DE2709191A1 - Druckscheibe - Google Patents
DruckscheibeInfo
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- DE2709191A1 DE2709191A1 DE19772709191 DE2709191A DE2709191A1 DE 2709191 A1 DE2709191 A1 DE 2709191A1 DE 19772709191 DE19772709191 DE 19772709191 DE 2709191 A DE2709191 A DE 2709191A DE 2709191 A1 DE2709191 A1 DE 2709191A1
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J1/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the mounting, arrangement or disposition of the types or dies
- B41J1/22—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the mounting, arrangement or disposition of the types or dies with types or dies mounted on carriers rotatable for selection
- B41J1/24—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the mounting, arrangement or disposition of the types or dies with types or dies mounted on carriers rotatable for selection the plane of the type or die face being perpendicular to the axis of rotation
- B41J1/28—Carriers stationary for impression, e.g. with the types or dies not moving relative to the carriers
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- Sliding-Contact Bearings (AREA)
- Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)
- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Character Spaces And Line Spaces In Printers (AREA)
Description
27Ü::Mf!i
PATENTANWALT DIPL.-INC. UIRICH K ' N K-I L I M
7032 Sindclflngen - Auf dem Goldberg - Weimarer Str. 32/34 - Telefon 0/031/86501
Telex 7265509 rose d
28. Feb. 1977 11 717
Nippon Telegraph and Telephone Public Corp., Tokyo, Japan 6, 1, Uchisaiwai-cho 1-chome, Chiyoda-ku
DRUCKSCHEIBE
Die Erfindung betrifft eine Druckscheibe, bei der eine Vielzahl von Fingern sich von
einer Nabe aus in radialer Richtung erstrecken, welche Finger Drucktypen tragen.
Die meisten bekannten serienmäßigen, mit einem Hammer arbeitenden mechanischen
Drucker verwenden komplizierte und genaue mechanische Elemente wie z. B. Nocken,
Hebel, Kupplung usw. um die Drucktypen auszuwählen und ihnen die notwendige Energie zu geben, den Zeilenvorschub zu besorgen und andere Steuerfunktionen durchzuführen.
Solche mechanischen Drucker sind jedoch vom Gesichtspunkt der Arbeitsgeschwindigkeit aus nicht vorteilhaft, ebensowenig wie im Hinblick auf Gewicht und
Kosten, so daß man neuerdings versucht, die motorgesteuerten mit Hämmern arbeitende
serienmäßige Drucker anstelle der mechanischen Drucker einzusetzen. Die Erfindung
liegt auf dem Gebiet der motorgesteuerten, serienmäßig arbeitenden und mit Stoßenergie arbeitenden Drucker, bei denen die verschiedenen Druckoperationen direkt
durch individuelle Steuermotoren durchgeführt werden.
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11717 / 27GH i\M
Die Typenköpfe, welche bislang bei den motorgesleuei fen, sloßencigieverwendenden,
serienmäßig arbeitenden Druckern verwendet worden sind,können in gestoßene Typenköpfe
und Blüten- oder Gänseblümchen-Typenköpfe unterteilt werden. Bei der erstgenannten
Art ist jede einer Vielzahl von Typen beweglich in jeder einer Vielzahl von Öffnungen enthalten, die in einem starren Gehäuse vorgesehen sind und auf die Rückseite
einer ausgewählten Type trifft ein Druckhammer jeweils zum Zeitpunkt des Drückens, wodurch ein Zeichen auf dem vor der Type vorgesehenen Papier abgedruckt
wird. Bei solchen Typen kann seitlich verschobenes Abdrucken sicher verhindert werden,
da jede Type unabhängig von der benachbarten Type zum Einsatz kommt. Jedoch sind viele Glcitteile vorhanden, die sich abnutzen körnen, so daß die Zuverlässigkeit
des gestoßenen Typenkopfs nieder ist. Weil darüber hinaus eine größere Anzahl von
Bauteilen verwendet wird, ist der Zusammenbau kompliziert, wodurch sich die Herstellungskosten
erhöhen. Bei den Druckscheiben, von denen die Erfindung ausgeht, sind eine Vielzahl die Typen tragender Finger vorgesehen, die alle die gleiche Länge haben
und sich radial erstrecken, sowie an einer Nabe befestigt und auf der drehbaren Welle
eines Steuermotors angeordnet sind. Jede Type ist einstückig am äußeren Endbereich
des Fingers vorgesehen. Bei dieser Art von Typenkopf wird gedruckt, indem man mit
einem Druckhammer auf die ausgewählte Type schlägt, so daß sich der Finger biegt.
Diese Druckscheiben haben eine einfachere Konstruktion und benötigen eine kleinere
Anzahl von Bauelementen als die Druckköpfe des erstgenannten Typs, so daß sie für
die Massenproduktion geeignet sind. Da die Typen jedoch in einer Ebene angeordnet
sind, erhöht sich das Rotations-Trägheitsmoment mit dem Quadrat der Anzahl der Typen.
Aus diesem Grund ist die Anzahl der Typen beschränkt. Zum Beispiel verwendet der
z. Zt. am meisten verwendete Drucker weniger als 96 Zeichen einschließlich des Alphabets. Wenn es jedoch notwendig ist, mindestens 128 Zeichen zu verwenden,
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z. B. japanische Zeichen, dann wird das Rotations-Trägheitsmoment sehr hoch, weshalb
man die Arbeitsgeschwindigkeit herabsetzen muß. Darüber hinaus muß man, wenn sich
die Anzahl der Typen erhöht, die Länge der Finger erhöhen, wodurch unerwünschte
Vibration (Resonanz) entsteht, wodurch die Druckqualität nachläßt. Wird der Typenkopf
aus Plastikmaterial hergestellt, dann ist es notwendig, mit größerer Anzahl von
Typen komplizierte und genaue metallene Gußformen herzustellen. Die metallenen
Gußformen haben eine relativ kurze Lebenszeit, so daß sie für Massenproduktion nicht
geeignet sind. Obwohl es zwar möglich ist, mehrere Typen an einem einzigen Finger
vorzusehen ohne die Länge des Fingers erhöhen zu müssen, so ergibt sich dann doch
hierbei das Problem des seitlichen Abdruck ens.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Druckscheibe anzugeben, mit der seitliches Abdrucken
vermieden wird, selbst wenn man eine große Anzahl von Typen vorseht ohne jedoch den
Vorteil hoher Druckqualität oufzugeben, den man bislang mit Druckscheiben erreichen
konnte. Weiterhin soll die Druckscheibe auch ein kleineres Rotaiionsdrehmoment haben
und lange Lebensdauer haben. Die Druckscheibe soll einfach in der Konstruktion und
für die Massenproduktion geeignet sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daR ein ringförmiger Kranz konzentrisch zu und um die Nabe herum angeordnet ist und mit der Nabe über eine Anzahl
radialer Speichen verbunden ist und daß die Finger am äußeren Rand des Kranzes befestigt
sind und sich radial erstrecken.
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ORIGINAL INSPECTED
27ϋ9"Ι:"Π
Π 717 ί
Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 Eine Axialansicht einer vorbekannten Druckscheibe (vom Gänseblümchentyp),
Fig. 2 eine axiale Ansicht einer Druckscheibe nach der Erfindung, Fig. 3 eine perspektifische Ansicht eines Teilbereichs einer motorgesteuerten Druckvorrichtung
mit einer erfindungsmäßigen Druckscheibe,
Fig. 4 eine vereinfachte Seitenansicht, die den Zusammenhang zwischen der erfindungsgemäßen
Druckscheibe, einem Hammer und einem Antriebsmotor zeigt und Fig. 5 ein Querschnitt, der die Abwandlung einer Speiche der Druckscheibe nach der
Erfindung zeigt.
Bei einer erfindungsgemäßen Druckscheibe 20 gemäß Fig. 2 nach der Erfindung ist eine
Nabe 23 mit einer Bohrung 22 vorgesehen, so daß man die Druckscheibe 20 auf einer
Welle montieren kann, die direkt oder über ein Reduziergetriebe mit der Welle eines
Antriebsmotors verbunden werden kann. Die Druckscheibe 20 umfaßt weiterhin einen
ringförmigen Rand 24, der konzentrisch mit der Nabe 23 ist und mit dieser über 4 radiale
Speichen 25 verbunden ist.
Die Druckscheibe nach der Erfindung kann aus Aluminium, Duraluminium, Titan oder
Plastik, oder aus Metall und Plastik hergestellt sein. Im letzteren Fall wird das Plastikmaterial
für den Rand 24, die Speichen 25 und die Nabe 23 verwendet und das Metall
wird dazu verwendet, die Finger 26 herzustellen. In diesem Fall werden die Finger 26
einstückig mit einem Verbindungsglied gemacht, das mit dem ringförmigen Rand 24 ver-
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'M
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bunden ist. Das Plastikmaterial, welches gemäß der Erfindung verwendet werden kann,
umfaßt PolyaccfH-Harz wie z. B. Acefal-Copolymer, ein Polyolefin wie z. B. Polypropylene,
ein Polyamid wie z. B. Nylon 66, ein Polyester wie z, B. Polyethylene-Terephthalate,
ein thermoplastisches Harz wie z. B. Polyimide, ein wäimohäi teiides
Harz wie z. B. Pheno-Harz und Expoxy-Harz und Mischungen hieraus mit Kohlefasern,
Glasfasern, Polyimidefasern und Pulvern aus Kohle und einem Polyimide-Harz.
Die beschriebene Konstruktion hat folgende Vorteile:
1. Während bei der bekannten Konstruktion nach Fig. 1 die die Typen tragenden Finger
sich in radialer Richtung vom Umfang der Nabe aus erstrecken, gehen bei der Erfindung
die Finger vom Umfang des ringförmigen Randes aus, der einen größeren Durchmesser als die Nabe hat, zu der er konzentrisch angeordnet ist. Man kann
damit irgendeinen Wert für die Umfangslänge des Rands wählen, welcher Weg langer
ist als derjenige bei der Nabe und man kann daher die Finger mit einem größeren Abstand als beim Stand der Technik anordnen, selbst dann, wenn die Anzahl der
Typen vergrößert wird. Aus diesem Grund ist es möglich zu verhindern, daß eine Type mit angeschlagen wird, die einer ausgewählten Type benachbart ist.
2, Die bekannte Druckschreibe nach Fig. 1 verwendet sich federnd biegende lange
Finger. Nach langzeitigem Gebrauch werden diese Finger aufgrund von Ermüdungserscheinungen
plastisch deformiert. Aus diesem Grund war es bislang unmöglich, den
Abstand zwischen dem Druckpapier und den Typen über ein bestimmtes Maß hinaus zu vergrößern. Da gemäß der Erfindung die Finger kurz sind und da es gemäß der
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Erfindung möglich ist, die Breite der Finger zu vergrößern ,wird es möglich, irgendeine
beliebige Biegesteifigkeit für die Verbindungsstellen zwischen den Finnern und
dem Rand zu wählen. Es ist auch möglich, den Abstand zwischen dai Typen und dem
als Aufzeichnungsträger dienenden Papier auf z. B. 2,5 mm zu vergrößern. Feiner ist
es weiterhin wegen der vergrößerten Biegesteifigkeit der Verbindungsstellen möglich,
unerwünschte Schwingungen der Finger zu vermeiden, was sowohl verwischtes Drucken
als auch seitliches Drucken verursacht.
3. Erfindungsgemäß kann jede beliebige Anzahl von Typen montiert werden, indem man
den Durchmesser des ringförmigen Randes verändert. Demgemäß ist es notwendig, nur
eine Type an einem Finger zu befestigen unabhängig von der vergrößerten Typenanzahl.
In anderen Worten: Es ist nicht notwendig zwei Typen an jedem Finger zu befestigen
und komplizierende Ubertragungsmechanismen zu verwenden.
4. Darüberhinaus ist es möglich, eine wesentlich kleinere Anzahl (z. B. 2 - 5) von Speichen
25 (z. B. 2 - 5) als Finger zu verwenden, wodurch das Trägheitsmoment erheblich verkleinert
wird,
5. Diese Konstruktion vereinfacht die Gestaltung im Raum um die Nabe herum. Weil
darüberhinaus der Abstand zwischen dem benachbarten Finger groß ist, kann die Konstruktion
und Ausarbeitung der Metallgußform einfacher und nicht so ausgearbeitet sein,
welche dazu verwendet wird, die Druckscheibe herzustellen. Damit verlängert sich die
Lebensdauer der Form und sie kann als Massenprodukt hergestellt werden.
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27G1M1M
Π 717 f
Wenn man die Vorteile der Druckscheibe nach dor Erfindung genauer analysiert, sieht
man, daß es viele Grenzen für praktisch ausgeführte Druckscheiben gibt. Nachfolgend
werden e'nige dieser Grenzen experimentell untersucht. Zuerst wurde die Grenze der
Dimension untersucht, bei welcher die Probleme des seitlichen Abdrucks, der seitlichen
Verschiebung der Typen und die Beanspruchung, verursacht durch das Zurückholen der
verschobenen Typen verhindert werden können. Dies wurde experimentell untersucht,
indem man die Länge der Finger und der Speichen verändert hat und mun hut das folgende Ergebnis erhalten, indem man eine dynamische experimentelle Vorrichtung unter
den folgenden Bedingungen verwendet hat:
Ws/Wp = 2-8
RH: Den Radius der Nabe Lp: Die Longe der Finger
L-: Die Länge der Speichen W : Die Breite der Finger
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W_: Die Breite der Speichen tp: Die Dicke der Finger
t_: Die Dicke der Speichen
Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt das seitliche Drucken und die Beanspruchung für
verschiedene Werte der oben beschriebenen Parameter:
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ω ■υ m ο
CO GO LO
| f Zah1 der Finger |
I | 132 | Radius der Finger |
Breite des Rands |
Radius der
Nabe |
Länge der
Finger |
Länge der
Speichen |
L5Ap | V1F | Ergebnis |
Beanspruch
ung |
|
i
! |
R- (mm) | WR (mm) | RH(mm) | L- (mm) | L- (mm) | 3,8 | NF (x 10"2) |
Seitliches |
0 % | ||
| N ρ |
30,6 | 1.3 | 5 | 5 | 19,1 | 1,1 | 4 | Δ | O | ||
| 1 | 30,6 | 2 | 8 | 10 | 10,6 | 0,6 | 1,1 | O | Δ | ||
| 30,6 | 1,5 | 5 | 15 | 9,1 | 6,1 | 0,6 | O | O I |
|||
| 42 | 1,5 | 5 | 5 | 30,5 | 1,8 | 4,6 | Δ | O | |||
| 42 | 2,5 | 12 | 10 | 17,5 | 0,5 | 1,3 | O | O | |||
| 42 | 2 | 10 | 20 | 10 | 0,4 | O |
Bemerkungen:
1 . ο ... gute Werte, Δ ... Grenzwert
2. Wenn die Beanspruchung, weiche beim Auslenken und Zurückgehen der Type entsteht, nicht die Er- H ^
müdungsbeanspruchung des Materials überschre'tet, dann ist das Ergebnis o, während das Ergebnis Δ -■
ist, wenn die Beansoruchung = der Ermüdungsbeanspruchung ist. —'
2 7 ΰ '-< I'.η
„7,7
Tabelle 1 zeigt das Verhältnis von L (Länge der Finger) zu L (Länge der Speichen) im
Bereich zwischen 0,5 und 6,1, während das Verhältnis L_/L /f\| sich im Bereich
-2
zwischen 0,4 und 4,6 mal 10 bewegt, wenn hinsichtlich des seitlichen Drückens und
der Beanspruchung beFriedigende Werte herauskommen sollen.
Die kleinste BegesteiFigkeit der Speichen wurde experimentell im Hinblick auF Schwingung
und Beanspruchung (wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind) bestimmt und es wurden die
Folgenden Ergebnisse bei einer dynamisch geprüFten Vorrichtung unter den Folgenden
Bedingungen erhalten. Die DeFinitionen der unterschiedlichen Ausdrücke sind wieder
gleich wie oben.
Bedingungen erhalten. Die DeFinitionen der unterschiedlichen Ausdrücke sind wieder
gleich wie oben.
Type: OCR, SchriFt B, Größe I - 10
WR/Wp=2,5
Druckgeschwindigkeit: 30-60 Zeichen/Sek.
JC>JD
wobei J_ das Trägheitsmoment der Druckscheibe nach der ErFindung
J-. das Trägheitsmoment der Druckscheibe gemäß dem Stand der Technik
N- die gesamte Speichenzahl ist.
Die Folgende Tabelle 2 zeigt das seitliche Drucken und die Beanspruchung Fur verschiedene
Werte der oben beschriebenen Parameter,
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2 7 Ü :' 1
>r
|
Anzahl der
Finger |
Anzahl der
Speichen |
Breite der
Speichen |
NpAJ5-W5- | VJD | Ergebnis | Beanspruch ung |
| NF | Ns | W (mm) | 6.0 | 0,88 | Schwingung | Λ |
| 96 | 2 | 8 | 5,3 | 0,90 | Δ | O |
| 132 | 9 | 2 | 5,3 | 0,88 | O | O |
| 12 | 1,5 | 6,0 | 0,76 | O | Δ | |
| 2 | 11 | 5,5 | 0,78 | O | ||
| 3 | 8 | 5,9 | 0,78 | O | O | |
| 9 | 2,5 | 5,5 | 0,78 | O | O | |
| 12 | 2 | O |
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2709
11717 W
Tabelle 2 zeigt, daß das Verhältnis N.-/N- · W$, d. h. das Verhältnis zwischen der
gesamten Anzahl der Finger und der gesamten Anzahf der Breite der Speichen kleiner
als 6 sein sollte. Obwohl die gesamte Anzahl der Finger eine beliebige Zahl sein kann,
wird - solange diese Bedingungen erfüllt werden - eine Zahl um 12 herum aus arbeitstechnischen Gesichtspunkten bevorzugt und die bevorzugte Anzahl der Speichen ist
2-12. Unter diesen Umständen ist das Trägheitsmoment der erfindungsgemäßen Druckscheibe kleiner als dasjenige gemäß dem Stand der Technik. Wenn die Anzahl der
Speichen innerhalb des oben angegebenen Bereichs ausgewählt wird, so ist es möglich,
Finger zur Montage und Demontage der Druckscheibe einzufügen.
128 Typen mit Abmessungen gemäß JIC C 6250 (OCR B-I) werden verwendet. Die Finger
sind aus Stahlblech hergestellt und haben eine durchschnittliche Dicke von 0,15 mm.
Der Rand 24, die Speichen 25 und die Nabe 23 sind aus Folien aus synthetischem Harz
hergestellt und ' Sen eine mittlere Dicke von 0,2 mm. Die Anzahl der Speichen ist 4.
Der Abstand zwischen der Mitte der Nabe 23 und dem äußeren Umfang des Rands 24 beträgt 32 mm, der Abstand zwischen der Mitte der Nabe und dem äußeren Ende der Type
beträgt 45 mm, das gesamte Gewicht beträgt 3 Gramm. Das Trägheitsmoment ist 30 g/cm .
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AS
ve-
2 Dicke von etwa 0,55 mm hat. Das Rotations-Trägheitsmoment liegt bei etwa 25 g/cm
und ist damit niedriger als beim Beispiel 1. Auch hier tritt kein seitliches Verdrucken
auf.
Die Druckscheiben nach den Beispielen 1 und 2 wurden in einen üblichen Drucker ein
gebaut und es wurden dadurch höhere Druckgeschwindigkeiten von etwa 30 Zeichen/Sek.
in jedem Fall möglich. Wenn man den ganzen Bereich der bekannten Druckscheibe nach
2 Fig. 1 aus Kunstharz macht, dann ist das Trägheitsmoment etwa 50 g/cm , was bedeutet,
daß man nach der Erfindung das Trägheitsmoment sprunghaft um etwa Einhalb bis zwei
Drittel des Stands der Technik herabsetzen kann.
Fig. 3 und 4 zeigen ein Beispiel eines motorgesteuerten Mechanismus eines Druckers, der
mit einer Druckscheibe 20 nach der Erfindung ausgerüstet ist. Wie gezeigt, ist die Druck
scheibe 20 mittels eines Befestigungsbolzens 32 an einer Welle 31 eines gesteuerten
Motors 30 befestigt, der z. B. ein Servo-Motor oder ein Impuls-Motor sein kann. Die
Druckscheibe ist so montiert, daß ihre Typen 22 gegenüber einer Druckwalze 35 liegen,
um die herum Aufzeichnungspapier 34 geführt ist. Ein Druckhammer 36 ist auf dem Gehäuse des Motors 30 so montiert, daß er leicht zur Achse der Welle 31 geneigt ist. Wenn
der Motor 30 sich dreht und damit die Druckscheibe 20 dreht, wird der Druckhammer 36
ausgelöst, sobald die gewünschte Type in Druckstellung ist und man die ausgewählte
Type unter Zwischenschaltung eines Farbbandes 37 gegen das Aufzeichnungspapier 34
schlagen kann. Der Motor 30 läuft auf einem Schlitten 39 und kann auf FUhrungsstangen
38 bewegt werden, so daß die Druckscheibe 20 quer zum Aufzeichnungspapier 34 bewegt werden kann. Der Schlitten 39 seinerseits wird von einem Motor 41 über ein end-
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7,7 *
loses Band 40 und Riemenscheiben 44 bewegt. Die Druckmaschine ist auf einer Basis
42 befestigt und die Führungsstangen 38 weiden von einem Tragrahmen 43 getragen.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine modifizierte Speiche 25, die gekrümmten
Verlauf hat. Hierdurch wird die Stärke einer Speiche 25 verbessert, da das sekundäre
Querschnittsmoment vergrößert wird.
Es ist außerdem möglich, den ringförmigen Rand 24 zu biegen. Ferner ist es möglich,
sowohl den Speichen als auch dem Rand einen gebogenen Querschnitt zu geben.
Man kann die Speichen auch aus einem Winkelstück machen. Die angegebenen Abmessungen
sind nur erläuternder Natur und man kann auch andere geeignete Dimensionierungen
wählen.
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Claims (8)
1. Druckscheibe, bei der eine Vielzahl von Fingern sich von einer Nabe aus
in radialer Richtung erstrecken, welche Finger Drucktypen tragen, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Kranz (24) konzentrisch zu und um
die Nabe (23) herum angeordnet ist und mit der Nabe (23) über eine Anzahl radialer Speichen (25) verbunden ist und daß die Finger (26) am äußeren
Rand des Kranzes (24) befestigt sind und sich radial erstrecken.
2. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Metall
hergestellt ist.
3. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (24)
und die Speichen (25) einstückig aus Plastikmaterial sind und daß die Finger (26) und die Drucktypen (27) aus Metall sind.
4. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einstückig
aus Plastikmaterial hergestellt ist.
5. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl
der Speichen (25) zwischen 2 und 12 liegt'.
6. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß L-/L../N_ =
0,4 - 4,6 · 10 ist, wobei L. die Länge der Speichen bedeutet, L_ die
Länge der Finger bedeutet und N- die Anzahl der Finger bedeutet.
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ORIGINAL INSPECTED
27 0 (i 1 «j 1
11717 ys
7. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen
(25) sicken-förmigen Querschnitt haben.
8. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kranz (24)
sicken-förmigen Querschnitt hat.
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Owner name: NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE CORP., TOKIO/TOKYO, |
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