DE2709191B2

DE2709191B2 - Druckscheibe

Info

Publication number: DE2709191B2
Application number: DE2709191A
Authority: DE
Inventors: Yuji Kodaira Tokio Hiraoka; Yodo Tokorozawa Saitama Kageyama
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1976-03-08
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1978-12-07
Also published as: GB1530536A; FR2343601B1; FR2343601A1; DE2709191C3; US4127336A; DE2709191A1; JPS5927716B2; IT1077678B; JPS52108209A

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckscheibe mit einer Vielzahl von sich in radialer Richtung von einer Nabe aus erstreckenden elastischbiegsamen Druckfingern, welche an ihren Enden Drucktypen tragen, wobei die Finger im Umfangsrandteil der Druckscheibe angeordnet sind.

Eine solche Druckscheibe ist durch die DE-OS 19 05 226 bekanntgeworden. Diese Druckscheibe hat jedoch ein relativ hohes Rotationsdrehmoment. Hierbei ist zu bedenken, daß sich das Rotations-Trägheitsmoment mit dem Quadrat der Anzahl der Typen erhöht, da die Typen in einer Ebene angeordnet sind. Für ein bestimmtes zulässiges Rotationsdrehmoment ist daher die Anzahl der Typen beschränkt Deshalb verwendet der zur Zeit am meisten verwendete Drucker weniger als 96 Zeichen einschließlich des Alphabets. Wenn es jedoch notwendig ist, mindestens 128 Zeichen zu verwenden, 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 gegenüber Metall leichterem Plastikmaterial hergestellt, dann ist es notwendig, mit der wachsenden Anzahl von Typen komplizierte und genaue metallene Gußformen herzustellen. Die metallenen Gußformen haben jedoch eine relativ hohe Standzeit, so daß sie für die Massenproduktion nicht geeignet sind. Es ist zwar möglich, mehrere Typen an einem einzigen Druckfinger vorzusehen, ohne die Länge des Fingers erhöhen zu müssen. Es ergibt sich dann jedoch das Problem des seitlich versetzten Abdrucks.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Druckscheibe dahingehend zu verbessern, daß sie ein kleineres Rotationsdrehmoment aufweist und infolgedessen leichter steuerbar ist

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Druckscheibe in dem zwischen dem Umfangsrandteil und der Nabe sich erstreckenden Bereich als Kreisring ausgebildet ist, der über eine Anzahl radialer Speichen mit der Nabe verbunden ist

Durch die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 erhält

man bei gleichem Rotationsdrehmoment eine höhere Biegesteifigkeit für die Speichen bzw. den Kreisring.

Eine solche Druckscheibe kann eine Speichenanzahl von zwei bis zwölf haben.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Axialansicht einer vorbekannten Druckscheibe (vom Gänseblümchentyp),

F i g. 2 eine axiale Ansicht einer Druckscheibe nach der Erfindung,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht eines Teilbereichs einer motorgesteuerten Druckvorrichtung mit einer erfindungsgemäßen 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 F i g. 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 R^nd 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 verbunden ist. Das Plastikmaterial umfaßt Polyacetal-Harz wie z. B. Acetal-Copoiymer, 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. Polyamide, ein wärmehärtendes 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 F i g. 1 die die Typen tragenden Finger sich in radialer Richtung vom Umfang der Nabe aus erstrecken, gehen bei der Druckscheibe nach 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 länger 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 Druckscheibe nach F i g. 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 bei der Druckscheibe gemäß der Erfindung die Finger kurz sind und di. es möglich ist, die Breite der Finger zu vergrößern, wird es möglich, irgendeine beliebige Biegesteifigkeit für die Verbindungsstellen zwischen den Fingern und dem Rand zu wählen. Es ist auch möglich, den Abstand zwischen den Typen und dem als Aufzeichnungsträger dienenden Papier auf z. B. 24 mm zu vergrößern. Ferner 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. Bei einer Druckscheibe gemäß der Erfindung 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 Darin bedeuten: jedem Finger zu befestigen und komplizierende 25
Übertragungsmechanismen zu verwenden. Nf:

4. Darüber hinaus ist es möglich, eine wesentlich R_s: kleinere Anzahl (z. B. 2-5) von Speichen 25 (z. B. W_R: 2 — 5) als Finger zu verwenden, wodurch das Rh: Trägheitsmoment erheblich verkleinert wird. 30 Lp.

5. Diese Konstruktion vereinfacht die Gestaltung im Ls. Raum um die Nabe herum. Weil darüber hinaus der Wr. Abstand zwischen dem benachbarten Finger groß Ws. ist, kann die Konstruktion und Ausarbeitung der tr-Metallgußform einfacher und nicht so ausgearbei- 35 is: tet sein, welche dazu verwendet wird, die Druckscheibe herzustellen. Damit verlängert sich die Lebensdauer der Form, und sie kann als Massenprodukt hergestellt werden.

Wenn man die Vorteile der Druckscheibe nach der Erfindung genauer analysiert, sieht man, daß es viele Grenzen für praktisch ausgeführte Druckscheiben gibt Nachfolgend werden einige 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 man hat das folgende Ergebnis erhallen, indem man eine dynamische experimentelle Vorrichtung unter den folgenden Bedingungen verwendet hat:

Type: OCR, Schrift B, Größe I
W_F/t_F= 2

die gesamte Anzahl der Finger

den Radius der Finger (= Lf+ Wr + Ls+ Rh)

die Breite des ringförmigen Rands

den Radius der Nabe

die Länge der Finger

die Länge der Speichen

die Breite der Finger

die Breite der Speichen

die Dicke der Finger

die Dicke der Speichen

Die nachfolgende Tabelle 1 zeigt das seitliche Drucken und die Beanspruchung für verschiedene Werte der oben beschriebenen Parameter:

Tabelle 1

Zahl der	Radius der	Breite des	Radius der	Länge der	Länge der	Ls/Lf	Ls/Lf	Ergebnis	Bean
Finger	Ringer	Rands	Nabe	Finger	Speichen				spru
N_F	Rs	IV«	Rh	Lf	Ls		Nf	seitliches	chung
								Drücken	O
	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)		(xiO-²)		O
96	30,6	1,5	5	5	19,1	3,8	4	Δ	Δ
	30,6	2	8	10	10,6	1,1	1,1	O	O
	30,6	1,5	5	15	9,1	0,6	0,6	O	O
132	42	1.5	5	5	30,5	6,1	4,6	Δ	O
	42	2,5	12	10	17,5	1,8	1,3	O
	42	2	10	20	10	0,5	0,4	O

Bemerkungen:

1. O---gute Werte, Δ...Grenzwert

2. Wenn die Beanspruchung, welche beim Auslenken und Zurückgehen der Type entsteht, nicht die Ermüdungsbeanspruchung des Materials überschreitet, dann ist das Ergebnis O· während das Ergebnis Δ ist, wenn die Beanspruchung =der Ermüdungsbeanspruchung ist

Tabelle 1 zeigt das Verhältnis von Lf (Länge der Finger) zu Ls (Länge der Speichen) im Bereich zwischen 0,5 und 6,1, während das Verhältnis Ls/Lf/Nf sich im Bereich zwischen 0,4 und 4,6 mal 10~² bewegt, wenn hinsichtlich des seitlichen Drückens und der Beanspruchung befriedigende Werte herauskommen sollen.
Die kleinste Biegesteifigkeit 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.

Type: OCR, Schrift B, Größe I

Z-FZWf=IO
= 2,5

Druckgeschwindigkeit: 30 - 600 Zeichen/Sek.
JoJd

wobei

Jc das Trägheitsmoment der Druckscheibe nach de Erfindung
Jd das Trägheitsmoment der Druckscheibe gemäl

dem Stand der Technik
Ns die gesamte Speichenzahl ist.

Die folgende Tabelle 2 zeigt das seitliche Druckei ίο und die Beanspruchung für verschiedene Werte de oben beschriebenen Parameter.

Tabelle 2	Anzahl der	Breite der	Nf/Ns ■ Ws	Jc/Jd	Ergebnis	Bean
Anzahl der	Speichen	Speichen				spru chung
Finger					Schwingung	Δ
	Ns	W (mm)				O
Nf	2	8	6,0	0,88	Δ	O
96	9	2	5,3	0,90	O	Δ
	12	1,5	5,3	0,88	O	O
	2	11	6,0	0,76	Δ	O
132	3	8	5,5	0,78	O	O
	9	2,5	5,9	0,78	O
	12	2	5,5	0,78	O

Bemerkung: Q... gute Werte, Δ · · · Grenzwert.

Tabelle 2 zeigt, daß das Verhältnis Nf/Ns ■ Ws, d. h. das Verhältnis zwischen der gesamten Anzahl der Finger und der gesamten Anzahl der Breite der J5 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.

Typische Beispiele der Druckscheibe 20 gemäß der Erfindung sind folgende:

Beispiel
Abmessungen

50

128 Typen mit Abmessungen gemäß JIC C 6250 (OCRB-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 haben 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/cm². Es tritt kein seitliches Verdrucken auf.

Beispiel 2

Die gleichen Daten wie im Beispiel 1 werden verwendet mit der Ausnahme, daß die Druckscheibe 20 als ganzes aus einer Folie synthetischen Harzes

65 hergestellt ist und eine Dicke von etwa 0,55 mm hat. Da; Rotations-Trägheitsmoment liegt bei etwa 25 g/cm² unc ist damit niedriger als beim Beispiel 1. Auch hier trit kein seilliches Verdrucken auf.

Die Druckscheiben nach den Beispielen 1 und 2 wurden in einen üblichen Drucker eingebaut, und e! wurden dadurch höhere Druckgeschwindigkeiten vor etwa 30 Zeichen/Sek. in jedem Fall möglich. Wenn mar den ganzen Bereich der bekannten Druckscheibe nach F i g. 1 aus Kunstharz macht, dann ist das Trägheitsmoment etwa 50 g/cm², was bedeutet, daß man da! Trägheitsmoment sprunghaft um etwa einhalb bis zwe Drittel des Stands der Technik herabsetzen kann.

F i g. 3 und 4 zeigen ein Beispiel eines motorgesteuerten Mechanismus eines Druckers, der mit einei Druckscheibe 20 nach der Erfindung ausgerüstet ist Wie gezeigt, ist die Druckscheibe 20 mittels eine: Befestigungsbolzens 32 an einer Welle 31 eines gesteuerten Motors 30 befestigt, der z. B. ein Servo-Mo tor oder in Impuls-Motor sein kann. Die Druckscheibe ist so montiert, daß ihre Typen 22 gegenüber einei Druckwalze 35 liegen, um die herum Aufzeichnungspa pier 34 geführt ist Ein Druckhammer 36 ist auf derr Gehäuse des Motors 30 so montiert, daß er leicht zui Achse der Welle 31 geneigt ist Wenn der Motor 30 sich dreht und damit die Druckscheibe 20 dreht, wird dei 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 Motoi 30 läuft -auf einem Schlitten 39 und kann aul Führungsstangen 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 endloses Band 40 und Riemenscheiben 44 bewegt Die Druckmaschine ist aul

einer Basis 42 befestigt, und die Führungsstangen 38 werden von einem Tragrahmen 43 getragen.

F i g. 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.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckscheibe mit einer Vielzahl von sich in radialer Richtung von einer Nabe aus erstreckenden ' elastischbiegsamen Druckfingern, welche an ihren Enden Drucktypen tragen, wobei die Finger im Umfangsrandteil der Druckscheibe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckscheibe in dem zwischen dem Umfangsrandteil und der Nabe (23) sich erstreckenden Bereich als Kreisring (24) ausgebildet ist, der über eine Anzahl radialer Speichen (25) mit der Nabe (23) verbunden ist

2. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (25) sickenförmigen Querschnitt haben.

3. Druckscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreisring (24) sickenförmigen Querschnitt hat