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Mechanischer Betätiger, insbesondere für Kartenlocheinrichtungen
Die Erfindung betrifft einen mechanischen Betätiger, insbesondere für Kartenlocheinrichtungen, der einen linearen Bewegurigsausgang aufweist, wobei das Antriebs-oder Ausgangselement einen flexiblen Teil enthält, der, sobald er an einen Anschlag angelegt ist, eine Ausgangsbewegung mittels einer Längsbewegung überträgt.
Die Erfindung wird nun an Hand einer Kartenlocheinrichtung beschrieben. Selbstverständlich bietet die Erfindung auch andere Anwendungsmöglichkeiten. Ein besonderes Erfordernis bei der
Wirkungsweise einer schnell arbeitenden Mehrstempellocheinrichtung ist die schnelle und aufeinander abgestimmte Funktion aller Stempel bzw. Locher, die gleichzeitig betätigt werden. Gewöhnlich wird dies durch Anwenden einer hin- und hergehenden geradlinigen Bewegung von einer \ herkömmlichen Antriebsquelle auf eine Anzahl von Betätigern bewerkstelligt, von denen jeder so angeordnet ist, dass er die Bewegung auf einen entsprechenden Locher überträgt. Jeder Betätiger weist ein Zwischenglied auf, das wahlweise in Ausrichtung mit dem Locher gebracht wird, wenn ein Lochvorgang erwünscht ist.
Der Schlüssel für die betriebssichere Arbeit liegt dabei in der Fähigkeit, die Zwischenglieder schnell und gleichzeitig von einer Kraftübertragungsstellung in eine unwirksame Stellung zu bringen oder umgekehrt.
Die bisher dafür vorhandenen schnell arbeitenden Locheinrichtungen waren verhältnismässig kompliziert und teuer. Im allgemeinen weisen derartige Einrichtungen Gelenkzapfen u. a. hohem Verschleiss unterworfene Stellen auf, die richtig geschmiert gehalten werden müssen. Das Zwischenglied ist gewöhnlich mit einer Bewegungseinrichtung verbunden, so dass die zu bewegende Gesamtmasse verhältnismässig gross ist. Dies setzt der Arbeitsgeschwindigkeit bestimmte Grenzen. Hauptsächlich infolge ihrer Kompliziertheit waren derartige Einrichtungen während bestimmter Arbeitsabschnitte Betriebsstörungen Unterworfen, und es war meist schwierig, sie für längere Zeitabschnitte in geeignetem Arbeitszustand zu halten.
Die Kartenlocheinrichtung ist oft Teil einer grösseren Datenverarbeitungsanlage, die betriebsunfähig wird, wenn die vorgenannten Störungen auftreten..
Demgemäss ist es die Hauptaufgabe der Erfindung, einen mechanischen Betätiger zu schaffen, der die vorgenannten Nachteile vermeidet.
Gemäss der Erfindung wird ein mechanischer Betätiger der eingangs genannten Art geschaffen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Anschlag von einem Träger gebildet ist, der eine konkave Abstützfläche aufweist, die den flexiblen Teil in seiner Längsrichtung abstützt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der flexible Teil und der Träger in Längsrichtung des flexiblen Teiles eine gemeinsame Bewegung ausführen, wobei der flexible Teil in einem Halter eingespannt ist, der aus dem Träger hervorragt und an diesem befestigt ist.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist'es besonders günstig, wenn der flexible Teil wahlweise durch seitliches Verschieben seines freien Endes gebogen und an der konkaven Abstützfläche abgestützt wird.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfmdungsgegenstandes dargestellt. Dabei zeigt : Fig. l die Anordnung der Stempel bzw. Locher in einer Reihenmehrstempeleinrichtung, Fig. 2 die wesentlichen Merkmale einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 3 ein Detail der
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Einrichtung von Fig. 2 in Anwendung an einer Mehrstempeleinrichtung, Fig. 4 ein weiteres Detail der Einrichtung nach Fig. 2 in Anwendung an einer Mehrstempeleinrichtung und Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung nun im Zusammenhang mit einer Reihenlocheinrichtung näher erläutert werden, wobei z. B. vierundzwanzig Stempel bzw. Locher, die in zwei Reihen von je zwölf Stempeln angeordnet sind, gleichzeitig betätigt werden. Die Anordnung der Locher ist in Fig. l dargestellt. Es ist selbstverständlich, dass der zu lochende Gegenstand, z. B. eine Karte, in herkömmlicher Weise unterhalb der unteren Locherenden vorbeibewegt wird, die aus Übersichtlichkeitsgründen in den Zeichnungen weggelassen wurden. Aufeinanderfolgende Locherpaare --10,11,10',11',10",11"-- usw. sind in einem Abstand--D-voneinander entfernt und im wesentlichen identisch ausgebildet.
Der Locher --10-- weist einen oberen Abschnitt--12--, der in einer Anschlagfläche --13-- endet, sowie einen unteren Abschnitt--14--auf, der mit dem oberen Abschnitt durch einen Schaft --16-- verbunden ist. Die Breite des Schaftes--16--ist geringer als die der oberen und unteren Abschnitte--12 und 14--, d. h. er ist ausgenommen, um an gegenüberliegenden Seiten des Lochers einen Schulterabschnitt --18-- zu bilden. Der Locher - 11-- ist im wesentlichen identisch mit dem Locher --10-- und weist eine Anschlagfläche --15-- und einen Schulterabschnitt --20-- auf.
Fig. 2 zeigt die wesentlichen Merkmale eines bevorzugten Ausführungsbeispieles des gegenständlichen Betätigers, wobei soweit wie möglich die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 beibehalten wurden. Ein Träger--22--, der einen Teil des Betätigers bildet, ist in bezug auf das Locherpaar -10 Lind 11-- symmetrisch angeordnet und weist ein Paar von gekrümmten Abstützflächen --24 und 26-auf, die in entgegengesetzte Richtungen zueinander geneigt sind und mit den Lochern-10 bzw. 11-- ausgerichtet sind. Der Träger --22-- weist ferner einen Fortsatz --28-- auf, der in einem Mitnehmer oder Fuss --30- endet, welcher in bezug auf die Locher --10 und 11-- symmetrisch angeordnet ist.
Der Fuss--30--ist so ausgebildet, dass er in die Schulterabschnitte-18 und 20--der Locher--10 bzw. 11--eingreifen kann.
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die von den Oberflächen --24 bzw. 26-in einem Abstand angeordnet sind. Der in Fig. 2 dargestellte Betätiger weist ferner ein Paar von flexiblen Teilen bzw. Zwischengliedern--40 und 42--in Form von Blattfedern auf, die aus magnetischem Material hergestellt sind, und in Berührung mit der Trägerfläche --24-- bzw. mit der Oberfläche --38-- dargestellt sind. Der flexible Teil--40--ist in seiner Ruhestellung dargestellt und mit dem Locher-10--ausgerichtet.
In dieser Stellung ist er fähig, eine Kraft auf den Locher zu übertragen, u. zw. auf Grund der "Rück"-wirkung der gekrümmten Trägerfläche..--24--, die eine Auswölbung des flexiblen Teiles bzw. Zwischengliedes--40verhindert. Der flexible Teil 42 ist in seiner Leerlaufstellung dargestellt, d. h. ausserhalb der Ausrichtung mit dem entsprechenden Locher
Bei einer Mehrstempeleinrichtung der in Fig. l dargestellten Art werden zwei Sätze von flexibler Teilen angewendet, wobei jeder Satz einer Reihe von ausgerichteten Lochern zugeordnet ist, so daE jedem Locher ein flexibler Teil zugeordnet ist. Analog ist jedem Satz von flexiblen Teilen ein Satz vor Führungen zugeordnet. Fig. 3 veranschaulicht die Stellungsbeziehung eines Satzes von Führungen une flexiblen Teilen.
In dem Beispiel, das zwölf Paare von Lochern anwendet, besteht der dargestellte Satz von flexiblen Teilen aus zwölf Bögen--40, 40', 40"- usw., wobei jeder oberhalb der Abstreiffläche eines entsprechenden Lochers angeordnet werden kann. Ein Satz von Blattfedern--34, 34', 34"usw. ist, wie dargestellt, so angeordnet, dass ein Abstand --5- zwischen aufeinanderfolgenden Blattfedern gebildet wird, wobei jedes Paar von aufeinanderfolgenden Blattfedern mit einem flexiblen Teil--40, 40', 40"- in Berührung gebracht werden kann.
Es ist selbstverständlich, dass ein weiterer Satz von Blattfedern bzw. flexiblen Teilen, der im wesentlichen identisch dem in Fig. 3 dargestellten is, und in bezug auf diesen symmetrisch angeordnet ist, bei einer Mehrstempeleinrichtung gemäss den : bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung angewendet werden kann.
Fig. 4 zeigt den Träger -22-- in Anwendung bei einer Mehrstempeleinheit. Dabei weist de Träger-22-im Abstand angeordnete Fortsätze --28,28',28"-- usw. auf, die in entsprechender
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zwischen den aufeinanderfolgenden Locherpaaren, wie in Fig. l dargestellt, angeordnet werden könner
Ein einzelnes Paar von Lochern-10, 11- ist in Fig. 4 in der Stellung zwischen den Füsse - 30 und 30'-strichpunktiert dargestellt. Der gebogene flexible Teil-40-ist ebenfal strichpunktiert in Berührung mit der Anschlagfläche --13-- des Lochers --10-- dargestellt. Es i
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Das in Fig. 2 dargestellte bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zwei Magnete auf, die an gegenüberliegenden Seiten der Blattfedern bzw. Führungen --32 und 34-befestigt sind, wobei jedem flexiblen Teil bzw. Zwischenglied ein Magnet zugeordnet ist. Die Magnete sind in den Räumen-S--angeordnet, die zwischen den aufeinanderfolgenden Blattfedern bzw. Führungen gebildet sind. In Fig. 2 ist ein Paar von Magneten-44 und 46-- dargestellt, die Polflächen-48, 50 und 52,54-- aufweisen. Die Magnetpolflächen sind dabei hinter den konvexen Führungsflächen--38 bzw. 36-angeordnet.
Die Magnete-44 und 46-sind weiters mit Wicklungen-45 bzw. 47-- versehen, wobei jede Wicklung ein Paar von Anschlüssen aufweist, die ein bedarfsweise angewendetes
Erregersignal aufnehmen können.
Fig. 5 veranschaulicht eine weitere Ausbildungsform der Erfindung, wobei entsprechende
Bezugsziffern beibehalten wurden. Diese Figur zeigt den Zusammenhang des Betätigers mit der Quelle der Bewegungskraft, wobei diese Anordnung in ähnlicher Weise auch bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 4 anwendbar ist. Eine antreibbare Welle --60-- ist an einem Absatzstück --62-- exzentrisch befestigt. Letzteres ist in einem Gehäuse --64-- durch ein Kugellager--66--drehbar angeordnet. Ein Vorsprung--68--ragt aus der Unterseite des Gehäuses --64-- vor und weist
Einrichtungen zur festen Verklemmung eines Endes einer biegsamen platte --70-- auf.
In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Träger --22-- mit einem vertikalen Teil --74-- sowie einem daran befestigten Querstück --72-- versehen. Der vertikale Teil-74- klemmt die biegsame Platte--70--mit seinem oberen Ende fest. Der untere Abschnitt des vertikalen
Teiles ist verengt und endet in einem Fuss-30--, der in Schulterabschnitte der Locher-10 und
11--einbringbar ist, wie es im wesentlichen bereits vorher beschrieben wurde.
Der Träger weist Einrichtungen zum Festklemmen, von zwei Gruppen von je drei weiteren biegsamen Platten auf, die in bezug auf den vertikalen Teil symmetrisch sind. Diese biegsamen Platten weisen die Blattfedern-32 und 34--, die gegenüber einem Paar von Abstützflächen-76 und
78-- am Träger angeordnet sind, sowie flexible Teile--40 und 42-- auf, von denen jeder zwischen
Führungs- bzw. Abstützflächen angeordnet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Blattfedern bzw.
Führungen in zwei Sätzen angeordnet, wobei jeder eine Anzahl von voneinander entfernten ausgerichteten Führungen umfasst. Jede Abstützfläche am Träger verläuft vorzugsweise über die Breite der ganzen Reihe der Locher, um eine ununterbrochene Fläche zu dem gegenüber angeordneten Satz von flexiblen Teilen zu bilden. Der konvexe Verlauf der Oberfläche der Blattfedern--32 und 34-ist durch den Klemmwinkel am Querstück --72-- und die Dimensionen des Fusses --30-bestimmt. Der konkave Verlauf der Abstützflächen --76 und 78-- am Träger --22-- ist durch den Klemmwinkel des Querstückes --72-- und die Breite des engeren unteren Abschnittes des vertikalen Teiles-74--bestimmt.
Wie zuvor liefert die Abstützfläche die notwendige "Rück"-wirkung für die flexiblen Teile-40, 42-, um letzteren zu ermöglichen, eine Kraft auf die Locher--10 und 11- zu übertragen. In Fig. 5 sind beide flexiblen Teile --40,42-- in ihrer "Loch"-stellung gezeigt, d. h. in Ausrichtung mit den Lochern-10 und 11--.
Der zusammengebaute Betätiger wird durch voneinander entfernte parallele biegsame Bauteile bzw. Biegefedern --80 und 82-- gestützt, wobei vorzugsweise an jedem Ende des Betätigers ein Federnpaar vorgesehen ist. Die Federn-80 und 82--sind an einem fixen Ständer-86--sowie am Betätiger festgeklemmt, um eine Bewegung des letzteren in vertikaler Richtung im wesentlichen normal zu den Federn zu gestatten.
Fig. 5 zeigt weiters die Magnete--44 und 46-mit den darauf angeordneten Wicklungen-45 und 47--. Wie im Fall der Ausbildung nach Fig. 2 sind die Magnetpolflächen hinter den gekrümmten Flächen der Blattfedern--32 und 34-- angeordnet, d.h. ausser Berührung mit den flexiblen Teilen - -40, 42--, wenn die letzteren mit den erwähnten Blattfedern in Berührung stehen.
Die Wirkungsweise der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist im wesentlichen die gleiche wie die der in Fig. 2 und 4 dargestellten und soll nun erläutert werden. Sobald die Welle - -60-- nach Fig. S in Drehung versetzt wird, verursacht die exzentrische Kupplung der Welle mit dem Absatzstück --62-- eine hin- und hergehende Bewegung des Gehäuses-64--, wie durch den Pfeil angedeutet. Diese Bewegung wird auf den Betätiger durch die biegsame Platte--70--als eine im wesentlichen geradlinige hin- und hergehende Bewegung übertragen, wobei letztere durch die biegsamen Platten --80 und 82-, die zuvor beschrieben wurden, ermöglicht wird.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, dass sämtliche Zubehörteile des Betätigers in der gleichen Weise in
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Vertikalrichtung hin-und hergehen. Dies ist auch bei der Ausbildung der Erfindung nach den Fig. 2 und
4 der Fall, bei der der Trägerund sein zugehöriger Fuss-30-, die Blattfedern-32 und 34--sowie die flexiblen Teile--40 und 42--miteinander verbunden sind, um in vertikaler
Richtung hin- und herzugehen. In beiden Fällen bleiben nur die Magnete--44 und 46--stationär.
Bei normalerweise nicht erregten Magneten-44 und 46--stellt die normale Stellung der flexiblen Teile-40 und 42--, die als einzige aus magnetischem Material bestehen, die Ruhestellung dar. In dieser Stellung stehen beide flexiblen Teile bzw. Zwischenglieder-40, 42- in Berührung mit den Abstützflächen am Träger und daher in Ausrichtung mit den entsprechenden Lochern-10 bzw.
11--, wie in Fig. 5 dargestellt. Da der Träger und das Zwischenglied zusammen hin- und hergehen, besteht keine Reibung zwischen ihnen, und demzufolge tritt auch keine Abnutzung auf. In den Fig. 2 und 4 ist das Zwischenglied --40-- in seiner Normalstellung in Ausrichtung mit dem darunter liegenden Locher --10-- dargestellt. Fig. 2 zeigt das Zwischenglied --42-- in seiner Wirkstellung, die durch Erregung des Magneten--44--nach einem Signal an den Anschlüssen der Wicklung - hergestellt wird. Das Zwischenglied --42-- wird sodann von den Polflächen-48 und
50--angezogen, welche, wie in Fig. 2 dargestellt, hinter der Führungsfläche --38-- angeordnet und mit der Führungsfläche der anschliessenden Blattfedern des Satzes ausgerichtet sind.
Demzufolge befindet sich der hin- und hergehende flexible Teil bzw. das Zwischenglied --42-- in elastischer
Berührung mit der Führungsfläche --38--, die mit ihm hin-und hergeht. Das Zwischenglied--42-- kommt jedoch nicht in Berührung mit den feststehenden Polflächen--48 und 50--, um eine Abnutzung zu verhindern. In dieser Stellung ist das Zwischenglied --42- ausserhalb seiner Ausrichtung mit dem'Locher
In Fig. 2 sind die Locher10 und 11--in ihrer Normalstellung dargestellt. Der Fuss--30-befindet sich nahe der obersten Stellung seines Weges. Wie bereits ausgeführt, gehen die gebogenen Zwischenglieder-40, 42--, der Trägerund die Blattfedern --32,34-- zusammen hin und her.
Sobald diese Teile sich gegen den untersten Totpunkt dieser hin- und hergehenden Bewegung bewegen, bewegt sich der Fuss -30- in ähnlicher Weise nach unten. Während dieses Bewegungsabschnittes sind die Locher-10 und 11--frei, um die Bewegung der entsprechenden Zwischenglieder aufzunehmen und nach unten in das zu lochende Material gedrückt zu werden.
Es sei angeführt, dass die Bewegung der gebogenen Zwischenglieder in und aus ihrer ausgerichteter Stellung mit den Lochern zeitlich auf die hin- und hergehende Zwischengliedbewegung quer daze abgestimmt werden muss. In dieser Hinsicht kann die selektive Erregung der Magnete mit der Quelle de hin-und hergehenden Bewegung synchronisiert sein. In dem in Fig. 2 dargestellten besonderer Arbeitszustand ist das Zwischenglied --40-- gerade dabei, die Anschlagfläche --13-- zu berührer und den Locher-10-abwärts zu bewegen. Das Zwischenglied--42--, welches sich infolge de Wirkung des Magneten --44- ausserhalb der Anschlagfläche --15-- befindet, geht jedoch ar Locher -=11- vorbei, welcher somit während des Abwärtshubes des Betätigers in seine Normalstellung verbleibt.
Während des Aufwärtshubes greift der Fuss-30-in die Schulter --18-- des Loche - 10-ein und bringt letzteren in seine Normalstellung zurück. Aus den Fig. 2 und 3 ist ersichtlich dass alle Locher, die beim vorhergehenden Abwärtshub nach unten geschlagen wurden, gleichzeitig ihre Normalstellung zurückbewegt werden und dass darüber hinaus solche Locher, die das Material einem besonderen Abwärtshub zu lochen haben, aufeinander abgestimmt wirken.
Die Bewegung, die ein Zwischenglied ausrühren muss, um in-oder ausserhalb der ausgerichtete Stellung mit seinem entsprechenden Locher zu kommen, ist verhältnismässig gering. Demgemäss ist ein Locheinrichtung, die einen Betätiger der beschriebenen Art anwendet, in der'Lage, mit hoher Geschwindigkeiten zu arbeiten. Solche Geschwindigkeiten werden, ohne irgend einen besondere Aufwand bei der Steuerung der Locharbeit erreicht, vorausgesetzt, dass die selektive Erregung de Magnete mit der Hin-und Herbewegung des Betätigers-entsprechend synchronisiert ist. D Erfindungsgegenstand ist einfach. im Aufbau verhältnismässig billig herzustellen.
Infolge der Tatsach dass die berührenden Zubehörteile alle zusammen hin- und hergehen, ist die Abnutzung dieser'Teile a ein Minimum herabgesetzt, während eine Schmierung des Betätigers nicht mehr erforderlich ist. A diese Art treten weit weniger Betriebsstörungen während bestimmter Arbeitsperioden-auf, und länge Zeitintervalle können zwischen den periodischen Wartungsarbeiten verstreichen.
Aus der vorhergehenden Offenbarung ist ersichtlich, dass die oben beschriebene und erläute.
Erfindung verschiedene Abänderungen und Abweichungen erfahren kann. Zum Beispiel könr Dauermagnete an Stelle der dargestellten, gewöhnlich entmagnetisierten Magnete angewendet werd die mit Gegenwicklungen versehen sind, welche wahlweise ein Gegenmagnetfeld schaffen, sobald e
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Lochung gewünscht wird. Bei diesem Arbeitsvorgang ist die Normalstellung des Zwischengliedes eine Stellung ausserhalb der Ausrichtung mit den Lochern. Die Zwischenglieder können ihre Ruhestellung in ausgerichteter Stellung mit den Lochern nur dann einnehmen, wenn die Gegenwicklungen erregt werden. Irgend ein Ausbleiben des Erregerstromes resultiert sodann in einem Nichtlochzustand.
Unter gewissen Bedingungen kann eine Vereinfachung der Einrichtung dadurch bewirkt werden, dass die Blattfedern --32, 34-- stationär gehalten werden. Es kann auch der Träger stationär gehalten werden, vorausgesetzt, dass geeignete Einrichtungen vorgesehen werden, um die Locher in ihre Normalstellung synchron mit der Arbeitsweise der Zwischenglieder zurückzuführen. Eine derartige Abänderung resultiert jedoch in zunehmender Abnutzung der zugehörigen Teile.
Ausserdem ist es klar, dass die Erfindung nicht auf die Verwendung einer Reihenlocheinrichtung beschränkt ist, die eine Doppelreihe von Stempeln bzw. Lochern und zweckmässige Betätiger anwendet, sondern ist in ähnlicher Weise bei einer einzigen Reihe oder auch bei einem einzigen Locher anwendbar.
Auch ist die Erfindung nicht auf eine Locheinrichtung beschränkt, sondern sie kann Anwendung finden, wo immer ein Antriebselement wahlweise in Stellung gebracht werden soll, um eine Bewegung auf ein Antriebselement zu übertragen. Wie bereits erwähnt, ist die besondere Ausbildung der Quelle für die hin- und hergehende Bewegung unwesentlich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mechanischer Betätiger, insbesondere für Kartenlocheinrichtungen, der einen linearen Bewegungsausgang aufweist, wobei das Antriebs- oder Ausgangselement einen flexiblen Teil enthält, der, sobald er an einem Anschlag angelegt ist, eine Ausgangsbewegung mittels einer Längsbewegung
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der eine konkave Abstützfläche (24, 26, Fig. 2 ; 76, 78, Fig. 5) aufweist, die den'flexiblen Teil (40, 42) in seiner Längsrichtung abstützt.
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