgebracht, die dazu verwendet wird, andere Flächen als die
Typen- oder Zeichenköpfe abzudecken. Die Oberfläche der Köpfe wird mit einer Chromsäure vorbehandelt, um die Oberfläche aufzurauhen, wodurch die Haftung des Nickels an dem Phenol-Material begünstigt wird.

Das Einsatzelement 40 ist bei der bevorzugten Ausführungsform ein kalt-reduzierter bzw. kalt-gewalzter rostfreier Stahl

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(Zustand C) 17-7 PH von der ABMCO-Steel Corporation, Middletown, Ohio. Das Element 40 ist aus einem Streifen mit einer-Stärke von etwa 0,15 mm (0,006 inch) gleichförmiger Qualität und frei von inneren und äußerlichen Fehlern hergestellt. Das geglühte Streifenmaterial (Zustand A) wird kalt-reduziert bzw. kalt-gewalzt, um den Zustand C zu erreichen.

Die chemische Zusammensetzung entspricht der ASTM-Methode E38:

Element , Prozent

Kohlenstoff, max. 0,09

Hangan, max» 1,00

Phosphor, max. 0,04

Schwefel, max. 0,03

Silizium, max. 1,00

Chrom 16,00 - 18,00

Nickel 6,50-7,75

Aluminium ;- 0,75-1,50

Spannungsfestigkeit 14100 kp/cm (200000 psi)- maximal -

mechanische Eigenschaften

kp/cm² (20(

ASTM A η
Ermüdungsfestigkeit für 10' _?

Zyklen bzw. Lastwechsel 5780 kp/cm (82300 psi)

Streckgrenze bei 0,2 %, P

abgesetzt 12300 kp/cm (175000 psi) minimal

ASTM A

Dehnung in 2,54 cm (2 inches) 1 % minimal - ASTM A Eockwell-Härte C 41 minimal· - ASTM E 18

Die Ausführungsform CH900 des Materials 17-7 FH kann ebenfalls verwendet werden. Diese Ausführungsform wird erzeugt, indem das Material in dem Zustand C auf etwa 482 ⁰C (900 ⁰P) aufgeheizt

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wird, und auf Raumtemperatur an der Luft abgekühlt wird. Das Material CH9OO ist magnetisch und korrosionsbeständig, es

liefert eine Spannungsfestigkeit von etwa 18600 kp/cm (265000 psi), eine Streckgrenze bei 0,2 % abgesetzt von etwa 18 300 k]
von 2 %.

18 300 kp/cm (260000 psi) und eine Dehnung in 2,54 cm (2 inches)

Die Dämpferringe 60 und 61 werden in Formen hergestellt, wie sie in der bevorzugten Ausführungsform dargestellt sind, und zwar aus einem mit Buna N beschichteten Nylonstoff mit einer Dicke von etwa 0,15 nun. (0,006 inches), der von E. I. DuPont de Nemours & Co. , Wilmington, Delaware unter der Nr. ΒΪΤ-5027 geliefert wird. Der Klebstoff 62 kann ein beliebiger bekannter Auftragklebstoff sein, der im Handel erhältlich ist und eine

Ablösungsfestigkeit in der Größenordnung von etwa 0,030 kp/cm (0,43 Ib./inch) aufweist. Dieser bevorzugte Klebstoff wird von der Minnesota Mining and Manufacturing Corporation of Minneapolis, Minnesota, hergestellt und unter der Bezeichnung 467 vertrieben. Wenn der Klebstoff nicht ordnungsgemäß ausgewählt ist, beginnt der äußere Rand der Dämpferringe, sich von den Speichen abzulösen. Die Nabe und die Fahne 8 und 9 werden aus einem thermoplastischen Material wie einem Phenol-Formaldehydharz hergestellt. In ähnlicher Weise ist die Kappe 10 ein geeignetes Plastikmaterial wie ein Styrol-Butadien-Copolymer.

- Patentansprüche -

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Claims (12)

Patentansprüche

1. j Druckrad für einen Auf schlagdrucker, dadurch ge ken η - —' zeichnet, daß ein Einsatzelement (40) vorgesehen ist, welches eine Mehrzahl von Speichen aufweist, die sich von einem allgemein kreisförmigen Mittelteil (41) aus radial nach außen in einer für die Speichen (4) im wesentlichen, gemeinsamen Ebene erstrecken, daß die Speichen (4) sich in einer allgemein zu der gemeinsamen Ebene senkrechten Druckrichtung auslenken lassen, daß die Zeichenköpfe (2) in der llähe der äußeren Enden der Speichen (4) Aufschlagflächen (25) hahen, mit welchen ein Hammer zum Eingriff zu bringen ist, um den Kopf (2) in der Druckrichtung auszulenken, wodurch auf den. Köpfen (2) vorhandene Druckflächen (24), welche die Form von Zeichen haben, in die Lage versetzt werden, in einem Vorgang zur Markierung eines Aufzeichnungsmediums zusammenzuwirken, und daß eine allgemein kreisförmige Dämpfungseinrichtung (6) mit den Speichen (4) verbunden ist, welche der- ' art ausgebildet ist, daß die Biegeeigenschaften der Speichen verändert werden.

2. Druckrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (6) ein erstes Stoffelement bzw. Gewebeelement aufweist, welches mit im wesentlichen allen Speichen (4) verbunden ist. ;

3. Druckrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Stoffelement mit einer Seite der Speiche (4) verklebt XBt.

4. Druckrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (6) ein zweites Stoff element bzw> Gewebeelement aufweist, welches mit den Speichen (4) auf der gegenüberliegenden Seite von dem ersten Stoffelement verklebt ist.

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5- Druckrad nach Anspruch. 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Stoffelement im Bereich zwischen den Speichen (4-) miteinander verklebt sind.

6. Druckrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (6) ein erstes und ein zweites Stoffelement aufweist, und daß die Stoffelemente Jeweils von gegenüberliegenden Seiten mit den Speichen (4) verklebt sind. ,- ■ .

7· Druckrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (6) ein Stoffelement und ein elastomeres Material aufweist.

8. Druckrad nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungseinrichtung (6) ein Nylon-Stoffelement aufweist, welches mit Buna N beschichtet ist.

9· Druckrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckrad (1) einen Außendurchmesser aufweist, welcher etwa 78,7 mm (3,10 inches) beträgt, und daß eine Dämpfungseinrichtung (6) vorhanden ist, die einen Außendurchmesser von etwa 53»3 mm (2,1 inches) aufweist.

10. Druckrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastung W, welche durch die Dämpfungseinrichtung (6) auf die Speichen (4) aufgebracht wird, derart dimensioniert ist, daß .sie sich der Belastung E annähert, welche dazu erforderlich ist, die Speiche (4-) um die Entfernung auszulenken, welche dazu benötigt wird, ein Aufzeichnungselement zu markieren.

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11. Druckrad nacli Anspruch 10, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schubbelastung für den mit der Dämpfungseinrichtung (6) verbundenen Teil einer Speiche (4) durch den Ausdruck

dx⁵ ·

gegeben ist, daß die Schubbelastung für den nicht mit der Dämpfungseinrichtung (6) verbundenen Teil einer Speiche (4) durch den Ausdruck ■

gegeben ist, und daß die Dämpfungseinrichtung (6) in bezug auf die Speichen derart angeordnet ist, daß ein Zustand erreicht wird, bei welchem sich das Verhältnis zwischen W und F dem Wert 1 nähert, wobei E der Elastizitätsmodul und I das Trägheitsmoment sind. ·

12. Druckrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß E ^ 2,04 χ 10⁶ kp/cm² (29 χ 10⁶ psi), I = 2,37 x 1O^-4 mm⁴ (0,576 χ 10~9 in⁴), 1 = 16,51 mm (0,65 inch) und y 0,24 mm (0,095 inch) bedeutet. ■

13· Druckrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß für y_n von jeweils 0,45, 0,48 und 0,50 mm (0,018, 0,019 und 0,020 inches) die folgenden Beziehungen gelten:

y_n mm(in) V kp · F kp (Ib) ¥/F 0,45 (0,018) 0,0127 (0,0279) 0,0098 (0.0216) 1,29 ' 0,48 (0.019) 0,0096 (0.0212) 0,0088 (0.0195) 1,08 . 0,50 (0.020) 0,0065 (0.0145) 0,0079 (0.0174) 0,83 wobei W und F in kp (pounds) angegeben sind und W/F dimensionslos ist.

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