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Zustellungsbevollmächtigter: Patontabtelluw, VKB Büromaschinenwek
Sömmerda Vorrichtung zur Gewinnung eines Kontrollsignals über eine ausgeführte Hubbewegung
eines mechanischen Elementes, insbesondere bei Druckhämmern oder Stanzstempeln in
Datenverarbeitungsanlagen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gewinnung
eines Kontrollsignals über eine ausgeführte Hubbewegung eines mechanischen Elementes.
Speziell bei den peripheren Geräten der Datenverarbeitung, die mit elektromagnetisch
betätigten und leohanisoh bewegten Gliedern arbeiten (z. B. Druckhämmer oder Stanzstempel),
macht sich eine Kontrolle darüber erforderlich, ob die in Form von elektrischen
Impulsen gegebenen Befehle in eine entsprechende mechanische Bewegung umgesetzt
wurden.
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Die Notwendigkeit hierzu ergibt sioh vor allen daraus, daß die mechanisch
bewegten Teile bezüglich Verschleiß an anfälligsten sind und der Ausfall eines solchen
Teiles z.B. infolge Bruches rechtzeitig angezeigt werden muß. Dabei ist es zweckmäßig,
möglichst an Ende einer Funktionskette zu kontrollieren, also dort, wo unmittelbar
der gegebene Befehl (z.B. Druck, Lochung) ausgeführt wird.
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Zum Erzeugen solcher Kontrollsignale ist es bekannt, bei Lochstempeln
eine Paarigkeitskontrolle mittels Kontakten durchzuführen, die von Schiebern zwischen
Elektromagnet und Stanzstempel betätigt werden. Es ist weiter bekannt, die Bewegung
des mechanischen Teils kapazitiv, induktiv oder optisch abzutasten und dadurch ein
entsprechendes Kontrollsignal zu gewinnen. Ferner sind speziell bei Schnelldruckern
Reed-Kontakte als Kontrollmittel bekannt, die auf das magnetische Feld der Erregerspule
reagieren. Auch Schaltkerne im Erregerstromkreis der Druckmagneten wurden bereits
als Kontrollmittel verwendet.
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All diese Anordnungen haben verschiedene Nachteile. So sind reine
Kontaktkontrollen zu langsam, zu unsicher, nicht wartungsfrei und in ihren Abmessungen
zu groß.
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Auch Reed-Kontakte sind zu groß. Magnetkerne in den Zuleitungen zu
den Elektromagneten sind zwar raummäßig und schaltungsmäßig gut unterzubringen.
Sie haben aber genau wie die Reed-Kontak den Nachteil, daß sie nicht die Ausführung
der mechanischen Bewegung unmittelbar kontrollieren, sondern nur, ob dem Elektromagneten
ein entsprechender Impuls zugeführt bzw. die Magnetspule angesprochen hat. Die induktiven,
kapazitiven und optischen Verfahren sind sehr aufwendig und teuer. Außerdem können
die hierzu notwendigen Mittel schlecht in unmittelbarer Nähe der bowegten Teile
untergebracht werden, wenn es erforderlich ist, mehrere dieser bowegten Teile in
einer Reihe mit goringem Abstand untereinander anzuordnen, wie das bei den Lochstempeln
von Kartenlochern oder den Druckhämmern in Schnelldruckern der Fall ist.
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Gerade bei letzteren besteht meist die Forderung, die Druckhämmer
in eine Teilung von 2,5 mm nebeneinander anzuordnen.
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Zweck der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gewinnung eines
Kontrollsignale über eine ausgeftihrte Hubbewegung eines mechanischen Elementes
zu schaffen, bei der das Kontrollsignal unmittelbar die durchgeführte Bewegung des
mechanischen Elementes anzeigt und die nur geringe rSuiliche Abmessungen aufweist.
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Die Auf gabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein piezoelektrischer
Geber zur Umwandlung der kinetischen Energie beim Abbremsen des bewegten mechanischen
Elementes vorgesehen ist. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung besteht darin,
daß der piezoelektrische Geber als piezokeramischer Zylinder ausgebildet und in
einer Gestellbohrung eingelassen ist, die eine elektrische isolierte Wandung aufweist,
wobei der piezokeramische Zylinder zwischen zwei elektrisch leitenden Teilen zur
Abnahme des Kontrollsignals eingelagert ist. Darllberhinaus kann die Gestellbohrung
an dem i£"nde, das dem zu kontrollierenden mechanischen Element abgekehrt ist, durch
eine Gevindebohrung zur Aufnahme einer Justierschraube verlängert werden, wobei
die Gewindebohrung sich vorteilhaft in einer Isolierplatte befindet, die am Gestell
befestigt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die tatsächlich ausgefuhrte
Bewegung des mechanischen Elementes registriert, eine schnelle und wartungsfreie
Arbeitsweis garantiert und kleine Abmesaungen erreicht, die eine Anbringung in unmittelbarer
Nähe der zu kontrollierenden Elemente ermöglichen, vor allen, wenn die Elemente
in einer Reihe in sehr. kleinen Abständen angeordnet werden müssen. Es werden auswertbare
Signalpegel erreicht und eine Justierbare Anordnung ermöglicht.
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Die Erfindung soll nachstehend an einen Ausführungsbei spiel erläutert
werden. In der sugehdrigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1: eine Prinzipskizze
über die mögliche Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Druckhammersystem;
Fig. 2: den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Fig. 3: eine weitere Möglichkeit
des Aufbaus der erfindungsgemaßen Vorrichtung.
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In Fig. 1 ist prinzipinäßig der Aufbau eines Druokhammersystems dargestellt.
In disser oder ähnlicher 'Form wird es bei Paralleldruckwerten in Datenverarbeitungsanlagen
verwendet. Die Funktionsweise eines solchen Drucksystems ist folgende: Durch einen
elektrischen Impuls wird der Elektromagnet j -erregt und dessen Anker 2 angezogen.
Der Anker 2 ist an einem Ende durch den Ankerarm 5 verlängert, dessen Ende als Hammer
6 ausgebildet ist. Duroh den Anzug des Ankers 2, der durch das Lager 8 mit dem Gestell
4 schwenkbar verbunden ist, wird der Hammer 6 am Ankerarm 5 in Richtung einer mit
Drucktypen versehenen Typentrommel 7 entgegen der Wirkung der Rückholfeder 3 bewegt.
Nach dem Anschlag an die Typentrormel 7 bewegt sich der Hammer 6 zurück in seine
Ausgangslage und trifft auf einen Anschlag, der hier erfindungsgemäß als piezoelektrischer
Geber 10 ausgebildet ist. DarUberhinaus wurde bereits vorgeschlagen, einen Permanentmagneten
9 vorzusehen, um eine gute Dimpfung des Ausschwingvorganges des Magnetarmes 5 einschließlich
des Hammers 6 zu erreichen.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt
die Figur 2. Hier ist der piezoelektrische Geber als piezokeramischer Zylinder 11
ausgebildet, der in eine Gestellbohrung 12 eingelassen ist und durch die beim Rückprall
des Hammers 6 erfolgende Belastung sine elektrische Spannung U abgibt. Die Spannung
wird Uber
zwei elektrisch leitende Scheiben 13; 14 abgenommen, von
denen die eine 14 unmittelbar als Ansohlag für den in die Ruhelage zuruckkehrenden
Hammer 6 wirkt.
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Es macht sich ein harter Anschlag erforderlich, um eine brauchbare
Piezospannung zu erhalten. Gummipuffer scheiden somit au. und damit auch die Nachteile,
die mit ihnen verbunden sinda Veränderung durch Deformation und Abnutzung.
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Wenn das Gestell aus elektrisch leitendem Material beeteht, ist die
Gestellbohrung 12 zu isolieren, was im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein
Isolierrohr 13 geschieht.
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Um eine Justierung des Hammers 6 in seiner Ruhelage zu ermöglichen,
ist eine Justierschraube 17 vorgesehen, die sich in einer Gewindebohrung 16 befindet
und gegen die sich die Scheibe 13 anlegt, die sich auf der dem Hammer 6 abgekehrten
Seite des piezokeramischen Zylinders 11 befindet.
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Einen weiteren möglichen Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt Fig. 3. Hier ist die Justierschraube 17 in eine mit dem Gestell 4 verbundene
Isolierplatte 18 eingelassen. Hierdurch werden störende elektromagnetische Einflusse
beseitigt fttr die Fälle, bei denen der den Hammer 6 betätigende Elektromagnet 1
unmittelbar am magnetisch leitenden Gestell 4 befestigt ist. Die Justiersohraube
17 legt sich unmittelbar an den piezoelektrischen Zylinder 11 an. Von ihr und dem
Anschlag 14 wird die Piezospannung U abgenommen. Ein sicherungsblech 19 sichert
das Herausfallen des Anschlages 14 und des piezokeramischen Zylinders ii.
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Es bereitet dem Fachmann keine Schwierigkeiten, die erfindungsgemäße
Vorrichtung auch auf andere Anwendungsfälle zu Übertragen, bei denen sich eine Kontrolle
über die ausgeführte Bewegung eines mechanischen Gliedes erförderlich
macht.
So kann z.B. eine solche oder ähnliohe Vorrichtung verwendet werden, um die Durchfilhrung
der Stanzbewegung eines Stanzstemple zu kontrollieren.
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Solche Stanzvorgänge sind insbesondere zur Lochung von Lochkarten
oder Lochstreifen'in Büromaschinen oder Dstenverarbeitungsanlagen notwendig.