Antriebs- und Steuervorrichtung für ein geradlinig hin- und
herbewegbares Glied
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Antrieb
und die Steuerung eines in schnell arbeitenden Datenverarbeitungsmaschinen pneumatisch
oder hydraulisch geradlinig hin- und herbewegbaren Gliedes, insbesondere eines Druckhammers. Drive and control device for a linear reciprocable member The invention relates to a device for driving and controlling a pneumatic or hydraulic linear reciprocable member in high-speed data processing machines, in particular a pressure hammer.
Es ist durch die deutsche Patentschrift 1 085540 eine hydraulische
Antriebs-
und Steuereinrichtung für Drahtdrucker lochkartengesteuerter Maschinen bekannt,
bei dem der Stossdraht zum Antrieb des Drahtdruckkopfes mit dem Kolben eines doppelwirkenden
hydraulischen Arbeitszylinders verbunden ist. Diesem Arbeitszylinder
sind zwei in
Reihe geschaltete Steuerschieber vorgeschaltet, von denen
ein jeder
drei Kolben aufweist, die durch je einen Exzenter in Verbindung
mit
einer Rückstellfeder bewegt werden. Die flin- und llerbewegung
des
Arbeitskolbens wird getrennt durch je einen Steuerschieber
ge-'-steuert. Es ist somit bei dieser Einrichtung ein ziemlich umfang., reicher
und viel Raum beanspruchender Steuermechanismus erforderlich, Es ist die Aufgabe
der Erfindung, eine Vorrichtung für den Antrieb und die Steuerung eines mittels
eines gasförmigen oder flüssigen Treibmediums geradlinig hin- und herbewegbaren
Gliedes, also eine pneumatische oder hydraulische Antriebs- und Steuervorrichtung
zu schaffen, die räumlich so wenig Platz in Anspruch nimmt, dass sie eine
Verwendung bei einer matrixartigen Anordnung der einzelnen anzutreibenden Glieder
selbst dann noch gestattet, wenn der Teilungsabstand der Glieder in der einen Koordinate
der Matrix gesehen im Bereich von 2, 5 mm und in der anderen Koordinate der Matrix
gesehen im Bereich von 5, 1 mm liegt. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch,
dass jedem anzutreibenden Glied ein Kolben je eines einfach wirkenden mit einer
Rückstellfeder und einer Entlüftungsöffnung ausgestatteten Zylinders zugeordnet
ist oder jedes anzutreibende Gliedeinen derartigen Kolben verkörpert und dass zwischen
jedem dieser. Zylinder und einer Treibmittelquelle je ein Foiienventil angeordnet
ist, dem zwecks seiner Betätigung ein entsperrbares Rückschlagventil zugeordnet
ist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ergibt.ein .extrem kleines Leitungsvolumen
zwischen dem als Folienveetil ausgebildeten und an die Treibmittelquelle angeschlossenen
Steuerelemmt und dem Kolben, um den Leistungsbedarf in erträglichen Grenzen sowie
die M'iederholzeiten cler holbenbet:itigiingen klein
halten zu können.
Da erfiiicluzi,#sgem!fss nur ein einziges Steuerelement
zwischen der
Treibriittelquelle und dein Zylinder vorhanden ist, also in
dem lloch-
drucW,veg keine weiteren Schaltelemente angeordnet sind, kann
das
Steuerelement in unmittelbarer PI:.:lie des Zylinders angeordnet
werden.
Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist
auf
das freie Kolbenende eine längsgeschlitzte Hülse stramm aufgeschoben,
deren clem Kolben abgewandte Stirnfläche ein Typenzeichen trägt.
Es
wird demnach im vorliegenden Fall nicht ein Druckhammer sondern
ein
Typenträger angetrieben, so dass die vorliegende Ausführungsform
für den Antrieb von Vorderseitendruckern geeignet ist.
Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.
Einzelheiten der Erfindung sind anhand von in den Figuren ver-
anschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen pneumatischen Schaltplan der Antriebs- und Steuer-
vorrichtung, der weitgehend nach den einschl'igigen
VDhiA-Einheitsblattern aufgabaut ist,
Fig. 2 einen Schnitt durch die gen-.-iss dem pneumatischen
Schaltplan
der Fig. 1 ausgestaltete Antriebs- und Steuervorrichtung und
Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Schnitt der Fig. 2 mit einem
Kolben, der gegenüber dem in Fig. 2 gezeigten abge.'indert
ist.
In dem pneumatischen Schaltplan nach Fig. 1 ist ds@ anzvitreibende
Glied als Kolben 1 eines mit Druckluft betriebenen
Zylinders 2 aus-
gebildet. In dem Zylinder 1 befindet sich die an dem Kolben
1 an-
greifende Schraubendruckfeder 3. In den Zylinder Z mündet die
Ent-
lüftungsleitung 4, deren Mündungsstelle so angeordnet ist,
dann
sie, in Arbeitsrichtung gesehen, von der Vorderkante des:Kalbens
1
freigegeben wird, wenn derselbe kurz vor Beendigung seiner
znaxi-
malen Arbeitsbewegung steht. In den Zylinder 2 mündet ferner
die
Leitung 5, die an das Folienventil 6 angeschlossen
tot.
Derartige Folienventile sind an sich bekannt und verkör"m
ein etrö-
mungsmechanisches Schaltelement, welches räumlich
ausseeret klein
ausführbar ist und in welchem bei der Umschaltung
äusserst kleine
Massen zu bewegen sind, so dass kurze Schaltzeiten erreichbar
sind,
Diese Schaltelemente bestehen euer einem Gehäuse; in das
wenigstens
drei Kanäle einmünden, deren Durchfluss durch eine dünne
Folie ge-
steuert wird. Diese Folie wird durch die Wirkung derer Drücke
in den
Kanälen bewegt. Im vorliegenden Fall münden in das Gehäuee
des
Folienventiles 6 die an die Treibmediumquelle 7 angeschlossene
Leitung 8, die mit dem Zylinder 2 verbundene Leitung 5 und
die Steuer-
leitung 9, die an das entsperrbare Rückschlagventil 10 angeschlossen
ist.
Das entsperrbare Rückschlagventil 10 ist an seiner anderen
eire mit
der Entlüftungsleitung 11 verbunden und kann durch den Elektromagneten
12 geöffnet werden.
Die in dem Geh;use des Folienventiles 6 frei bewegliche Folie 1
3 liegt bei geschlossenem Zustand des Ventiles durch den in der.: Geh;@use herrschenden
Druck an der Leitung 5 an und verschliesst dieselbe. Infolge der Steifigkeit der
Folie 13 befindet sich der der Leitung 8 benachbarte Folienteil vor der Leitung
8, verschliesst dieselbe jedoch nicht, sondern befindet sich in einer Art Gleichgewichtslage.
Die u. U. zwischen der Folie 13 und dem Gehluse des Folienventiles 6 in geringere
Ausmass in die Leitung 5 einströmende Leckluft wird über die Drossel 14 in eine
Entlüftungsleitung abgeleitet. Wird das Rilckschlagventil 10 durch den Elektromagneten
12 geöffnet, legt sich die Folie 13 infolge der Druckminderung an ihrer linken Seite
gegen die Steuerleitung 9, wodurch dieselbe gesperrt und die Leitungen 5, 8 miteinander
verbunden werden. Somit kann Druckluft von der Treibmediumquelle 7 durch das
Folienventil 6 hindurch zu dem in seiner Ausgangsstellung befindlichen Kolben
1 im Zylinder 2 strömen. Diese Druckluft bewegt den Kolben 1 entgegen der
Kraft der Schraubendruckfeder 3 so lange, bis, in Bewegungsrichtung des Kolbens
1 gesehen, die Vorderkante des
Kolbens 1 die Entlüftungsleitung
4 freigibt. Der Druck im Zylinder 2 bricht zusammen. In diesem Moment wird das Folienventil
6 durch Ab. fall des Elektromagneten 12 geschlossen. Unmittelbar darauf
erreicht der Kolben 1 seine maximale Verschiebestellung, die durch Auftreffen
auf
ein Widerlager vorgegeben ist. Durch die Rückstoseenergie wird
nun
der Kolben 1 in seine Ausgangslage zurückgetrieben. Durch die
Drossel
14 kann hierbei das durch den Kolben 1 verdrtcngte Luftvolumen sowie die
weiter oben beschriebene Leckluf des Folienventiles 6 ent-
weichen.
Die schwache Schraubendruckfeder 3 unterstützt wohl die Rückbewegung
des
Kolbens 1 in seine Ausgangsstellung, dient jedoch wesentlichen nur zur Fixierung
seiner Ausgangslage. A hydraulic drive and control device for wire printers of punched card-controlled machines is known from German patent specification 1 085540 , in which the push wire for driving the wire printing head is connected to the piston of a double-acting hydraulic working cylinder. This working cylinder is preceded by two series-connected control slides, each of which has three pistons, each of which is moved by an eccentric in conjunction with a return spring. The filling and filling movement of the working piston is controlled separately by a control slide each. It is thus a rather extensive, rich and space-consuming control mechanism required in this device To create pneumatic or hydraulic drive and control device that spatially takes up so little space that it still allows use in a matrix-like arrangement of the individual members to be driven even if the pitch of the members in one coordinate of the matrix is in the range of 2.5 mm and in the other coordinate of the matrix in the range of 5.1 mm. This object is achieved by the invention in that each member to be driven is assigned a piston of a single-acting cylinder equipped with a return spring and a ventilation opening, or that each member to be driven embodies such a piston and that between each of these. Cylinder and a propellant source each have a foil valve, which is assigned a releasable check valve for the purpose of its actuation. The device according to the invention results in an extremely small line volume between the control element, designed as a film part and connected to the propellant source, and the piston, in order to keep the power requirement within tolerable limits The repetition times of the holbenbet: to be able to keep it small.
Since erfiiicluzi, # sgem! Fss only a single control element between the
Propellant source and your cylinder is available, i.e. in the one-hole
drucW, veg no further switching elements are arranged, that can
Control element in the immediate PI:.: Lie of the cylinder can be arranged.
According to an advantageous development of the invention is on
the free end of the piston is pushed on tightly by a slotted sleeve,
whose end face facing away from the piston bears a type mark. It
is therefore not a print hammer in the present case but a
Type carrier driven, so the present embodiment
is suitable for driving front-side printers.
Further features of the invention can be found in the claims.
Details of the invention are based on in the figures
Described illustrative embodiments. Show it:
Fig. 1 is a pneumatic circuit diagram of the drive and control
device, which is largely based on the relevant
VDhiA standard sheets is established,
Fig. 2 is a section through the gen -.- iss the pneumatic circuit diagram
1 configured drive and control device and
FIG. 3 shows a detail from the section of FIG. 2 with a
Piston that is reduced compared to that shown in FIG.
In the pneumatic circuit diagram according to FIG. 1, ds @ is to be driven
Member as piston 1 of a cylinder 2 operated with compressed air.
educated. The cylinder 1 contains the piston 1
gripping helical compression spring 3. The cylinder Z leads to the
ventilation line 4, the opening point of which is so arranged, then
seen in the working direction, from the front edge of the: calving 1
is released if the same shortly before the end of its znaxi-
paint work movement stands. In the cylinder 2 also opens
Line 5, the dead connected to the slide valve. 6
Such film valves are known per se and embody a etrö-
mungs-mechanical switching element, which spatially ausseeret small
is executable, and in which when switching very small
Masses are to be moved so that short switching times can be achieved,
These switching elements consist of a housing; in that at least
three channels open, the flow of which is controlled by a thin film
is controlled . This film is through the action of their pressures in the
Channels moving. In the present case open into the housing of the
Foil valve 6 connected to the propellant medium source 7
Line 8, the line 5 connected to cylinder 2 and the control
line 9, which is connected to the pilot operated check valve 10.
The pilot operated check valve 10 is at its other eire with
the vent line 11 is connected and can by the electromagnet
12 can be opened.
The freely movable film 1 3 in the housing of the film valve 6 rests against the line 5 when the valve is closed due to the pressure prevailing in the housing and closes the same. As a result of the rigidity of the film 13, the film part adjacent to the line 8 is located in front of the line 8, but does not close it, but is in a kind of equilibrium position. The leakage air flowing into the line 5 to a lesser extent between the film 13 and the housing of the film valve 6 is diverted via the throttle 14 into a vent line. If the check valve 10 is opened by the electromagnet 12, the film 13 lies against the control line 9 on its left side as a result of the pressure reduction, whereby the same is blocked and the lines 5, 8 are connected to one another. Compressed air can thus flow from the propellant medium source 7 through the film valve 6 to the piston 1 in the cylinder 2, which is in its starting position. This compressed air moves the piston 1 against the force of the helical compression spring 3 until, viewed in the direction of movement of the piston 1, the front edge of the piston 1 releases the vent line 4. The pressure in cylinder 2 collapses. At this moment the film valve 6 is closed when the electromagnet 12 falls. Immediately thereafter, the piston 1 reaches its maximum displacement position, which is predetermined by striking an abutment. The piston 1 is now driven back into its starting position by the recoil energy. By the throttle 14 in this case the verdrtcngte by the piston 1 and the air volume Leckluf described above can yield 6 corresponds of the film valve. The weak helical compression spring 3 probably supports the return movement of the piston 1 into its starting position, but essentially only serves to fix its starting position.
Die Antriebs- und Steuervorrichtung gen,<iss dem pneumatischen
Schalt-, plan der Fig. 1 hisst sich besonders einfach erstellen in einer aus einer
Mehrzahl von gestanzten Platten zusammengesetzten Blockform. Diese Platten bestehen
aus Kunststoff und lediglich die beiden Aussenplatten sind zum Zwecke des Zusammenpressens
der Innenplatten aus Nietall hergestellt. Das Zusammenpressen der Platten wird durch
sämtliche Platten des Blockes hindurchnagende Schrauben erzielt. Fig. 2 zeigt eine
derartige Blockform, in der die einzelnen Kolben 1 _ matrixartig angeordnet sind.
In der einen Koordinate der Matrix beträgt die Teilung des Kolben 2, 5 mm
und in der anderen Koordinate 5, 1 mm. Die erreichbaren kleinen Teilungsabstände
machen-die. erfindungsgemässe Antriebs- und Steuervorrichtung besondere geeignet
für den Antrieb von Druckhämmern in Mehrzeilendruckern,, d. h. in Typendruckern,
die mehrere Zeilen gleichzeitig ausdrucken.The drive and control device according to the pneumatic circuit diagram of FIG. 1 is particularly easy to create in a block form composed of a plurality of punched plates. These plates are made of plastic and only the two outer plates are made of rivet for the purpose of pressing the inner plates together. The compression of the plates is achieved by screws that gnaw through all the plates of the block. Fig. 2 shows such a block shape in which the individual pistons 1 _ are arranged in a matrix. The division of the piston is 2.5 mm in one coordinate of the matrix and 5.1 mm in the other coordinate. The achievable small spacing makes the. drive and control device according to the invention particularly suitable for driving print hammers in multi-line printers, ie in type printers which print out several lines at the same time.
Die beiden äusseren Platten 15, 16 sind aus Metall.
hergeefeilt und die inneren Platten 17a - 17g bestehen aus
Kunststoff-Da:es sich um einfache planparallele Platten handelt, in denen-lediglich
verschiedenartig geformte Öffnungen sich befinden, sind jese Platten äusserst
einfach, z. B. durch Stanzen oder %rn Spritzgussverfahren. mit einfachsten
Formen, herzustellen. Zwischen den Platten 18 und 17g
sind Rohre 18 eingespannt, in denen die Kolben 1 geführt'.siad.
Die Rohre
1h bilden gewisserirlassen die Zylinder 2, so dass die Entlüftungs-
leitung 4 die Öffnung 19 in jedem Rohr vcrlc<i>rpcrt. Die
Drossel 1,1
bildet die in jedes Rohr 18 mündende Radillbohrung 20 von gerinnei»
Durchmesser. Die Kolbenstange 31 ist in Lagerbuchsen
21, die in die
äussere Platte 16 eingesetzt sind, geführt. In die Platte 17g
mündet
die an die Druckmittelquelle 7 angeschlossene Leitung B. Zwischen
der Platte 17g und 17e ist nicht nur die rahmenförmige Platte
171
eingeklemmt, welche die durch die Leitung 8 zugeführte Luft
den
Folienventilen zuleitet, sondern sind auch Rohre 22 angeordnet,
welche die Leitung 5 verkörpern. Die Rohre 22 verbinden demnach
den durch die Rohre 18 gebildeten Zylinder 2 mit dem Folienventil
6.
Das Gehäuse des Folienventiles 6 bilden die Platten 17c - 17e.
In der Platte 17e sind pro Folie 13 zwei Löcher 23a, 23b angeordnet,
von denen das eine 23b mit dem Rohr 22 verbunden ist und das
andere
23a in den durch die rahmenförmige Platte 17f gebildeten Hochdruck-
rauen mündet. In der Platte 17c sind ebenfalls pro Folie 13
zwei
Löcher 24a, 24b angeordnet, die beide in je ein Loch 25 der
Platte 17b
münden. Das Loch 26 in der Platte 17a verbindet je ein Loch
25 mit
dem entsperrbaren Rückschlagventii 10. Das entsperrbare Rück-
schlagventil besteht aus der Schraubendruckfeder 27, deren
ein Ende
an der Platte 17a und deren anderes Ende an dem Ventilkörper
28 an-
liegt, der in den Betätigungsstössel 29 übergeht, der durch
das die
Entlüftungsleitung 11 darstellende Loch 30 in der äusseren
Platte 15 hin-
durchnagt. Der I3@itignngestössel 29 steht in Wirkungsverbindung
mit
dem in Fig. 2 nicht gezeigten Elektromagneten 12 der rig. 1,
der bei
seinen) Irregen den Ventilkörper 28 entgegen den Kräften des
Treib-
niediumdrucks und der Schraubendruckfeder 2? von dem Loch 30
abhebt.
Fig. 3 zeigt den rechten Teil der Fig. 2 in abgeänderter Forrn.
Die
Kolbenstangen 31 der Kolben 1 ragen bei dieser Auaführungsforrn
durch
die äussere Platte 16 hindurch. Auf ihren freien Enden
ist je eine
Hülse 32, die mit einem Uingsschlitz 33 ausgerüstet isst, stranun
aufge-
schoben. Die der Kolhenstange 31 abgewandte Stirnfläche 34
einer jeden
Iüilse 32 ist mit je einem Typenzeichen 35 ausgestattet. Diese
Hülse 32
sind in der Führungsplatte 36 geführt. Eine derartige Anordnung
ver-
körpert einen Vorderseitendrucker, d. h. einen Drucker,
bei dem die
Typen auf die Vorderseite des zu beschriftenden Papieren aufschlagen.
The two outer plates 15, 16 are made of metal. The inner plates 17a - 17g are made of plastic. Since these are simple plane-parallel plates in which there are only differently shaped openings, these plates are extremely simple, e.g. B. by punching or injection molding. with the simplest forms. Pipes 18 , in which the pistons 1 are guided, are clamped between the plates 18 and 17g. The pipes 1h form the cylinder 2, so that the ventilation
line 4 vcrlc <i> rpcrt the opening 19 in each tube. The throttle 1.1
forms the radil bore 20 of the clot, which opens into each tube 18 »
Diameter. The piston rod 31 is in bearing bushes 21 which are in the
outer plate 16 are inserted out. Opens into the plate 17g
the line B connected to the pressure medium source 7
of the plate 17g and 17e is not only the frame-shaped plate 171
pinched, which the air supplied through line 8 the
Foil valves feeds, but also pipes 22 are arranged,
which embody the line 5. The tubes 22 connect accordingly
the cylinder 2 formed by the tubes 18 with the film valve 6.
The housing of the film valve 6 is formed by the plates 17c-17e.
In the plate 17e, two holes 23a, 23b are arranged per film 13,
one of which 23b is connected to the pipe 22 and the other
23a in the high pressure formed by the frame-shaped plate 17f
rough ends. In the plate 17c there are also two per foil 13
Holes 24a, 24b arranged, both in a hole 25 of the plate 17b
flow out. The hole 26 in the plate 17a connects a hole 25 with each
the releasable non-return valve 10. The releasable non-return valve
check valve consists of the helical compression spring 27, one end of which
on the plate 17a and its other end on the valve body 28
lies, which merges into the actuating plunger 29, which by the
Vent line 11 representing hole 30 in the outer plate 15 towards
gnawed through. The I3 @ itignngestössel 29 is in functional connection with
the electromagnet 12, not shown in FIG. 2, of the rig. 1, the at
his) irritate the valve body 28 against the forces of the driving
low pressure and the helical compression spring 2? from hole 30
takes off.
Fig. 3 shows the right part of Fig. 2 in a modified form. the
Piston rods 31 of pistons 1 protrude through in this embodiment
the outer plate 16 therethrough. There is one on each of the free ends
Sleeve 32, which is equipped with a Uingsschlitz 33, straight open-
pushed. The end face 34 facing away from the piston rod 31 of each
Iüilse 32 is each provided with a type symbol 35. This sleeve 32
are guided in the guide plate 36. Such an arrangement
embodies a front-side printer, that is, a printer in which the
Open types on the front of the paper to be labeled.