DE2511284A1 - Druckmatrize - Google Patents

Description

Patentanwälte O C 1 1 Wro-Leinweber ZD I I

Dipl.lrio. tii.:r.it;rfiiann Dlpi.-Επα. v. WengerskY

β München 2, Rosentel? Tal. 2603429

Z/ll/B-203

14. März 1975

Pitney-Bowes , Inc.
Stamford, Connecticut/U.S.A.

Druckmatrize

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckmatrize* die in verschiedene ausgewählte Druckstellungen einstellbar ist.

Die radialen Speichen oder Arme herkömmlicher Bauarten von Druckmatrizen oder Druckscheiben, wie sie in bestimmten Hochgeschwindigkeits-Seriendruckmaschinen verwendet werden, sind an ihren freien äußeren Enden mit Drucktypenelementen versehen, und sie werden im Betrieb mit einer geeigneten Hammereinrichtung um ein vorbestimmtes Ausmaß ausgelenkt, sodaß die betreffenden Drucktypenelemente mit einem zu bedruckenden Blatt in Druckeingriff gelangen. Diese freitragenden Arme müssen hinreichend steif sein, damit sie der

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raschen positiven und negativen Drehbeschleunigung standhalten können, die während der Verdrehungseinstellung der Druckscheibe auftreten, sie müssen aber auch hinreichend flexibel sein, damit sie während der vorstehend genannten Druckvorgänge mühelos ausgelenkt werden können_Q Die relativ großen Biegespannungen, die an den radial inneren Enden dieser Arme während der Druckvorgänge und/oder der Einstellvorgänge auftreten, können jedoch in diesem Bereich, d.h. dort, wo die Arme mit dem zentralen Nabenbereich der Scheibe verbunden sind, zu Schäden führen. Bei einem vorgegebenen Aussendurchmesser einer Druckscheibe können diese maximalen Biegespannungen übermäßig groß sein, wenn die Arme verhältnismäßig kurz sind, sie können aber in einigen Fällen verringert werden, indem die Arme verlängert werden, was durch eine Verringerung des wirksamen Durchmessers des zentralen Nabenbereichs der Scheibe bewirkt wird. Wenn die Arme auf diese Weise verlängert werden, so kann jedoch die Querschnittsfläche und/oder die Form der Arme in diesem Bereich verringert oder auf andere Weise verändert werden» sodaß das Scheibenmaterial in diesem Bereich geschwächt werden kann und demzufolge den wiederholten Biegebelastungen, die während der aufeinanderfolgenden Einstell- und Druckvorgänge auftreten, weniger gut standhalten kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ausbildung und Anordnung für die Drucktypen tragenden radialen Bauteile einer Druckscheibe zu schaffen, durch welche die während der Auslenkung eines Druckarms um eine vorgegebene Distanz entstehenden maximalen Biegespannungen auf einen Wert verringert werden, wo die Gefahr eines Bruchs oder einer Beschädigung der Arme im wesentlichen beseitigt ist. Zu diesem Zweck besitzt jeder Arm der erfindungsgemäßen Druckscheibe eine gabelförmige Ausbildung, wodurch der ra-

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dial äußere Bereich eines jeden Arms mindestens zwei radial nach außen ragende und mit Drucktypen versehene Finger trägt. Dabei ist die axiale Dicke eines jeden Arms in dem Bereich vergrößert, wo seine zugeordneten Finger in den Arm übergehen, und jeder Finger ist langer ausgebildet als sein zugeordneter Arm, um die Spannungen wirksam zu verteilen, die in jedem Arm auftreten, wenn dieser verformt bzw. ausgelenkt wird.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen scheibenförmigen Druckmatrize, die verhältnismäßig billig in der Herstellung ist und die leicht und ausreichend starr zu einer wirksamen Verwendung in Hochgeschwindigkeits—Seriendruckmaschinen ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen Ausbildung und Anordnung einer Druckscheibe, durch welche die im Betrieb auftretenden maximalen Spannungen in den radialen Armen derselben auf verhältnismäßig niedrigen Werten gehalten werden können,,

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Druckmatrize gemäß einer herkömmlichen Bauart; ,=-

Fig. 2 einen Querschnitt nach der' Linie 2-2 in Fig.

Fig. 3 eine Vorderansicht einer Druckmatrize gemäß einer anderen herkömmlichen Bauart, die derjenigen nach Fig. 1 ähnlich istτ

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Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 3 τ

Fig. 5 eine Vorderansicht einer Druckmatrize der erfindungsgemäßen Bauart;

Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 5j und

Fig. 7 eine vergrößerte Aufsicht auf einen Teilbereich der Druckmatrize nach Fig_o 5.

In den Fig. 1 und 2 ist eine herkömmliche Druckmatrize oder Druckscheibe 10 gezeigt, die aus einem zentralen Nabenbereich 11 besteht, von dem sich eine Vielzahl von integrierten, flexiblen Armen 12 freitragend nach außen erstrecken, wobei jeder Arm 12 an seinem freien äußeren Ende ein Drucktypenelement 13 trägt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist» ist die Breite eines jeden Arms 12 über die gesamte radiale Länge desselben im wesentlichen gleichförmig,, Im Betrieb kann die Scheibe 10 um ihre Achse R (Fig. 2) drehbar eingestellt werden, um ein ausgewähltes Drucktypenelement 13 in eine vorbestimmte Drucketellung zu bringen, woraufhin eine geeignete Hammerwirkung, die in Fig. 2 durch den Pfeil 14 gekennzeichnet ist, dazu dient, das ausgewählte Drucktypenelement 13 um eine vorbestimmte feste Distanz d auszulenken und mit dem üblichen Farbband und dem zu bedruckenden Papier in Druckeingriff zu bringen, das allgemein mit dem Bezugszeichen 15 bezeichnet ist. Es ist erkennbar, daß jede Auslenkung der Arme 12, die im Verlauf dieser Einstell- und Druckvorgänge erfolgt, verhältnismäßig große Biegespannungen in dem Scheibenmaterial in dem Bereich 17 erzeugt, wo jeder freitragende Arm 12 mit dem Nabenbereich 11 verbunden ist, und daß eine wiederholte Auslenkung eines jeden Arms unter Hochgeschwindigkeits-Druckbedingungen zu einer

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Erhöhung der Gefahr führt, daß in dem Bereich 17 möglicherweise mechanische Beschädigungen oder Brüche auftreten_o Um die Gefahr einer solchen Beschädigung zu verringern, wurde bereits vorgeschlagen, die Länge der Arme 12 von dem Wert 1, gemäß der Darstellung nach Pig_o 1 auf einen Wert I₂ zu vergrößern, wie dies bei der DrucTcmatrize 10a in Fig. 3 gezeigt ist, wobei diese Verlängerung dadurch bewirkt wird, indem die Tiefe der radialen Schlitze 18 (Fig. 3) zwischen diesen Armen 12a vergrößert wird. Diese effektive Verlängerung der Arme 12a (Fig. 3) kann in einem gewissen Ausmaß dazu beitragen, die maximalen Betriebsspannungen zu verringern« die in dem Bereich 17a während dieser Einstellbewegung und/oder während der genannten Auslenkung der Arme um die vorgegebene Distanz d (Fig. 2 und 4) auftreten, es besteht aber eine Grenze, bis zu welchem Ausmaß die Arme auf diese Weise verlängert werden können, da nämlich der Durchmesser des Nabenbereichs 11a hierbei verringert wird, wird infolge der verringerten Umfangslänge des Nabenbereichs 11a auch die Breite des Basisbereichs 17a eines jeden Arms 12a verringert, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist. Eine derartige Verringerung der wirksamen Breite der inneren Enden der Arme 12a verringert die Querschnittsfläche der Basis dieser Arme, wodurch die Steifigkeit und die Festigkeit des Arms verringert wird, die erforderlich ist, um der positiven und negativen Drehbeschleunigung der Scheibe und der Auslenkung der Arme standzuhalten. Es ist daher erkennbar, daß der durch die Verlängerung der Arme erzielte Vorteil hinsichtlich der Spannungen sehr rasch durch den Nachteil aufgewogen wird, den eine Verjüngung der Basis dieser Arme 12a mit sich bringtο

Mit der Erfindung werden die mit einer Verlängerung dieser Arme verbundenen Vorteile hinsichtlich der auftretenden

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Spannungen erzielt* ohne daß die damit normalerweise verbundenen, vorstehend genannten Nachteile in Kauf genommen werden müssen. In den Fig. 5, 6 und 7 ist eine einstückige Druckscheibe 20 gezeigt, die aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, wie z_oB. Delrin gegossen ist, und die einen zentralen Nabenbereich 21 umfaßt, der eine Vielzahl von integrierten Armen 22 besitzt, die sich von diesem radial nach außen erstrecken. Das äußere Ende eines jeden Arms 22 ist mit zwei radial nach außen ragenden Fingern 23 einstükkig verbunden, wobei der Armbereich an der Basis' der beiden Finger 23 axial verdickt und verstärkt ist, wie dies bei 24 in Fig. 6 gezeigt ist_o An dem freien äußeren Ende eines jeden Fingers 23 ist ein Drucktypenelement 26 auf geeignete Weise befestigt, wodurch eine kreisförmige Anordnung von Drucktypenelementen gebildet wird. Aus Vergleichszwecken, sei angenommen, daß die gezeigten Druckscheiben 10, 10a und 20 jeweils den gleichen wirksamen Außenradius r^ besitzen.

Wie dies aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist die Breite eines jeden Fingers 23 über seine gesamte Länge im wesentlichen gleichförmig, und sie ist im wesentlichen gleich der entsprechenden Breite w des radial inneren Bereichs des zugeordneten Arms 22. Jeder Finger 23 ist sojlang als möglich ausgebildet, und er ist vorzugsweise länger als der zugeordnete Arm 22. Die wirksame radiale Länge I₂ (Pig. 5) einer jeden zusammengesetzten freitragenden Abstützung für die Drucktypenelemente 26 gleicht in der Darstellung der Länge I₂ des entsprechenden Arms der in Fig. 3 gezeigten Scheibe 10a, und sie ist bestimmt durch die kombinierte radiale Länge der miteinander verbundenen Finger 23 und Arme 22. Hier gibt es jedoch nur halb soviele Arme 22 als Drucktypenelemente 26, sodaß die genannte Breite w dieser Arme 22 jetzt wesentlich größer sein kann als die entspre-

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chende Breite der Arme 12a in Fig. 3, wodurch gewährleistet ist, daß im Betrieb nur verhältnismäßig geringe Biegespannungen in dem Bereich 25 auftreten, wo die Arme 22 mit dem Nabenbereich 21 verbunden sind. Der mit einer verlängerten freitragenden Abstützung für jedes Drucktypenelement verbundene Vorteil wird daher in diesem Fall erzielt, ohne daß der damit üblicherweise verbundene Nachteil erhöhter Spannungen an der Basis der die Drucktypenelemente tragenden Arme in Kauf genommen werden muß.

Im Betrieb kann die Druckscheibe 20 um ihre Achse R (Fig. 6) drehbar eingestellt werden, um ein ausgewähltes Drucktypenelement 26 in eine vorbestimmte Druckstellung zu bringen. Nach jedem Einstellschritt der Scheibe hat eine durch den Pfeil 30 veranschaulichte Hammerwirkung zur Folge, daß ein ausgewähltes Drucktypenelement, wie z.B. das Drucktypenelement 26x um die gleiche vorbestimmte feste Distanz d in eine Druckstellung ausgelenkt wird, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Während dieses Druckvorgangs wird das an dem gleichen Arm wie das Drucktypenelement 26x abgestützte benachbarte Drucktypenelement 26y gleichzeitig um eine verhältnismäßig kurze Distanz in Richtung auf das zu bedruckende Blatt 15 ausgelenkt, diese geringfügige Auslenkung ist jedoch unzureichend, als daß das Drucktypenelement 26y irgendeinen Druckvorgang ausüben könnte.

Infolge der vorstehend beschriebenen Ausbildung und Anordnung der Druckscheibe 20 können deren Arme 22 hinreichend steif gemacht werden, um den raschen Einstellungsdrehbewegungen standhalten zu können, die während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs einer Seriendruckmaschine auftreten, und die Arme können gleichwohl hinreichend flexibel

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gemacht werden, damit sie mühelos in die Druckstellungen ausgelenkt werden können, ohne daß an den inneren Enden dieser Arme hohe Biegespannungen auftreten. Diese vorteilhaften Eigenschaften verleihen der Druckscheibe 20 eine lange zuverlässige Betriebsdauer ohne mechanische Beschädigungen oder Brüche.

Zusammenfassung

Es wird eine einstückige scheibenförmige Druckmatrize für eine Seriendruckmaschine offenbart, wobei die Matrize drehbar einstellbar ist, um daran angebrachte ausgewählte Drucktypenelemente in eine vorbestimmte Druckstellung zu bringen. Die Druckmatrize ist mit einer Vielzahl von radial nach außen ragenden Armen versehen, von denen jeder mindestens zwei Drucktypenelemente tragende Pinger besitzt, die sich von dem Arm radial nach außen erstrecken.

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Claims (10)

Patentansprüche

1.JDruckmatrize, die in verschiedene ausgewählte Drucks-fcellungen einstellbar ist, gekennzeichnet durch einen Nabenbereich (21), eine Vielzahl von Armen (22), die von dem Nabenbereich (21) getragen sind und sich von diesem nach außen erstrecken, eine Vielzahl von Fingern (23), die von jedem der Arme (22) getragen sind und sich von diesem nach außen erstrecken, und ein Drucktypenelement (26), das von jedem der Finger (23) getragen ist.

2. Druckmatrize nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet» daß der Verbindungsbereich zwischen den Armen (22) und den Fingern (23) mit einer vergrößerten Querschnittsfläche (14) verstärkt ist.

3. Druckmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Arm (22) zwei Finger (23) trägt.

4. Druckmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (22) und die Finger (23) in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

5. Druckmatrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenbereich (21) mit den Armen (22) und den Fingern (23) einstückig ausgebildet ist und daß die Finger (23) länger sind als die Arme (22).

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6. Druckscheibe, die durch Verdrehen in ausgewählte Druckstellungen einstellbar ist, gekennzeichnet durch einen zentralen Nabenbereich (21), eine Vielzahl von Armen (22), die von dem Nabenbereich (21) getragen sind und sich von diesem im wesentlichen radial nach außen erstrecken, zwei Finger (23), die von jedem der Arme (22) getragen sind und sich von diesem nach außen erstrecken, und ein Drucktypenelement (26), das von einem radial äußeren Ende eines jeden Fingers (23) getragen ist.

7. Druckscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nabenbereich (21), die Arme (22) und die Finger (23) einstückig ausgebildet und in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnet sind und daß die Finger (23) im wesentlichen die gleiche Breite besitzen wie die Arme (22)_o

8. Druckscheibe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Verstärkung (14) in den Verbindungsbereichen zwischen den Armen (22) und den diesen zugeordneten Fingern (23).

9. Druckscheibe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger (23) länger sind als die diesen zugeordneten Arme (22).

10. Druckscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstärkung (14) in axialer Richtung der Scheibe (20) erstreckt, daß die Finger (23) langer sind als die diesen zugeordneten Arme (22) und daß die Finger (23) im wesentlichen die gleiche Breite besitzen wie die Arme (22).

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