DE2532563C2

DE2532563C2 - Vorrichtung zur Bewegung einer Verschlußlamelle oder eines Filters

Info

Publication number: DE2532563C2
Application number: DE2532563A
Authority: DE
Inventors: Karel Pustka; Gabriel 8000 München Vondrovsky
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1975-07-21
Filing date: 1975-07-21
Publication date: 1983-04-28
Also published as: DE2532563A1; CH611052A5; US4088405A; JPS5213321A; JPS58175533U

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bewegung einer Verschlußlamelle oder eines Filters in einem fotografischen Kopiergerät, mittels magnetischer Felder von einer Endlage in eine andere, bei welcher das Bauteil zwischen den Endlagen mechanisch freischwingend angeordnet und mit einem Permanentmagneten verbunden ist der in den beiden Endlagen des Bauteils an je einem Pol eines derart gesteuerten Elektromagnet-Systems anliegt, daß das Bauteil für seine Bewegung von einer Endlage zur anderen eine Beschleunigung durch Abstoßung des Permanentmagneten von einem Pol des Elektromagnet-Systems erfährt

In fotografischen Kopiergeräten sind durch Magnetfelder bewegte Verschlußlamellen oder Filterpaddel allgemein bekannt, wie dies beispielsweise die DE-OS 21 42 177 zeigt Sie werden häufig durch Drehmagnete bewegt die diesem zu bewegenden Teil ausgehend von einer Endlage entsprechend der Verkleinerung des magnetischen Spaltes eine ständig wachsende Beschleunigung erteilen, bis das Teil an einem Anschlag ruckartig zum Stehen gebracht wird. Hierbei entsteht heftige Geräuschentwicklung und häufig ein Zurückprellen der bewegten Bauteile, so daß z. B. ein Nachbelichten stattfinden kann.

Aus der DE-PS 12 33 714 ist ein fotografischer Kameraverschluß der eingangs genannten Art bekannt, bei welchen an dem bewegten Bauteil ein Permanentmagnet so angebracht ist, daß das Bauteil in seinen beiden Endlagen immer mit dem gleichen Pol des Permanentmagneten an jeweils einem Pol eines Elektromagneten zur Anlage kommt. Das bedeutet, daß zum öffnen des Verschlusses der Elektromagnet eine erste Bestromung erfährt, durch die derjenige Festpol gleiche Polarität wie der in Ruhestellung anliegende Pol des Permanentmagneten erfährt. Damit wird eine Abstoßung und eine Bewegung des Bauteils bewirkt und eine Beschleunigung des Bauteils bis zum Anschlag an dem Gegenpol erreicht. Zum Schließen des Verschlusses wird die Polung des Elektromagneten umgekehrt, so daß im wesentlichen der gleiche Bewegungsablauf in umgekehrter Richtung erfolgt.

Ein derartiger Verschluß wäre für eine Verschlußlamelle oder ein Filter in einem Kopiergerät gänzlich ungeeignet, da die hierbei zu bewegenden Massen zu groß sind und bei dem harten Aufprall Schaden nehmen könnten. Im übrigen kann der bereits obenerwähnte Prelleffekt mit Nachbelichtung auftreten.

Es ist bereits auch ein Filterantrieb bekanntgeworden, bei dem die Filter mittels Linearmotoren von einer Endstellung in die andere gebracht werden. Zur Steuerung der Ströme in den Tauchspulen des Linearmotörs sind jedoch außerordentlich komplizierte Steuerungseinrichtungen erforderlich, um den gewünschten Geschwindigkeitsverlauf mit bis zur halben Strecke ansteigender, dann jedoch ebenso gleichmäßig verzögerter Geschwindigkeit zu erreichen. In der Praxis haben sich solche Filterantriebe als außerordentlich aufwendig erwiesen, auch wenn die gewünschten sehr kurzen Zeiten zum Einschwenken des Filters bzw. des Verschlusses in den Strahlengang auf diese Weise realisiert werden konnten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Bewegung des Bauteils von einer Endlage in eine andere unter Verringerung von Prelleffekten in vergleichbar kurzen Zeiten zu bewerkstelligen ist, ohne diesen hohen Aufwand im Bereich der Steuerungselektronik treiben zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des

Anspruchs 1 aufgeführten Mittel gelöst

Mit der Erfindung wird mit zwei Magnetsystemen die Funktion des Haltens, Beschleunigens und des Abbremsens eines bewegten Bauteiles erreicht, wobei das Bauteil um eine Achse schwenkbar oder für eine Längsbewegung in einer Schlittenführung reibungsarm gelagert ausgebildet sein kann. Die Umschaltung bzw. Abschaltung des Stromflusses durch den Elektromagneten kann dabei wegabhängig oder zeitabhängig mit verhältnismäßig geringem Aufwand erfolgen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Antriebssystems ergeben sich aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung von Ausführungsbeispäelen, die im folgenden anhand von Figuren erläutert sind. Es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Antriebssystem mit einem mitgeführten Permanentmagneten,

F i g. 2 ein Zeitdiagramm des Stromflusses durch die Spulen des Systems nach F i g. 1,

Fig.3 ein anderes Antriebssystem mi* zwei Elektromagneten,

Fig.4 das Antriebssystem nach Fig.3 in einem Längsschnitt längs der Schnittlinie IV-IV in F i g. 3.

In F i g. 1 ist mit 1 eine Verschlußiamelle bezeichnet, die z. B. mittels nicht dargestellter Wälzlager reibungsarm auf einer Achse 2 schwenkbar gelagert ist. Die Verschlußlamelle 1 ist in ihrem vorderen Teil la z. B. aus dünnem Blech hergestellt, während der Trägerarm \b aus Kunststoff hergestellt ist. In einem gewissen Abstand von der Achse 2 ist in dem Hebel \b ein Permanentmagnet 3 befestigt, der Magnet besteht aus einem Material mit sehr hoher Remanenz und sehr hoher Koerzitivkraft, so daß deren Produkt ein Maximum ergibt. Dafür eignen sich besonders aus seltenen Erden hergestellte Permanentmagnete wie Samarium, Kobalt oder Zer-Mischmetalle. Die Magnetisierung ist in der aus der Figur ersichtlichen Weise durchgeführt, derart, daß jeweils die in Bewegungsrichtung vorne bzw. hinten liegenden Flächen einen gleichnamigen Pol bilden. Der Magnet 3 wird an den vorderen bzw. rückwärtigen Flächen von dünnen Kunststoffteilen des Armes \b umfaßt, die zugleich eine Dämpfung bewirken.

In den Endstellungen des Teiles 1, von denen die linke Endstellung gezeigt ist, liegt der Arm löan dem Kern 4 eines Elektromagneten an, während in der anderen Endstellung ein entsprechender Magnet 5 vorgesehen ist. Die Magnete 4 und 5 können sowohl E-förmige Kerne als auch topfförmige Kerne haben, wobei jedoch von Bedeutung ist, daß das mittlere Joch in etwa im Querschnitt dem des Permanentmagneten 3 entspricht. Die äußeren Vorsprünge 4a bzw. 4b sind deutlich von dem Permanentmagneten 3 entfernt. Die Spulen 6 bzw. 7 der beiden Magnete 4, 5 liegen zueinander in Reihe oder auch parallel an einer gemeinsamen Stromquelle, die über noch zu beschreibende Schaltmittel zu Beginn des Bewegungsvorgangs eingeschaltet und nach einem bestimmten Teil des Weges wieder ausgeschaltet wird. Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt:

In der gezeigten Ruhestellung sind die Spulen 6 und 7 stromlos. Der Permanentmagnet 3 liegt aufgrund seines starken Streufeldes mit ziemlicher Kraft an dem Weicheisenkern 4 an. d. h. er befindet sich in einer stabilen Lage. Wird nun zu einem bestimmten Zeitpunkt der Befehl gegeben, die Verschlußlamelle la in ihre andere gestrichelt gezeichnete Stellung zu überführen, so wird der Strom für die Spulen 6 und 7 eingeschaltet.

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Die Stromrichtung ist dabei so gewählt, daß gegenüber von dem Südpol des Permanentmagneten ein Südpol in dem mittleren Joch des Weicheisenkernes 4 induziert wird. Aufgrund des stark inhomogenen Streufeldes

> zwischen den freien Enden des Magnetkerns 4 entstehen sehr starke Abstoßungskräfte auf dtn Permanentmagneten 3, der sich mit seinem Träger \b und der Lamelle am Anfang mit wegen des geringen Luftspaltes sehr hoher, dann allmählich abnehmender

' Beschleunigung auf die andere Endstellung zu bewegt Genau in der Mitte zwischen den beiden Endstellungen heben sich die auf den Nordpol des Permanentmagneten 3 wirkende Abstoßungskraft des Magneten 5 und die Abstoßungskraft des Magneten 4 auf den Südpol des

> Permanentmagneten gerade auf. In dieser Stellung endet also die Beschleunigung, während die Lamelle mit der höchsten Geschwindigkeit ihre Bewegung fortsetzt. Im weiteren Verlauf der Bewegung setzt jedoch eine immer stärker werdende Bremsung ein, die in

irgendeiner Stellung vor dem Anliegen des Nordpols des Permanentmagneten 3 an dem Weicheisenkern des Magneten 5 zum völligen Stillstand des Permanentmagneten führt. Ohne zusätzliche Einflüsse würde nun eine Bewegungsumkehr eintreten, d. h. die Lamelle würde nach Art eines Pendels zurückschwingen, wobei aufgrund der Reibungsverhältnisse abnehmende Amplituden eintreten würden, bis das Bauteil in der Mittelstellung stehenbleibt.

Es sind jedoch entweder zeitgesteuerte oder mittels einer Lichtschranke am Weg der Lamelle lagesteuerte Mittel zum Abschalten des Stroms in den Spulen 6 und 7 vorgesehen. Diese Abschaltung kann praktisch zu jedem Zeitpunkt nach dem Überschreiten der Mittellage erfolgen. Mit dem Abschalten des Stromes endet die Wirkung der Abstoßungskräfte und der Permanentmagnet wird zu dem Weicheisenkern hingezogen, dem er näher ist. Ist die Mittellage noch nicht überschritten, führt diese Anziehung zu dem sich weiter entfernenden Weicheisen zu einer Abbremsung, nach Überschreiten der Mittellage zu einer Beschleunigung des beweglichen Bauteils. Die kürzeste Zeit, um das Bauteil von der einen in die andere Endlage zu überführen, wird erreicht, wenn die Abschaltung des Spulenstromes genau in der Mittellage erfolgt. Von dieser höchsten Geschwindigkeit in der Mittellage ausgehend wird nämlich die Lamelle dann weiter beschleunigt durch das Anziehen zu dem Weicheisenkern in der anderen Endlage. Dies führt jedoch zu einem verhältnismäßig harten Aufprall an diesem Weicheisenkern, wobei Prellbewegungen durch die Anziehung des Permanentmagneten an das Weicheisen jedoch weitgehend gemildert werden. Eine viel weichere Abbremsung wird erzielt, wenn der Strom erst kurz vor dem Erreichen der Geschwindigkeit 0 am Umkehrpunkt abgeschaltet wird, so daß nur noch eine sehr geringe Strecke zur Beschleunigung des Systems bis in die andere Endlage zur Verfügung steht. Ganz gleich, ob zur Steuerung der Einschaltdauer des Stromes in den Spulen 6. 7 ein bekannter Zeitschaltkreis 16, z. B. eine bistabile Kippstufe, oder eine Lichtschranke zum Abtasten der Stellung des Bauteils 1 verwendet wird, ist die Steuerung mit sehr geringem Aufwand zu realisieren. In F i g. 2 ist noch das Stromdiagramm in den Spulen 6, 7 dargestellt, wobei als Ausschaltpunkt der Umkehrpunkt des freischwingenden Pendels angegeben ist. Die Abschaltung könnte aber mit der Wirkung einer schnelleren Bewegung, jedoch eines härteren Aufpralls, zu einem früheren Zeitpunkt z. B. zu der gestrichelt gezeichneten Kurve erfolgen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 15 20

1. Vorrichtung zur Bewegung einer Verschlußlanvelle oder eines Filters in einem fotografischen Kopiergerät, mittels magnetischer Felder von einer Endlage in eine andere, bei welcher das Bauteil zwischen den Endlagen mechanisch freischwingend angeordnet und mit einem Permanentmagneten verbunden ist, der in den beiden Endlagen des Bauteils an je einem Pol eines derart gesteuerten Elektromagnet-Systems anliegt, daß das Bauteil für seine Bewegung von einer Endlage zur anderen eine Beschleunigung durch Abstoßung des Permanentmagneten von einem Pol des Elektromagnet-Systems erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß die NS-Pol-Achse des Permanentmagneten (3) in Bewegungsrichtung des Bauteils (1) verläuft und der Stromfluß im Elektromagnet-System (4 bis 7) mindestens bis zur Mittelstellung des Bputeils (1) zwischen den Endlagen und höchstens bis zur nahezu völligen Abbremsung des Bauteils durch das abstoßende Feld desjenigen Elektromagnet-Kerns (4, 5), zu dem sich der Permanentmagnet (3) hinbewegt, aufrecht erhalten ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektromagnet-System durch zwei unabhängige, örtlich voneinander getrennte Spulenkerne (4,5) gebildet ist, beide Kerne von einer Spule

(6 bzw. 7) umwickelt sind und die beiden Spulen in Reihe liegen, so daß bei einem Stromfluß durch die Spulen die als Anschlag dienenden Pole der beiden Kerne (4,5) entgegengesetzte Polarität aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenkerne (4,5) Weicheisenteile sind und insbesondere als E-förmige Kerne ausgebildet sind, deren mittlere Schenkel dem Permanentmagnet (3) in der jeweiligen Endlage gegenüberliegt und diesem im Querschnitt etwa entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Schenkel (4a, 4b) der E-Kerne (4, 5) deulich außerhalb des Umrisses des Permanentmagneten (3) liegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (1) um eine gerätefeste Achse (2) schwenkbar ist, der Permanentmagnet (3) auf einem Ende des beweglichen Bauteils (1) angeordnet ist und mit jeweils einem seiner Pole in den Endlagen an dem gerätefesten Weicheisenkern (4,5) anliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kunststoffschicht als Dämpfungsmittel zwischen Weicheisen (4, 5) und Permanentmagnet (3) liegt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer des Stromflusses in den Spulen über einen Zeitschalter (16) gesteuert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, d, daß die Zeitdauer des Stromflusses in den Spulen über einen die Lage des Bauteils (17) abtastenden Fühler, insbesondere eine Lichtschranke, gesteuert ist.

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