Pneumatische Dämpfungseinrichtung an Schrittschaltwerken Die vorliegende Erfindung betrifft eine pneumatische Dämpfungseinrichtung für den losen Schaltzahn an einem Schaltschloss für die Schrittschaltung von Papier wagen in Büromaschinen, insbesondere Schreib- und Buchungsmaschinen.
Bei derartigen Büromaschinen mit Wagen geht das Bestreben, speziell im Hinblick auf die Entwicklung der mechanischen Leser, dahin, den exakten Stillstand bei jedem Schrittende, also den korrekten Abstand von jedem abgedruckten Zeichen zum nächsten, zu sichern. Jedoch erschwert eine störende Schwingung der beteilig ten Teile, welche auch den Wagen erfasst, beim Stoppen des Schaltrades durch den losen Schaltzahn im Gefolge des Stoppstosses die Erfüllung dieser Forderung. Diese zum Beispiel oszillografisch nachweisbare Schwingung verzögert den möglichen Beginn des folgenden Wagen schrittes und vermindert dadurch die effektive Schreibge schwindigkeit, sie erhöht ausserdem die mechanische Beanspruchung der Maschine.
Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse an einem von zwei Lenkern, welche die funktionelle Verbin dung zweier Wechselklinken eines Schrittschaltwerkes bewerkstelligen, eine Klemmfeder als wendeläufig wirk same Reibungsdämpfung oder einen doppeltwirkenden Kolben in ölgefülltem Zylinder als hydraulische Dämp fung vorzusehen. Die Ölfüllung erfordert dabei ein aufwendiges Bearbeiten von Zylinder und Zylinderdeckel für öldichten Zusammenbau und gestattet keine auf geringe Masse abgestellte Herstellung dieser Teile sowie des Kolbcns aus Kunststoff.
Eine andere bekanntgewordene Ausführungsohm be steht darin, dass ein einfachwirkender pneumatischer Dämpfungskolben in einem offenen Zylinder zwar nicht direkt mit der Schaltklinke, welche auf eine Wagenzahn stange wirkt, sondern erst mit einem, am Wagenbett schwenkbar befestigten Klinkenträer verbunden ist.
Muss der Klinkenträger, welcher hier ein Doppelfunk tionsteil ist, zum Justieren der Klinkenfunktion oder aus anderen Gründen verstellt werden, etwa durch Lageände rung seiner Anschläge oder durch eine Verbiegung seiner selbst, so wird damit oft die Lage des Dämpfungskolbens zum Zylinder ungewollt verändert; das würde nun wie- derum ein umständliches Nachstellen dieser Teile auf den funktionell richtigen Leichtgang erfordern mit der Gefahr einer Rückwirkung auf die Klinke.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Schaltschloss eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen, welche solche Einschränkungen nicht aufweist.
Dies lässt sich erfindungsgemäss dadurch erreichen. dass die Dämpfungseinrichtung als gefederter Kolben in einem Zylinder mit durch im Schrittrichtungssinn wir kende Liderung gleichzeitig arbeitender Unter- und über druckkammer ausgebildet ist.
Der lose Schaltzahn kann hierbei über einen Zwi schenhebel auf den Kolben einwirken, um das Anspre chen der Hubvergrösserung zu verbessern. Letztere kann dann zugleich eine Übersetzung ins Schnelle bewirken, also eine erhöhte Kolbengeschwindigkeit, welche beim Aufbau sowohl des Überdrucks als auch des Unterdrucks auf der Kolbenrückseite den Effekt vergrössert.
Hieraus können sich unter Ausnutzung der Unter- und über druckwirkung relativ geringere Abmessungen des Kol bens und damit seine Masse ergeben, wodurch sich in Abstimmung mit einer Rückführfeder und der Grösse je eines Luftdurchgangsloches im Zylinderboden und -dek- kel eine rasche Rückbewegung von Kolben mit Stange und Zwischenhebel in die Ausgangs-, d.h. Bereitstel lungslage erzielen lässt.
Dies ist erforderlich. da zum Beispiel bei einer angesetzten Schreibgeschwindigkeit von 30 Anschlägen pro Sekunde für jeden Schritt insgesamt nur 33 Millisekunden zur Verfügung stehen, wovon für den Rücklauf der vorgenannten Teile ungefähr die Hälfte, also etwa 16 Millisekunden benötigt werden.
Das durch die getroffenen Massnahmen nunmehr mögliche Kleinhalten der zu bewegenden Masse ist für den Arbeitshub der Dämpfungsteile weniger wichtig als vielmehr für deren Rückhub, weil ja der erstere in Abhängigkeit von den Funktionsteilen, also im Zwang lauf zurückgelegt wird, der letztere aber im Freigang nur unter Federdruck; oder anders ausgedrückt: weil zwar für den Arbeitshub der Dämpfungseinrichtung genug Energie zur Verfügung steht, aber die fedrige Rückkehr der Dämpfungsglieder in die Bereitschaftslage für den nächsten Arbeitshub unter sehr geringer Energie zufuhr und schnell geschehen muss.
In der nachfolgenden Beschreibung ist der Aufbau und die Wirkungsweise eingehend aufgezeigt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsge genstandes dargestellt, bei der einige für die Erläuterung nicht wesentliche Teile fortgelassen sind.
Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht der Einrichtung, teilweise im Schnitt Fig. 2 eine Teilansicht als Schnitt A-A Fig. 3 eine Ansicht in Richtung B Auf einem Bolzen 1, welcher an einer mit dem Maschinengestell 2 verbundenen Tragplatte 3 befestigt ist, ist ein schwenkbarer Zwischenhebel 4 gelagert; er besitzt einen einstellbaren Stosskopf, zum Beispiel in Form einer Flachkopfschraube 5; 5,1 mit Gegenmutter 5.2, welche von einem losen Schaltzahn 6, teilweise gezeichnet, eines Schrittschaltwerkes (nicht gezeichnet) bewegt werden kann, Fig. 1.
Der Zwischenhebel 4 ist an seinem äusseren Ende 4,1 gelenkig mit einer Kolbenstan ge 7 verbunden, welche an ihrem anderen Ende in zentrischer Anordnung eine Kolbenplatte 8 nebst einer topfförmigen Manschette 9 aus Kunststoff trägt und in einem Zylinderdeckel 10 geführt wird, welcher ein Luft durchtrittsloch<B>10,1</B> aufweist, Fig. 2. Die Manschette 9 läuft in einem Zylinder 11, dessen Boden 11,1, gegen welchen sie sich mit einer Druckfeder 12 abstützt, mit einer Luftdurchtrittsöffnung 11,2 versehen ist; diese wird in bekannter Weise durch eine schwenkbare Scheibe 13 teilweise abgedeckt, welche mit einer Schraube 14 in der eingestellten Lage feststellbar ist, Fig. 3.
Zylinder 11 und Zylinderdeckel 10, vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt, sind in üblicher Formgebungsweise ausreichend luftdicht zusammengefügt; für die Anbringung ist in einfacher Art das Einsetzen in ein U-förmiges Stanzteil vorgesehen, welches zweckmässigerweise mit der Tragplatte 3 verei nigt sein kann.
Auf der Zylinderdeckelseite greifen dabei zwei Warzen 10,2 zwecks Halterung in entsprechende Löcher 3,1 des Flansches 3,3 und ein Flanschloch 3,2 bewirkt, dass bei umgekehrtem als gezeichnetem Einset zen des Zylinderdeckels 10 das Luftdurchtrittsloch 10,1 freiliegt, Fig. 2. Eine Druckschraube 15 mit Gegenmutter 16 hält die Teile bei bequemer Montage und Demontage in einfacher Weise zusammen fest, was ausreichend ist, da nur Längskräfte und keine seitlichen Kräfte auftre ten.
Funktionsbeschreibung Ein von einer Wagenzahnstange angetriebenes Schaltrad des Schrittschaltwerkes (nicht gezeichnet) kommt beim Schreiben abwechselnd mit dem sogenann- freiliegt, Fig. 2. Eine Druckschraube 15 mit Gegenmutter lose Schaltzahn 6 legt dabei seinen Hubweg zurück, wobei eine an ihm zweckmässig angeordnete Nase 6,1, an welcher bereits vorher unter sanftem Druck der Flach kopf 5,1 der Schraube 5 (Stosskopf) anliegt, dabei den Zwischenhebel 4 mitnimmt, der nun seinerseits die Kolbenstange 7 mit vergrössertem Hub vor sich her schiebt. Dabei lässt die Manschette 9 in Stossrichtung einen Überdruck (bei D), hinter sich ein Vakuum (bei V) entstehen.
Beides wirkt sich über die Dämpfungsglieder dämpfend auf die Schrittbewegung des Wagens aus.
Einfache Überlegungen führen zu der Vorstellung, dass der Wagen bisher beim Erreichen der Endlage entsprechend dem vom jeweiligen Schaltradzahn verscho benen losen Schaltzahn 6 nicht etwa einen exakten Stillstand erreicht, sondern dass eine Längsschwingung dadurch auftreten kann, dass der Wagen infolge des Massenstosses gemäss der bei der Schrittbewegung er reichten Höchstgeschwindigkeit elastische Formänderun gen der beteiligten Bauteile hervorruft, wobei auch an ein Nachgeben der zwischen den Teilen und/oder ihren Lagerungen vorhandenen ölfilme zu denken ist;
dem sich zunächst in Schwungrichtung ergebenden Weiterbewe gen des Wagens folgt ein elastisches Rückschwingen aller oder einiger Bauteile einschliesslich des Wagens, wobei im allgemeinen dann der nächste Schritt, zum Beispiel 2,6 mm, fällig sein wird, welcher in der gleichen Bewegungsform abläuft. Zwischen einen solchen ersten und zweiten echten Wagenschritt mit entsprechenden Zeiten schiebt sich also der Zeitraum für die vorbeschrie- bene Wagenschwingung ein, welche die eigentliche Schreibbewegung nur stört und daher den Effekt bezieh- tungsweise den Wirkungsgrad verschlechtert. Eine solche Schwingung konnte auch tatsächlich festgestellt werden.
Diese ungewollte und störende Schwingungsquelle- wird durch die beschriebene Dämpfung abgebaut, wodurch an einen Wagenschritt der jeweils nächste sich zügiger als bisher anschliessen kann. Bei dem unter Federzug erfol genden Rückhub des bei der Auslösung vom Schaltrad zahn freigegebenen losen Schaltzahnes 6 folgt der Kolben 8/9 samt Kolbenstange 7 und damit auch der Zwischen hebel 4 durch die Kraft der Rückholfeder 12 unmittelbar dem losen Schaltzahn 6 bis zur Berührung von Schrau benflachkopf 5,1 und Nase 6,1 des losen Schaltzahnes, so dass die ganze Dämpfungseinrichtung sofort beim näch sten Schaltzahn- und Wagenschritt zu neuer Wirkung bereitsteht.
Um den Schraubenflachkopf 5,1 am Zwischenhebel 4 klein halten zu können, was wiederum zu einer geringen Masse der rasch zu beschleunigenden Dämpfungsglieder beiträgt, ist für den losen Schaltzahn 6 eine Gleit- oder Lenkerführung zweckmässig und auch vorgesehen, weil hiermit keine oder nur eine ganz geringe, der Kreisbogen pfeilhöhe entsprechende Querverschiebung auftritt, im Gegensatz zu einem als Schwenkhebel ausgebildeten losen Schaltzahn.
Zur Justierung auf den besten Ablauf der Bewegung sind die Bohrungen 10,1 und 11,2 im Zylinder und die Lage der schwenkbaren Scheibe 13 passend zu bestim men.
Die erzielten Vorteile bestehen also insbesondere darin, dass durch den vom losen Schaltzahn direkt abgeleiteten Antrieb der Dämpfungseinrichtung Weg- und Kraftverluste vermieden werden, was bei der Klein heit dieser beiden Komponenten wesentlich ist, und dass durch die mit einfachen Mitteln erzielte Übersetzung ins Schnelle eine umgehende und ausreichend grosse Dämp fung eintritt. Die gleichzeitig mit Unter- und Überdruck wirkende Anordnung des Kolbens erlaubt kleine Abmes sungen desselben und ergibt somit im Zusammenwirken mit der Anfertigung aus Kunststoff eine kleine träge Masse, was einen schnellen Rücklauf bewirkt und eine überraschend hohe Schreibgeschwindigkeit erlaubt.
Pneumatic damping device on stepping mechanisms The present invention relates to a pneumatic damping device for the loose gear tooth on a lock for the stepping of paper cars in office machines, in particular typewriters and accounting machines.
In such office machines with trolleys, the endeavor, especially with regard to the development of mechanical readers, is to ensure the exact standstill at the end of each step, i.e. the correct distance from each printed character to the next. However, an annoying vibration of the parts involved, which also includes the car, makes it difficult to meet this requirement when the ratchet wheel is stopped by the loose ratchet tooth in the wake of the stop impact. This oscillation, which can be detected by means of an oscillograph, for example, delays the possible start of the next carriage step and thereby reduces the effective writing speed, it also increases the mechanical stress on the machine.
It is known to meet these requirements on one of two links, which accomplish the functional connec tion of two interchangeable pawls of an indexing mechanism, to provide a clamping spring as helically effective friction damping or a double-acting piston in an oil-filled cylinder as hydraulic damping. The oil filling requires a complex machining of the cylinder and cylinder cover for oil-tight assembly and does not allow these parts and the piston to be manufactured from plastic based on low mass.
Another embodiment that has become known is that a single-acting pneumatic damping piston in an open cylinder is not connected directly to the pawl that acts on a rack, but is only connected to a latch carrier that is pivotably attached to the bed.
If the pawl carrier, which is a Doppelfunk tion part here, has to be adjusted to adjust the pawl function or for other reasons, for example by changing the position of its stops or by bending itself, the position of the damping piston to the cylinder is often unintentionally changed; this would in turn require a laborious readjustment of these parts to the functionally correct smooth operation with the risk of an effect on the pawl.
The invention is based on the object of creating a damping device for the switch lock which does not have such restrictions.
This can be achieved according to the invention. that the damping device is designed as a spring-loaded piston in a cylinder with under and over pressure chambers working at the same time through in the direction of the step we kende Liderung.
The loose gear tooth can act on the piston via an inter mediate lever to improve the response to the increase in stroke. The latter can then at the same time bring about a translation into high speed, i.e. an increased piston speed, which increases the effect when both the overpressure and the underpressure build up on the back of the piston.
This can result in relatively smaller dimensions of the piston and thus its mass by utilizing the under- and over-pressure effect, which, in coordination with a return spring and the size of an air passage hole in the cylinder base and cover, results in a rapid return movement of the piston with the rod and intermediate lever in the output, ie Can achieve deployment situation.
This is required. since, for example, with an assumed writing speed of 30 keystrokes per second, only 33 milliseconds are available for each step, of which about half, i.e. about 16 milliseconds, are required for the return of the aforementioned parts.
Keeping the mass to be moved small, which is now possible through the measures taken, is less important for the working stroke of the damping parts than for their return stroke, because the former is covered depending on the functional parts, i.e. in a forced run, but the latter is only covered in clearance Spring pressure; Or to put it another way: because although there is enough energy available for the working stroke of the damping device, the springy return of the damping elements to the ready position for the next working stroke must be supplied with very little energy and must be done quickly.
In the following description, the structure and the mode of operation are shown in detail. In the drawing, an embodiment of the subject invention is shown, in which some parts that are not essential for the explanation are omitted.
1 shows a front view of the device, partially in section. FIG. 2 shows a partial view as section AA. FIG. 3 shows a view in direction B. A bolt 1, which is fastened to a support plate 3 connected to the machine frame 2, is a pivotable intermediate lever 4 mounted; it has an adjustable pushing head, for example in the form of a flat head screw 5; 5.1 with lock nut 5.2, which can be moved by a loose switching tooth 6, partially shown, of a stepping mechanism (not shown), FIG. 1.
The intermediate lever 4 is articulated at its outer end 4.1 with a piston rod ge 7, which at its other end in a central arrangement carries a piston plate 8 together with a cup-shaped sleeve 9 made of plastic and is guided in a cylinder cover 10, which has an air through hole 10, 1, FIG. 2. The cuff 9 runs in a cylinder 11, the bottom 11, 1 of which, against which it is supported by a compression spring 12, is provided with an air passage opening 11, 2; this is partially covered in a known manner by a pivotable disk 13, which can be locked in the set position with a screw 14, FIG. 3.
Cylinder 11 and cylinder cover 10, preferably made of plastic, are joined together sufficiently airtight in the usual manner; for the attachment, the insertion into a U-shaped stamped part is provided in a simple manner, which can be conveniently united with the support plate 3.
On the cylinder cover side, two lugs 10.2 engage in corresponding holes 3.1 of the flange 3.3 for the purpose of holding, and a flange hole 3.2 causes the air passage hole 10.1 to be exposed when the cylinder cover 10 is reversed as shown, FIG. 2. A pressure screw 15 with lock nut 16 holds the parts together in a simple manner for easy assembly and disassembly, which is sufficient since only longitudinal forces and no lateral forces occur.
Functional description A ratchet wheel of the indexing mechanism (not shown), driven by a carriage rack, alternates with the so-called exposed, Fig. 2. A pressure screw 15 with lock nut, loose indexing tooth 6 covers its stroke, whereby a lug 6, suitably arranged on it, 1, on which the flat head 5.1 of the screw 5 (pusher head) already rests under gentle pressure, thereby taking along the intermediate lever 4, which in turn pushes the piston rod 7 in front of it with an increased stroke. The cuff 9 creates an overpressure (at D) in the direction of impact and a vacuum (at V) behind it.
Both have a dampening effect on the stride movement of the car via the damping elements.
Simple considerations lead to the idea that so far the car does not come to an exact standstill when it reaches the end position corresponding to the loose gear tooth 6 shifted by the respective ratchet wheel, but that a longitudinal oscillation can occur because the car as a result of the mass impact according to the Stepping motion he reached maximum speed causes elastic Formänderun conditions of the components involved, with a yielding of the oil films between the parts and / or their bearings should also be considered;
the first moving in the swing direction of the carriage is followed by an elastic swing back of all or some components including the carriage, the next step, for example 2.6 mm, will then generally be due, which takes place in the same form of movement. Between such a first and second real carriage step with corresponding times, there is the period for the previously described carriage oscillation, which only disturbs the actual writing movement and therefore worsens the effect or the efficiency. Such a vibration could actually be determined.
This unwanted and disruptive source of vibration is reduced by the damping described, which means that the next step in the car can be followed more quickly than before. In the spring-loaded return stroke of the loose gear tooth 6 released when triggered by the ratchet wheel, the piston 8/9 with piston rod 7 and thus also the intermediate lever 4 directly follows the loose gear tooth 6 through the force of the return spring 12 until it touches the screw Benflachkopf 5.1 and nose 6.1 of the loose gear tooth, so that the entire damping device is immediately ready for a new effect at the next gear tooth and carriage step.
In order to be able to keep the flat screw head 5.1 on the intermediate lever 4 small, which in turn contributes to a low mass of the damping elements to be accelerated quickly, a sliding or link guide is useful and also provided for the loose gear tooth 6, because this means that no or only one small transverse displacement corresponding to the circular arc arrow height occurs, in contrast to a loose switching tooth designed as a pivot lever.
To adjust for the best course of the movement, the holes 10.1 and 11.2 in the cylinder and the position of the pivoting disc 13 are to be determined appropriately men.
The advantages achieved are in particular that the drive of the damping device, which is directly derived from the loose switching tooth, avoids path and force losses, which is essential in the small unit of these two components, and that the quick translation achieved with simple means and sufficient attenuation occurs. The simultaneous negative and positive pressure arrangement of the piston allows small dimensions of the same and thus results in interaction with the production of plastic a small inertial mass, which causes a fast reverse and allows a surprisingly high writing speed.