DE2709191C3

DE2709191C3 - Druckscheibe

Info

Publication number: DE2709191C3
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: 1979-08-23
Also published as: JPS5927716B2; JPS52108209A; DE2709191B2; DE2709191A1; FR2343601A1; FR2343601B1; IT1077678B; GB1530536A; US4127336A

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckscheibe mit einer r, 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. «ι

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 π 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 4"> 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 ίο 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 v> 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 hii Rotationsdrehmoment aufweist und infolgedessen leichter steuerbar ist.

!'.1 Imdiiin^gcnial.) wird diese Aufgabe dadurch gelöst, tial.t die Di ικ k scheibe in dein zwischen dem IJmfangsi-aiidicil und der Nahe sieh erstreckenden Bereich als ir> K CiSi πι;; .iiisgebildet ist. der übet eine Anzahl radialer Ί| ¹Ii'ben mil der Nabe verbunden ist.

I'mcIi du 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 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, Duraiuminium, 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-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. 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 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 Druckscheibe nach 1^: i g. I 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 da 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. 2,5 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 jedem Finger zu befestigen und komplizierende Übertragungsmechanismen zu verwenden.

4. Darüber hinaus 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 darüber hinaus 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.

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 erhalten, indem man eine dynamische experimentelle Vorrichtung unter den folgenden Bedingungen verwendet hat:

Type: OCR, Schrift B, Größe I

W_F/tF= 2 t_F= tR= ts

mm)

Darin bedeuten:

Nf: die gesamte Anzahl der Finger

Rs: den Radius der Finger ( = Lf+ Wr + Ls+ Rn)

Wr: die Breite des ringförmigen Rands

Rh: den Radius der Nabe

Lf: die Länge der Finger

Ls: die Länge der Speichen

IV;: die Breite der Finger

Ws: die Breite der Speichen

ti- die Dicke der Finger

ts". die Dicke der Speichen

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

Tabelle 1	Radius der	Breite des	Radius der	Länge der	Länge der	Ls/L,	Ls/L,	Ergebnis	Bean
Zahl der	Ringer	Rands	Nabe	Finger	Speichen				spru
Finger	Rs	w«	*RlI*	Li	Ls		Nf	seitliches	chung
Nf								Drücken	O
	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)	(mm)		(x 10-^J)		O
	30,6	1,5	5	5	19,1	3,8	4	Δ	Δ
96	30,6	2	8	10	10,6	1.1	1,1	C	O
	30,6	1,5	5	15	9,1	0,6	0,6	O	Γ)
	42	1,5	5	5	30,5	6,1	4,6	Δ	,'Λ
132	42	2,5	12	10	17,5	1,8	1.3	ο
	42	2	10	20	10	0,5	0.4	ο

Bemerkungen:

1. Q ...gute Werte, Δ-■■ Grenzwert.

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

I'abelle I zeigt das Verhältnis von /./ (Lunge der linger) zu /.._s-( Länge der Speichen) im Bereich zwischen 0,5 und b,l, während das Verhältnis Ls/Lf/Nf sich im Bereich zwischen 0,4 und 4,r· mal 10 ' bewegt, wenn hinsichtlich des seitlichen Drückens und der Beanspruchung befriedigende Werte herauskommen seilen.

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 [Tjrolinisse bei einer

27

09

Breite der

III

19

\

6

wobei

cias Trägheitsmoment der

Druckscheibe

nach rit,

u beschriebenen Parameter.

Ergebnis

Bean

5

Speichen

Erfindung
das Trägheitsmoment der Druckscheibe gemäß

spru

dynamisch geprüften Vorrichtung unter den folgenden

λ

dem Stand der Technik

Vs Md

Schwingung

chung

Bedingungen erhalten. Die Definitionen der unter

//.

Δ

schiedlichen Ausdrücke sind wieder gleich wie oben.

»V (mm)

die gesamte Speichenzahl ist.

O

Type: OCR, Schrift B Grolle 1

8

/Vs

Δ

O

/ _r/W_r= 10

2

O

Δ

«VW,-2.5

1.5

Die folgende Tabelle 2 zeigt das seitliche Drucken
und die Beanspruchung für verschiedene Werte der

0,88

O

11

obc

0,90

Δ

O

8

0,88

O

2,5

N₁SNs ■ V

0,76

O

ti = i/?=/.s( = 0,5 mm)
Druckgeschwindigkeit: 30-600 Zeichen/Sek.

2

0,78

ü

JoId

.. .Grenzwert.

0,78

Tabelle 2

0,78

Anzahl der Anzahl der

Finger Speichen

6.0

5.3

Nr Ns

6,0

96 2

5,5

9

5,9

12

5,5

132 2

3

9

12

Bemerkune: O... eute Werte. Λ

Tabelle 2 zeigt, daß das Verhältnis Nr/Ns ■ H^/s. d. h. das Verhältnis zwischen der gesamten Anzahl der Finger und der gesamten Anzahl der Breite der r> 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 -χι 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 i; Montage und Demontage der Druckscheibe einzufügen.

Typische Beispiele der Druckscheibe 20 gemäß der Erfindung sind folgende:

B e i s ρ i e 1 1

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 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 t>o 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 hergestellt ist und eine Dicke von etwa 0,55 mm hat. Das Rotations-Trägheitsmoment liegt bei etwa 25 g/cm² 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 eingebaut, und es .vurden dadurch höhere Druckgeschwindigkeiten von etwa 5o Zeichen/Sek. in jedem Fall möglich. Wenn man 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 das Trägheitsmoment sprunghaft um etwa einhalb bis zwei Drittel des Stands der Technik herabsetzen kann.

F i g. 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 Druckscheibe 20 mittels eines Befestigungsbolzens 32 an einer Welle 31 eines gesteuerten Motors 30 befestigt, der z. B. ein Servo-Motor oder in 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, daB 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 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 auf

7 8

Ii eine"· Basis 42 befestigt, und die Füiirungssiangen 38 ?u biegen. Ferner ist es möglich, sowohl den Speichen

werden von einem Tragrahmen 43 getragen. als auch dem Rand einen gebogenen Querschnitt zu

F i g. 5 zeigt einen Quer**;',!:''! durch eine modifizierte geben.

Speiche 25, die gekrümmten Verlauf hat. Hierdurch wird Man kann die Speichen auch aus einem Winkelstück

die Stärke einer Speiche 25 vei Dessert, da das sekundäre -, machen. Die angegebenen Abmessungen sind nur

Querschnittsmoment vergrößert λ :> u erläuternder Natur und man kann auch andere

Us, ist außerdem möglich, den ringförmigen Rand 24 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 1« 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 r, gekennzeichnet, daß die Speichen (25) sickenförmigen Querschnitt haben.

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