DE2645339A1

DE2645339A1 - Verfahren zum zusammenbau von einer vielzahl von einzelteilen zu einem verbunddruckrad

Info

Publication number: DE2645339A1
Application number: DE19762645339
Authority: DE
Inventors: Jun Ernest L Stapels
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1975-10-15
Filing date: 1976-10-07
Publication date: 1977-04-28
Also published as: CA1054352A; JPS5944227B2; SE7611262L; SE422430B; FR2327865B1; CH612130A5; FR2327865A1; AT368076B; US4018639A; JPS5251219A; ATA769476A; GB1543925A; BE847227A; NL7611429A; IT1073033B

Description

28 550 t/wa

XEROX CORPORATION, ROCHESTER, N.Y./USA

Verfahren zum Zusammenbau von einer Vielzahl von Einzelteilen zu einem Verbunddruckrad.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbau von einer Vielzahl von Einzelteilen von einem Verbunddruckrad, so dass die Einzelteile in Ausrichtung zueinander stehen.

Die Erfindung bezieht sich damit allgemein auf Druckräder.

Druckelemente für Reihendrucker, die im allgemeinen in Form eines Rades oder dergleichen gestaltet sind, sind

709817/0704

•f.

seit gewisser Zeit bekannt. Hierzu wird beispielsweise auf die US-PSen 2 236 663, 3 461 235, 3 498 439, 3 651 916, 3 859 712 und 3 884 340 verwiesen.

Wenn ein Druckrad in einem Hochgeschwindigkeitsreihendrucker, der eine rasche bidirektionale Drehung erfordert, eingesetzt werden soll, sollte das Druckrad ein geringes Gewicht haben. Weiter wird bevorzugt, dass die Balken oder Arme des Druckrades flexibel sind.

Die Diablo Corporation, eine Tochterfirma der vorliegenden Anmelderin, hat einen Reihendrucker unter dem Handelsnamen Diablo Hytype I auf den Markt gebracht, der ein Druckrad mit einer Vielzahl von Typenanschlägen besitzt, die an den Enden von radial von einer Steuernabe nach aussen sich erstreckenden Speichen oder Balken angeordnet sind. Das Druckrad wird durch einen Servomechanismus gedreht, um die ausgewählten Zeichen gegenüber einem Druckhammer und einem Band in der Druckstation zu bringen. Der Hytype I Drucker führte als elektronischer Reihendrucker mit hoher Geschwindigkeit und vielseitigem Betrieb zu einem wirtschaftlichen Erfolg. Das beim Hytype I Drucker verwendete Druckrad ist grundsätzlich eine Konstruktion aus einem einzigen Element, in dem die zentrale Nabe, die Balken und die Anschläge eine integral geformte Thermoplastkonstruktion, hergestellt nach dem Spritzgiessverfahren,darstellen. Das Druckrad zeigt eine ausgezeichnete Arbeitsweise mit sehr günstiger Wirtschaftlichkeit, d.h. das integrale Rad ist relativ preisgünstig herzustellen. Nichtsdestoweniger ergibt, wenn bei gewissen Anwendungsfällen hinsichtlich der Druckqualität besondere Normen gestellt werden, die Integralkonstruktion des Druckrades nicht immer die gewünschte Druckqualität.

709817/0704

Insbesondere bei automatischen Textverarbeitungsschreibmaschinen oder bei Büroschreibmaschinen sind die Anforderungen an ein Druckrad gross; die Anforderungen zur Erzielung einer hohen Druckqualität führen dazu, dass das Druckrad einer etwa 10 Mal grösseren Kraft wegen der etwa 5 Mal grösseren Hammerenergie im Vergleich zu einem Hytype I Drucker, der beispielsweise als Computer-Output-Drucker eingesetzt wird, ausgesetzt ist. Die vorliegende Anmelderin bringt zur Zeit ein automatisches Textverarbeitungssystem für Bürozwecke unter dem Handelsnamen Xerox 800 Electronic Typing System auf den Markt, das den Druckmechanismus des Diablo Hytype I, jedoch unter Einfügung von verschiedenen Modifikationen,verwendet. Eine dieser Modifikationen mit dem Zielydie Druckqualität zu erhöhen, bestand im Vorsehen von einem Verbunddruckrad, wie es in der US-Patentanmeldung S.N. 509 193 vom 25. September 1974 beschrieben ist. Ein integrales Druckrad aus Kunststoff arbeitet_xwie oben erwähnt/ sowohl hinsichtlich der Geschwindigkeit als auch Leistung zufriedenstellend, jedoch nicht mit der gleichen Druck-oder Bildqualität über die gesamte Lebensdauer. Ein Verlust in der Abbildungsqualität wird im allgemeinen daran beurteilt, wenn durch das blosse Auge feststellbar ein erster Abfall in der Bildauflösung eintritt. Das Verbundrad andererseits arbeitet über einen sehr breiten Bereich von Betriebsbedingungen ausgezeichnet.

Während das Einelement-Druckrad aus Kunststoff nach dem Spritzgiessverfahren in Form einer integral geformten thermoplastischen Konstruktion hergestellt wird, muss die Vielzahl von Einzelteilen des Verbunddruckrades zu einer funktionalen Einheit zusammengebaut werden. Die Einzelteile müssen mit einem relativ grossen Ausmass an Genauigkeit zusammengefügt werden, um

709817/0704

- Sr -

die horizontale und vertikale Ausrichtung der verschiedenen Druckzeichen, die an der Vielzahl von Typenanschlägen angeordnet sind, zum Mittelpunkt, um den sich das Druckrad dreht, beizubehalten. Die herkömmliche Weise bei der Überwachung der Toleranzen an den zueinanderpassenden einzelnen Teilen führte nicht zu einem zusammengebauten Druckrad, das die Soll-Werte und Toleranz bezüglich der vertikalen und horizontalen Anordnungsstellen der Druckzeichen zum Mittelpunkt der Nabe erfüllt und damit nicht die für Büroschreibzwecke erforderliche Druckqualität ergibt.

Der Erfindung liegt daher primär das Ziel zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Zusammenbau eines Druckrades zu schaffen, das aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines wirtschaftlichen und leistungsfähigen Verfahrens zum Zusammenbau eines aus einer Vielzahl von Einzelteilen bestehenden Druckrades. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Verfahrens zum Zusammenbau eines aus einer Vielzahl von Einzelteilen bestehenden Druckrades.

Erfindungsgemäss werden diese Ziele dadurch gelöst, dass ein Meisterrad vorgesehen wird, das unter Laboratoriumsbedingungen und Verwendung von entsprechenden Messausrüstungen zusammengebaut wurde, wobei die Typenanschläge exakt angeordnet und zur Mittelachse der Radnabe ausgerichtet liegen; um die Radnabe drehen sich die Typenanschläge während eines Druckvorgangs Eine Ausrichtungseinkerbung in der Nabe ist vorgesehen, um die exakte winkelmässige Lage der Typenanschläge bezüglich der Ausgangsstellung einer Welle des Druckradmotors beizubehalten. Die einzelnen Bauteile^ aus denen das Druckrad

709817/0704

besteht, sind (1) ein Metalleinsatz, von dem sich radial Balken erstrecken, an denen die Typenanschläge befestigt sind, (2) die Nabe, (3) Dämpferringe und (4) eine Kappe.

Eine Matrize wird dann gegossen, die das Abbild oder Gegenstück der Zeichendruckflächen der Typenanschläge des Meisterrades aufweist, wobei die Nabe in der Giessformanordnungsvorrichtung gehalten wird. Das Meisterrad wird dann aus der Giessformanordnung herausgenommen. Die Matrize mit dem Abbild der Zeicherdruckf lachen wird dazu verwendet, den Typenanschlag vom nachfolgenden Metalleinsatz mit den daran befestigten Typenanschlägen zu halten. Der Mittelpunkt der Bohrung im Metalleinsatz und die entsprechende Ausrichtungswelle der Giessformanordnung ist dadurch auf die Typenanschläge bezogen. Die Nabe und die integral angeformte Fahne werden in die Formanordnung eingelegt und sind dabei automatisch durch die Ausrichtwelle zu den Typenanschlägen genau gezogen. Die Nabe wird fest mit dem Metalleinsatz verbunden. Die Kappe w.ird mit der Nabe verbunden,und die Dämpferringe werden mit den Balken des Metalleinsatzes verbunden. Das Druckrad wurde unter Bildung einer Matrize mit dem Abbild oder Gegenstück der Zeichendruckflächen zusammengebaut, die als Klemme und Bezugspunkt für die Vielzahl von Teilen dient aus denen ein fertiges Rad besteht, und die Teile werden anschliessend miteinander verbunden, wobei sie durch die Giessformanordnung in Ausrichtung zueinander verklemmt sind.

Ein Ausfurhungsbexspxel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäss zusammengebautes Verbunddruckrad,

709817/070A

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht des Druckrades nach Fig. 1 längs der Schnittlinien 2-2,

Fig. 3 eine vergrösserte geschnittene Seitenansicht von einem typischen Typenanschlag und einer Balkenspitzenkonstruktion ,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Typenanschlag, wobei die im Anschlag eingebettete Spitze des Balkens gestrichelt wiedergegeben ist,

Fig. 5 eine vergrösserte Ansicht des durch den kreisförmigen Pfeil 5 in Fig. 2 umgebenen Bereichs,

Fig. 6 eine Teildraufsicht auf das beim Verbunddruckrad nach Fig. 1 verwendete Einsatzelement,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Nabe und die angeformte Fahne, wie sie beim Verbunddruckrad nach Fig. 1 verwendet werden,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die beim Verbunddruckrad nach Fig. 1 verwendete Kappe,

Fig. 9 eine Draufsicht auf die Form und Zusammenbauvorrichtung, die beim Zusammenbau des erfxndungsgemassen Verbunddruckrades verwendet wird,

Fig. 10 eine vergrösserte geschnittene Seitenansicht des durch den kreisförmigen Pfeil 10 in Fig. 9 umgebenen Bereichs.

709817/0704

In der Zeichnung und insbesondere in Fig. 1 und 2 ist ein Verbunddruckrad gezeigt, das nach dem erfindungsgemässen Verfahren zusammengebaut wurde. Das Druckrad 1 stellt eine Verbundkonstruktion aus mehreren Bauteilen dar, wobei in Fig. die hervorstechendsten Bauteile, die Speichen oder Balken 4 mit an deren Enden angeformten Typenanschlägen 2 und die Nabe 8 sind,die am Zentrum des Rades angenietet ist. Die Fahne 9 der Nabe 8 erstreckt sich nach aussen mittig zwischen den Balken. Andere Bauteile sind der über den Balken angeordnete Dämpfer 6, um die Abbiegeeigenschaften der Balken zu verändern, und eine Kappe 10 zur Handhabung des Druckrades 1, die auf dem Kern des Druckrades auf der Nabe 8 sitzt.

In Fig. 3 und 4 sind Details von einem Typenanschlag 2 wiedergegeben. Die Type oder das Zeichen "D" wurde ausgewählt als typische Anordnung für die anderen Typenanschläge. Bei dem vorliegenden Druckrad sind 88 Zeichen vorgesehen, die einen speziellen Zeichensatz bilden, der für die meisten englischsprachigen Schreibanforderungen geeignet ist. Ein Rad mit Speichen wird für einige andere Sprachen verwendet.

Die Typenanschläge 2 sind an den Spitzen der Balken unter Verwendung eines mit einer Masse 21 gefüllten polymeren Materials 22 angeformt und werden danach mittels geeigneter Verfahren mit einer/metallischen verschleissfesten Beschichtung 23 plattiert. Die · Giessform gestaltet natürlich den gesamten Typenanschlag 2 einschliesslich der druckenden Oberfläche 24 (in diesem Fall der Buchstabe D) und der Aufschlagfläche 25. Die druckende Oberfläche 24 ist der erhabene Bereich der die Gestalt des Buchstabens D aufweist, der bei einer schreibmaschinenartigen Druckvorrichtung die Tinte von einem Band auf Papier in einer

'0981770114

dem Buchstaben D entsprechenden Gestalt unter dem Schlag eines Druckhammers überträgt, wobei der Schlag auf die Aufschlagfläche 25 des Typenanschlags 2 aufgegeben wird.

Die Aufschlagfläche 25 liegt jenseits oder ausserhalb der Spitze des Balkens 4. Diese Definition unterteilt den Typenanschlag 2 in die beiden hauptsächlichen Teile, dem druckenden Abschnitt 26, der hauptsächlich unter dem Buchstaben D oder einem anderen Zeichen liegt, und dem die Spitze eines Balkens 4 umgebenden Auffangabschnitt 27.

Jeder Typenanschlag 2 besitzt einen Fixpunkt 28 zur Lokalisierung des Zeichens auf dem Anschlag relativ zu einer Drucklinie. Das Zeichen oder der Anschlag ist genau relativ zum Fixpunkt angeordnet, da sie in Form einer integralen Einheit ausgebildet sind. Es ist erwünscht, den Fixpunkt relativ zum Mittelpunkt des Druckrades 1 genau anzuordnen. Der Fixpunkt befindet sich auf dem Anschlag an einer Stelle mit einem kürzeren oder gleichen Radius wie der für das zuunterst angeordnete Zeichen im Satz - normalerweise das Zeichen für Unterstreichungen.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Verbund-Anschlag- und Balkenkonstruktion beim vorliegenden Druckrad 1 ist der Umstand, dass innerhalb des Körpers von einem Typenanschlag 2 im wesentlichen keine Leerstellen oder grössere Diskontinuitäten vorhanden sind. Gewöhnlich wird beim Formungsprozess ein Stift oder eine andere Haltevorrichtung verwendet, um eine gewünschte Beziehung zwischen einem Einsatzelement, z.B. einem Balken 4, und der Form einzuhalten. Der Haltestift führt zur Bildung eina: Leerstelle oder Diskontinuität im Körper des

— 9 —

709817/0704

Anschlags, was für die Lebensdauer des Anschlags schädlich ist. Diese Diskontinuitäten werden beim Formen der Typenanschläge 2 für das vorliegende Druckrad 1 vermieden. Die Balken 4 werden an Stellen ausserhalb des Formhohlraums gehalten und die Spitzen der Balken ragen freitragend in dde Form hinein, so dass der flüssige Kunststoff frei um und längs der Spitze fHessen kann. Sämtliche Typenanschläge 2 werden an den Spitzen der Balken 4 in einem Schritt angeformt, wobei sie von einem Ring geführt werden. Da die Spitzen der Balken 4 innerhalb des Auffangabschnitts 27 gehalten werden, werden die Spitzen keinen unzulässigen Biegekräften ausgesetzt, wenn der Kunststoff in flüssiger Form in die Form eingegeben wird oder wenn der Kunststoff in den festen Zustand aushärtet. Die Materialien 21 und 22 für den Typenanschlag sind bei dem bevorzugten Rad ein mit Glasfasern verstärkter Phenol-Formaldehyd-Ansatz, der von der Firma Fiberite Corporation of Winova, Minnesota, unter der Typenbzeichnung FM 4011 erhältlich ist und einen Schmelzfluss von 12-16 nach dem Spiralfliesstest aufweist.

Die metallische verschleissfeste Beschichtung 23 beim bevorzugten Rad ist eine Nickellegierung. Das Plattieren erfolgt ih einem Eintauchprozess bis zu einer mittleren Dicke von etwa 0,025 mm (0,001 inch) unter Verwendung einer Abdeckung, die die Oberfläche mit Ausnahme an den Typenanschlägen 2 abdeckt. Die äussere Oberfläche der Typenanschläge wird mit einer Chromsäure vorbehandelt, um die Oberfläche aufzurauhen und die Haftung des Nickels am phenolischen. Material zu verbessern.

Was die Balken 4 betrifft, so wird auf die Fig. 3, 4 und 6 Bezug genommen, wobei in Fig. 6 die Gesamtkonstruktion gezeigt

709817/0704

- 4-θ—

-Λ.

ist. Die Balken 4 sind aus einem einzigen Stück kaltreduzierten (Bedingung C) 17-7 PH Edelstahl der Firma ARMCO Steel Corporation, Middletown, Ohio mit einer Dicke von 0,152 mm (0,006 inch) nach einem chemischen Materialabtragverfahren gefertigt, wodurch ein Einsatzelement 40 erhalten wird, das an der Basis 41 einen kreisförmigen zentralen Abschnitt besitzt, von dem sich die Balken 4 radial nach aussen erstrecken. Der zentrale Bereich der Basis 41 wird zur Verringerung des Gewichts und des Trägheitsmomentes des gesamten Druckrades 1 entfernt. Die Breite der Basis 41, wie durch die Radien 42 und 43 definiert, wird so ausgewählt, dass eine ausreichende konstruktive Integrität vorliegt, um die freitragenden Balken in einer gemeinsamen Ebene zu halten und die Nabe 8 mit der Basis 41 mittels der Niet- oder Einsatzbohrung 44 verbinden zu können. Die Einkerbung 45 ist vorgesehen, damit ein Ausrichtkeil an der Nabe der Motorwelle für das Druckrad in Eingriff mit dem Druckrad 1 treten kann.

An den Spitzen oder äusseren Enden der Balken 4 ist ein Hals 49 ausgebildet, der eine im Typenanschlag 2 eingebettete Verankerung schafft. Die Gestalt des Halses 49 erhöht die radial gerichtete Kraft, die notwendig ist, um einen Anschlag vom Ende eines Balkens 4 abzuziehen.

Die Nabe 8 ist in Fig. 1, 2, 5 und 7 gezeigt. Die Nabe ist ein kreisförmiges Stück mit einer Bohrung 80 in der Mitte, um das Druckrad 1 an der Welle eines Druckradmotors befestigen und damit das Druckrad während des Druckbetriebes drehen zu können. Die Ausrichtung des Druckrades 1 zu der Welle und Nabe des Druckradmotors erfolgt durch die Keilnut oder Einkerbung 81. Die relativ quadratische Nut 81 wird präzise hergestellt, um nach einer richtigen Anordnung der Bauteile

709817/0704

des Druckrades 1 (innerhalb der gewünschen Toleranzen) die Winkelstellung von Typenanschlägen 2 und Fahne 9 bezüglich der Ausgangsstellung der Welle des Druckradmotors aufrechtzuerhalten. Die Nabe 8 und die integral damit verbundene Fahne 9 werden vorzugsweise im Giessformverfahren aus einem thermoplastischen Harz, wie Phenolformaldehydharz, hergestellt, wobei elf Nieten 12 senkrecht zur Nabe nach aussen abstehen. Die Nieten 82 erstrecken sich durch die elf Bohrungen 44 im Einsetzelement 44. Ultraschallstauchen (bevorzugtes Verfahren) der Nieten 82 bildet die Wülste 83, wodurch die Nabe 8 fest mit dem Einsatzelement 40 verbunden wird. Details vom Nietwulst 83, Einsatzelement 40 und den Dämpferringen 60 und 61 sind in der vergrösserten Ansicht nach Fig. 5 gezeigt.

Die Fahne 9 ist integral an der Nabe 8 angeformt und wird zusammen mit der Nabe als Einheit beim Spritzgiessprozess hergestellt. Fig. 1, 2 und 7 zeigen die Fahne 9. Bei der Fahne 9 handelt es sich um ein Element in Form eines abgestumpften Kuchenstücks, dessen Breite, anders als die Balken 4, die über ihre gesamte Länge eine feste Breite besitzen, mit dem Radius zunimmt. Das äussere Ende der Fahne 9 weist eine gerade Kante 90 auf, die die Linie an gedruckten Zeichen unterliniert. Die geneigte, der Bedienungsperson zugewandte Oberfläche 91 betont die gerade Kante 90 und hält die Reflektion von Licht auf die Augen der Bedienungsperson so klein wie möglich.

Am oberen Ende der Fahne 9 ist ein Zeiger 92 angeordnet. Der Zeiger 92 stellt eine vertikale Bezugsmarkierung dar, die mithilft, dass die Bedienungsperson visuell das Auge zur Druckstellung ausrichten kann. Die vertikale Oberfläche 93 und die gerade Kante 90 bilden ein "Fadenkreuz"^ um die Zeichen

709817/0704

in einer Drucklinie zu lokalisieren.

Die Kappe 10 in Fig. 1, 2 und 8 ist der Handgriff für das Druckrad 1 und bildet auch eine Einrichtung, die die Befestigung des Rades an der Welle des Druckradmotors von einem Drucker erleichtert. Die Kappe 10 besteht aus einem geeigneten Kunststoff material , wie einem Styrol-Butadien-Copolymer. Die Kappe 10 ist an der Nabe 8 an der druckenden Seite des Druckrades 1, vorzugsweise durch einen geeigneten Klebstoff, befestigt. Das Einsetzen und Abziehen des Druckrades 1 von der Welle des Druckradmotors stellt eine manuelle Arbeit der Bedienungsperson dar, wobei das Druckrad 1 während dieser Arbeitsvorgänge mittels der Kappe 10 ergriffen wird. Ein Schlitz oder eine Keilnut 101 ist in der inneren Oberfläche der zylindrischen Ausnehmung 102 in der Kappe ausgeschnitten. Dieser Schlitz 101 ermöglicht während der Anordnung des Druckrades auf der Welle des Druckradmotors ein Entweichen von Luft.

Der Dämpfer 6 ist in Fig. 1, 2 und 5 gezeigt. Der Dämpfer 6 weist zwei kreisförmige Ringe 60 und 61 auf, wobei der in Fig. 1 zu sehende Ring 61 an der druckenden Seite des Druckrades 1 und der Ring 60 an der Aufschlagseite des Druckrades angeordnet ist. Die Ringe bestehen aus einem mit Buna N beschichteten Nylongewebe mit einerDicke von 0,152 mm (0,006 inch) _t das von der E.I. Du Pont de Nemours & Company of Wilmington, Delaware unter der Bezeichnung BN-5027 erhältlich ist. Die Ringe 60 und 61 sind konzentrisch zur Drehachse 63 des Druckrades 1 ausgerichtet, wobei die Achse 63 in Fig. 1 senkrecht zur Zeichnungsebene liegt. Die Ringe 60 und 61 sind vorzugsweise mit einem Klebstoff an den Balken 4 und untereinander in den zwischen den Balken liegenden Bereichen angeklebt. Die Breite 64 der Ringe 60 und 61 ist so gewählt, dass

- 13 -

709817/0704

sie nur in Verbindung mit den Balken 4 und nicht mit der Nabe 8 oder den Typenanschlägen 2 stehen. Der Ring 61 besitzt einen im Bereich der Fahne 9 ausgeschnittenen Abschnitt, während der Ring 60 eine durchgehend kreisförmige Oberfläche hat. Funktionell ändern die Ringe 60 und 61 die Abbiegeeigenschaften der Balken 4 durch Verringerung der Schwingungsamplitude und Schwingungsdauer der Balken 4 bei einer bestimmten Abbiegung einer Balkenspitze von der gemeinsamen, von den Balken eingenommenen Ebene.

Zusammengefasst sind die Bauteile, die zum Errichten des Verbundkonstruktionsdruckrades notwendig sind (a) das Einsatzelement 40 mit den schon an den Spitzen der Balken 4 angeformten Typenanschlägen 2, wobei die Typenanschläge schon eingetaucht und mit der Metallbeschichtung 23 versehen sind, (b) die einstückige, spritzgegossene Nabe 8 und integral angeformte Fahne 9, (c) die Kappe 10 und (d) die Dämpferringe 60 und 61.

Die ersten beiden Bauteile, die mit einem grossen Ausmass an Genauigkeit zusammengefügt werden müssen, sind die Nabe 8 und die integral angeformte Fahne mit dem Einsatzelement 40 und den daran befestigten Typenanschlägen 2. Diese beiden Bauteile werden durch die elf Nieten 82 miteinander verbunden, die von der Nabe 8 abstehen und in die entsprechenden elf Bohrungen 44 im Einsatzelement 40 eingreifen. Wie zuvor erwähnt wurde, war es nicht möglich, die Eingriffstoleranzen der einzelnen Teile (der elf Nieten 82 und der elf Bohrungen 44) so zu steuern, dass sie zusammengedrückt oder ineinandergepasst werden konnten und eine dauerhafte Verbindung mit dem erhaltenen Druckrad erzielbar war, das eine vertikale und horizontale

709817/Q7Ö4

und vertikale Ausrichtung der Typen oder Zeichen zur Bohrung 80 im Zentrum der Nabe 8 und der Keilnut oder Einkerbung 81 in der Nabe innerhalb der erforderlichen Sollwerte für eine annehmbare Druckqualität besitzt. Zusätzlich zu dem Problem der Toleranzen in Verbindung mit den elf Nieten 82 und den elf Bohrungen 44 gab es das weitere Problem hinsichtlich der Toleranz bei der Giessformausrichtung (vordere Hälfte der Giessform zur hinteren Hälfte der Giessform), wenn die Typenanschläge 2 an den Spitzen der Balken 4 angeformt wurden. Desweiteren ist die Toleranz für das Metalleinsatzelement 40, der sich davon erstreckenden Ba.lken 4 und deren Änordnungsstelle in der Giessform zum Angiessen der Typenanschläge 2 an den Spitzen der Balken 4 zu berücksichtigen. Aufgrund der zuvor erwähnten anhängigen Toleranzen war es nicht möglich, jedes Teil in der bekannten und konventionellen Weise in einer Vorrichtung zum Zusammenbau zu halten und ein Druckrad 1 zu fertigen, das den vertikalen und horizontalen Ausrichtanforderungen für dde Zeichen gerecht wird.

Um eine Überprüfung der zusammengebauten Druckräder 1 hinsichtlich des Betrages der Abweichung der Zeichen und des Druckrades 1 von dem Soll-Wert für die vertikale und horizontale Ausrichtung vornehmen zu können, wurde eine Inspektionslehre für ein Druckrad gefertigt. Es' handelt sich dabei um ein Laboratoriumtestinstrument mit mikrometerartigen Einstellungen zum Anzeigen der gewonnenen Messwerte unter Verwendung einer sehr genauen optischen Einrichtung. Das Einsatzelement 40 (mit den an den Balken 4 befestigten Typenanschlägen 2) wird an der Nabe 8 und der integralen Fahne 9 befestigt. Die Einheit wird an der Einspanneinrichtung der Inspektionsvorrichting befestigt, wobei die Bezugsstellen die Bohrung 80 und

- 15 -

709817/0704

die Einkerbung 81 in der Nabe 8 sind.

Die Einheit wird jedesmal um einen Typenanschlag gedreht, wobei die Bedienungsperson für die Inspektionsvorrichtung durch das Okkular der Vorrichtung auf den Fixpunkt schaut, und von jedem Typenanschlag 2, die Lage von jedem Fixpunkt 28 (ein polarer Zielort) in bezug auf den Mittelpunkt der Bohrung 80 und der Einkerbung 81 in der Nabe 8 gemessen wird, um die vertikale und horizontale Ausrichtung der Typenanschläge 2 um das Druckrad zu erhalten.

Bislang wurde zur Schaffung von Druckrädern 1, die den Soll-Werten von vertikalen und horizontalen Ausrichtmessungen entsprachen, das Einsatzelement 40 (mit den an den Balken 4 befestigten Typenanschlägen 2) entfernbar mit Haftmitteln (die Nieten 82 wurden nicht gestaucht) an der Nabe 8 befestigt und doe Einheit mit der Inspektionsvorrichtung verbunden. Der Polarschrieb wurde angefertigt, um die vertikale und horizontale Ausrichtung von Typendruckfläche/Typenanschläge 2 um das Druckrad zu bestimmen. Der Polarschrieb zeigte die allgemeine Richtung und den notwendigen Betrag an Relativbewegung zwischen Einsatzelement 40 und Nabe 8 an, um die vertikalen und horizontalen Ausrichtwerte innerhalb der Soll-Werte zu halten. Nach einem gewissen Aufwand an empirischen Annäherungsversuchen (die bis zu 2 Stunden dauerten) waren das Einsatzelement 40 und die Nabe 8 in einer Lage zueinander angeordnet, die zu annehmbaren vertikalen und horizontalen Ausrichtwerten führt. Das Einsatzelement 40 und die Nabe 8 wurden dann in die Ultraschallstauchvorrichtung eingelegt und die Nieten 82 wurden mit Ultraschall angestaucht, was zu den Nietwülsten 83 führte, die die Nabe 8 fest mit dem Einsatzelement

- 16 -

709817/0704

40 verriegeln. Die Kappe 10 und die Dämpferringer 60 und 61 wurden dann dem zuvor zusammengefügten Einsatzelement 40 und Nabe 8 hinzugefügt. Dieser Aufwand an Zeit und Mühe liessen die Kosten für das Druckrad 1 für einen kommerziellen Erfolg zu gross werden, obschon die Druckqualität mehr als akzeptabel war.

Das erfindungsgemässe Konzept besteht demgegenüber darin, dass beim Zusammenbau von einem Verbunddruckrad durch Festhalten der Zeichen oder Typendruckfläche/Typenanschläge 2 die Ausrichtung der einzelnen Teile erhalten wird. Die Idee ist, dass sämtliche Teile zu anfangs nicht festgelegt sind, mit Ausnahme derjenigen, die in gewissen Lagen bleiben wollen - die Zeichendruckfläche/Typenanschläge 2. Unter den einzelnen Teilen ist ein Spiel vorgesehen, so dass die Anordnung aus Nabe und Fahne mit dem Einsatzelement 40 nur vernietet wird, nachdem zwischen Nabe 8 und Typenanschlägen 2 eine genaue Ausrichtung vorliegt.

Das Verfahren, durch das die Typenanschläge 2 festgehalten werden, besteht darin, ein Gegenstück (eine Matrize) der Typenanschläge 2 in einem Material in einer Giessanordnung 7Q ähnlich der nach Fig, 9, einzugiessen. Das Giessmaterial härtet bis zu einer gewünschten Härte aus und nachfolgend werden die Einsatzelemente 40 mit den daran befestigten Typenanschlägen durch die Matrize von entsprechender Ausbildung, wie die Typenanschläge 2 in Ausrichtung gehalten während die Nabe 8 daran angestaucht und die Kappe 10 und die Dämpferringe 60 und 61 mit Klebstoff befestigt werden.

Der erste Schritt besteht in der Schaffung eines "Meisterrades" mit einer bestimmten Typenanzahl durch entfernbares

709817/0704

Befestigen mittels eines Haftmittels des Einsatzelementes 40 (mit den an den Balken 4 befestigten Typenanschlägen, die die gewünschte Zeichenanzahl besitzen) an der Nabe 8. Dann wird die Einheit an der Inspektionsvorrichtung befestigt, der Polarschrieb hergestellt und die Nabe 8 und das Einsatzelement 40 (relativ zueinander) bewegt, erneut der Polarschrieb angefertigt, die Nabe bewegt usw., bis durch Annäherungsversuche die Nabe 8 und das Einsatzelement 40 so zu liegen kommen, dass die horizontalen und vertikalen Ausrichtwerte von Zeichendruckfläche/Typenanschläge 2 innerhalb der Soll-Werte liegen.

Dann wird das Giessmaterial, vorzugsweise ein Epoxymaterial, wie Dexter's All Purpose Clear Polyester Casting Resin, Catalog No. 29-20007, von Lee Wards, Elgin, Illinois in den Giesshohlraum 71 von Fig. 9 bis zu einer bestimmten Tiefe eingegeben. Die ausgerichtete und entfernbar befestigte Nabe 8 und das Einsatzelement 40 mit den daran befestigten Typenanschlägen 2 wird in die Giessformanordnung 70 eingelegt, wobei die Welle 72 zur Bohrung J30 der Nabe und der Stab 73 ausgerichtet zur Einkerbung 81 der Nabe 8 stehen. Die Fahne 9 erstreckt sich durch die Einkerbung 78. Die Nabe ruht auf der Plattform 74 wobei die Balken 4 in den Nuten 76 zwischen den Stäben 77 ausgerichtet liegen. Die Typendruckflächen 24 werden leicht nach unten gedrückt und in der bestimmten Tiefe des Giessmaterials so gehalten dass die Gestalt der druckenden Oberfläche der Typen (eine Matrize) im Giessmaterial ausgebildet wird. Die Typendruckflächen 24 werden zusammen mit den stabil gehaltenen Balken 4 durch eine nicht gezeigte Giessformabdeckung niedergehalten, die auf der Oberseite der Giessformanordnung 70 ruht. Die Giessformabdeckung wird in Ausrichtung durch Stifte 75 gehalten, die mit Passbohrungen in der Giessformabdeckung

709817/0704

zusammenarbeiten. Vorzugsweise sind die Bereiche der Giessformabdeckung, die die Balken 4 und die Aufschlagfläche 25 der Typenanschläge 2 berühren.mit einem Schaumstoff bedeckt, so dass irgendeine vibratorische Bewegung in der Einheit weggedämpft wird. Nach Aushärten des Geissmaterials (Epoxy) wird die Formabdeckung entfernt_fund werden die Nabe 8 und das Einsatzelement 40 mit den daran befestigten Typenanschlägen 2 herausgenommen und das Gegenstück der druckenden Flächen 24 (die Matrize) in dem Giessmaterial im Formhohlraum 71 zurückgelassen. Die bestimmte Tiefe an Giessmaterial im Formhohlraum 71 ist so, dass der Typenanschlag 2 nicht soweit eingekapselt wird, dass er nach Aushärten des Giessmaterials nicht mehr herausgenommen werden kann; die Tiefe des Giessmaterials ist so, dass das Gegenstück der Druckflächen 24 gegossen wird und dass die Typenanschläge 2 nach Aushärten des Giessmaterials leicht entnommen werden können. Numehr steht das Gegenstück der Druckflächen 24 der Typenanschläge 2 in bezug zur Welle 72 und zum Stab 73.

Die Formanordnung 70 steht nunmehr bereit, um Verbunddruckräder 1 der gleichen Typenart, wie die der Matrize im Formhohlraum 1, zusammenzubauen. Zunächst werden eine Nabe 8 und eine integral angeformte Fahne 9 in der Formanordnung 70 eingelegt, wobei die Nieten 82 nach oben weg von der Form weisen und die Bohrung 80 der Nabe 8 zur Welle 72 und die Einkerbung 81 zum Stab 73 ausgerichtet liegen. Dann wird ein Einsatzelement 40 mit den daran befestigten Typenanschlägen 2 in die Anordnung 70 eingelegt, wobei die Druckflächen 24 der Typenanschläge 2 in Ausrichtung zu ihren gegossenen Gegenstücken im Giessmaterial im Formhohlraum 71 stehen und darin eingesetzt sind. Nunmehr sind Einsatzelement 40 und Nabe 8 zueinander ausgerichtet.

- 19 -

709817/0704

Die Formabdeckung wird auf die Anordnung 70 aufgelegt und die Ultraschallstauchvorrichtung auf den Nieten 82 angeordnet. Die Nieten 82 werden gestaucht, so dass die Wülste 83 entstehen, die die Nabe 8 fest mit dem Einsatzelement 40 verriegeln, wobei beide Organe weiterhin in genauer Ausrichtung zueinander stehen.

Dann werden die Dämpferringe 60 und 61 mit Klebstoff an den entsprechenden Seiten der Balken 4 befestigt. Dies erfolgt vorzugsweise in einer separaten Vorrichtung, die jeweils einen Ring in ihrer Ober- und Unterseite hält. Das Druckrad 1 wird in die Vorrichtung eingelegt und die Ober- und Unterseite der Vorrichtung auf jede Seite des Druckrades aufgedrückt, was dazu führt, dass die Klebstoffbereiche der Dämpferringe mit jeder Seite der Balken 4 verbunden werden.

Die Kappe 10 wird dann an der Nabe 8, vorzugsweise durch Klebstoff, befestigt. Das Druckrad 1 wird auf eine Leitwelle in einer anderen Motagevorrichtung in exakter Ausrichtung gelegt, so dass die Kappe nach unten zur Nabe 8 und über die Leitwelle gedrückt wird und in Klebverbindung mit der Nabe tritt. Nach diesem letzten Schritt liegt ein Verbunddruckrad vor, bei dem die einzelnen Teile genau zueinander ausgerichtet sind.

Ein Meisterrad und eine entsprechende Giessformanordnung ist für die spezielle Typenzahl und -art erforderlich, für die Räder zusammengebaut werden sollen.

Obschon das Zusammenbauverfahren nach der Erfindung unter Bezugnahme auf bevorzugte Anordnungen beschrieben wurde,

709817/0704

versteht es sich, dass ohne Abweichen vom Wesen und Schutzbereich der Erfindung zahlreiche Änderungen und Äquivalenzlösungen vorgesehen werden können.

7098 1 7/0704

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Zusammenbau von einer Vielzahl von Einzelteilen von einem Verbunddruckrad, so dass die Einzelteile in Ausrichtung zueinander stehen, dadurch gekennzeichnet ,

dass man ein Meisterrad herstellt, das einen Satz Druckzeichen enthält, die an Typenanschlägen angeordnet sind, die in winkelmässigem Abstand voneinander um ein zentrales Einsatζelement liegen, das durch Befestigungsmittel an einem Nabenelement befestigt ist, wobei das Nabenelement einen Bezugsdrehpunkt enthält;

die Gegenstücke der Druckzeichen des Meisterrades in bezug auf den Drehpunkt an der Nabe des Meisterrades giesst, um eine Form in einer Formvorrichtung zu schaffen, die den Bezugsdrehpunkt enthält;

ein Nabenelement in die Formvorrichtung einlegt;

ein Einsatzelement, mit an den äusseren Enden von Balken befestigten Typenanschlägen in die Form einlegt, so dass die Druckzeichen an den Typenanschlägen in den Formgegenstücken für die entsprechenden Druckzeichen ausgerichtet einliegen und

das Nabenelement und das Einsatzelement durch zusammenwirkende Befestigungsmittel miteinander verbindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man wenigstens einen Dämpferring an dem Balken des Einsatzelementes befestigt.

709817/0704 " ²² "
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass man eine Kappe am Nabenelement befestigt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Einsatzelement aus Metall hergestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Typenanschläge aus einem glasfaserverstärkten Phenolformaldehydkunststoffansatz geformt werden
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass das Nabenelement aus einem Phenolformaldehydkunststoff harz geformt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsmittel durch Ultraschallstauchung befestigt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Balken und die Typenanschläge während des Ultraschallstauchens gegen ein Schaumstoffmaterial gehalten werden.

709817/0704