DE2352345A1

DE2352345A1 - Vorrichtung zum drucken von leitungen

Info

Publication number: DE2352345A1
Application number: DE19732352345
Authority: DE
Inventors: Juergen Herman Borger; Rafael A Castellanos
Original assignee: Victor Comptometer Corp
Current assignee: Victor Comptometer Corp
Priority date: 1972-10-30
Filing date: 1973-10-18
Publication date: 1974-05-09
Also published as: CH560451A5; JPS4978443A; GB1406005A; CA1001896A; DE2352345B2; US3787791A

Description

"Vorrichtung zum Drucken von Leitungen"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen zum Drucken von Leitungen, und insbesondere auf einen Elektromagneten zur Betätigung eines Druckdrahtes in einer Leitungsdruckvorrichtung mit sehr hoher Betriebsgeschwindigkeit.

Bekannte Leitungsdruckvorrichtungen haben Elektromagneten verwendet, mittels derer die Druckdrähte in Längsrichtung betätigt wurden. Bei diesen Vorrichtungen wurden die Drähte an den verwendeten Ankern beispielsweise durch Löten, Hartlöten, verschiedene Arten von Klebstoffverbindungen und durch Press- und Federsitze befestigt, aber all

4Q98 19/Q744

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht-, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÜNCHEN 2, TH ERES I ENSTRASSE 33 · Telefon= 2812 02 - Telegramm-Adresse: Lipalli, München Bayer. Vereinsbank München, Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Postscheck-Konto: München Nr. 163397

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REI NHO LD^SCHM I DT

Cp^: ζ&β-ϊ Ζ & $

diese Befestigungsarten haben sich als nicht zufriedenstellend erwiesen, sowohl hinsichtlich der Kosten als auch der Unzuverlässigkeit in dem Magnetfeld. Ferner wurden dabei auch nichtrnagnetische Stoffe eingeführt, die die magnetischen Eigenschaften der Anordnung verschlechtern. Diese Nachteile der in der Technik bekannten Vorrichtungen werden bei erhöhter Betriebsgeschwindigkeit erheblich verstärkt, und eine grosse Anzahl von Teilen und Verstellungen während der Herstellung,des Zusammenbaus und wegen übermässigen Verschleisses sind bei derartigen Vorrichtungen erforderlich.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine sehr hohe Betriebsgeschwindigkeit einer Leieyngsdruckvorrichtung mit maximaler Zuverlässigkeit durch Verwendung eines Elektromagneten zur Betätigung jedes Druckdrahtes in Längsrichtung. Er besteht aus einem Metallgehäuse, das ein offenes Ende für die Aufnahme der Spule aufweist und einem ringförmigen Polstück, das irn wesentlichen das offene Ende des Gehäuses verschliesst, um Luftspalte in den Flussbahnen auszuschalten, sowie einem Tauchkern, d&r- in axialer Richtung gegenüber der Spule und dem Polstück bewegbar ist und eine Bohrung zur gleitenden Aufnahme des Druckdrahtes aufweist, an dem er durch Gesenkschmiedung befestigt ist, um eine Herabsetzung der magnetischen Eigenschaften zu verhindern und gleichzeitige jegliche Trennjng des Drahtes von dem Tauchkern zu verhindern. Der Elektromagnet verwendet ferner eine Feder, die an dem Tauchkern angreift, urn ihn in seiner unwirksamen Stellung zu halten und in diese Stellung zurückzubewegen, nachdem die Spule erregt worden ist, um den Tauchkern in seine wirksame Stellung zu bewegen, und danach wieder entregt worden ist. Die Feder ist ein flaches Stück aus angelassenem Stahl mit einer Mittelöffnung zur Aufnahme des Tauchkerns, und ihre Enden werden durch einen Plastikfedersitz zusammen mit einer Plastikkappe festgehalten, die über dem offenen Ende des Gehäuses angebracht ist. Die Unzuverlässigkeit,

4098 19/0744 _₃ _

der überrnässige Verschleiss, Verstellungen sowie Herstellungs- und Zusammenbauprobleme, die Elektromagneten innewohnten, die bei den bekannten Drahtdruckvorrichtungen verwendet wurden, werden dadurch ausgeschaltet, und eine sehr viel höhere Betriebsgeschwindigkeit wird erreicht.

In den Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist, sind:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht in Längsrichtung durch einen Elektromagneten, der die Merkmale der vorliegenden Erfindung enthält,

Fig. 2 eine Einzelaufrissansicht eines Teils des Tauchkolbens und eines Gesenkschmiedewerkzeuges,

Fig. 3 eine Endaufrissansicht der Spulenanordnung _} gesehen von dem rückwärtigen oder rechten Ende in Fig„ 1,

Fig. 4 eine entsprechende Aufrissansicht des Polstückes,

Fig. 5 eine den Fig. 3 und 4 entsprechende Endaufrissansicht des Federsitzes ,

Fig. 6 eine Endaufrissansicht der Feder und

Fig. 7 eine Endaufrissansicht der Kappe, gesehen von rechts in Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit der allgemeinen Bezugszahl 11 ein Elektromagnet zur Längsbetätigung eines Druckdrahtes bei einer Leitungsdruckvorrichtung mit hoher Betriebsgeschwindigkeit gezeigt, der die Merkmale der vor-

A098 19/Ü744 _₄_

liegenden Erfindung enthält. Der Elektromagnet umfasst ein Metallgehäuse 12, das vorzugsweise aus kaltgewalztem Stahl mit einer Cadmiumoberflächenbeschichtung besteht. Das vordere Ende des Gehäuses (das linke Ende in Fig. 1) ist mit verjüngtem Durchmesser ausgebildet, so dass dadurch eine äussere Befestigungsnabe 13 gebildet wird, die eine Umfangsnut 14 zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) aufgeschnittenen Halterings aufweist. Wie in einem weiteren Vorschlag der Anmelderin (USA-Patentanmeldung Nr. 313,248) veranschaulicht, wird diese äussere Befestigungsnabe 13 durch eine geeignete Öffnung in einem Druckkopfgehäuse eingeführt und in diesem durch einen aufgeschnittenen Ring festgehalten, der in die Nut 14 einschnappt. Das Gehäuse 12 ist mit einer Verlängerung der äusseren Befestigungsnabe 13 versehen, die eine innere Nabe 15 und eine abgestufte Bohrung durch die Naben 13 und 15 umfasst, die einen äusseren Teil 16 und einen verjüngten inneren Teil 17 an ihrem inneren Ende aufweist. Das Gehäuse 12 ist ferner mit einer Umfangsnut 18 in der Aussenfläche des zylindrischen Körpers versehen, die einem weiter unten beschriebenen Zweck dient.

Im Inneren des Magnetgehäuses 12 ist eine Spule 19 mit einer hohlen zylindrischen Trommel und um den Umfang verlaufenden Endflanschen 21 angebracht. Die Spule 19 besteht aus plastischem Kunststoff, vorzugsweise dem von der Firma E.I. du Pont de Nemours and Co., Inc. unter der Handelsbezeichnung "ZYTEL" hergestellten und vertriebenen plastischen Kunststoff. Auf der Spule 19 zwischen den Endflanschen 21 sind eine Vielzahl von Drahtwindungen 22 aufgewickelt, um dadurch die Magnetspule zu vervollständigen. In der gezeigten Ausführungsform ist Nr. 32 AWG-Draht in 530 Windungen verwendet, der mit einem wärmehärtbaren, druckempfindlichen Klebstoffband bedeckt ist, wobei jedes Ende des Drahtes mit einer geeigneten Leitung 23 verbunden ist. Wie am besten in Fig. 3 gezeigt ist, ist der hintere Flansch 21 mit einem Umfangsschlitz

409819/0744

— O ™

24 ausgebildet, um die Leitungen 23 aufzunehmen, sowie mit vier Vorsprüngen 25, die in Längsrichtung des Elektromagneten von dem Flansch nach hinten abstehen (Fig. 1) und in Umfangsrichtung in Abständen voneinander in Nähe des Flanschumfanges angeordnet sind.

Im Inneren des Gehäuses 12 in Nähe des hinteren Endflansches 21 der Spule ist ein Metallpol stück 26 angebracht, das ebenso wie das Gehäuse 12 aus kaltgewalztem Stahl besteht und zu ausserordentlich genauen Toleranzen mit einer Cadmiumoberflächenbeschichtung gearbeitet ist. Das Polstück 26 weist eine Mittelöffnung auf und ist mit vier Randschlitzen 27 versehen, die in Abständen voneinander liegen (Fig. 4), und von denen einer die Leitungen 23 aufnimmt» Ein Plastikfedersitz 28 (Fig. 1 und 5) in Form eines Ringes, der an dem Rand an seiner Vorderfläche ausgespart ist, um einen Flansch 29 zu bilden (Fig. 1) sitzt in dem offenen hinteren Ende des Gehäuses 12 und Hegt an dem letzteren und an dem Polstück 26 an. Der Federsitz 28 besteht vorzugsweise aus dem plastischen Kunststoff, der von der Firma E. I. du Pont de Nemours and Go. , Inc. unter der Handelsbezeichnung "DELRIN" hergestellt und vertrieben wird, wegen der ausgezeichneten Lagereigenschaften und Verschleissfestigkeit dieses Stoffes= Die hintere Fläche dieses Federsitzes 28 weist zwei diametral einander gegenüberliegende Aussparungen

31 für die Aufnahme der Enden einer flachen Feder 32 aus angelassenem Stahl (Fig. 6) auf, wobei jede Aussparung 31 eine innere Fläche 33 umfasst, die nach innen zur Mitte geneigt ist, um ein Durchbiegen der Feder

32 nach vorn aufnehmen zu können.

Die Feder 32 weist eine Mittelaussparung auf, die den Hauptkörper eines Tauchkolbens 34 (Fig. 1) gleitend aufnehmen kann, der an seinem äusseren Ende in einem erweiterten, einstückig ausgebildeten Kopf 35 endet, um die Feder durchzubiegen und von ihr in einer weiter unten beschriebenen

409819/0144 _ _β _.

Weise bewegt zu werden. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, hat die flache Peder 32 vorzugsweise im wesentlichen die Form eines Rhombus mit abgeschnittenen oder abgerundeten Ecken, dessenobere und untere Enden etwa 1/3 so breit sind wie der mit der Mittelöffnung versehene Mittelteil. Der Hauptkörper des Tauchkolbens 34, der vorzugsweise aus kaltgewalztem Stahl besteht, der wärrnebehandelt und anschliessend vernickelt ist, ist zylindrisch und hat einen nur geringfügig kleineren Durchmesser als die innere Nabe 15 des Gehäuses 12 und verläuft frei durch die Mittelöffnung des Spulenhalters oder Polstückes 26 und in den hohlen Trommelteil der Spule 19. Der Tauchkolben 34 weist eine Mittelbohrung zur Aufnahme eines Druckdrahtes 36 auf, an dem er in neuartiger Weise befestigt ist.

Zwischen seinen Enden weist der Tauchkolben 34 eine Umfangsnut37 auf, die ursprünglich mit einer flachen Bodenfläche ausgebildet ist, die eine leichte Krümmung an ihren Enden in ihre Seitenwände aufweist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Nach der Einführung des Druckdrahtes 36 durch die Bohrung des Kolbens 34 wird dieser Nutteil 37 in bekannter Weise durch ein geeignetes Gesenkschmiedewerkzeug 38 (Fig. 2) verdichtet oder zusammengepresst, um den Tauchkolben dauerhaft an dem Draht 36 zu befestigen. Nach diesem Gesenkschmiedevorgang ist die Nut 37 so umgeformt, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Nach dieser Befestigung des Druckdrahtes 36 an dem Tauchkolben 34 und dem anschliessenden Einbau in dem Elektromagneten wird ein extrudiertes Plastikführungsrohr 39 auf den Draht aufgeschoben, um einen Hauptteil des Drahtes zu umschliessen., wobei das hintere Ende des Rohres in dem äusseren Teil 16 der Bohrung des Gehäuses 12 als ein Lager für den Draht während seiner Betriebsbewegungen in Längsrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise besteht das Rohr 39 aus dem plastischen Kunststoff, der von der Firma E. I. du Pont

4098 19/Ό7

—. ~T —

de Nemours and Co., Inc. unter der Handelsbezeichnung "ZYTEL" hergestellt und vertrieben wird. Ein Hüfslager für den Draht 36 ist in Form eines Plastikringes 40 vorgesehen, der in dem inneren Ende des. erweiterten äusseren Teils 16 der Bohrung des Gehäuses 12 angebracht ist. Dieses Lager 40 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff hergestellt, der von der Firma I.E. du Pont de Nemours and Co., Inc. unter der Handelsbezeichnung "DELRIN" hergestellt und vertrieben wird.

Um den Elektromagneten 11 zu vervollständigen, wird eine Plastikkappe 41 über dem offenen Ende des Gehäuses 12 (Fig. 1 und 7) angebracht. Diese Kappe 41 ist ebenfalls vorzugsweise aus dem Kunststoff "DELRIN" hergestellt und umfasst einen mit Rippen versehenen Endteil, der an seinem Umfang mit nach vorn verlaufenden Fingern 42 (Fig. 1) verbunden ist, die in Umfangsrichtung in Abständen voneinander als in axialer Richtung verlaufende Arme ausgebildet sind und nach innen verlaufende Vorsprünge 43 aufweisen, die in der Umfangsringnut 18 des Gehäuses 12 sitzen, um einen Schnappsitz-Eingriff der Kappe auf dem Gehäuse zu bewirken. Die Endwand der Kappe 41 ist mit· einer abgestuften Bohrung 44 zur führenden Aufnahme des hinteren Endes des Druckdrahtes 36 und mit mehreren Öffnungen 45 versehen, die in Abständen zwischen den Fingern oder Armen 42 ausgebildet sind. Durch eine der Öffnungen 45 verlaufen die Leitungen 23, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

Es ist erforderlich, die Spule 22 gegen eine Bewegung in Längsrichtung oder axialer Richtung gegenüber dem Gehäuse 12 festzuhalten. Dies wird durch die engen Toleranzen gewährleistet, die für das Gehäuse und das Polstück 26 erforderlich sind, wodurch im wesentlichen Luftspalte ausgeschaltet werden, und ein Preßsitz des Polstückes in dem offenen Ende des Gehäuses ermöglicht wird, sowie durch die oben beschriebenen Vorsprünge 25 an dem hinteren Flansch 21 des Spulenkörpers 19. Wenn das

409819/0744

Polstück 26 während des Zusammenbaus in das Gehäuse 12 gepresst wird, drückt es diese Plastikvorsprünge 25 zusammen, wodurch der Spulenkörper einen festen Sitz in dem Gehäuse erhält, wodurch gleichzeitig vermieden wird, dass die äussere Länge des Plastikspulenkörpers 19 auf ausserordentlich engen Toleranzen gehalten werden muss. Das Polstück 26 dient also auch als Spulenhalter.

In Fig· 1 sind die wirksamen Teile des Elektromagneten 11, nämlich die Feder 32, der Tauchkern 34 und der Druckdraht 36 in ihrer Ruhestellung gezeigt. Wenn die Wicklung 22 der Spule erregt wird, wird der Tauchkolben 34 nach vorn oder in der Ansicht der Fig. 1 nach links durch Vervollständigung der Flussbahn getrieben, die durch die Spule durch das Gehäuse 12, das Polstück 26, den Tauchkolben 34 zu dem Gehäuse 12 erzeugt wird. Dadurch wird dem Draht 36 eine Längsdruckbewegung nach vorn oder nach links in Fig. 1 verliehen. Bei Entregung der Spule wird die aus Tauchkolben und Draht bestehende Anordnung 34, 36 sofort durch die Feder 32 aus der betätigten Stellung in die Ruhestellung zurückgeleitet. Der Grund für die Ausbildung der nach innen geneigten Flächen 33 in den die Feder aufnehmenden Aussparungen 31 des Federsitzes 28 ist nunmehr ersichtlich. Diese geneigten Flächen dienen dazu, die Durchbiegung der Feder 32 durch den Kopfteil 35 des Tauchkolbens aufzunehmen, wenn der letztere nach vorn in seine betätigte Stellung bewegt wird. Verschleiss, der durch die mit hoher Frequenz stattfindenden Bewegungen der Feder 32 hervorgerufen werden könnte, ist durch die Verwendung eines Plastikstoffes für den Federsitz 28 mit aussergewöhnlich guten Lagereigenschaften ausgeschlossen worden.

4098 19/0744

Es ist ersichtlich, dass der erfindungsgemässe Elektromagnet 11 eine minimale Anzahl von Teilen verwendet, im wesentlichen alle Luftspalte in den Magnetflußstrecken ausschaltet und die Notwendigkeit für jegliche Einstellung oder Verstellung infolge übermässigen Verschleisses oder während der Herstellung und des Zusammenbaus vermeidet. Das oben beschriebene Verfahren zur Befestigung des Tauchkolbens 34 an dem Druckdraht 36 ist billig und ausserordentlich wirksam und führt zu einer zuverlässigen mechanischen Befestigung ohne die Einführung von nichtmagnetischen Stoffen, die die magnetischen Eigenschaften der Anordnung 34, 36 herabsetzen wurden. Die Ausbildung des erfindungsgemässen Elektromagneten 11 schaltet also.nicht nur die verschiedenen Nachteile der bisher bekannten Betätigungseinrichtungen für Druckdrähte durch Herabsetzung der Kosten und Gewährleistung eines zuverlässigen Betriebes aus, sondern ermöglicht auch eine sehr hohe Betriebsgeschwindigkeit in der Grössenordnung von 1,2 Millisekunden, um eine Hin- und Herbewegung des Druckdrahtes von der Ruhestellung in die betätigte Stellung und zurück in die Ruhefetellung durchzuführen, wobei der Draht in Längsrichtung um etwa 0,381 mm bewegt worden ist.

409819/0744

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. J Elektromagnet zur Längsbetätigung eines Druckdrahtes in einer Drahtaruckvorrichtung mit hoher Betriebsgeschwindigkeit, gekennzeichnet durch ein Metallgehäuse (12), das an einem Ende offen ist, eine in dem Gehäuse angeordnete Spule (19, 22), ein ringförmiges Polstück (26), das im wesentlichen das offene Ende des Gehäuses verschliesst, einen an dem Druckdraht (36) befestigten Tauchkern (34), der innerhalb der Spule und des Polstückes in axialer Richtung bewegbar ist, eine an dem Tauchkern angreifende Feder (32), die dazu dient, den Tauchkern in seiner Ruhestellung zu halten und in seine Ruhestellung zurückzubringen, nachdem die Spule erregt worden ist, um den Tauchkern in seine betätigte Stellung zu bewegen, und dann wieder entregt worden ist, und eine Plastikkappe (41), die über dem offenen Ende des Gehäuses angebracht ist.

2. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkern (34) eine axiale Bohrung zur Aufnahme des Druckdrahtes aufweist und an dem Druckdraht durch Gesenkschmiedung befestigt ist, um eine Herabsetzung seiner magnetischen Eigenschaften zu vermeiden.

3. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Nabe (13) mit einer abgestuften axialen Bohrung (16, 17) aufweist, die einen erweiterten äusseren Teil (16) und einen verjüngten inneren Teil (17) umfasst und den Druckdraht aufnimmt, und dass ein Rohr (39) aus plastischem Kunststoff den Hauptteil des Drahtes umschliesst, wobei ein Ende des Kunststoffrohrs (39) in dem erweiterten äusseren Teil

409819/0744 -11-

der Gehäusebohrung als ein Lager für den Draht (36). angeordnet ist.

4. Elektromagnet nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem inneren Ende des erweiterten äusseren Teils der Qehäusebohrung ein Kunststoffring (4Q) angeordnet ist, der als Hüfslager für den Draht dient.

5. Elektromagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkappe (41) eine axiale Bohrung zur Aufnahme eines Endteils des Drahtes und zur Führung seiner Längsbewegungen aufweist.

6. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kunststoffsitz (28) für die Feder vorgesehen ist, der an dem Polstück (26) und an dem Gehäuse (12) anliegt und in dem letzteren durch die Endkappe (41) festgehalten wird.

7. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder ein flaches Teil aus angelassenem Stahl ist, das eine Mittelöffnung für die Aufnahme des Tauchkerns aufweist, und dass der Tauchkern einen erweiterten Endflansch aufweist, der in Eingriff mit der Feder steht.

8. Elektromagnet nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federsitz vorgesehen ist, der a.n den Enden der Feder angreift und einen Plastikring umfasst, der zwischen dem Gehäuse und d^er K⁰PRe sitzt.

Q. Elektromagnet nacfr Anspruch 7, dadurch gekennzeichnei:, dass der Ring mit einander diametral gegenQberliegendep Aussparungen in seiner Aussenfläche ausgebildet ist, die die Enden eier Feder aufnehmen und innere Flächen aufweisen, die nach innen zur Mitte geneigt sind, um die Durchbiegung der Feder durch den Tauphkern nach innen aufzunehmen.

409819/0744

_ -J ρ _

10. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule einen Kunststoffspulenkörper umfasst, der einen hinteren Flansch (21) aufweist, an dem nach hinten verlaufende Vorsprünge ausgebildet sind, die von dem Polstück während der Einführung des letzteren in das Metallgehäuse zusammengepresst werden, wodurch das Polstück auch als Spulenhalter dient, um eine axiale Bewegung der Spule gegenüber dem Gehäuse zu verhindern.

11. Elektromagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenfläche des Gehäuses eine Umfangsnut (18) aufweist und das innere Ende der Kappe in axialer Richtung verlaufende Arme mit nach innen verlaufenden Vorsprüngen (30) umfasst, die in der Umfangsnut (18) sitzen, um einen Schnappsitz-Eingriff der Kappe auf dem Gehäuse zu bewirken.

40981 9/Ü7AA

Leeseite