DE1561237C - Druckvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung mit einem unterschiedliche Typen tragenden Typenrad pro Druckstelle und mit einer unter Zwischenschaltung des zu bedruckenden Papiers auf die in die Druckstellung eingestellten Typen eine Druckkraft ausübenden Druckwalze, die durch ein elektromechanisch auslösbares und unter Federkraft stehendes Hebel- und Gleitgetriebe über die in die Druckstellung gebrachten Typen hinweg bewegbar ist.

Eine Druckvorrichtung der geschilderten Gattung ist beschrieben im »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 8, Nr. 2, Juli 1965, S. 297, 298. Bei derartigen Druckern wird die Druckqualität dadurch beeinflußt, wie genau nach dem Einstellen des Typenrades die Oberfläche der ausgewählten Type in der Druckebene liegt. Von dem Grad der Genauigkeit hängt es ab, ob der Abdruck gleichmäßig über die ganze Typenoberfläche verteilt ist, oder der erreichbare Abdruck bestenfalls ungleichmäßig und im schlimmsten Falle unleserlich ist. Wenn die Typenoberfläche mit der Druckebene schlecht ausgerichtet ist, kommt es des öfteren vor, daß nur ein die hervorstehendste Kante des Zeichens darstellender Strich bzw. ein die hervorstehendste Spitze darstellender Punkt abgedruckt wird.

Um dieses Problem zu lösen, kann man den Typenradfortschaltmechanismus so präzise ausbilden,

ίο daß die erforderliche Genauigkeit für das Ausrichten der Type mit der Druckebene gewährleistet ist. Dies erfordert jedoch enge Toleranzen, wodurch die Anfälligkeit vergrößert und die Lebensdauer verkürzt wird. Ein anderer Weg wurde beschritten (z. B. deutsehe Patentschrift 883 522), indem man für das Typenrad einen besonderen Ausrichtmechanismus vorgesehen hat, der nach dem Einstellvorgang des Typenrades in Aktion tritt. Dieser Ausrichtmechanismus ist äußerst kompliziert in seinem Aufbau, so daß

ao seine Funktionssicherheit nicht sehr groß ist. Die Verwendung von zusammendrückbaren Typen, die bei den herkömmlichen Gummistempeln (z. B. USA-Patentschrift 1 104 564) vorzufinden sind, ist hier nicht möglich, weil derartige Typen ungeeignet sind für die Erzeugung hoher Kräfte, die wiederum notwendig sind, für die Bildung scharfer, klarer Druckkanten. Diese NichtVerwendbarkeit derartiger Typen trifft besonders auf Aufzeichnungsträger zu, die aus vielen übereinandergeschichteten Blättern bestehen, zwischen denen Kohleblätter angeordnet sind.

Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, eine Druckvorrichtung zu schaffen, deren die Typen tragendes Rad nach seiner Einstellung mit einfachen Mitteln derart genau mit der Druckebene ausgerichtet ist, daß die restliche, geringe Einstellungsgenauigkeit während des Abdruckvorganges durch eine besondere Ausbildung des Typenrades selbsttätig beseitigbar ist. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß die Typen auf in Umfangsrichtung kippbaren Druckgliedern angeordnet sind, daß jedes Typenrad einen Flansch aufweist, auf dem je ein Zahnrad fest sitzt, daß mit den genannten Zahnrädern sämtlicher Typenräder Einstellzahnräder in Eingriff sind, von denen ein jedes eine Lagerhülse aufweist, die sämtlich auf einer Achse koaxial gelagert sind und je ein Antriebszahnrad aufweisen, in die je eine Zahnstange eingreift, die durch die Kraft einer Feder in der einen Richtung und durch Maschinenkraft in der anderen Richtung verschiebbar gelagert sind und je eine Nase aufweisen, in deren Bewegungsweg Zähne verschiebbar sind, deren Anzahl gleich ist der Anzahl von unterschiedlichen Typen eines Typenrades. Eine nach der Erfindung aufgebaute Druckvorrichtung weist den Vorteil eines scharf abgegrenzten Abdruckens der Typen auf, der erzielt wird durch ein 100%iges Ausgerichtetsein der Typenebene mit der Ebene des zu bedruckenden Papiers, wobei durch Verwendung einfachster Mittel ein äußerst robuster und folglich auch äußerst funktionssicherer Aufbau vorliegt.

Die nachgiebige Lagerung der Druckglieder ist zwar durch die britische Patentschrift 998 909 an sich bekannt, doch wird die Nachgiebigkeit im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Druckvorrichtung durch Spiel einer Gleitschubführung erzielt. Dies bedeutet, daß entweder bei geringem Spiel eine zu geringe Nachgiebigkeit und bei großem Spiel keine exakte Lagebestimmung der Typen erzielbar ist, so daß im erstge-

nannten Fall die Gleichmäßigkeit des Abdruckes der der unter der Wirkung der Zugfeder 68 erfolgenden

Type negativ beeinflußt wird und im zuletzt genann- Verschiebung der Zahnstange 51. Die Zahnstange ist

ten Fall eine Lageverschiebung des Typenabdruckes in einer nicht gezeigten Führung längsverschiebbar

in der Druckzeile störend wirken kann. gelagert. In dein vorliegenden Ausführungsbeispiel

Ferner sind durch eine Vorrichtung zum automati- 5 trägt jedes Typenrad zehn Typen, welche die Ziffern sehen Registrieren, Summieren und Aufzeichnen von Null bis Neun darstellen. Somit besitzt die Zahn-Punkten eines Spieles (schweizerische Patentschrift stange zehn Zähne 60, von denen ein jeder für je eine 388 835) koaxial gelagerte Hülsen zur Übertragung der genannten Ziffern vorgesehen ist.
von Einstellbewegungen von Typenrädern an sich be- In der Ausgangsstellung wird der »Null«-Zahn in kannt. io seiner oberen Stellung gehalten, so daß die Nase 52

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprü- der Zahnstange 51 gegen denselben durch die Wir-

chen zu entnehmen. kung der Zugfeder 68 anschlägt. Wenn die Zahn-

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines in stange in der gezeigten Stellung sich befindet, ist die

den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles Null-Type des Typenrades 12 in ihrer Druckstellung

beschrieben. Es zeigt 15 Die Zähne 60 werden in herkömmlicher Weise durch

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Druckvorrichtung, mechanisch oder elektromagnetisch betätigte Hebel-

Fig. 2 eine Vorderansicht der in der Fig. 1 ge- gestänge gesteuert, die ihrerseits mit einer manuell

zeigten Vorrichtung und Details des Einstellmecha- betätigbaren Tastatur verbunden sind. Beispielsweise

nismus, verursacht bei der Auswahl der Ziffer Vier die Tasta-

F i g. 3 schlechte Abdrücke als Ergebnis der Ver- 20 tür den »Vierer«-Zahn nach oben in den Bewegungswendung einer nicht nach der Erfindung ausgestalte- weg der Nase 52 zu verstellen, währenddessen der ten Vorrichtung, »Nulk-Zahn zurückgezogen wird und so die Feder

F i g. 4 eine Seitenansicht eines Typenrades, 68 erlaubt, den Hebel 64 im Uhrzeigerdrehsinn zu

F i g. 5 einen Schnitt durch das in F i g. 4 darge- verschwenken, wodurch die Zahnstange 51 nach links

stellte Typenrad entlang der Linie 5-5 und 25 verschoben wird, bis die Nase 52 gegen den »Vierer« -

F i g. 6 a und 6 b zwei unterschiedliche Stellungen Zahn anschlägt. Diese Bewegung der Zahnstange 51

des Typenrades. verdreht das Antriebszahnrad 41 im Uhrzeigerdreh-

In den beiden Rahmenplatten 20 sind die Achsen sinn, wodurch die Hülse 32 das Rad 31 verdreht, wel-22, 24 befestigt. Die letztere wird an ihrem anderen ches wiederum das Typenrad 12 um den entsprechen-Ende von dem Arm 26 der Rahmenplatte 20 getra- 30 den Drehwinkel entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehgen. Auf der Achse 22 sind zwischen den beiden sinn verdreht, so daß die die Vier darstellende Type Rahmenplatten 20 vier einstellbare Typenräder 12, sich in der Druckstellung befindet.
14, 16 und 18 frei drehbar gelagert. Diese Typenrä- Um die Typenräder rückzustellen, ist das Rückder sind mit je einem Zahnrad 13, 15, 17 und 19 fest stelljoch 71 in seine mit 71' bezeichnete Stellung zu verbunden. Auf der Achse 22 sind außerdem nicht 35 bewegen, wodurch der Hebel 64 entgegengesetzt zum gezeigte Ausrichtscheiben zwischen den einzelnen Uhrzeigerdrehsinn verschwenkt wird und dadurch die Typenrädern befestigt, um die axiale Lage der letzte- Zahnstange 51 in ihre Ausgangsstellung verschiebt ren genau zu bestimmen. Auf der Achse 24 sind vier und gleichzeitig die Zugfeder 68 spannt. Der »Null«- Einstellzahnräder 31, 33, 35 und 37 gelagert, die mit Zahn 60 der vor der Rückbewegung der Zahnstange je einem der zuvorgenannten Zahnräder 13, 15, 17 40 in seine obere Stellung zurückgekehrt ist, ist nachgie- und 19 in Eingriff stehen. Diese Einstellzahnräder big gelagert, so daß er beim Passieren der Nase 52 sind mit je einer Hülse fest verbunden, die koaxial durch deren schiefe Ebene nach unten gedrückt wird zueinander gelagert sind und je ein Antriebszahnrad und nachher wieder in seine obere Stellung zurück-41, 43, 45 und 47 aufweisen. Es sind nur die Räder kehrt. Das Drucken wird auf der Oberfläche des Auf-31 und 41 gezeigt (in F i g. 1), die durch die Hülse 32 45 Zeichnungsträgers 10 mit Hilfe von durch die Rolle miteinander verbunden sind, wobei letztere direkt auf 73 erzeugten Druck hergestellt. Diese Rolle wird der Achse 24 frei drehbar gelagert ist. Die Hülse 34, automatisch nach unten in die Druckebene bewegt welche die Zahnräder 33 und 43 miteinander verbin- und wird dann während eines Druckhubes durch den det, wird von der Hülse 32 frei drehbar aufgenom- in der F i g. 2 dargestellten Mechanismus nach links men, während die Hülse 36, welche die Zahnräder 35 50 bewegt. Ein Paar Führungsschienen 82 (F i g. 2) wei- und 45 miteinander verbindet, auf der Hülse 34 frei sen untere Führungsflächen 89 auf, und gleiten auf drehbar gelagert ist, und die Hülse 38, welche die stationären, geneigten Flächen 84. Die Rolle 73 ist Zahnräder 37 und 47 miteinander verbindet, ist auf frei drehbar auf der Achse 75 gelagert, die in einem der Hülse 36 frei drehbar gelagert. Paar verschwenkbarer Arme 77 befestigt ist. Ein Paar

Die Antriebszahnräder 41, 43, 45 und 47 sind ver- 55 Führungsräder 79 sind ebenfalls auf der Achse 75

drehbar durch je eine Zahnstange 51, 53, 55 und 57, frei drehbar gelagert und wirken mit der Fläche 89

welche die gewünschte Type auf dem zugeordneten zusammen, um die Rolle 73 in der gewünschten

Typenrad in die gegenüber einem Aufzeichnungsträ- Weise zu führen. Die Arme 77 umfassen gabelförmig

ger richtige Stellung bringt. Jede der Zahnstangen 51, an ihrem der Achse 75 abgewandten Ende den BoI-

53, 55, 57 wird in der gleichen Weise betätigt. So ist 60 zen 81. Die Zugfeder 91 ist zwischen diesem Bolzen

für die Zahnstange 51 ein an seinem freien Ende ge- 81 und einer zwischen den Armen 77 angeordneten

schlitzter, um den Bolzen 66 verschwenkbarer Hebel Querstange 94 befestigt und ist bestrebt sowohl die

64 vorgesehen, der mit dem in dem rechten Ende der Räder 79 in Berührung mit der Oberfläche 89 als

Zahnstange 51 befestigten Bolzen 61 zusammenwirkt. auch die Führungsschienen 82 in Berührung mit den

Die Zugfeder 68 versucht den Hebel 64 im Uhr- 6₅ Flächen 84 zu halten.

zeigerdrehsinn zu verschwenken. Eine Mehrzahl von In der nichtdruckenden gezeigten Ausgangsstel-

Zähnen 60, von denen ein jeder für je eine Type auf lung werden die Führungsschienen durch den Schie-

dem Typenrad vorgesehen ist, steuert das Ausmaß ber 114, der in den Weg der zwischen den Führungs-

schienen 82 befestigten Querstege 83 ragt, in einer Stellung gehalten, in der die Druckfeder 88 über die Querstange 86 der Führungsschienen 82 zusammengedrückt wird. Die Arme 77 werden gegen die Wirkung der Zugfeder 97 in ihrer rechten Stellung gehalten durch den Riegel 96, der die Nase 93 aufweist, die mit der Querstange 94 zusammenwirkt. Der Riegel 96 wird in seiner gezeigten Stellung durch die Zugfeder 99 gehalten, die den Riegel entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn zu verschwenken versucht, bis derselbe gegen den Anschlagbolzen 98 anschlägt.

Um die Rolle 73 zu betätigen, ist der Druckknopf 105 zu drücken, der den Stromkreis schließt, in dem die Magnetwicklung 107 liegt. Dadurch wird der Hebel 110 im Uhrzeigerdrehsinn gegen die Wirkung der Zugfeder 112 verschwenkt, wodurch der Schieber 114 aus dem Weg der Querstange 83 gezogen wird. Die Druckfeder 88 schiebt nun die Führungsschienen 82 nach rechts und, da dieselben an den geneigten Flächen 84 anliegen, auch nach unten. Die Abwärtsbewegung dieser Führungsschienen bewegt ebenfalls die Rolle 73 und die Arme 77 nach unten. Wenn die Querstange 83 die Anschlagschraube 101 berührt, die in den stationären Rahmen 103 eingeschraubt ist, ist die Bewegung der Führungsschienen 82 beendet. Dadurch ist auch die unterste Mantellinie der Rolle 73 in einer Ebene, die geringfügig unter der Druckebene liegt (Startebene). Wenn diese Stellung erreicht ist, ist die Querstange 94 von der Nase 93 des Riegels 96 befreit und die Zugfeder 97 zieht die Arme 77 und somit die Rolle 73 nach links, wodurch der Druckhub ausgeführt wird.

Wenn die Rolle 73 das erste Typenrad 18 berührt, ruft die erzeugte Reaktionskraft ein geringfügiges Ausweichen der Rolle 73 nach oben in die durch das Typenrad vorgegebene Druckebene hervor. Dies verursacht ein geringfügiges Nachobenverschieben der Führungsschienen 82 von der Anschlagschraube 101 weg entgegen der Kraft der Druckfeder 88. Die letztere bewirkt über die Führungsschienen 82 eine im wesentlichen gleiche Druckkraft auf jedes Typenrad und nur äußerst geringe Unterschiede in der Lage der Druckebene eines jeden Typenrades werden durch Veränderung der Lage der Führungsschienen 82 ausgeglichen. Die Druckkraft verursacht die Druckfarbe, die im Inneren der beispielsweise aus porösem gesinterten Nylon hergestellten Rolle 73 sich befindet, sich auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 10 zu bewegen, wodurch auf demselben ein Farbabdruck des ausgewählten Zeichens erzeugt wird.

Wenn die Rolle 73 sich so weit nach links bewegt hat, um einen Abdruck eines jeden der Typenräder zu erzeugen, schlägt die zwischen den Armen 77 befestigte Querstange 92 gegen die Stoppfläche 87, welche auf der zwischen den Führungsschienen 82 sich erstreckenden Querschiene 85 befestigt ist. Die Stärke dieses Aufschlages reicht aus, um die Führungsschienen 82 nach oben und nach links entgegen der Wirkung der Druckfeder 88 zu bewegen, wodurch die Führungsfläche 89 und die Rolle 73 von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 10 weg bewegt werden. Wenn die Führungsschienen 82 sich weit genug nach links bewegt haben, verschwenkt die Feder 112 den Arm 110 entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn, um den Schieber 114 in seine Blök-Herstellung zurückzubewegen, wodurch die Führungsschienen 82 in ihrer am weitesten links befindlichen Stellung gehalten werden. Daraufhin werden geeignete, nicht gezeigte Rückstellglieder bewegt, um den Arm 77 entgegen dem Uhrzeigerdrehsinn zu bewegen, bis die Querstange 94 von der Nase 93 des Riegels 96 erfaßt wird. Während dieser Rückbewegung der Rolle 73 wird ein Abdrucken nicht ausgeführt, da die Führungsflächen 89 sich in ihrer obersten Stellung befinden und die unterste Mantellinie der Rolle 73 außer Berührung mit dem Aufzeichnungsträger gehalten wird.

Jedes der Typenräder ist vorzugsweise aus einem einzigen Stück hergestellt, durch Gießen oder spanabhebende Bearbeitung. Das Typenrad weist drei Hauptteile auf, nämlich die Nabe 124 (F i g. 4 und 5), eine Mehrzahl flexibler Träger 126, die sich von der Nabe aus radial nach außen erstrecken und ein Druckglied 128, welches auf je einem Träger 126 sich befindet. Jedes Druckglied trägt auf seiner Außenfläche eine erhabene Type, die wie gezeigt, eine Ziffer darstellt. Die Nabe 124 trägt den Flansch 120, der für eine Befestigung des Zahnrades 19 mit Hilfe zweier Bolzen 122 oder anderer geeigneter Mittel vorgesehen ist.

Die Druckglieder 128 können auf ihren Traggliedern 126 durch die Druckkraft der Rolle 73 in die richtige Lage gekippt werden, so daß die in F i g. 3 dargestellten Ausschußabdrucke vermieden werden. Die für dieses Kippen erforderliche Kraft ist abhängig von der Dicke des Traggliedes 126 und dessen Material. Die Materialfrage ist auch deshalb wichtig, da bei dem Kippvorgang der Druckglieder keine radiale Zusammendrückung der Tragglieder 126 erfolgen darf, da eine derartige Zusammendrückung in Abhängigkeit von der Druckkraft das Druckglied 128 radial nach innen bewegen würde und somit die Reaktionskraft der Druckfläche erniedrigen und die Qualität des Abdruckes verschlechtern würde. Aus dem gleichen Grunde müssen die auf den Druckgliedern 128 befindlichen Typen 129 im wesentlichen unzusammendrückbar sein. Während das Material und die Dimensionen des Typenrades entsprechend den unterschiedlichen Anwendungen variieren kann, wurde festgestellt, daß beste Resultate erzielt wurden mit aus einem Polycarbonatharz oder aus einem Acetalharz gegossenen oder mit durch spanabhebende Bearbeitung hergestellten Typen. Beide Materialien weisen einen Zugmodul in der Größenordnung von 140 bis 350 kp/mm² auf. Ein Zugmodul dieser Größenordnung weist die gewünschte Nachgiebigkeit für die Tragglieder 126 auf. Ein geeignetes Mustertypenrad besitzt einen Außendurchmesser von etwa 33 mm, eine Breite von etwa 6,3 mm, eine Breite des Traggliedes 126 (Dimension A) von 0,84 mm und eine Höhe des Traggliedes 126 (Dimension B) von 3,2 mm.

Nachstehend ist die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben. Nach dem Einstellen des Typenrades ist der Druckknopf 105 zu drücken, um einen Druckzyklus auszulösen. Dadurch wird der Schieber 114 aus seiner Blockierstellung herausgezogen, wodurch die Druckfeder 88 die Führungsschienen 82 nach rechts und nach unten bewegen kann, bis dieselben an der Anschlagschraube 101 anschlagen. Dadurch ist die unterste Mantellinie der Rolle 73 in der Startebene und die Arme 77 sind aus dem Wirkungsbereich des Riegels 96 gelangt. Die Rolle 73 beginnt nun unter dem Einfluß der Zugfeder 97 ihre Bewegung nach links, wobei ihre unterste Mantellinie parallel zur Startebene sich bewegt. Wie

aus F i g. 6 a ersichtlich ist, ist das Typenrad nicht genau eingestellt. Wenn in dieser Stellung die Rolle 73 das Typenrad erreicht, befindet sich die linke Kante L der Oberfläche des ausgewählten Typenzeichens über der Druckebene, während die rechte Kante R sich unterhalb derselben befindet. Wenn die Rolle73 die Type berührt (Fig. 6b), wird das die Type tragende Druckglied entgegengesetzt zum Uhrzeigerdrehsinn auf seinem nachgiebigen Tragglied 126 gekippt, bis die Oberfläche der Type exakt mit der Druckebene ausgerichtet ist. Somit erzeugt die Querbewegung der Rolle 73 über die Oberfläche der Type in der oberen Fläche des Aufzeichnungsträgers

10 eine extrem gleichmäßige, sehr gut lesbare Prägung. Bei der Weiterbewegung der Rolle 73 während ihres Druckhubes werden in ähnlicher Weise die weiteren, nicht richtig eingestellten Typen ausgerichtet. Es ist nun ersichtlich, daß ein präzises Ausrichten zwischen der Oberfläche der Type und der Oberfläche der Rolle erreicht wird, ohne das Erfordernis einer separaten Vorrichtung für das Ausrichten des Typenrades, und daß die erforderlichen Toleranzen der Zahnräder und der Zahnstangen 51 in die Qualität des Abdruckes nicht eingehen, so daß ein gebräuchliches Zahn- und Lagerspiel vorgesehen werden darf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 209527/336

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Druckvorrichtung mit einem unterschiedliche Typen tragenden Typenrad pro Druckstelle und mit einer unter Zwischenschaltung des zu bedruckenden Papiers auf die in die Druckstellung eingestellten Typen eine Druckkraft ausübenden Druckwalze, die durch ein elektromechanisch auslösbares und unter Federkraft stehendes Hebel- und Gleitgetriebe über die in die Druckstellung gebrachten Typen hinweg bewegbar ist, d adurch gekennzeichnet, daß die Typen (129) auf in Umfangsrichtung kippbaren Druckgliedern (128) angeordnet sind, daß jedes Typenrad (12, 14, 16, 18) einen Flansch (120) aufweist, auf dem je ein Zahnrad (13, 15, 17, 19) fest sitzt, daß mit den genannten Zahnrädern sämtlicher Typenräder Einstellzahnräder (31, 33, 35, 37) in Eingriff sind, von denen ein jedes eine Lagerhülse (32, 34, 36, 38) aufweist, die sämtlich auf einer Achse (24) koaxial gelagert sind und je ein Antriebszahnrad (41, 43, 45, 47) aufweisen, in die je eine Zahnstange (51, 53, 55, 57) eingreift, die durch die Kraft einer Feder (68) in der einen Richtung und durch Maschinenkraft (durch 71) in der anderen Richtung verschiebbar gelagert sind und je eine Nase (52) aufweisen, in deren Bewegungsweg Zähne (60) verschiebbar sind, deren Anzahl gleich ist der Anzahl von unterschiedlichen Typen (129) eines Typenrades (z. B. 12).

2. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckglieder (128) der Typenräder (12, 14, 16, 18) über je ein radial gerichtetes Tragglied (126) mit der Nabe (124) des Typenrades verbunden sind und daß die Tragglieder (126) durch ihre Formgebung und ihr Material ein Kippen des zugeordneten Druckgliedes (128) um eine parallel zur Radachse verlaufende Achse gestatten.

3. Druckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Typenrad (z. B. 12) aus Polycarbonatharz besteht.

4. Druckvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Typenrad (z. B. 12) aus Acetalharz besteht.