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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Druckerbalken und insbesondere
auf einen Strukturbalken zum Tragen eines Gleitstabes, an dem ein
Druckkopfwagen gleitet.
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Es
ist eine bekannte Notwendigkeit bei Druckern, dass dieselben den
Abstand zwischen dem Druckkopf und dem Druckmedium, die so genannte „Stift-Zu-Papier"-Beabstandung, konstant
halten können.
Wenn dieser Abstand variiert, werden die Punkte nicht exakt gedruckt
und die Druckqualität verschlechtert
sich. Um diese Aufgabe zu lösen,
ist es wesentlich, den Gleitstab oder die -stäbe so gerade wie möglich zu
halten.
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Ein
früherer
Vorschlag, dieses Problem zu lösen,
besteht darin, einen Balken aus extrudiertem Aluminium zu verwenden
und V-förmige
Rillen entlang seiner Länge
exakt zu fertigen, um zwei Gleitstäbe zu tragen. Ein derartiger
Balken ist in der ebenfalls anhängigen
Europäischen
Patentanmeldung 99301172.5 offenbart. Derartige Balken sind jedoch relativ
teuer herzustellen und die Fertigungsoperation ist zeitaufwändig. Die
Gleitstäbe
sind normalerweise aus Stahl hergestellt, und somit können auch Probleme
bezüglich
einer unterschiedlichen thermischen Ausdehnung auftreten.
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Ein
weiterer früherer
Vorschlag, wie er zum Beispiel in der
US
5,195,836 offenbart ist, besteht darin, die Gleitstäbe mittels
einer Mehrzahl einzeln einstellbarer Brücken an dem Balken zu befestigen. Auch
derartige Anordnungsverfahren sind teuer und zeitaufwändig.
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Die
vorliegende Erfindung ist bemüht,
eines oder mehr der obigen Probleme zu überwinden oder zu verringern.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Herstellen eines Druckkopievorrichtungs trägers geschaffen, das die Schritte
eines Befestigens einer Mehrzahl von Trägerelementen in beabstandeten
Intervallen in einer im Wesentlichen geraden Linie an einem Balkenbauglied,
eines Fertigens genau ausgerichteter Flächen bei Abschnitten der Trägerelemente,
die von dem Balkenbauglied beabstandet sind, und eines Befestigens
und Sicherns eines Gleitstabes an den Flächen aufweist. Das US-Patentdokument
zeigt kein Fertigen der Trägerelemente,
nachdem dieselben gebrannt wurden.
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Jedes
Trägerelement
kann eine im Allgemeinen V-förmige
Rille aufweisen, die darin präzise
gefertigt ist. Bei einer Modifizierung weist jedes Trägerelement
eine einzige präzise
gefertigte Fläche
auf.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Trägerbauglied
für einen Druckkopievorrichtungswagen
geschaffen, das ein Balkenbauglied, zumindest einen Gleitstab und
eine Einrichtung zum Sichern des Stabes an dem Balkenbauglied aufweist,
wobei die Sicherungseinrichtung eine Mehrzahl von getrennten Schaftelementen
aufweist, von denen jedes ein erstes und ein zweites gegenüberliegendes
Ende aufweist, wobei die Schaftelemente durch ihre ersten Enden
in beabstandeten Intervallen in einer im Wesentlichen geraden Linie
an dem Balkenbauglied befestigt sind, wobei die Schaftelemente an
ihren zweiten Enden, die von dem Balkenbauglied beabstandet sind,
miteinander genau ausgerichtete Flächen aufweisen. Das US-Patentdokument
zeigt keine Schaftelemente.
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Ein
Vorteil des obigen Trägerbauglieds
besteht darin, dass Abweichungen in der Geradheit des Balkenbauglieds
nicht die Geradheit des Gleitstabes beeinträchtigen.
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Bei
bevorzugten Ausführungsbeispielen
sind der Gleitstab und das Balkenbauglied aus dem gleichen Material.
Dies vermeidet jegliche Verschlechterung der Druckqualität, die durch
eine unterschiedliche thermische Ausdehnung herbeige führt wird.
Bei dem Material handelt es sich bevorzugt um Stahl, der relativ
kostengünstig
ist.
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Bevorzugt
sind die Trägerelemente
aus einem anderen Material als das Balkenbauglied hergestellt. Da
eine relativ kleine Materialmenge für die Trägerelemente benötigt wird,
kann ein teureres Material verwendet werden. Es kann auch ein Material ausgewählt werden,
das aufgrund seiner Eignung, bearbeitet zu werden, gewählt wird.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen
sind die Trägerelemente
aus Messing hergestellt.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird nun nur als ein Beispiel mit Bezugnahme
auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Endansicht eines Druckerwagenträgers
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Vorderansicht des Trägers
von 1 in der Richtung des Pfeils A;
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3 eine
Unteransicht des Trägers
von 1 in der Richtung des Pfeils B;
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4 bis 6 Ansichten
eines Teils des Trägers
von 1 bei aufeinander folgenden Stufen der Anbringung
eines Trägerelements
an die Vorderseite des Trägers;
und
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7 einen
Axialschnitt eines Schneidewerkzeugs, das verwendet wird, um das
Trägerelement
zu fertigen, wie es in 6 gezeigt ist.
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Mit
Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen die 1 bis 3 einen
Druckerwagenträger 10,
der einen Blechbalken 11 aufweist, der eine Vorder-, Unter-,
Rück- und
Oberwand 12–15 aufweist. Die
Rückwand 14 ist
an dem oberen Ende erweitert, um einen horizontalen Flansch 16 zu
definieren. Die Unterwand 13 weist eine Mehrzahl von beabstandeten Öffnungen 18 darin
auf, die benachbart zu, aber leicht beabstandet von ihrer Verbindung
mit der Vorderwand 12 sind. Die Vorderwand 12 weist
eine Mehrzahl von Öffnungen 19 darin
in einer im Wesentlichen geraden Linie, benachbart zu, aber leicht
beabstandet von ihrer Verbindung mit der Unterwand auf. Die Positionen
der Öffnungen 19 sind
mit den Öffnungen 18 in
der Unterwand ausgerichtet.
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Es
wird nun ein Verfahren zum Befestigen eines Abstandhalters oder
Trägerelements 20 an
der Vorderwand in einer Öffnung 19 beschrieben.
In seiner Anfangskonfiguration, die in 4 gezeigt
ist, weist das Element 20 einen im Allgemeinen zylindrischen
Kopfabschnitt 21 mit einem schmäleren Schaftabschnitt 22 an
einem Ende auf. Beide Abschnitte 21, 22 weisen
eine Mittelbohrung 24 auf, die sich durch dieselben erstreckt.
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Der
Schaftabschnitt 22 wird von der Außenseite des Balkens in die Öffnung 19 eingeführt, und das
Ende desselben wird dann durch eine Zusammenpressoperation in der
Weise einer Niete verformt, um dasselbe fest an der Balkenwand 12 zu
befestigen. Um dies zu erreichen, werden die Backen eines geeigneten
Werkzeugs (nicht gezeigt) an die Endoberflächen 26, 28 des
Elements 20 angelegt, wobei eine Pressbacke durch die jeweilige Öffnung 18 eingeführt wird,
um Zugang zu der Oberfläche 26 zu
erhalten. Ein geringeres Verkratzen oder eine andere Beschädigung der
Oberfläche 28 ist
bei dieser Stufe unwesentlich.
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Jeweilige
Elemente 20 werden in jeder der Öffnungen 19, normalerweise
zehn Öffnungen
entlang der Länge
des Balkens, befestigt. Dieselben erstrecken sich in einer im Wesentlichen
geraden Linie, obwohl es geringere Fehlausrichtungen aufgrund von
Unvollkommenheiten bei der Geradheit des Balkens 11 geben
kann. Bei einer geeignet angepassten Nietma schine werden alle zehn
Nietoperationen gleichzeitig durchgeführt.
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Es
wird nun ein Verfahren zum Fertigen von genau ausgerichteten Rillen 30 in
den Elementen 20 beschrieben. Der Balken 11 wird
in einer Einspannvorrichtung einer CNC-Fräsmaschine gehalten, wobei die
Endoberfläche 28 von
zylindrischen Abschnitten entlang der Bewegungslinie des Schneidewerkzeugs 40,
das in 7 gezeigt ist, angeordnet ist. Das Schneidewerkzeug
weist einen spitzen Schneidekopf 41 auf, der sich genau
entlang einer geraden Linie bewegt, um bei einem einzigen Überqueren
des Balkens 11 eine V-förmige
Rille 30 in jedes Element 20 zu schneiden. Jede
Rille weist gegenüberliegende geneigte
Flächen 31, 32 auf.
Selbst wenn ein Element 20 leicht fehlausgerichtet mit
den anderen Elementen 20 ist, ist es seine Rille 30 nicht.
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Ein
Stahlstab 35 wird dann an den Elementen 20 mittels
Schrauben 36 angebracht, die durch Bohrungen 24 hindurch
und in den Stab 35 hinein gehen. Der Stab 35 weist
einen kreisförmigen
Querschnitt auf, der exakt positioniert ist, indem derselbe einen
Linienkontakt mit jeder Fläche
der Rille 30 aufweist.
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Wenn
der Träger 10 in
einem Drucker eingebaut ist, wird ein Druckerwagen an dem Balken 11 befestigt,
wobei zwei Führungsbuchsen
an dem Stab 35 gleiten und eine Führungsbuchse, entlang dem Flansch 16 gleitet.
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Ein
Vorteil der oben beschriebenen Anordnung zum Tragen des Gleitstabes 35 besteht
darin, dass der Balken 11 relativ leicht und kostengünstig hergestellt
werden kann. Die Genauigkeit der Rillen 30 wird durch die
Verwendung einer extrem präzisen CNC-Fräsmaschine
geliefert, die die Rillen in einer einzigen raschen Operation herstellt,
so dass aufeinander folgende Träger 10 in
einer raschen Folge bearbeitet werden können. Die Rillen 30 erlauben
eine exakte Positionierung des Gleitstabs 35, was vorteilhaft
ist, da der Druckkopf (nicht gezeigt) angeordnet ist, um relativ
nahe an dem Stab positioniert zu sein. Die Präzision der anderen Gleitoberfläche des
Flansches 16 ist nicht so wichtig-, da sich dieselbe relativ weit
entfernt von dem Druckkopf befindet, so dass jegliche Bewegungen,
die durch Unvollkommenheiten bei dem Flansch 16 verursacht
werden und dazu tendieren, zu bewirken, dass sich der Druckerwagen um
den Stab 35 dreht, eine minimale Wirkung aufweisen. Zum
Beispiel wurde selbst für
Balken 11 mit einer Länge
von 1.100 mm eine Toleranz von 0,1 mm für die Geradheit des Stabes 35 erhalten.
Dies ist der Toleranz von 0,28 mm gegenüberzustellen, die an dem Flansch 16 erforderlich
ist.
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Der
Vorteil, ein Nietverfahren zum Anbringen der Abstandhalterelemente 20 an
dem Balken 11 zu verwenden, besteht darin, dass dasselbe
ein schnelles und kostengünstiges
Anbringungsverfahren darstellt. Das Nieten ermöglicht auch, dass unterschiedliche
Materialien für
den Balken 11 und die Elemente 20 verwendet werden.
Normalerweise wird Stahl als das Material für den Balken 11 verwendet,
da derselbe relativ kostengünstig
ist, und Messing für
die Abstandhalterelemente 20, da Messing leicht zu bearbeiten
ist, besonders wenn dasselbe einen zylindrischen Querschnitt aufweist.
Die Verwendung von Stahl sowohl für den Balken 11 als
auch den Stab 35 vermeidet jegliche nachteilige Wirkungen,
die durch unterschiedliche thermische Bewegungen verursacht werden.
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Obwohl
die Abstandhalterelemente 20 einen hohen Grad an Exaktheit
ermöglichen,
sind sie relativ kostengünstig
herzustellen. Da normalerweise nur zehn diskrete Abschnitte gefertigt
werden müssen, nimmt
die Fertigungsoperation etwa ein Fünftel der Zeit eines Fertigens
einer durchgehenden Rille entlang der gesamten Länge des Balkens wie bei einigen
Anordnungen gemäß dem Stand
der Technik in Anspruch. Die Verwendung von diskreten Abschnitten
erleichtert auch die Geradheit.
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Verschiedene
Modifizierungen können
an der oben beschriebenen Anordnung vorgenommen werden. Zum Beispiel
können
verschiedene Verfahren verwendet werden, um die Abstandhalterelemente 20 an
dem Balken 11 anzubringen, wie zum Beispiel Löten oder
Schweißen.
Die Elemente 20 können
aus anderen bearbeitbaren Metallen, wie zum Beispiel Aluminium oder
Kupfer, oder aus Kunststoffmaterialien bestehen, wobei in diesem
Fall der Schaftabschnitt 22 in geeigneten Fällen thermisch verformt
werden kann. Metallelemente 20 werden jedoch bevorzugt,
da dieselben stabiler sind. Alternativ dazu können die Elemente 20 durch
ein Haftmittel an den Balken 11 angebracht werden.
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Die
Querschnittsform der Elemente 20 kann polygonal sein, zum
Beispiel quadratisch, hexagonal oder oktagonal, anstatt zylindrisch,
da nur die Ausrichtung der Rillen 30 wichtig ist. Die Rillen
müssen keine
V-Formen definieren; zum Beispiel kann der Boden der Rillen eben
oder gekrümmt
sein, vorausgesetzt, dass die Wände
geneigt sind, wo sie durch den Stab 21 in Eingriff genommen
werden.
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Bei
einer anderen Modifizierung ist jedes der Enden der Trägerelemente 20 mit
einer einzigen ebenen Fläche
ausgestattet, die im Allgemeinen parallel zu der Ebene der Vorderwand 12 ist.
Die ebenen Flächen
werden bei einer Fertigungsoperation mit einem geeigneten Werkzeug
genau ausgerichtet. Ein Gleitstab 35 wird dann durch Schrauben 36 angebracht, die
dazu dienen, den Gleitstab in beiden Richtungen senkrecht zu seiner
Achse gerade zu halten.
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Die
rückseitige
Führungsbuchse
kann an der oberen Oberfläche
des Flansches 16 anstatt oder zusätzlich zu entlang seiner unteren
Oberfläche
gleiten. Anstelle des Flansches 16 kann der andere Gleiter auch
durch einen Gleitstab gebildet sein, zum Beispiel einen Stab 35,
der in einer ähnlichen
Weise durch Abstandhalterelemente 20 ausgerichtet ist.
Die Anzahl von Führungsbuchsen,
die der Wagen an jeder Gleiterbefestigung aufweist, kann eine oder
zwei betragen, wobei die bevorzugte Gesamtanzahl von Führungsbuchsen
drei beträgt.