DE3343504C2

DE3343504C2 - Elektrisch betriebene Fördereinrichtung eines Schreibstiftes

Info

Publication number: DE3343504C2
Application number: DE19833343504
Authority: DE
Inventors: Friedrich Prof. Dr. 7230 Schramberg Aßmus; Walter 7530 Pforzheim Seeger
Original assignee: UHREN FEINGERAETE FORSCH
Current assignee: UHREN FEINGERAETE FORSCH
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1986-06-12
Also published as: DE3343504A1

Abstract

Diese Fördereinrichtung kann zum Vorschub von Stiften, insbesondere in Schreibgeräten, sowie von Drähten und Fäden aus Kunststoff bzw. Textilien verwendet werden. Die Fördereinrichtung besteht aus einem Pulsationsmotor und einer kombinierten Transport- und Haltezange. Die Fördereinrichtung besteht aus wenigen bewegten Teilen und kann klein gebaut und energiesparend betrieben werden. Der Motor wird mit Wechselstrom oder umgerichteten Gleichstrom gespeist. Eine 50 Hz Ausführung für Netzbetrieb ist möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrisch betriebene Fördereinrichtung eines Schreibstiftes, dessen Gehäuse mit

ίο einer Schreibspitze und einem rohrförmigen Behälter für Minen, insbesondere Bleistiftminen und einem Behälter für Batterien versehen ist, die durch eine mittlere Bohrung an die Schreibspitze befördert werden und einem elektrischen Schalter zum betätigen der Minenfördereinrichtung.

Bekannt ist ein Schreibstift (DE-PS 29 35 331) mit elektischem Vortrieb der Mine bei dem auf die Mine einwirkende Walzen über Getriebe zur Förderung der Mine durch ein Gleichstromelektromotor gedreht werden. Die Welle des Motors ist hohl um die Minen aus einem MinenbehäJter den Walzen zuführen zu können. Durch die Walzen werden die Minen gedreht, was zum Abbrechen führen kann. Im erwähnten Patent erfolgt der Antrieb der Walzen über eine biegsame Welle oder eine lange Getriebestange und Zahnräder vom Motor aus, was eine aufwendige und anfällige mechanische Konstruktion bedingt. Gleichstrommotore haben einen relativ hohen Stromverbrauch und hohe Spitzenströme, was bei den kleinen Batterien die im Schreibstift untergebracht werden sollen eine kurze Betriebsdauer bedeutet.

Bekannt ist weiterhin ein Minenschreibstift mit elektromagnetischem Vorschub (DE-OS 31 42 071). Bei diesem Schreibgerät wird die Mine in zwei Spanneinrichtungen, die unterschiedliche Spannkräfte ausüben gehalten. Während des Transportvorgangs klemmt die eine Spanneinrichtung die Mine, während die andere sich öffnet.

Es wird ein elektromagnetisches Antriebssystem ohne Dauermagnete verwendet, welches Mittel zur Strombegrenzung benötigt. Um den Energieverbrauch zu verringern und die Lebensdauer der Batterien zu verlängern wird eine Spannungsverdopplung über einen Kondensator mit Ladewiderstand vorgenommen.

Die im Elektromagneten gespeicherte Energie soll zurückgewonnen werden. Die Nachteile des bekannten Schreibgeräts gegenüber der vorliegenden Erfindung liegen insbesondere im hohen Energieverbrauch. Durch die vorhandenen zwei Minenspanneinrichtungen wird eine nicht vermeidbare Reibung der Mine beim Vorschub erzeugt.

Weiterhin ist das elektromagnetische Antriebssystem mit einem kleinen Wirkungsgrad behaftet. Um den relativ hohen Stromverbrauch zu begrenzen, werden Lösungen angeboten, die den Stromverbrauch eher erhöhen. Weitere Nachteile sind der umständlich gesteuerte Schrittbetrieb und eine schwierige Minenrückführung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen, betriebssicheren, mechanischen und elektrischen Aufbau eines Schreibgerätes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die gegenständlichen Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die mit der vorliegenden Erfindung erzielbaren Vorteile sind der Wegfall eines Getriebes, was besonders herstellungsmäßige Vorteile bringt und die Kleinheit

der Konstruktion erreichen läßt, sowie der geringe Stromverbrauch in der Größenordnung von 5 mA ohne Huftretende Stromspitzen, was die Kapazität der verwendeten Batterien und ihren Platzbedarf bei langer Betriebsdauer gering hält

Eine bedeutende Vereinfachung ist daß nur eine kombinierte Minenhalte- und Transportzange benötigt wird die beim Betrieb nur geringe Reibungsverluste verursacht. Die Betriebsspannung kann bei 1,5 V liegen, z. B. die einer Knopfzelle. Weiterhin ist der verwendete ι ο Pulsationsmotor hochfrequent, so daß hohe induzierte Spannungen auftreten, die zu einem guten Wirkungsgrad führen. Durch die hohe Betriebsfrequenz wird ein schneller Vorschub erreicht Die Rückführung der Mine ist problemlos möglich.

In der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch einen Schreibstift mit einem Pulsationsmotor 6 und einer kombinierten Minenhalte- und Transportzange 10,11.

fn der Zeichnung ist ein Längsschnitt des Schreibstiftes dargestellt Dabei ist am hinteren Ende ein Druckschalter 1 angebracht. Er hat den Zweck eine Mine durch Einschaltung des Pulsationsmotors 6 an die Schreibspitze zu befördern. Ein abnehmbarer Batteriebehälter 2 an dem ein Druckschalter 1 befestigt ist und der mit Kontakten versehen ist, dient gleichzeitig als Verschluß für einen Minenvorratsraum 3. In diesem Battcricbehälter 2 ist außerdem ein Generator 4 und eine Bedienclektronik untergebracht. Der Boden des Minenvorratsraumes 3 ist teilweise federnd ausgebildet und dient gleichzeitig als Federspeicher 5 für den Pulsationsmotor 6. Durch das Vibrieren des Minenvorratsbehälters ergibt sich ein problemloses automatisches Einfüllen der Minen in eine aus einer Hohlwelle 9 des Pulsationsmotors 6 und der Minenhalte- und Transportzange 10,11 bestehende Fördereinrichtung 6,9,11.

Ein in zwei Gleitlagern beweglich geführter Läufer 8 des Motors ist mit der Hohlwelle 9 versehen. Durch sie werden die Minen der Minenhalte- und Transportzange 10,11 zugeführt. Die Hohlwelle 9 schlägt nach Einschaltung des Pulsationsmotors 6 mit einer durch ein Feder-Massesytem gegebenen Frequenz auf die Minenhalte- und Transportzange 10,11.

Dadurch werden die durch Schwerkraft in die Hohlwelle 9 gelangten Minen in die Minenhalte- und Transportzange 10, 11 gefördert und von dieser in kleinen Schritten weiterbewegt. Um ein Zurückleiten der Minen ;:u verhindern ist die Zange durch Federkraft in einer Kulisse 12 geführt, die eine mit steigendem Schreibdruck wachsenden Spannkraft bewirkt. Die bewegte Masse der Minenhalte- und Transportzange 10, 11 entspricht etwa der Masse eines bewegten Dauermagnetsyslems 13 des Pulsationsmotors 6 um eine möglichst vollständige Impulsübertragung zu erreichen. Der Stander des Pulsationsmotors 6 besteht aus einer im Gehäuse des Schreibstiftes untergebrachten zylindrischen Spule 14, die mit einem Spulenende an Masse und mit dem anderen Spulenende an einem Rechteckgenerator liegt. Der Läufer 8 ist in Richtung der Spulenachse beweglich in zwei Gleitlagern 7 geführt und besteht aus der Hohlwelle 9 und zwei darauf befestigten zylindrischen Dauermagneten 12 mit Mittelbohrung.

Der Generator 4 liefert Stromimpulse mit positiven und negativen Vorzeichen im Bereich von 50 Hz, so daß auch vom Wechselstromnetz abgeleitete Impulse als Antriebsimpulse verwendet werden können. Die Dauermagnete 13 sind axial magnetisiert und erzeugen durch ihre Anordnung ein Magnetfeld senkrecht zur Bewegungsrichtung und zur Richtung der Spulendrähte. Die Spule 14 wird von einem Rechteckgenerator gespeist, dessen Frequenz auf die Federmassesysteme von Motor und Minerihalte- und Transportzange 10,11 abgestimmt ist

Die Bewegung des Läufers 8 wird einerseits durch den Federspeicher 5 und andererseits durch die Minenhalte- und Transportzange 10,11 begrenzt Die Minenhalte- und Transportzange 10, 11 hat den Zweck die Mine beim Schreiben gegen den Schreibdruck festzuhalten. Das geschieht durch das Zusammenpressen der federnden Spannzange 10 durch eine Rückholfeder 18 und eine konische Kulisse. Der Vorschub der Mine geschieht durch das Einwirken des Pulsationsmotors 6 auf die federnde Minenhalte- und Transportzange 10, 11 und die Rückholfeder 18. Der Motor schlägt mit dem Läufer 8 gegen das Ende der Zange, so daß diese in Richtung Schreibspitze bewegt wird. Dabei ist die Masse und die Federkraft der Minenhalte- und Transportzange 10,11 zu überwinden. Dabei wird die eingespannte Mine ein Stück mitgenommen und dann durch die sich öffnende Zange freigegeben. Die Mine bewegt sich nun frei in Richtung Schreibspitze. Der Läufer 8 des Motors hat inzwischen seine Energie an die Zange abgegeben und bewegt sich frei Richtung Federspeicher 5. Die Zange wird durch die Rückholfeder 18 wieder in die alte Lage zurückgeführt. Dabei wird die Mine wieder eingespannt Sie hat einen kleinen Weg in Richtung Schreibspitze zurückgelegt. Der Läufer 8 des Motors hat inzwischen die auf dem Rückweg die durch einen Stromimpuls aufgenommene Energie am Federspeicher 5 in der Richtung umgekehrt und erhält mit einem weiteren Antriebsimpuls seine Endgeschwindigkeit um wieder auf die Zange zu schlagen und seine Energie abzuführen.

Die Bewegung wird mit einer Frequenz von ~ 50 Hz ausgeführt so daß beachtliche Vorschubgeschwindigkeiten erreicht werden können.

Die Minenhalte- und Transportzange 10, 11 funktioniert auch entgegen der Schwerkraft; da die Mine mit größer 1 g beschleunigt wird.

Um die Mine wieder zurückzuschieben und sie gegen Abbrechen zu schützen, ist der Druckschalter 1, während man einen Schreibdruck ausübt, zu betätigen. Hierbei gibt die Zange beim Betrieb des Motors die Mine frei. Die Mine wird während der Freigabe durch Druck auf eine feste Unterlage nach hinten geschoben.

Bei der Ausführung zur automatischen Nachstellung der Schreibmine ist an der Schreibspitze ein in Achsrichtung bewegliches Minenrohr 15 angebracht, das mit Federdruck in Richtung Schreibspitze gegen einen Anschlag gedrückt wird. Ist die Mine abgeschrieben, so wird das Minenrohr 15 durch den Schreibdruck nach hinten gedrückt und ermöglicht ein Weiterschreiben mit der Mine. Mit dem Minenrohr 15 wird beim Zurückdrücken ein Schalter 16 betätigt, der z. B. einen Kontakt öffnet. Beim Absetzen des Schreibstiftes von der Schreibfläche wird der Kontakt z. B. wieder geschlossen, da nun eine Feder 17 das Minenrohr 15 in die Ausgangslage zurückdrückt. Das Schließen des Kontakts setzt über einen Zeitschalter die Minenfördereinrichtung in Betrieb und schiebt die Mine, je nach eingestellter Schaltzeit, eine gewisse Strecke über das Minenrohr 15 hinaus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrisch betriebene Fördereinrichtung eines Schreibstiftes dessen Gehäuse mit einer Schreibspitze und einem rohrförmigen Behälter für Minen, insbesondere Bleistiftminen, die durch eine mittlere Bohrung an die Schreibspitze befördert werden und mit einem Batteriebehälter sowie einem elektrischen Schalter zum betätigen der Fördereinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (6,9,11) bestehend aus einem hochfrequenten Pulsationsmotor (6) und nur einer kombinierten Minenhalte- und Transportzange (10, 11) besteht.

2. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hochfrequente Pulsationsmotor (6) aus einer auf einem vorzugsweise zylindrischen Dorn gewickelten freitragenden Spule (14) besteht, in deren innerem Hohlraum eine durch Gleitlager (7) abgestützte Hohlweile (9) in Richtung der Spulenachse beweglich angeordnet ist und daß auf dieser Hohlwelle (9) ein Dauermagnetsystem (13) aus ein oder mehreren Dauermagneten angeordnet ist, dessen Magnetfeld mit der Spule (14) zusammen ein elektromagnetisches System bildet.

3. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Minenhalte- und Transportzange (10, 11) aus Federmaterial besteht und geschlitzt ist und durch eine Rückholfeder (18) in einer Kulisse 12 festgehalten ist.

4. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder (18) mit der kombinierten Minenhalte- und Transportzange (10, 11) zusammen als Feder-Masse-System eine auf die Frequenz des Pulsationsmotor (6) abgestimmte Eigenfrequenz besitzt.

5. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des Schreibstiftes kombiniert mit dem Batteriebehälter (2) ein Druckschalter (1) angebracht ist, der die Einschaltung der Fördereinrichtung (5,9,11) ermöglicht.

6. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsspule und eine Steuerspule und eine elektronische Schaltung vorhanden ist, die veranlaßt, daß der Pulsationsmotor (6) selbstgesteuert in einer durch einen Federspeicher (5) auf der einen Seite und der Minenhalte- und Transportzange (10, 11) und der Rückholfeder (18) auf der anderen Seite und seiner Eigenmasse gegebenen Frequenz pulsiert.

7. Nach Anspruch 1 und 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spule (14) vorhanden ist die mittels eines negativen Widerstands einer sogenannten Einspulenantriebsschaltung den Pulsationsmotor (6) in der durch Feder- und Masseelemente gegebenen Frequenz pulsieren läßt.

8. Nach Anspruch 1, 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (14) mit Netzfrequenz gespeist wird und die Federmassesysteme von Minenhalte- und Transportzange (10, 11) und Pulsationsmotor (6) auf diese Netzfrequenz abgestimmt sind.

9. Nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schreibspitze ein in Achsrichtung gegen eine Feder (17) bewegliches Minenrohr (15) vorhanden ist und dieses bei abgeschriebener Mine in Richtung Schreibende verschoben wird, daß ein Schalter (16) vorhanden ist, der vom Minenrohr (15) geöffnet bzw. geschlossen wird, und daß ein elektronischer Zeitschalter angeordnet ist, der die Fördereinrichtung (6,9,11) betätigt