DE1524429A1 - Blattlederspannvorrichtung - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internattonale Büro-Masdiinen Geselhdiaft mbH

Hauptverwaltung 7032 Sindelfingen Pott/ach 266

Böblingen, 30. September 1969 ki-hn

Amtliches Aktenzeichen:

P 15 24 -129.8

Aktenzeichen der Anmelderin:

Docket GE 018; GE 28/66

Blattfeder spannvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Spannen einer einseitig eingespannten Blattfeder, die insbesondere als Druckhammer für Typenschnelldruckwerke dient.

Bei Typendruckwerken, die zur Erstellung des Abbildes der Typen pro Type bzw. pro Typengruppe einen Hammer aufweisen, der gegen die Type anschlägt, ist es möglich, die für den Druckvorgang erforderliche Energie in eine Feder einzuspeichern, die beim Abruf des zugeordneten Hammers freigegeben werden muß. Das nach erfolgtem Druck erforderliche Spannen der Feder, d.h. das Einspeichern der Druckenergie in die Feder, kann hierbei mechanisch (IBM Modell 2203) erfolgen. Dieser mit hohen Trägheitskräften belastete Spannmechanismus für die Federn wirkt einer Erhöhung der Druckerleistung entgegen bzw. begrenzt dieselbe. Außerdem sind die Gelenkstellen eines derartigen Hebelgetriebes relativ großen Kräften unterworfen, so daß der Verschleiß beträchtlich bzw. die Standzeit und somit die Funktionssicherheit gering ist. Die geschilderten Nachteile eines mechanischen Federspannens vermeidet die Erfindung dadurch, daß die Blattfeder den Anker eines aus mindestens zwei Elektromagneten bestehenden Elektromagnetsystems bildet,

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und wenigstens im Bereich der Kerne der einzelnen Elektromagnete magnetisches Material aufweist und daß das den einzelnen Elektromagneten gemeinsame Magnetjoch eine Polfläche von einer Form der Biegelinie der Blattfeder und quer zur Polfläche verlaufende und in dieselbe einmündende Nuten zur Aufnahme der Wicklungen aufweist.

Es ist zwar durch die DAS 1 166 912 ein Schwingankerantrieb bekannt, bei dem eine Blattfeder zwischen zwei Haltebacken eingespannt ist, die mit ihren Fortsätzen als Begrenzungsanschlag für die Blattfeder wirken. Der " Krümmungsradius dieser Backenfortsätze ist höchstens so groß wie der

Krümmungsradius, den die Blattfeder beim Normalbetrieb einnimmt und höchstens so klein wie die Hälfte des genannten Blattfeder kr ümmung sr a dius. Diese Backenfortsätze sollen Federbrüche vermeiden und erstrecken sich im Gegensatz zu der Polfläche der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht über die ganze Blattfeder länge, sondern lediglich über einen Bruchteil der Federlänge im Anschluß an die Einspannstelle. Außerdem handelt es sich bei den Backen des bekannten Schwingankerantriebes um einfache Spannbacken und nicht um das Magnetjoch eines die Blattfeder anziehenden Elektr omagneten.

W Eine nach der Erfindung ausgebildete Vorrichtung zum elektromagnetischen

Spannen einer einseitig eingespannten Blattfeder weist den Vorteil auf, daß immer die zu erregenden Elektromagnete des Elektromagnetsystems mit kleinstem Luftspalt arbeiten und somit imstande sind, große Kräfte zu erzeugen. Darüber hinaus ist das Nutz-Streuverhältnis einer derartigen Vorrichtung besonders günstig, da es sich um kleine Einzelniagnete handelt, die kurze Magnetisierungswege aufweisen. Außerdem erzielt die Erfindung trotz bei den einzelnen Elektromagneten auftretenden kleinsten Luftspalten einen großen Hub der Blattfeder an ihrem freien Ende, wobei gleichzeitig eine große Arbeitsfrequenz von etwa 500 Hz erzielbar ist. Durch diese Eigenschaften ist die Erfindung nicht nur in Typens chnelldruckwerken sondern auch überall dort mit Vorteil ansetzbar, wo große Federhübe in kür-

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zesten Zeitintervallen bei relativ großen Federkräften auszuführen sind. So kommen als weitere Anwendungsbeispiele für die erfindungsgemäße Vorrichtung Locher der Datenverarbeitung, Fernschreiber und auf den verschiedensten Gebieten der Technik verwendbare hydraulische bzw. pneumatische Steuerglieder in Betracht.

Die Erfindung ist in vorteilhafter Weise weiter ausgebildet dadurch, daß die Polfläche eine Kurvenform aufweist, durch die eine bessere Anpassung der Federkraft über dem Hub an die Magnetkraft über dem Hub erzielbar ist. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird der Krümmungsradius der genannten Kurve beginnend an der Einspannstelle der Blattfeder zunehmend kleiner. Durch diese beiden besonderen Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes wird erzielt, daß einerseits die Energie im Bereich des freien Federendes am größten ist und daß andererseits die Magnetkraft entlang der Blattfeder an die in die Feder eingespeiste Energie weitgehend angepaßt ist. Dies bedeutet, daß die nach einer Freigabe der gespannten Blattfeder erfolgende Berührungszeit der Blattfeder mit dem Typenelement oder einem sonstigen zu betätigenden Element sehr kurz ist und außerdem das Spannen der Blattfeder so schnell als möglich stattfindet. Um die Berührungszeit der Blattfeder mit dem Typenelement so kurz als möglich zu bemessen, kann nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch der Querschnitt der Blattfeder, von der Ein- ™ spannstelle ausgehend sich nach einer bestimmten Funktion verjüngen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen. Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine in einem Typendruckwerk eingebaute Vorrichtung zum

elektromagnetischen Spannen einer einen Druckhammer darstellenden Blattfeder,

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Fig. 2: eine andere Ausführungsform der elektromagnetischen

Spannvorrichtung in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 3: das Magnetjoch der elektromagnetischen Spannvorrichtung

in schaubildlicher Darstellung mit einer gegenüber der in der Fig. 2 gezeigten unterschiedlichen Anordnung der Wicklungen und

Fig. 4: eine weitere ■ Ausführungsform der Anordnung der einzelnen

Elektromagnete im Magnetjoch.

Als eine der weiter oben erwähnten vielen Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in Fig. 1 ein Typendruckwerk gezeigt, in dem die elektromagnetisch spannbare und einseitig eingespannte Blattfeder als Druckhammer wirkt. Dieses Typendruckwerk weist die Papierwalze 1 auf, die an einem Teil ihres Umfanges von dem zu bedruckenden Papier 2 berührt wird. Entlang einer Mantellinie der Papierwalze oder, anders ausgedrückt, parallel zur Druckzeile ist der Typensatz bewegbar. Der Typensatz besteht aus einzelnen Typenelementen 3, die an je einer Blattfeder 4 befestigt sind. Sämtliche Blattfedern 4 trägt ein parallel zur Längsachse der Papierwalze 1 eine oszillierende Bewegung ausführender Typenschlitten 5, der in dem stationären Führungskörper 6A, 6B geführt ist. Zwischen den Typenelementen 3 und dem Papier 2 ist in bekannter Weise das Farbband 7 angeordnet. Der anderen Seite des Typenelementes 3 benachbart ist der Druckhammer, der die Form einer einseitig eingespannten Blattfeder 8 aufweist. Die Breite dieser Blattfeder 8 ist größer als die Typenteilung und beträgt beispielsweise vier Typenteilungen. Es ist demnach pro vier Typenelementen 3 je eine Blattfeder 8 entlang der Druckzeile angeordnet. Dies bedeutet, daß der Typensatz für den vollständigen Druck einer Zeile den Druckhämmern viermal dargeboten werden muß. Daraus geht hervor, daß bei einem derartig ausgestalteten Typendurcker ein besonderes Bedürfnis für eine sehr schnelle Druckhammerbe-

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tätigung vorliegt, was bedeutet, daß sowohl die Berührungszeit des als Blattfeder ausgebildeten Druckhammers mit dem Typenelement als auch die für das Spannen der Blattfeder 8 erforderliche Zeit besonders kurz zu sein hat.

Die Blattfeder 8 gehört zu der er findung s gemäßen Vorrichtung und befindet sich in ihrem entspannten Zustand (strichpunktiert gezeichnet), nachdem sie das zugeordnete Typenelement 3 gegen die Papierwalze 1 geschleudert hat. Um nun die Blattfeder 8 erneut betätigen zu können, muß dieselbe gespannt werden. Für dieses Spannen ist pro Blattfeder 8 ein Elektromagnetsystem 9 vorgesehen, von denen ein jedes in der Aufnahmenut 10 des Führungskörpers 6B durch eine allen Elektromagnetsystemen 9 gemeinsame Führungsstange 11 und je eine Schraube 12 gehalten wird. Die Polfläche 13 des lamellierten Magnetjoches 14 weist die Form einer Kurve auf, die der natürlichen Biegelinie der Blattfeder 8 entspricht. In dem Magnetjoch 14 sind vier Nuten 15 bis 18 angeordnet, welche die Wicklungen 19, 20 der beiden Elektromagnete 9A, 9B aufnehmen. Es sind zwei Wicklungen erforderlich, damit die magnetischen Streuverluste klein gehalten werden, wodurch die Anzugs zeit des Elektromagneten 9 kurz ist. Außerdem wird die Polfläche 13 von quer zu derselben verlaufenden Nuten 21 unterbrochen, wodurch eine optimale magnetische Induktion erreichbar ist bzw. das Feld dadurch nach vorgegebenen Bahnen verläuft, die möglichst viele Feldlinien durch die Blattfeder 8 zwingen. Um die zeitliche Verzögerung zwischen dem Stromloswerden der Wicklungen 19, 20 und dem Beginn der Entspannbewegung der Blattfeder 8, die bedingt ist durch die Remanenz, zu vermeiden, kann eine weitere als Abwurfwicklung wirkende Wicklung (nicht gezeigt) vorgesehen werden. In diesem Falle sind die als Haltemagnete wirkenden Elektromagnete 9A, 9B ständig erregt, wodurch die Blattfeder 8 angezogen wird. Die genannte Abwurfwicklung, die bei ihrer Erregung ein Magnetfeld erzeugt, das entgegengesetzt zu dem durch die Elektromagnete 9A, 9B erzeugten Magnetfeld gerichtet ist, wird nur dann erregt, wenn die Blattfeder 8 sich entspannen soll, d.h. ihren Arbeitshub

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ausführen soll. Es wird demnach kurzzeitig das Haltefeld kompensiert, wodurch die gesamte potentielle Energie in kinetische Energie umgesetzt wird. Die Blattfeder 8 besteht aus einem magnetischen Federmaterial, z. B. aus NiBe, und ist mittels der Schrauben 22 an dem Magnetjoch 14 befestigt.

Um ein Typenelement 3 gegen die Papierwalze 1 zu schleudern, wird durch einen Schalter (nicht gezeigt) die Stromzufuhr zu den Wicklungen 19, 20 des zugeordneten Elektromagnetsystems 9 unterbrochen. Hierdurch wird die in der Blattfeder S innewohnende Energie frei, wodurch die Blattfeder " 8 gegen das Typenelement 3 schnellt. Das letztere gibt die ihm verliehene Energie an die Papierwalze 1 ab, wodurch das Farbband 7 gegen das Papier 2 gedrückt wird. Nach erfolgtem Druck kommt die Blattfeder 8 in der in der Fig. 1 strichpunktiert gezeichneten Lage zur Ruhe. Aus dieser Ruhelage heraus erfolgt das Spannen der Blattfeder 8 durch Erregen der Wicklungen 19, 20 des Elektromagnetsystems 9, wodurch die Blattfeder 8 an die Polfläche 13 des Magnetjoches 14 angezogen wird.

Der Elektromagnet 9 kann auch anstelle zweier Wicklungen 19, 20 eine größere Anzahl von Wicklungen 23 bis 26 (Fig. 2) aufweisen, die in entsprechende Nuten 27 bis 34 des Magnetjoches 14 eingelegt sind. Auf diese W Weise entsteht eine Mehrzahl von Elektromagneten 9A bis 9D, von denen

jeder zweite als Abwurfmagnet ausgebildet ist. Durch diese Anordnung wird die für das Spannen der Blattfeder 8 erforderliche Zeit weiter reduziert, da die einzelnen Wicklungen 23 bis 26 von der Befestigungsstelle der Blattfeder 8 benachbarten Wicklung angefangen nacheinander erregt werden können, wodurch die Polfläche eines jeden Elektromagneten 9A, 9C usw. zum Zeitpunkt seines Erregens durch einen kleinstmöglichen Luftspalt von der Blattfeder 8 entfernt ist, so daß große Anziehungskräfte erzeugbar sind. Infolge der sich durch die beschriebene Anordnung mehrerer Elektromagnete ergebenden kurzen Magnetisierungswege ist das Nutz-Streuverhältnis verbessert. Die Nuten 21 können auch bei dieser Anordnung in der Polflä-

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ehe angeordnet sein. Um die Masse der Blattfeder 8 kleinstmöglich zuhalten, ist in dem mit dem Typenelement 3 zusammenwirkenden Schenkel 8A der Blattfeder 8 eine Aussparung 8B vorgesehen.

Anstatt des Umwickeins eines jeden zweiten Magnetkernes der Magnetkerne 35 bis 41 ist es auch möglich, einen jeden der genannten Magnetkerne mit je einer Wicklung zu versehen. Eine derartige Ausführungsform ist in der Fig. dargestellt. Es ist hierbei lediglich der Windungssinn zu beachten, damit der magnetische Fluß nicht in gleicher Richtung durch die Blattfeder 8 geht. A

Um das Wickeln in einem kammartigen Magnetjoch zu vermeiden, sind gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 in dem Jochkörper 45 fertig gewickelte Einzelmagnete eingesetzt. Zu diesem Zweck weist der Jochkörper 45 Bohrungen 46 auf, von denen eine jede einen einzigen Einzelmagnet 47 aufnimmt. Jeder dieser Einzelmagnete 47 weist einen Magnetkern 48 von rundem Querschnitt auf, der die Wicklung 49 trägt und an einem Ende mit einem rechteckigen Polstück 50 ausgerüstet ist. Das Polstück weist die gleiche Breite auf wie der Jochkörper 4 5. Damit die gegenüberliegenden Kanten von jeweils zwei benachbarten Polstücken 50 parallel zueinander verlaufen, besitzt eine jede Aufnahmebohrung 46 eine Längsnut, in der λ

ein radial in den Kern 48 eingesetzter und zu der Längskante des Polstückes 50 parallel verlaufender Stift (nicht gezeigt) geführt ist. Die Auflagefläche für die Polstücke 50 bildet die Kurvenfläche 51 des Jochkörpers 45, welche die Form der gewünschten Biegelinie (wie weiter oben bereits beschrieben) aufweist.

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Claims (12)

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1. Vorrichtung zum elektromagnetischen Spannen einer einseitig eingespannten Blattfeder, die insbesondere als Druckhammer für Typenschnelldruckwerke dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (8) den Anker eines aus mindestens zwei Elektromagneten (9A, 9B) bestehenden Elektromagnetsystems (9) bildet und wenigstens im Bereich der Kerne der einzelnen Elektromagnete (9A, 9B) magnetisches Material aufweist und daß das den einzelnen Elektromagneten (9A, 9B) gemeinsame Magnetjoch (14) eine Polfläche (13) von einer Form der Biegelinie der Blattfeder (8) und quer zur Polfläche (13) verlaufende und in dieselbe einmündende Nuten (15 bis 18) zur Aufnahme der Wicklungen (19>2O) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche (13) des Magnetjoches (14) die Form der natürlichen Biegelinie der Blattfeder (8) besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche (13) eine Kurvenform aufweist, durch die eine bessere Anpassung der Federkraft über dem Hub an die Magnetkraft über dem Hub erzielbar ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Kurvenform der

Polfläche (13), deren Krümmungsradius beginnend an der Einspannstelle der Blattfeder (8) zunehmend kleiner wird.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Blattfeder (8), von der Einspannstelle ausgehend, sich nach einer bestimmten Funktion verjüngt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (8) aus einem magnetischen Federmaterial besteht.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (8) aus normalem Federmaterial besteht und an den den Polen (13) der einzelnen Elektromagnete (9A, 9B, ...) gegenüberliegenden Stellen über die ganze Federbreite verlaufende Streifen aus magnetischem Material aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um jeden der durch die Nuten (15 bis 18 bzw. 27 bis 34) gebildeten Magnetkerne (z.B.

35 bis 41) je eine Wicklung (Fig. 3) gelegt ist. λ

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um jeden zweiten der durch die Nuten (27 bis 34) gebildeten Magnetkerne (35 bis 41) je eine Wicklung (23 bis 26) gelegt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (19, 20 bzw. 23 bis 26 bzw. Fig. 3) einzeln oder in Gruppen von der Einspannstelle der Blattfeder (8) ausgehend nacheinander erregbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den für die Aufnahme der Wicklungen (19, 20 bzw. 2 3 bis 26) dienenden

Nuten (15 bis 18 bzw. 27 bis 34) in die Polfläche (13) weitere über die gan- M

ze Breite des Magnetjoches (14) sich erstreckende Nuten (21) von geringerer Tiefe und von kleinerem Teilungsabstand als die zuvor genannten Nuten'in der Polfläche (13) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polfläche (51) des Jochkörpers (45) Bohrungen (46) aufweist, in die je ein Einzelmagnet (47) eingesetzt ist, der aus einem die Wicklung (49) tragenden Kern (48) und einem Polstück (50) von rechteckiger Form und einer der Breite des Jochkörpers (45) entsprechenden Breite besteht.

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