DE3115416A1 - Bueromaschine mit einem elektromagnetischen linearmotor - Google Patents

Description

• Büromaschine mit einem elektromagnetischen Linearmotor
• Die Erfindung betrifft eine Büromaschine mit einem elektromagnetischen Linearmotor für einen längs eines über eine Papierführung leitbaren Aufzeichnungsträger in Zeilenrichtung verfahrbaren Wagen mit einem Druckwerk der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
• Die bekannten Linearmotoren, die als Antrieb in seriell arbeitenden Druckern eingesetzt werden, sollen vor allem ein gutes dynamisches Verhalten bei feinstufigen schnell aufeinanderfolgenden Schritten aufweisen. Wesentlich ist vor allem, die Masse des Läufers klein zu halten.
• Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 309 750 ist ein Linearmotor mit zwei parallelen, ferromagnetischen Schienen bekannt, von denen mindestens die eine mit einer Magnetanordnung verbunden ist. In Längsrichtung dieser Schienen ist eine relativ zu diesen bewegbare und dabei die magnetischen Feldlinien schneidende, stromdurchflossene Spulenanordnung vorgesehen. Bei diesem Motor treten jedoch je Krafteinheit zwangsweise hohe Verluste auf, weil zur Krafterzeugung nur ein kleiner Leiterteil der stromdurchflossenen Spule beiträgt-. Es sind große Eisenquerschnitte und damit ein hohes Eisengewicht erforderlich, da rasch eine Eisensättigung eintritt.
• Bei dem durch die US-PS 3 899 699 bekannten Linearmotors ist ein stabförmiger, langgestreckter Dauermagnet vorgesehen, ier in einem im wesentlichen u-förmigen EisenrücNflunteil sitzt. Parallel zu dem senkrecht zu seiner Längsabmessung magnetisierten Dauermagneten ist ein ferromagnetischer Stab angeordnet, der von einer stromdurchflossenen Zylinderspule umfaßt wird, die auf einem zur Flußrückführung herangezogenen Wagen montiert ist. Auch bei dieser Anordnung trägt nur höchstens die halbe Spule zur Krafterzeugung bei. Der Fluß sammelt sich im Wagen, was zur Folge hat, daß der Wagen für eine brauchbare Flußrückführung schwer ausgebildet sein muß.
• Durch die deutsche Offenlegungsschrift 2 654 075 werden die oben beschriebenen Nachteile größtenteils vermieden.
• Die auf dem bewegbaren Läufer angeordneten Spulen sind als Flachspulen ausgebildet, deren Breitseiten parallel und hochkant zur Spulenbewegungsrichtung liegen. Der Linearmotor erlangt hierdurch eine beträchtliche Höhe und ist für einen flach und kompakt auszubildenden Linearmotor weniger geeignet.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Büromaschine mit einem Linearmotor zu schaffen, der einfach, leicht und kompakt ausgebildet und möglichst schwingungsfrei längs des Aufzeichnungsträgers bewegbar ausgebildet ist. Auch soll der Linearmotor für höhere Schrittgeschwindigkeiten geeignet sein. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekennzeichnete Erfindung gelöst.
• Die erfindungsgemäße Büromaschine weist einfache Formteile auf, welche für eine automatische Fertigung sehr geeignet sind. Auch zeichnet sich die erfindungsgemäße Büromaschine durch ihre flache Bauweise aus, wodurch sie sich besonders für den Reise- und den Heimbedarf eignet.
• Die vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes nach Patentanspruch 3 verhindert, daß der in größeren Mengen anfallende Papierstaub sich negativ auf die Schrittbewegung des Linearmotors auswirkt.
• Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
• Diese ermöglichen eine exakte Führung des Läufers, sowie eine leichte und genaue Einstellung der Führungsschienen zueinander.
• Um die bei hohen Schrittgeschwindigkeiten auftretende und nicht zu vermeidende Wärme in der Spulenanordnung besser abkühlen zu können, weist der Wagen in seiner Bewegungsrichtung angeordnete Kühl rippen auf.
• Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch das Gestell einer Büromaschine ohne Tastatur, Figur 2 eine einstellbare Stützrolle gemäß Figur 1, Figur 3 der einstellbare Spulenkörper gemäß Figur 1 und Figur 4 eine Draufsicht auf die ferromagnetische Schiene mit den Permanentmagneten.
• Die Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Büromaschine mit einem elektromagnetischen Linearmotor für einen Wagen 5 mit einem Druckwerk 6, der längs eines über eine als Papierführung ausgebildete Papierwalze 1 leitbaren Aufzeichnung;sträger 3 in Zeilenrichtung verfahrbar ist. Der Wagen 5 ist mittels Führungsrollen 7, 9 auf an einer Traverse -11 im Gestell fest angeordneten Führungsschienen 13, 15 verschiebbar gelagert. Die Traverse 11 besteht aus einem Strangpreßprofil und ist mit einer in Strangpreßrichtung durchgehenden wannenförmigen Vertiefung 17 zur Aufnahme einer ferromagnetischen Schiene 19 mit Permanentmagneten 21 versehen.
• Die Führungsschienen 13, 15 für die an dem Wagen 5 angeordneten Führungsrollen 7, 9, deren Drehachsen 23, 25 senkrecht zu der wannenförmigen Vertiefung 17 gelagert sind, sind mit Abstand beiderseits der Vertiefung 17 angeordnet. Außerdem ist unmittelbar mindestens neben einer der Oberkanten 27, 29 der Vertiefung 17 eine weitere Führungsschiene 31, 33 in Lär;asrichtung angeordnet, auf denen die in dem Wagen 5 drehbar gelagerte Stützrollen 35, 37 abrollbar sind. Die Drehachsen 39, 41 dieser Stützrollen 35, 37 sind senkrecht zu denken (23, 25) der Führungsrollen 7, 9 angeordnet. Im Rahmen der Erfindung ist das Vorsehen einer Führungsschiene 31, 33 möglich. Die Stützrollen 35, 37 sind an einem um eine Achse 45 schwenkbaren Schwenkhebel 47 drehbar gelagert, wobei das freie Ende des Schwenkhebels 47 durch eine Feder 49 gegen einen einstellbaren und durch eine Kontermutter 51 festsetzbaren Schraubenbolzen 53 preßbar ist. Mittels dieser einstellbaren Stützrollen 35, 37 ist einerseits ein leichter Führungsiauf des Wagens 5 auf den Führungsschienen 13, 15 und andererseits der Abstand der Oberflächen 55 der als Flachspulen ausgebildeten Spulen 57 der Spulenanordnung an dem Wagen 5 -zu der Oberfläche 59 der Permanentmagnete 21 einstellbar. Die wannenförmige Vertiefung 17 weist in Längsrichtung unmittelbar unter ihren Oberkanten 27, 29 durchgehende Profilöffnungen 61, 63 zum Einschieben einer Schutzabdeckung 65 auf. Ein Verschmutzen der Permanentmagnete wird hierdurch vermieden.
• Die an der Unterseite des Wagens 5 angeordnete Spulenanordnung weist einen Spulenkörper 67 mit drei als Flachspulen ausgebildete Spulen 57 auf. Der Spulenkörper 67 weist Langlöcher 68 auf, in denen Exzenterschrauben 69 formschlüssig eingreifen. Mittels dieser Exzenterschrauben 68 ist der Spulenkörper 67 verstellbar an dem Wagen 5 angeordnet und mittels einer Feststellschraube 71, der mit einem Langloch 73 des Spulenkörpers 67 in Wirkverbindung steht, an dem Wagen 5 festsetzbar. Hierdurch sind die Abstände der Oberflächen 55 der Spulen 57 zu der Oberfläche 59 der Permanentmagnete 21 einstellbar. Die mit den Permanentmagneten 21 verbundene ferromagnetische Schiene 19 ist mittels in dem Boden 43 der Vertiefung 17 angeordneten Einstellschrauben 75 einstellbar. Die Magnetanordnung weist übrigens zwei Reihen von abwechselnd magnetisierten Dauermagneten, z. B. von Permanentmagneten 21 auf.
• Zur lageabhängigen Kommutierung der Ströme in den Spulen 57 weist die Traverse 11 in Strangpreßrichtung eine durchgehend Profilöffnung 77 zur Aufnahme einer Markierungsschiene 79 auf, deren Markierung zur Lagerrückmeldung durch einen an dem Wagen 5 angeordneten Optoencoder 81 abtastbar sind. Ein derartiger Lagerregler ist z. B. aus der deutschen Offenlegungsschrift 25 43 668 bekannt.
• Um e;n berhitzung der Spulen 57 und damit des Spulenkörpers 7 zu vermeiden, weist der Wagen 5 in seiner Bewegtng r chtung Kühl rippen 83 auf. Einige Kühlrippen 83 weisen Verlängerungen 85, 87, 91, 93; 89 auf und dienen zur Lagerung der'Schwenkhebel 47 und des Spulenkörpers 67.
• An der Ku'1lrippe 89 ist außerdem ein Halter 95 für einen Antriebsmotor 97 fest verbindbar angeordnet. Der Antriebsmotor treibt über ein Ritzel 99 ein Kronenrad 101 an, der mit einer Einstellwelle 103 eines Typenträgers 105 fest verbunden ist. Der Typenträger 105 ist mittels einer nicht dargestellten Druckhammeranordnung gegen den Aufzeichnungsträger 3 zur Erzeugung eines Abdrucks bewegbar.
• Der Aufzeichnungsträger 3 ist durch in einer Papierführungswanne 108 drehbar gelagerte Andruckrollen 107, 10-9 und die mit diesen ständig in Eingriff stehende Papierwalze 1 antreibbar. Die Traverse 11 besteht mit den Führungsschienen 13, 15 und der Papierführung 108 aus einem einzigen Strangpreßprbfil, Der Wagen 5 besteht vorteilhaft aus einem Druckguß- oder auch einem Strangpreßprofilteil.
• Die erfindungsgemäße Büromaschine zeichnet sich durch ein -fach herzustellende, leicht zu montierende und zu justierende Bauteile aus. Durch die in der Traverse 11 angeordnete Vertiefung 17 für die Magnetanordnung 19/21 wird eine für Reiseschreibmaschinen sehr geeignete flache Bauweise ermöglicht. Im Rahmen der Erfindung kann selbstverständlich auch die Spulenanordnung in der Vertiefung 17 und die Magnetanordnung an dem Wagen 5 angeordnet sein. Die Traverse 11 mit der Vertiefung 17 und der Papierführungswanne 108 besteht aus einem einfach herzustellenden Strangpreßprofil.
• Leer's'eite

Claims (14)

1. Patentansprüche: 1Büromaschine mit einem elektromagnetischen Linearmotor für einen längs eines über eine Papierführung leitbaren Aufzeichnungsträger in Zeilenrichtung verfahrbaren Wagen mit einem Druckwerk, wobei der Wagen mittels Führungsrollen auf an einer Traverse im Gestell fest angeordneten Führungsschienen verschiebbar ist und der Linearmotor aus einer Magnet-und einer die magnetischen Feldlinien schneidende stromdurchflossene Spulenanordnung besteht, die relativ zueinander verschi-ebbar angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Traverse (11) aus einem Strangpreßprofil mit einer in Strangpreßrichtung durchgehenden wannenförmigen Vertiefung (17) zur Aufnahme der Magnet-oder der Spulenanordnung besteht.
2. 2. Maschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Führungsschienen (13, 15) und die Papierführung (108) Teile des Strangpreßprofils sind.
3. 3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die wannenförmige Vertiefung (17) in Längsrichtung unmittelbar unter ihren Oberkanten (27, 29) durchgehende Profilöffnungen (61, 63) zum Einschieben einer Staubschutzabdeckung (65) aufweist.
4. 4. Maschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n- n z e i c h n e t , daß die Führungsschienen (13, 15) für die an dem Wagen (5) angeordneten Führungsrollen (7, 9), deren Drehachsen (23, 25) senkrecht zu der wannenförmigen Vertiefung (17) gelagert sind, mit Abstand beiderseits der Vertiefung (17) angeordnet sind, und daß mindestens eine weitere Führungsschiene (31, 33) in Längsrichtung unmittelbar neben einer der Oberkanten (27, 29) der Vertiefung (17) für in dem Wagen (5) drehbar gelagerte Stützrollen (35, 37), deren Drehachsen (39, 41) senkrecht zu denen (23, 25) der Führungsrollen (7, 9) angeordnet sind, vorgesehen ist.
5. 5. Maschine nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß beiderseits der Oberkanten (27, 29) je eine Führungsschiene (31, 33) für die Stützrollen (35, 37) angeordnet ist.
6. 6. Maschine nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Stützrollen (35, 37) einstellbar angeordnet sind.
7. 7. Maschine nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Stützrollen (35, 37) an einen um eine Achse (45) schwenkbaren Schwenkhebel (47) drehbar gelagert sind, wobei das freie Ende des Schwenkhebels (47) durch eine Feder (49) gegen einen einstellbaren und durch eine Kontermutter (51) festsetzbaren Schraubenbolzen (53) preßbar ist.
8. 8. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf dem Boden (43) der Vertiefung (17) eine ferromagnetische Schiene (19), die mit der Magnetanordnung verbunden ist, angeordnet ist, und daß die Magnetanordnung zwei Reihen von abwechselnd magnetisierten Dauermagneten, z. B. von Permanentmagneten aufweist, und daß die Spulenanordnung an der Unterseite des Wagens (5) zwischen den Stützrollen (35, 37) angeordnet ist.
9. 9. Maschine nach Anspruch 8, d a d u r c h 9 e -k e n n z e i c h n e t , daß die Spulenanordnung Flachspulen (57) aufweist, deren Breitseiten parallel zur Spulenbewegungsrichtung liegen, und daß die Flachspulen (57) an einem Spulenkörper (67) angeordnet sind, der zur Einstellung des Luftspaltes zwischen den Spulen (57) und der Oberfläche der Permanentmagnete (21) einstellbar ist.
10. 10. Maschine nach Anspruch 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Spulenkörper (67) mittels eines Langloches (73) auf einem Arretierschraubbolzen (71) an der Traverse (11) lager-und mittels Exzenterschrauben (69) einstellbar ist.
11. 11. Maschine nach Anspruch 8, 9 oder 10, mit einer Einrichtung zur lageabhängigen Kommutierung der Ströme in den Spulen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Traverse (11) in Strangpreßrichtung eine durchgehende Profilöffnung (77) zur Aufnahme einer Markierungsschiene (79) aufweist, deren Markierungen zur Lagerückmeldung durch einen an dem Wagen (5) angeordneten Optoencoder (81) abtastbar sind.
12. 12. Maschine nach einem der- vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t, daß der Wagen (5) in Bewegungsrichtung des Wagens (5) angeordnete Kühlrippen (83) aufweist.
13. 13. Maschine nach Anspruch 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Wagen (5) aus einem Druckguß- oder einem Strangpreßprofilteil besteht.
14. 14. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Boden (43) der Vertiefung (17) Einstellschrauben (75) zum Ausrichten und Feststellen der ferromagnetischen Schiene (19) mit den Permanentmagneten (21) aufweist.