DE2537767C3 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2537767C3 DE2537767C3 DE2537767C3 DE 2537767 C3 DE2537767 C3 DE 2537767C3 DE 2537767 C3 DE2537767 C3 DE 2537767C3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- drive element
- writing
- piezoelectric
- change
- ceramic tube
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 18
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 6
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 2
- 230000001627 detrimental Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
Description
Die Erfindung betrifft ein piezoelektrisches Antriebselement für Schreibdüsen insbesondere in Tintenmosaik-Schreibeinrichtungen,
bei denen eine in einer von dem Antriebselement zylinderförmig umfaßten Kompressionskammer enthaltene Schreibflüssigkeit
durch piezoelektrische Einschnürung des Antriebselements tröpfchenförmig ausgestoßen wird.
Die Nutzung des Piezoeffektes zum Antrieb von Schreibdüsen ist seit längerem bekannt. So wird in
der DT-OS 24 05 584 ein Impulströpfcheninjektionssystem
beschrieben, bei dem ein mit Schreibflüssigkeit gefülltes Glasröhrchen von einem piezoelektrischen
Wandler umgeben ist, der sich im Takte eines Generators einschnürt und dadurch ein tröpfchenweises
Ausstoßen der Schreibflüssigkeit hervorruft.
Beim Einspannen derartiger Schreibröhrchen in Haltevorrichtungen, bei denen die Haltevorrichtung
mit der daran befestigten Außenelektrode den gesamten elektromechanischen Wandler fest umfaßt,
darf auch eine durch die Einschnürung des Wandlers hervorgerufene Veränderung des Außendurchmessers
nicht zu einer Lockerung des Schreibröhrchens in der Haltevorrichtung führen. Eine derartige Lockerung
würde sich automatisch in einer Verschlechterung der Schriftgüte bemerkbar machen.
Aufgabe der Erfindung ist es, für Schreibdüsen zylinderffvmige
piezoelektrische Antriebselemente bereitzustellen, bei denen sich durch maximale Verengung
des Innendurchmessers bei minimaler Änderung des Außendurchmessers möglichst hoher Druck in der
Schreibflüssigkeit erzeugen läßt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Antriebselement so dimensioniert wird,
daß der Quotient aus Wandstärke und dem arithmetischen Mittel aus Innen- und Außendurchmesser
der Poissonschen Zahl des verwendeten piezoelektrischen Werkstoffes entspricht.
Durch eine derartige Dimensionierung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß sich bei maximaler
Verengung des Innendurchmessers des piezoelektrischen Antriebsmittels der Außendurchmesser überhaupt
nicht verändert. Damit wird die gesamte Formänderung des Antriebselementes zur Druckerzeugung
benutzt. Bei fester Verbindung des Antriebselements mit einer Haltevorrichtung können sich
zwischen dem Antriebselemenl und der Haltevorrichtung keine mechanischen Spannungen bilden, die
bei lang andauerndem Betrieb zu einer Lockerung der gesamten Schreibdüse in der Halterung rühren wurden.
" Fine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beispielsweise
näher bechrieben. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung des zylinderförmigen piezoelektrischen
Antriebselements.
Wird über eine hier nicht dargestellte Schaltungsanordnung zwischen die äußeren und inneren Mantelflächen
des als piezoelektrisches Antriebselement dienenden Keramikrohres 1 ein elektrisches Feld
angelegt, so hat dies eine Änderung der Wandstärke d und damit verbunden über die Querkontraktion auch
eine Änderung des mittleren Umfangs 2 ττ ■ Rm und
der Länge L zur Folge. Dabei wird bei isotropen Materialien die relative Änderung der Querdimension
im Verhältnis zur relativen Längenänderung durch die Poisson-Zahl « beschrieben. Sie hat einen materialabhängigen
Wert von 0 bis maximal 0,5.
Legt man nun an das dargestellte Keramikrohr ein radial wirkendes Feld an, so verursacht dieses Feld
in dem Keramikrohr eine mechanische Spannung^/·, die in radialer Richtung wirkt. Die dadurch hervorgerufene
Formänderung des Keramikrohrs läßt sich nach Einnahme der Gleichgewichtslage durch folgende
drei Gleichungen beschreiben: Die neuen Abmessungen sind dabei durch ' gekennzeichnet. E bedeutet
das Elastizitätsmodul.
Rm' =(ΐ-
Da das Keramikrohr den tintengefüllten Hohlraum umschließt und damit eine Änderung des Innenradius
Ri das Volumen des Hohlraums verändert, ist für die Erzeugung von Tintentröpfchen allein diese
Änderung des Innenradius Ri von Wichtigkeit. Sie läßt sich durch folgende Gleichungen beschreiben:
Ri' = Rm' - d'ß = Rm (l -μ ^j -d/2 (>
+
Ri'-Ri= -
ar
Analog dazu gelten für die Änderung des Außenradius Ra des Keramikrohres folgende Gleichungen:
Re' = RmU-μ j) + d/2 (l + ^) ,
ar
Ra'-Ra= - -=r (,« Rm - d/2).
L
Soll nun wie vorgesehen die Schreibdüse in Kunststoffeingegossen werden, so würde sich eine Änderung
des Außenradius Ra schädlich auswirken. Aus Gleichung 5 ist nun zu ersehen, daß man durch geeignete
Wahl der Abmessungen des Keramikrohres eine Veränderung des Außendurchmessers 2 Ra beim Anlegen
eines elektrischen Feldes verhindern kann: Bei angenommenem unveränderlichem Außenradius Ru gilt
μ Rm - (1/2 = 0
oder umgeformt
Drückt man in dieser Formel den mittleren Radius Rm und die Wandstärke d durch den Innenradius Ri
und den Außenradius Ra aus, so ergibt sich folgender Zusammenhang zwischen der I'oisson-Zahl und den
Radien des Keramikrohres
Ra - Ri _
"RÜ+~Ri ~ ■"'
Aus dieser Gleichung ist zu ersehen, daß, wenn man das Keramikrohr so dimensioniert, daß der Quotient
aus Wandstärke d und dem arithmeiischen Mittel aus Innen- und Außendurchmesser 2 Ri, 2 Ra der
Poissonschen Zahl » des Keramikmaterials entspricht, sich bei Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen
Innen- und Außenfläche der Außendurchmesser 2 Ra nicht ändert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Piezoelektrisches Antriebselement für Schreibdüsen insbesondere in Tintenmosaikschreibeinrichtungen, bei denen eine in einer von dem Antriebselement zylinderförmig umfaßten Kompressionskammer enthaltene Schreibflüssigkeit durch piezoelektrische Einschnürung des Antriebselements tröpfchenförmig ausgestoßen wird, da- durch gekennzeichnet, daß das Antriebselement so dimensionier! wird, daß der Quotient aus Wandstärke (d) und dem arithmetischen Mittel aus Innen- und Außendurchmesser (2 Ri, 2 Ra) der Poissonschen Zahl (μ) des verwendeten piezoelektrischen Werkstoffes entspiicht.
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2543451C2 (de) | Piezoelektrisch betriebener Schreibkopf für Tintenmosaikschreibeinrichtungen | |
DE2132082C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Tinte-Einzeltröpfchen zu Druck- oder Schreibzwecken | |
EP0150348B1 (de) | Schreibkopf für Tintenschreibeinrichtungen | |
DE2425679C3 (de) | Vorrichtung zum Erzeugen und selektiven Ablenken von Flüssigkeitströpfchen | |
DE2256667A1 (de) | Vorrichtung zum erzeugen von druckimpulsen in einem grundkoerper mit mehreren fluidkammern | |
EP0159402B1 (de) | Tintenschreibeinrichtung zur Darstellung von Zeichen unterschiedlicher Schriftqualität | |
DE2232590B2 (de) | Schreibeinrichtung zum Abdrucken von Zeichen | |
DE2537767C3 (de) | ||
DE2537767B1 (de) | Piezoelektrisches Antriebselement fuer Schreibduesen | |
WO2002016105A1 (de) | Plattenschliessenheit für eine spritzgiessmaschine | |
EP0568163B1 (de) | Elektrothermischer Tintendruckkopf | |
DE3117028A1 (de) | Schreibkopf fuer tintenschreibeinrichtungen mit zylinderfoermigen tintenkanaelen | |
DE3007189A1 (de) | Mit druckimpulsen arbeitende vorrichtung zur erzeugung von fluessigkeitstroepfchen | |
DE2716617A1 (de) | Nadeldruckkopf | |
DE2233469B1 (de) | Schreibkopf für ein Tintenstrahl-Schreibwerk | |
DE2361762C3 (de) | Schreib-Vorrichtung zum punktförmigen selektiven Übertragen flüssiger Farbe | |
DE2342021A1 (de) | Mosaikdruckkopf fuer schreibmaschinen oder aehnliche maschinen | |
DE2927269C2 (de) | Piezoelektrisches Antriebselement für Schreibdüsen in Tintenmosaikschreibeinrichtungen | |
DE3140215C2 (de) | Vorrichtung zur Erzeugung von einzelnen Farbtröpfchen für einen Farbstrahldrucker | |
EP0040784A2 (de) | Anordnung für einen Schreibkopf in Tintenmosaikschreibeinrichtungen | |
DE2543038B2 (de) | Vorrichtung für das Auftragen von Flüssigkeitstropfen auf eine Oberfläche | |
DE2937742C2 (de) | Vorrichtung zum Ansteuern von Schreibdüsen in Tintenmosaikschreibeinrichtungen | |
LU88768A1 (de) | Vorrichtung zum Spritzpraegen von insbesondere scheibenfoermigen Kunststoffartikeln in einer Spritzgiessmaschine | |
DE102018216930A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Werkstücks aus einem flüssigen Werkstoff | |
DE3319353A1 (de) | Verfahren und schaltungsanordnung zum einstellen der troepfchenausstossgeschwindigkeit in tintenschreibeinrichtungen |