DE2238605B2

DE2238605B2 - Dämpfungsanordnung für impulsbetätigte Antriebsmagneten

Info

Publication number: DE2238605B2
Application number: DE19722238605
Authority: DE
Inventors: Harry 8551 Gasseldorf Boehmert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-08-05
Filing date: 1972-08-05
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE2238605A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dämpfungsanordnung für impulsbetätigte Antriebsmagneten, insbesondere für den Antrieb von Aufzeichnungselementen in Aufzeichnungsgeräten, bei denen die Magnetanker durch Einschalten des Magneten aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bringbar sind.

Bei derartigen Magnetantriebssystemen erhält der jeweils angesteuerte Magnet einen Betätigungsimpuls und zieht daraufhin den zugehörigen Magnetanker an, dessen Bewegung sich mittel- oder unmittelbar auf ein den gewünschten Vorgang (Stanzen, Drucken o. ä.) ausführendes mechanisches Glied überträgt. Nach Abklingen des Betätigungsimpulses kehrt der Anker unter der Wirkung von Rückholmitteln wie Federn, Rückholmagneten usw. wieder in die Ruhelage zurück. Dort prallt er mit der auf dem Rückweg gewonnenen kinetischen Energie auf einen Anschlag od. dgl. auf, wird zurückgeworfen und prellt noch einige Zeit hin und her, bis die Energie durch Reibung aufgezehrt worden ist.

Um einerseits Beschädigungen beim Aufprall zu verhindern und andererseits den dabei entstehenden Lärm zu dämpfen, versieht man die Anschlagstelle mit elastisch verformbaren Auflagen aus speziellen Kunststoffmaterialien, die eine große innere Reibung haben und infolgedessen die aufgenommene Energie relativ rasch in Wärme umsetzen (DT-OS 14 49 653). Trotz der inner, η Reibung dieser elastisch verformbaren Auflagen geht aber noch so viel Energie in den Rückstoß, daß der Anker mitunter einen Weg zurücklegen kann, der zu einem unbeabsichtigten zweiten Stanz- oder Druckvorgang führt. Die Gefahr der Doppelbetätigung ist umso größer, je schneller und mit je größerer Energie das Magnetantriebssystem arbeitet. Außerdem tritt die Doppelbetätigung verstärkt bei höheren Temperaturen auf, da die meisten der auf Grund ihrer sonstigen Eigenschaften besonders geeigneten Kunststoffe bei höheren Temperaturen elastischer werden.

Bei einem Druckhammeraggregat für Schnelldrucker (DT-AS 12 79 983). in dem die einzelnen Druckhämmer durch Federkraft in ihrer Ruhelage gehalten werden und durch Betätigungshebel gegen das zu bedruckende Papier antreibbar sind, ist es bekannt, einen Magneten als Dämpfer einzusetzen, der so angeordnet ist, daß der Weg der magnetischen Kraftlinien in der Ruhelage des Hammers am kürzesten ist Dieser Magnet wird nur während des Papierzuführungsintervalls erregt, und zwar vorzugsweise durch einen Strom in Form einer gedämpften Schwingung. Hier ist also ein zusätzlicher Magnet allein zur Dämpfung vonnöten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei impulsbetätigten Magnetantriebssystemen eine Doppelbetätigung durch Rückstoß zu verhindern, ohne daß die Geschwindigkeit des Magnetantriebssystems vermindert wird und ohne daß zusätzliche Dämpfungsmagneten erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Steueranordnung eine bestimmte Zeit nach dem Betätigungsimpuls einen zweiten Impuls gleicher Polarität an den Magneten abgibt, daß der zweite Impuls während der Rückkehrbewegung des Magnetankers in seine Ruhestellung an den Magneten abgegeben wird und daß der Energieinhalt des zweiten Impulses kleiner ist als der des Betätigungsimpulses.

Um den /weiten Impuls auf einfache Weise zeitgerecht zu erzeugen, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der zweite Impuls durch an sich bekannte Verzögerungsglieder aus der Vordei oder Rückflanke des Betätigungsimpulses abgeleitet ist.

Die günstigsten Werte für Lage und Dauer des zweiten Impulses hängen vom induktiven Widerstand des jeweiligen Magnetsystems, vom Trägheitsmoment des zugehörigen Ankers und von den Eigenschaften der elastisch verformbaren Auflage ab. Sie lassen sich von Fall zu Fall experimentell ermitteln und sind an sich unkritisch. 1st die Elastizität der verformbaren Auflage, wie es bei manchen Kunststoffen vorkommt, sehr stark temperaturabhängig, läßt sich dies durch eine Verschiebung und/oder Verlängerung des zweiten Impulses in Abhängigkeit von der Temperatur kompensieren. In einer Weiterbildung der Erfindung ist dazu vorgesehen, daß die die Lage und/oder die Dauer des zweiten Impulses bestimmenden Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder durch temperaturabhängige Bauelemente in den zeitbestimmenden Kreisen temperaturabhängig sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Gefahr der Doppelbetätigung bei Magnetantriebssystemen gänzlich unterbunden, ihre Geschwindigkeit nicht vermindert, sondern eher gesteigert und ihr Arbeitslärm erheblich herabgesetzt wird.

Die Wirkungsweise der Erfindung ist an Hand eines Beispiels in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die Arbeitsweise eines Magnetantriebssystems bei herkömmlicher Steuerung,

F i g. 2 die Arbeitsweise des gleichen Magnetantriebssystems bei Steuerung nach der Erfindung.

Beide Figuren zeigen oben den Verlauf der Steuerspannung und unten den Verlauf der Hubbewegung eines Stanzmagneten für Lochstreifen. Die Kurvenzüge für Spannungs- und Bewegungsverlauf entsprechen jeweils der auf einem Zweistrahl-Oszillographen sichtbaren Darstellung und sind zeitlich genau synchronisiert. Die Hubbewegung wurde bei Zimmer-

temperatur mit einem Wegaufnehmer an einem Punkt des Magnetankers aufgenommen. Der Gesamthub beträgt dabei etwa 3,4 mm.

Der gemäß Fig.l in herkömmlicher Weise angesteuerte Magnet erhält zum Zeitpunkt ίο einen Betätigungsimpuls 1, der nach 3 ms, zum Zeitpunkt fi, zu Ende ist. Der Anker verläßt daraufhin verzögert seine Ruhelage R und erreicht etwa 4,5 ms nach dem Zeitpunkt to, zum Zeitpunkt ti, die Papierebene P, d. h. den Punkt, an dem die mit ihm verbundene "tanznadel den Lochstreifen berührt Der Streifen wird im folgenden durchschlagen, und unter der Wirkung der Riickholkräfte kehrt sich die Bewegungsrichtung des Ankers um. wobei der Anker zum Zeitpunkt η die Papierebene P wieder verläßt. Etwa 10,5 ms nach dem Zeitpunkt te erreicht er die Ruhelage R und verformt dabei die dort vorgesehene elastische Kunststoffauflage im einige Zehntel Millimeter. Der Rückstoß befördert den Anker dann wieder in Arbeitsrichtung, wobei er bei Temperaturen von etwa 40⁰C aufwäi ts wegen der dann höheren Elastizität der Kunststoffauflage die Papierebene P erreichen kann. Erst zum Zeitpunkt 7«, der 30 ms hinter m liegt, ist die Ruhelage endgültig erreicht.

Wird zu einem Zeitpunkt vor dem Ruhezeitpunkt Ir dem Magneten ein neuer Betätigungsimpuls zugeführt. ergeben sich unterschiedliche Folgen, je nachdem, ob der Magnet den Anker während einer Aufwärts- oder einer Abwärtsbewegung anzieht. Im ersieren Fall wird der Anker mit stärkerer Wucht angezogen, und die Rückholkräfte reichen eventuell nicht aus, ihn bis zum Eintreffen des nächsten Betätigungsimpulses in die Ruhelage zu befördern. Verhindert man solches durch elastisch verformbare Mittel an der Umkehrstelle, erhöht sich die kinetische Energie der Rückbewegung und führt zu einem erheblich stärkeren Rückstoß, wodurch eine zweite Stanzung bewirkt wird. Zieht der Magnet den Anker dagegen während einer Abwärtsbewegung an, so wird die Anzugskraft geschwächt und das Durchschlagen des Lochstreifens in Frage gestellt. Man kann diesen Unsicherheiten im Stanzverhalten nur dadurch ausweichen, daß man den jeweils nächsten Betätigungsimpuls erst nach dem Zeitpunkt /« zuführt, also im vorliegenden Beispiel mit einer Frequenz von kleiner als 30 Hz arbeitet.

In F i g. 2 wird der gleiche Magnet zum Zeitpunkt fo durch einen Betätigungsimpuls 1 erregt, und sein Anker vollführt bis zum Zeitpunkt fs die gleiche Hubbewegung wie in Fig.l. Nachdem der Anker die Papierebene P verlassen hat, wird dem Magnet zum Zeitpunkt fo ein zweiter Impuls 2 von etwa 0,9 ms Dauer mit der so gleichen Polarität wie der Betätigungsimpuls 1 zugeführt. Dieser zweite Impuls, der bereits zum Zeitpunkt ß zu Ende ist, bevor der Anker die Ruhelage R erreicht, bremst die Ank^rbewegung so ab, daß der Anker sich nunmehr langsam der Ruhelage R nähert und sie nach etwa 15 ms zum Zeitpunkt «' erreicht, ohne die elastische Auflage nennenswert zu verformen und uhne einen Gegenstoß zu erhalten. Der nächste Bttätigungsimpuls kann also bereits nach 15 ms gegeben werden, womit man eine Arbeitsfrequenz von 60 Hz erzielt.

Dadurch, daß der Rückstoß ganz oder weitgehend unterbleibt, fallen auch die im unteren Teil von Fig.l deutlich sichtbaren scharfen Ecken im Bewegungsablauf for!, die hohe Anteile von Frequenzen im Bereich von 800 bis 1000 Hz enthalten, für die das menschliche Ohr am empfindlichsten ist. Der gemäß Fig.2 betätigte Magnet erzeugt demnach viel weniger Lärm als der in üblicher Weise nach Fig.l angesteuerte Magnet.

Der zweite Impuls 2 läßt sich einfach dadurch gewinnen, daß die Rückflanke des Betätigungsimpulses 1 einem Verzögerungsglied, etwa einem monostabilen Multivibrator, zugeführt wird, der daraufhin einen Impuls der Dauer u ■ t\, also der Pausendauer zwischen beiden Impulsen erzeugt, und mit seiner Rückflanke einen zweiten monostabilen Multivibrator oder ein entsprechend arbeitendes Verzögerungsglied anstoßt, dessen Eigenzeit der Differenz ti — M, d. h. der Impulsdauer des zweiten Impulses 2, entspricht. In taktgesteuerten Systemen läßt sich der zweite Impuls 2 auch über Untersetzerstufen o. ä. aus den Taklimpulsen ableiten.

Für die Lage des zweiten Impulses 2 ist nur wichtig, daß dieser Impuls dem Magneten nach dem Zeitpunkt η und vor Erreichen der Ruhelage R zugeführt wird. Die Dauer des zweiten Impulses 2 ist ebenfalls unkritisch, sie beträgt an einem erprobten Fall ein Drittel bis ein Viertel der Dauer des Betätigungsimpulses 1. Lage und Dauer des zweiten Impulses lassen sich oszillographisch, experimentell oder einfach nach Gehör einstellen.

Wenn die Elastizität der Kunststoffauflage an dem die Ruhelage definierenden Anschlag sich mit der Temperatur stark erhöht, kann es zweckmäßig sein, die Dauer des zweiten Impulses 2 mit steinender Temperatur /11 vergrößern, um eine stärkere Bremswirkung zu erzielen. Gleichzeitig oder an Stelle dessen kann man auch den Impuls 2 früher beginnen lassen, also die Pause zwischen dem Betätigungsimpuls 1 und dem zweiten Impuls 2 temperaturabhängig verkleinern. Dies ist einfach durch Vorsehen von NTC- oder PTC-Widerständen in den zeitbestimmenden Kreisen der Verzögerungsglieder zu realisieren. Normalerweise ist eine derartige Zusatzmaßnahme aber nicht nötig, wie Versuche in einem weiten Temperaturbereich erbracht haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dampfungsanordnung für impulsbetätigte Antriebsmagneten, insbesondere für den Antrieb von Aufzeichnungselementen in Aufzeichnungsgeräten, bei denen die Magnetanker durch Einschalten des Magneten aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueranordnung eine bestimmte Zeit nach dem Betätigungsimpuls (!) einen zweiten Impuls (2) gleicher Polarität an den Magneten abgibt, daß der zweite Impuls (2) während der Rückkehrbewegung des Magnetankers in seine Ruhestellung an den Magneten abgegeben wird und daß der Energieinhalt des zweiten Impulses (2) kleiner ist als der des Betätigungsimpulses (1).

2. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da8 der zweite Impuls (2) durch an sich bekannte Verzögerungsglieder aus der Vorder- oder Rückflanke des Beläligungsimpulses (1) abgeleitet ist.

3. Dämpfungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Lage und/oder die Dauer des zweiten Impulses bestimmenden Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder durch temperaturabhängige Bauelemente in den zeitbestimmenden Kreisen temperaturabhängig sind.