DE2360894C3 - Handdruckvorrichtung zum Abdrucken von, insbesondere geprägten, Druckzeichenträgern - Google Patents

Description

Die Erfindung betriff: ev e Handdruckvorrichtung zum Abdrucken von, insbesondere geprägten, Druckzeichenträgern mit einem den Druckzeichenträger aufnehmenden Unterteil und einem nach oben abschwenkbar angelenkten Oberteil, in dem eine Druckwalze gelagert ist, die über den Druckzeichenträger aus einer Ausgangslage heraus durch Niederdrücken eines schwenkbar im Oberteil angelenkten, mit der Druckwalze in Antriebsverbindung stehenden Handhebels bewegbar ist, der mittels einer mit einem Ende an ihm angreifenden vorgespannien Rückholfeder in seine obere Stellung gedrängt ist.

Derartige Handdruckvorrichtungen werden für das Abdrucken von geprägten Kreditkarten. Adressenoder Maschinenkarten u.dgl. Druckzeichenträgern (Druckformen) zunehmend eingesetzt. Ihre Ausführungsforrnen unterscheiden sich hinsichtlich der Lagerung und Führung der Druckwalze und der Bewegungs übertragung vom Handhebel auf diese sowie der Anordnung der verschiedenen Anlenkungspunkte der Kraft- und Bewegungsübertragungsglieder voneinander. Allen Ausführungsformen ist jedoch gemein, daß der Handhebel in seine obere Ausgangsstellung mittels einer vorgespannten Rückholfeder gedrängt ist, deren Anspannung sicherstellt, daß beim Niederdrücken des Handhebels auch die für einen Abdruck erforderliche Druckwalzenkraft erzeugt wird. Die Rückholfeder stützt sich dazu am einen Ende direkt oder über Zwischenglieder an dem Handhebel und/oder der Druckwalze ab. Bei den bekannten Handdruckvorrichtungen slützt sie sich am anderen Ende am Oberteil über und vor der Oberteilanlenkung ab.

Dies hat die Folge, daß bei fortschreitendem Niederdrücken des Handhebels die durch das zunehmende Anspannen der Rückholfeder von der Bedienungsperson auf den Handhebel ausgeübte Betätigungskraft ständig größer wird. Dies gilt sowohl für als axial belastete Schraubenfedern ausgebildete Rückholfedern (US-PS 26 20 729. 26 64 819, 26 92 555, 29 09 998) als auch für als in Umfangsrichtung belastete Drehfedern ausgeführte Rückohlfedern (US-PS 31 88 949). Gleichwohl nimmt bei den bekannten Handdruckvorrichtungen die Druckwalzenkraft bei der Bewegung der Druckwalze aus der Ausgangslage in die Endlage, bei der sich der Abstand zwischen der Obmeilanlenkung und der Druckwalze vergrößert, ab, weil das Verhältnis der Hebelarme zwischen Oberteilanlenkung und Angnffstelle der Betätigungskraft am Handhebel und Oberteilanlenkung und Druckwalze ständig kleiner wird.

Um auch am Ende des Druckwegs noch einen ausreichenden Anpreßdruck zur Verfugung zu haben, ist es daher erforderlich, eine in der Ausgangslage bereits stark vorgespannte Rückholfeder, deren Kennlinie dann nicht sehr steil zu sein braucht, oder eine Rückholfeder mit einer sehr steilen Kennlinie, die dann nicht sehr stark vorgespannt sein muß, zu verwenden. In beiden Fällen ist die von der Bedienungsperson letztlich aufzubringende Betätigungskraft für das Niederdrücken des Handhebels und damit für das Abdrucken vergleichsweise hoch.

Noch ungünstiger können du. Verhältnisse liegen, wenn die Druckwalze beim Abdrucken auf die Oberteilanlenkung zu bewegt wird, weil bei fortschreitender Bewegung der Druckwalze aus der Ausgangslage in die Endlage das Verhältnis der Hebelarme zwischen Oberteilanlenkung und Handhebel und Druckwalze und damit der wirksame Hebelarm größer wird und weil gleichzeitig die Anspannung der Rückholfeder zunimmt, was eine zunehmende Betätigungskraft erfordert. Ein befriedigender Abdruck zu Beginn der Abdruckbewefcung der Druckwalze läßt sich nur erreichen, wenn die Vorspannung der Rückholfeder entsprechend hoch ist. Die B :tätigungskraft kann mit einem Viellenker-Hebelgestänge reduziert werden (US-PS 31 88 949).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Handdruckvorrichtung der genannten Art mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß auch mii niedriger Bedienungskraft ein einwandfreier Abdruck erzielbar ist bzw. ohne Erhöhung der Bedienungskraft die Druckwalzenkraft vergrößert ist.

Diese Aufgabe ist für die eingangs genannte Handdruckvorrichtung dadurch gelöst, daß die Rückholfeuer mit ihrem anderen Ende etwa im Knie eines Kniehebels angreift, der einerseits im Unterteil benachbart der Oberteilanlenkung und andererseits im Oberteil angelenkt ist.

Der Kniehebel ist so angeordnet, daß beim Anspannen der Rückholfeder bezüglich der Oberteilanlenkung ein auf das Oberteil wirkendes, zunehmend größer werdendes Drehmoment erzeugt wird, durch welches die Druckwalze unter Mitnahme durch das Oberteil gegen das Unterteil bzw. den auf dieses zusammen mit einem Aufzeichnungsmaterial, z. B. einer Zahlungsanweisung, gelegten Druckzeichenträger, z. B. eine Kreditkarte, gedrückt wird. Die durch dieses Drehmoment bedingte Druckwalzenkraft wirkt der durch die Abnahme des wirksamen Hebelarms zwischen Handhebel und Druckwalze bedingten Druckwafzenkraftabnahme entgegen. Das läßt im Mittel geringere Betätigungskräfte oder höhere Druckkräfte zu.

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Bevorzugt ist der Kniehebel im Unterteil auf der vom Bewegungsbereich der Druckwalze abgewandten Seite der Oberteilanlenkung angelenkt und durch die Rückholfeder zur Strecklage belastet, weil es so konstruktiv am leichtesten ist, ein ungehindertes Hochschwenken des Oberteils zum Einlegen und Rausnehmen von Druckzeichenträgern sicherzustellen.

Außerdem ist es zweckmäßig, wenn der Kniehebel im Oberteil oberhalb des Bewegungsbereiches der Druckwalze angelenkt ist, damit ein langer Kniehebel untergebracht werden kann.

Durch diese konstruktive Verwirklichung des Erfindungsgedankens läßt sich ein sehr günstiger Verlauf des durch den Kniehebelmechani·. -¹Ui. bewirkten Anteils der DruckwaUenkraf* in Abhängigkeit von der Bewegung der Druckwalze Cj₅ ihrer Ausgangslage erzielen. Außerdem kann in bekannter Weise als Rückholfeder eine Zu." -der verwendet werden, da die Streckbelastun? είπε« Kniehebels im allgemeinen günstiger als eih>· Abknickbelastung ist. Würde die Abstützung des Kniehebels im Unterteil über der Oberteilanlenkung und nicht auf der vom Bewegungsbereich der Druckwalze abgewenuien Seile von dieser oder würde sich der Kniehebel vor der Oberteilanlenkung befinden, könnte eine auf den Scheitel des Kniehebels wirkende Streckkraft das Oberteil vom Unter.eil abheben.

Der Kniehebel kann auch als einteiliges Bogenglied ausgebildet sein.

Die beiden Kniehebel stehen unter einem sehr stumpfen Winkel von nicht viel weniger als 180° zueinander, um schon bei geringer Anspannung der Rückholfeder eine möglichst große Streckkraft an den beiden Abstützpunkten wirksam werden zu lassen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Handdruckvorrichtung ist an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Handdruckvorrichtung mit nach oben abgeschwenktem Oberteil,

Fig. 2 die Handdruckvorrichtung in Arbeitsstellung mit dem Handhebel in seiner oberen Stellung,

F i g. 3 eine Draufsicht auf die Handdruckvorrichtung bei abgenommener Abdeckung,

Fig.4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Fi g. 2 mit dem Handhobel und der Druckwalze in der Ausgangsstellung,

F i g. 5 eine F ι g. 4 entsprechende Schnittansicht mit der Druckwalze und dem Handhebe! in ihrer Endstellung am Ende ihres Bewegungsbereichs,

Fig.6 das Schema einer Handdruckvorrichtung des generellen Aufbaus nach den F i g. 1 bis 5, jedoch mit bekannter ortsfester Befestigung der Rückholfeder im Oberteil mit eingezeichneten Kraftvektoren und Heb.il

F i g. 7 eine F i g. 6 entsprechende Schemaansicht mit erfindungsgemäßer Befestigung der Rückholfeder an einem Kniehebelgelenk und

F i g. 8 ein Kraft-Weg-Diagramm, das den Verlauf der Druckwalzenkraft der Handdruckvorrichtungen nach den F i g. 6 und 7 sowie den durch den Keilhebel bewirkten Anteil der Walzendruckkraft über dem Weg der Druckwalze zeigt.

Die Handdruckvorrichtung hat ein einen Druckzeichentrager auf einer Druckzeichenträgcrauflage bzw. einem Druckbett 11 aufnehmendes Unterteil 10 und ein nahe dessen rückwärtigem Ende nach oben abschwenkbar mit einem Gelenkzapfen 19 angelenktes Oberteil 14, von dessen Vorderseite ein niederdrückbarer Handhebel 30 absteht. Das Oberteil 14 ist im wesentlichen durch zwei Seitenplatten 16 begrenzt, in denen ein zum Druckbett 11 in abgeklappter Stellung des Oberteils 14 paralleler länglicher Führungsschliiz 18 für eine Druckwalze 23 ausgebildet ist, deren Welle 22 mit Lagerblöcken 20 in den Führungsschlitz 18 frei drehbar eingreift.

Das Oberteil 14 kann aus einer ersten, sich auf dem Unterteil abstützenden Arbeits- oder Schließstellung.

ίο siehe Fig.2, in eine zweite nach oben abgeschwenkte Öffnungsstellung geschwenkt werden, siehe Fig. 1, um Druckzeichenträger und Aufzeichnungsmaterialien, die zu bedrucken sind, bequem einlegen zu können. Die Länge des Führungsschlitzes 18 bestimmt den Bewegungsbereich der Druckwalze 23 über dem Druckbett 11.

Zur Bewegung der Druckwalze 23 greifen an der Welle 22 auf beiden Seiten je ein Druckwalzenhebel 25 an, die an ihrem oberen Ende durch eine Achse 28 miteinander verbunden sind, die an ihren Enden jeweils einen Lagerblock 26 trägt, welcher in einen zum Führungsschlitz 18 senkrechten Führungsschlitz 27 in jeder Seitenplatte 16 gefü'nrt ist. Beim Verschwenken der Druckwalzenhebel 25 zur Belegung der Druck^aI-ze 23 aus der Ausgangsstellung in die Endstellung verschieben sich die Lagerblöcke 26 in den Führungsschlitzen 27 nach oben und, nachdem die Di jckwalzenhebel 25 die Vertikalstellung erreicht haben, wieder nach unten. Die Druckwalzenhebel 25 werden beim Abdrucken durch Niederdrücken des Handhebels 30 aus ihrer Ausgangsstellung in die Endstellung bewegt. Der Handhebel 30 ist im Oberteil 14 nahe dessen vorderem F.nde etwa in Höhe des Führungsschlitzes 18 mitteis einer Achse 41 schwenkbar angelenkt. Die Verbindung zu den Druckwalzenhebeln 25 stellt ein abgewinke'*er Lenker 42 her, der einerseits am Schwenkhebel 30 oberhalb der Achse 4ä mittels einer Querachse 43 und andererseits zwischen den durch die Druckwalzenhebel 25 reichenden Achsen 22 und 28 mittels einer Querstange 38 angelenkt ist. Die Druckwalzenhebel 25 und die Lenker 22 stellen die Antriebsverhindung zwischen der Druckwalze 23 und dem Handhebel 30 her.

Der Handhebe! 30 ist in seine obere Ausgangsstellung durch eine Rückholfeder 40 in Form einer Schraubenfeder vorgespannt. Diese ist am einen Ende an der Querstange 38 befestigt und greift damit über den Lenker 42 am Handhebel 30 an. Am anderen Ende erfolgt die Befestigung der Rückholfeder 40 an einem aus zwei Hebeln 34 und 35 gebildeten Kniehebel 33 etwa in dessen Knie. Sie ist dazu mit einem Haken 39 am kniegelenkseitigen Ende des oberen Hebels 34 eingehängt. Der Kniehebel 33 ist einerseits im Unterteil 10 auJ der der vom Beweguiigsbereich der Druckwalze 23 bzw. dem Druckbett 11 aogewancien rüuRwäi iige·! Seite der Oberteilanlenkung durch die Achse 19 mittels einer Achse 36 und andererseits im Oberteil 14 oberhalb de.i Bewegungsbereichs der Druckwalze 23 mittels einer Achse 37 angelenkt.

Die Rückholfeder 40 belastet durch ihre Vorspannung und Anspannung durch das Niederdrücken des Handhebels 30 den Kniehebel 33 zur Strecklage hin. Die beiden Hebel 34 und 35 des Kniehebels 33 schließen einen stumpfen Winkel ein, der dem Streckwinkel von 180' angenähert ist. Dieser Winkel ermöglicht es, eine sehr hohe Kraft an den Achsen 3fi und 37 durch eim.: verhältnismäßig schwache Kraft der Rückholfeder 40 zu bewirken. Die durch die Zugkraft der Rückholfeder 40

im Kniehebel 33 ausgelöste Slrcckkraft zwischen den Achsen 36 und 37 führt zu einem Drehmoment um die Obertcilanlcnkung 19. das im Uhrzeigersinn gemäß den Fig.4 und 5 wirkt und dadurch das Oberteil 14 unter Mitnahme der in den Führungsschlitten 18 vertikal unvcfsc'fiicblich geführten Druckwalzen 23 auf das Druckbett 11 bzw. den aufgelegten Druckzcichcnträgcrn und das Aufzeichnungsmaterial drückt. Da sich die Relativlage von Oberteil 14 und Unterteil 16 zueinander während des Abdrucken«, wenn man die Elastizität der Druckwalze 23 und des Druckz.cichenirägcrs sowie des Aulzcichnungsmaierials unberücksichtigt laßt, nicht ändert, ändert sich au^h nicht die Winkellage der beiden HeK-I J4 und Ji des Kniehebels 3* und damit der Abstand zwischen der Oberieilanlr.ikung 19 und der durch die Achsen Jb und 37 gehenden Wirkungshnie der Streitkraft

Beim Abdruiki-n d( tickt die Bedienungsperson den Handhebel 30 nach unten, um die Druckwalze 23 aus ihrer rückwärtigen Ausgangstage in ihre vordere Indiage mittels des 1 en«crs42 zu bewegen. Dabei wird die Rückholfeder 40 angespannt Bei dieser Betätigung stell» man die I tntcrschiedc gegenüber bekannten Handdruckvorrichiungcn fest. Bei lel/teren ist im allgemeinen eine Beläligungskraft von etwa I J.5 bis Jb kp erforderlich, um einen zufriedenstellenden Ab drin k herzustellen Die erfindungsgemäße Handdruck vorrichtung erfordert nur etwa die Hafte dieser Kraft, weil durch das Anspannen der Rückholfeder 40 eine das Oberteil 14 gegen das Unterteil 10 drängende Kraft ausgelöst wird, die durch den Kniehebel 33 stark übersetzt ist

/iir Verdeutlichung des Unterschieds zwischen einer Hjmidrijck^orrichiung. bei der steh die Rückholfeder außer am Handhebel nur im Oberteil und einer solchen. «*- » r sie sich über einen Kniehebel auch im I Interleil abstutzt wird auf die F ι g. b und 7 verwiesen.

Anhand w»n F ig.6 laßt sich erkennen, daß die Druck«.alzcnkrafi Pp proportional zum Verhältnis des Hebelarms ^„{Abstand der Oberteilanlenkung von der mittleren Angriffstelle der Betätigungskrafl am Handhebel) zum Hebelarm Xp (zunehmender Abstand /wichen der Oberieilanlenkung und der Achse der Drmkwalzcjist.sodaßfürdie Druckwalzenkraft P/'gilt

mn /./ der Bciatigungskraft. Damit auch am Ende des Bewegungsbereichs noch eine ausreichende Druckwal-/enkraft von 15.5 bis 16 kp erzielt wird, muß eine entsprechend starke Rückholfeder eingesetzt werden, weil ja deren Anspannung die Beiätigungskraft F₁₁ bedingt

Bezüefich der erfindungsgemäßeit Handdruckvorrichtung laß? sich anhand der Fig.7 die Druckwalzenkraft Pp in der Endstellung des Handhebels 30 wie folgt bestimmen:

lis gelt en folgende Symbole

Ph Zugkraft der Rückholfeder.

Pp resultierende Druckwalzenkrafl, F in der Winkelhalbierenden des Kniegelenks wirkender Anteil der Rückholfcdcrkruft.

Pr Streckkraft des Kniehebels,

Mr durch die Strcckkrafl Pyausgelöstes Drehmoment um die Obertcilanlcnkung (Achse 19).

1. F-I₂ - PsRs. F- Ps- ^Rv'2

2. FIP₁ IJl₂; F = P_T ■ I₁H₂: P₁ - /\·*γΊ '5 3. M, Pp Xp.

4. M_T P_T R_T.

5 D — P · D ■ Ώ ti ■ Y

Ip is ·*% Tl I P '

Wenn man berücksichtigt, daß der Abstand RiH etwa konstant bleibt, da der Kniehebel praktisch nicht gestreckt wird.dann läßt sich Gleichung 5 folgenderma-

Pp = (R-JXp) KP-,.

wobei die Konstante K in einer praktischen Ausführung air Handdruckvorrichtung den Wert von 3.5 annehmen kann.

Wie bereits angegeben, nimmt bei den bekannten Handdruckvorrichtungeii die Druckwalzenkraft mit fortschreitendem Niederdrücken des Handhebels und Vorbewegens der Druckwalze ab. Eine Abnahme der Druckwalzenkraft kann allerdings auch bei der erfindungsgemäßen Handdruckvorrichtung beobachtet werden. Sie ist jedoch nicht so groß wie bei der bekannten Handdruckvorrichtung. In F i g. 8 ist die Druckwalzenkraft Pp über dem Druckweg dargestellt. Die voll ausgezogenene Kurve 45 gibt die gesamte Druckwalzenkraft Pp resultierend aus der am Handhebel 30 angreifenden Betätigungskrafl Fn und der durch den Kniehebel 40 erzeugten Kraft wieder, wie sie bei der erfindungsgemäßen Handdruckvorrichtung erzielt wird. Der durch den Kniehebel 40 erzeugte Anteil an der Druckwalzenkraft Pp ist als Kurve 46 dargestellt. Die gestrichelte Kurve 47 zwischen den Kurven 45 und 46 gibt die Druckwalzenkraft Pp der Handdruckvorrichtung gemäß Fig.6 wieder. Der starke Druckwalzenkraftabfall zum Ende des Bewegungsbereichs hin ist gut erkennbar. Die Druckwalzenkraft Pp kann beträchtlich unter den Wert abfallen, welcher zur Druchführung eines zufriedenstellenden Abdrucks erforderlich ist. Fig.8 kann nicht den Vorteil für die Bedienungsperson wiedergeben, weicher durch die stark verminderte erforderliche Betätigungskrafl Fn zum Niederdrücken des Handhebels 30 und zum Kuvenverlauf entsprechend

d zu
der Kurve 45 mit beiträgt

Hierzu 4 BIaU Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Handdruckvorrichtung zum Abdrucken von. insbesondere geprägten. Druckzeichenträgern mit einem den Druckzeichenträger aufnehmenden Unterteil und einem nach oben abschwenkbar angelenkten Oberteil, in dem eine Druckwalze gelagert ist. die über den Druckzeichenträger aus einer Ausgangslage heraus durch Niederdrücken eines schwenkbar im Oberteil angelenkten, mit der Druckwalze in Antriebsverbindung stehenden Handhebels bewegbar ist, der mitteis einer mit einem Ende an ihm angreifenden vorgespannten Rückholfeder in seine obere Stellung gedrängt ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder (40) mit ihrem anderen Ende etwa im Knie eines Kniehebels (33) angreift, der einerseits im Unterteil (10) benachbart der Oberteilanlenkung (19) und andererseits im Oberteil (14) angelenkt ist.

2. Handdruckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kniehebel (33) im Unterteil (10) auf der vom Bewegungsbereich der Druckwalze (23) abgewandten Seite der Oberteilanlenkung (19) angelenkt und durch die Rückholfeder (40) zur Strecklage belastet ist.

3. Handdruckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, d.^ß der Kniehebel (33) im Oberteil (14) oberhalb des Bewegungsbereichs der Druckwalze (23) angelenkt ist.