Электромагнитное печатающее устройство с втяжным якорем - SU1284458A3
Код документа: SU1284458A3
Чертежи
Описание
Изобретение относится к оргтехнике и может быть использовано в моло- точковых механизмах печатающих устройств .
Целью изобретения является сниже- ние энергоемкости печатающего устройства .
На фиг о 1 изображена магнитная система с втяжным якорем и относящаяся к ней диаграмма зависимости силы от пути| на фиг. 2 и 3 - магнитные системы с якорем, снабженным дополнительными кромками, и относящиеся к ним диаграммы; на фиг. 4 - диаграмма зависимости силы и пути при торможении якоря; на фиг, 5 - электромагнитное печатающее устройство , разрез; на фиг. 6 блок- схема управления магнитной системы печатающего устройства; на фиг.7 - выходные импульсы фотоэлектрического устройства; на фиг. 8 - диаграмма зависимости силы от пути в соответствии с фиг. 5.
Электрома;гнитное печатающее уст- ройство содержит литероноситель 1, бумагоопорный вал 2, катушку 3 возбуждения (Е) с втяжным якорем 4 с направляющими частями 5 и 6, которы
вместе с втулками 7 и 8 предот;враща ют радиальное перемещение якоря 4 относительно поверхности 9 ярма J, выполненного из магнитомягкого железа , пружину 10 возврата якоря 4 в исходное положение к упору 11 и фо- точувствительньм элемент 12.
Схема управления (фиг. 6) содержит два триггерных каскада 13 и 14 для временного управления схемы. Переключающие транзисторы 15, 16 и 17 соединяют катушку 3 возбуждения в зависимости от выходного сигнала услителя 18, регулирующего ток возбуждения при отпечатке л тормозной ток катушке 3, с источником 19 стабиль- ного напряжения. Усилитель 18, подсоединенный как регулятор тока, положительным выходом подсоединен к
делителю напряжения из резисторов 20-24 и переключающего транзистора 2 При этом резистор 20 выполнен как потенциометр. Переключающий транзистор 25, управляемый триггерным каскадом 13, изменяет.в зависимости от требуемого тока в катушке 3 козффи-
.циент деления делителя напряжения 20-24, которьй связан с- источником 26 опорного напряжения. Отрицательный вход усилителя 18 подсоединен
к измерительному резистору 27 для определения действительного значения в катушке 3. Резисторы 28-32 служат Д/1Я подбора переключающих транзисторов. Многостабильный триг- герный каскад 14 через элемент 33 задержки соединен с выходом фото- , чувствительного элемента 12. Схема управляется импульсом, поступающим на вход 34 от клавиатуры (не показана ) . Триггерные каскады 13 и 14 соединены: через элемент ИЛИ 35 с управляющим входом переключающего транзистора 17.
Схема управления содержит также устройство 36 управления якорем, содержащее измерительный элемент 37 соединенньй с импульсным входом 34 и чувствительньм элементом 12, запоминающий элемент 38 и компаратор 39 управляющего устройства . 40 сравнения , выход которого соединен с обратным входом триггерного каскада 13.
Элемент 37 измерения времени соединен с функциональным блоком 41 аварийной сигнализации, выполненным в виде сигнальной лампы. Измерительный элемент 42 необходим для основно установки энергии печатания после монтажа электромагнитного устройства с втяжным якорем в печатающее устройство.
Электромагнитное устройство со втяжным якорем (фиг, 1) содержит неподвижное ярмо J, снабженное центральным отверстием ZA, из материала с высокой магнитной проницаемостью и якорь AKj выполненный в виде молоточка печатающего устройства и в нерабочем состоянии опирающийся на упор AS, поршневидная приводная част которого выполнена из материала с высокой магнитной проницаемостью. При активации катушки возбзокдения Е, например, от схемы управления якорь АК, закрывая воздушньй зазор L, перемещается прямолинейно через центральное отверстие ZA в ярме J. Характер изменения осевой силы КА, продвигающей якорь АК вперед, в зависимости от хода якоря представлен на диаграмме зависимости силы от пути. При этом нулевая координата обозначает положение якоря АК на упоре AS.
Если под воздействием создаваемого катушкой возбуждения и распространяемого по ярму магнитного поля
31
я 1ч о р ь Л К 11 е р е м ещ я е i с. я п л t; в (i ( i о направтгепню силы КА), то ВЕшчале сила возрастает при закрытии воздушного зазора, т.е. сближении вершин SJ и SA ярма J и якоря, до максиму- на Ml, а затем уменьшается после прохождения якоря через центральное отверстие ZA. За фазой ускорения, созданной силой КА, следует свободное движение якоря до получения от- печатка. При этом вся кинетическая энергия якоря АК соответствует площади F под кривой на графике зависимости пути от времени.
Если соответственно фиг. 2, 3 и 5 изменить форму ярма и якоря, то можно без дополнительного усиления магнитного поля от тока возбуждения в катушке Е увеличить площадь под кривой зависимости пути от времени и тем самым кинетическую энергию. В соответствии с фиг. 2 эффективными участками для осевой тяговой силы КА якоря являются задняя кромка SJ ярма J и конец SA якоря АК, выполненного радиально симметричным В якоре выполнены кольцевые пазы в виде надрезов К1-КЗ, уплотняющие силовые линии магнитного поля в вершинах JA. Вследствие этого на ди- аграмме зависимости силы от пути (фиг. 2) получается кривая с тремя максимумами, которые соответствуют моментам наиболее плотного сближения вершин SA надрезов К1-КЗ с кром кой SJ ярма J. При этом максимум Ml соответствует надрезу К1, максимум М2 - надрезу К2 и максимум МЗ - надрезу КЗ.
В варианте выполнения якоря АК (фиг, 3) на переднем участке приводной детали якоря АК имеется кольцевой паз RN, а образующиеся вследствие этого две вершины SA передней кромки приводной детали якоря АК и кольцевого паза RN создают два максмума Ml и М2 на диаграмме зависимости силы от пути. Это увеличение максимумов осевой силы КА путем увеличения кромок на передней части якор создает между максимумами Ml и М2 постоянно проходящий промежуточный участок ZB, разделяющийся на нисходящий участок и непрерывно восходящий участок SB. Этот в большей част линейно восходящий участок используется как участок торможения якоря, возвращающегося после отпечатка в исходное положение. Диаграмма зави ,,Н
r.nM(:ii сипы (II (фш . ) показывает только непрерывно восходящий участок SB между двумя максим мгми Ml И М2. При этом площадь F1 соответствует используемой энергии торможения относительно сильно демпф ;- рованного, например, несколькими единицами якоря АК, соответствующей тормозному импульсу заранее заданно длины, площадь F2 - энергии торможения относительно недемпфированного якоря АК, приводимой тем же тормозным импульсом,
В электромагнитном устройстве с втяжным якорем по фиг. 5 установлен чувствительный элемент 12 в виде фотоэлектрического устройства. При возврате из положения печатания в исходное положение задняя часть 6 якоря АК прерывает фотоэлектрическое устройство в момент Т4. Фотоэлектрическое устройство генерирует через схему управления (фиг. 6) тормозной импульс, который,становится эффективным с выдержкой времени Дt. Геометрия якоря АК согласована таким образом, что тормозной импульс , т.е. импульс, при котором снова активируется катушка возбуждения Е электромагнитного устрорст- ва с втяжным якорем , появляется тогда , когда возвращающийся якорь АК своей приводной деталью или участками , эффективными для осевой тяговой силы КА, находится на участке SB диаграммы зависимости силы от пути. Это означает, что за время задержки At положение начала точки возбуждения катушки на диаграмме зависимости силы от пути изменяется от точки Е1 к точке Е2 в зависимости от скорости возвращающегося якоря. Длительность обратного импульса t остается постоянной, тем самым изменяется энергия торможения от F1 к F2. Это означает, что быстро возвращающийся якорь необходимым образом тормозится быстрее, чем якорь АК, демпфированный многими единицами или возвращающийся медленно по другим причинам. Поэтому значительно .упрощается управление электромагнитным устройством с втяжным якорем.
Средняя расположенная между двумя направляющими частями 5 и 6 приводная часть якоря 4 содержит цилиндрическую основную часть НТ и цилиндрическую цапфу ZT с диаметром, мень51V8
11им диаметра ocucuuioii части, Осжш- иая час,ть НТ и цапфа ZT выполнены из материала с высокой магнитной проницаемостью, например магните- мягкого железа, причем обе части име- ют кромкообразные переходы, образующие участки UG уплотнения магнитно- I o поля. На цапфу ZT жестко насажена направляющая часть 5, состоящая из немагнитного материала. Направляющая часть 5 одновременно служит в качестве печатающего молоточка для приведения в действие щтифтового колеса 1 причем предпочтительно выполнить ее из закаленной стали.
Для облегчения приспособления электромагнитного устройства с втяжным якорем к различным условиям применения можно выполнить цапфу ZT с резьбой, на которую навинчивается направляющая часть 5. Тем самым на цапфу можно насаживать разнообразные, служащие в качестве печатающего молоточка , направляющие части 5 различной длины и из различного материала.
Как и основная часть с цапфой, несущее катушку 3 возбулщения ярмо J выполнено из магнитомягкого железа. При этом ярмо имеет центральное отверстие ZAj через которое выходит направляющая часть 5 якоря. Центральное отверстие ZA выполнено с кромками на участке KN, обращенном к приводной части якоря в нерабочем поло- образуя участок уплотнения магнитного поля. В задней части электромагнитного устройства с втяжным якорем установлено инфракрасное фотоэлектрическое устройство 12, служащее для слежения за движением якоря.
Если схема управления (фиг, 6) активирует катушку 3 возбуждения, то якорь 4 перемещается . с закрытием :эф- фективного воздушного зазора по существу прямолинейно через центральное отверстие ZA ярма J, Характер осевой силы КА, продвигающей якорь 4 вперед, в зависимости от хода якоря ХА изображен на диаграмме зависимое- ти силы от пути, приведенной на фиг. 8. При этом нулевая координата обозначает положение якоря 4 на упоре 11, Если под воздействием создаваемого катушкой возбуждения и прохо- дящего через ярмо маг нитного поля якорь перемещается влево по напра13 лению си.пьг КЛ, то сначала сила увеличивается нс.педстпие закрывания
86
возду1иного зазора L с 1 риближе1П)ем кромки UG папфр. ZT, то в течение движения остается примерно постоянной на участке ZL и при сближении передней кромки UG основной части НТ с кромкой центрального отверстия ZA достигает максимума (развертка ЕНТ). После прохождения привода , состоящего из основной части и цапфы, через центральное отверстие ZA сила снова уменьшается (фиг, 7),
За фазой ускорения, вызванной силой КА, следует свободное движение якоря до отпечатка. При этом вся кинетическая энергия якоря 4 соответствует площади F под кривой в диаграмме зависимости силы от пути.
Характер кривой на диаграмме зависимости силы от пути можно изменить путем изменения соотношения диметра цапфы ZT и диаметра основной части НТ, При этом увеличение цапфы вызывает повышение кривой зависимости силы от пути на ее начальном участке (штриховая линия), а уменьшение диаметра цапфы ZT вызывает спад кривой на ее начальном участке (штрихпунктирная линия),
Целесообразно выполнить отношение диаметра цапфы к диаметру основной части Л .2, При таком соотношении диаметров цапфы и основной части в расчете на среднюю длину цапфы около 4 мм создается хороший для управления втяжным якорем постоянный характер изменения силы на больших расстояниях при прохождении цапфы и основной части через центральное отверстие. Примерные размеры якоря следующие, мм: диаметр основной части 5; диаметр цапфы 2- 2,5; длина цапфы 4. Материал направляющей части - закаленная немагнитная сталь. Материал привода (цапфа, и основная часть) - магнитомягкое железо.
Работа изображенного на фиг, 5 устройства с втяжным якорем поясняется со ссылкой на фиг, 6 и диаграмму зависимости напряжения от времени на фиг, 7, где верхняя серия импульсов показывает характер импульс возбуждения на выходе элемента ИЛИ 35, нижняя серия импульсов - характер нмпульсов возбуждения на выходе чувствите. тьного элемента 12.
В момент Т1 пусконьгм импульсом, подаваемым ия в:)од 34, - лггускяется
/1
) риггери п1 каскад 13 и тем самым черрз элемент ИЛИ 35 размыкается управления транзисторов 17 и 25. Вследствие этого начинает действовать регулятор тока. Переключающий транзистор 16 и транзистор 15 мощности становятся проводящими, вследствие чего ток в катушке 3 возбуждения возрастает скачкообразно до максимального значения, заданного регулятором.
Под воздействием созданного магнитного поля якорь 4 получает ускорение . Одновременно начинает работать элемент 37 измерения времени устройства 36 управления якорем, выполненный , например, в виде счетчика . В момент Т2 размыкается фотоэлектрический элемент и на выходе .чувствительного элемента 12 образуется прямоугольный импульс со спадающим j фронтом. Прямоугольный импульс останавливает элемент 37 измерения времени и результат измерения передается в управляющее устройство 40 срав- нения. Последнее может быть выполнено в виде микропроцессора и содержит запоминающее устройство 38 с соответствующим центральным устройством 39 управления.
Путь, пройденный якорем от упора до фотоэлектрического устройства за единицу времени, .определяет величину приложенной энергии печатания. Если время прохождения, определенное элементом 37 измерения времени, отклоняется от заданного времени, введенного в запоминающее устройство, то центральное устройство 39 производит возврат триггерного каскада 13 в момент ТЗ и триггерный каскад 13 переводится в исходное положение. Тем самым транзисторы 17 и 25 снова становятся проводящими, причем регулятор тока размыкается и транзистор 15 мощности отключается. Устройство 36 управления якорем через триггер- ньм каскад 13 задает временную продолжительность управления транзистором 15 и тем самым ток возбуждения в катушке 3.
После возврата втяжного якоря 4 из положения печатания своим задним концом 6 он снова прерывает фотоэлектрическое устройство чувствительно- го элемента 12 в момент Т4.
Так как речь идет о непрерывном и прерванном ттуче чувствительного элемента и тем самым о восходящем
«8
фронте нижней серии импульсов на фиг, 7, замедленный выходной сигнал чувствительног о элемента 12 на врем Лс в звене задержки времени активирует моностабильный устанавливаемый с восходящим фронтом импульса триггерный каскад 14, который в момент Т5 снова размыкает переключающий транзистор 17 через элемент ИЛИ 35 и тем самым активирует катушку 3. Переключающий транзистор 25 из-за триггерного каскада 13 находится в проводящем состоянии, так что усилитель 18 регулирует ток возбуждения в катушке 3 на тормозной ток. На оставшемся участке пути якоря 4 до упора 11 якорь 4 полностью затормаживается этим тормозным током и может прикасаться к упору 11 без дополнительных колебаний. В момент Т6 триг- герный каскад опрокидывается в первоначальное положение, в результате чего транзистор 17 снова становится проводящим и прерывает ток. возбуждения в катушке 3 через транзистор 17 мощности. Повторным пусковым импульсом 34 можно запустить следующий цикл печатания,.
Функциональное сигнальное устройство 41 связано с элементом 37 лзме- ренин времени и выдает аварийный сигнал, когда в течение определенного промежутка времени после старта электромагнитного устройства с втяжным якорем конец якоря 4 не проходит через фоточувствительный элемент 12. Превышение этого промежутка времени указывает на дефектность электромагнитного устройства с втяжным якорем. Это может быть, например обрыв якаря или дефект катушки 3. Вместо промежутка времени Т2- Т1 можно использовать время в пределах Т4-Т2 всего цикла печатания, т.е. двукратное прерывание фоточувствительного элемента в качестве меры для функционального сигнального устройства . Функциональное сигнальное устройство может содержать компаратор , который производит сравнение показания счетчика 37 с расчетным и при превьшшнии последнего активирует сигна гьное устройство.
С помощью электромагнитного уст- ройс.тва с втяжным якорем можно просто производить основную установку энергии печатания после монтажа электромагнитного устройства с втяжным -якорем в печатающее устройство.
iv8
С этой целью управляющая схема со- держит потенциометр 20, которым регулируется ток .возбуждения в катушке 3. Дополнительно к выходу чувствительного элемента 12 может подсоеди- мяться измерительный элемент 42, который может состоять, например, из устройства измерения времени и индикаторного устройства, которое измеряет время прохождения якоря от пер- воначального прерывания фоточувствительного элемента до прерывания при возвращении якоря в исходное положение . Это время прохождения якоря является мерой для энергии печатания и при основной регулировке электромагнитной системы с втяжным якорем после монтажа в печатающее устройство это время можно сравнивать с заданным (расчетным) временем и по- средством изменения положения потенциометра 20 производить основную регулировку тока возбуждения в катушке 3. Тем самым можно сглаживать возникающие при изготовлении допуски и вызываемые тем самым колебания в магнитном материале и тока в катушке.
Формула изобретения
1. Электромагнитное печатающее устройство с втяжньм якорем, содержащее неподвижное ярмо с центральным отверстием, выполненное из материала с высокой магнитной проницаемостью, установленную в центральном отверстии ярма катушку возбуждения и размещенный в ней с возможностью продольного перемещения и перекрытия воздушного зазора якорь, выполненный в виде ударного молоточка с поршне- видной приводной частью, выполненной из материала с высокой магнитной проницаемостью , упор якоря, размещенный со стороны, противоположной зоне печати, и средство управления якорем для регулирования характера тока катушки возбуждения, отличающееся тем, что, с целью снижения энергоемкости, стенки центрально го отверстия ярма, обращенные к при
5 0 5
0
0 5 0
10
водной портневидной части якорч, и приводнсЯ часть якоря снабже)ы ог- новными и дополнительными кромками, образующими участки магнитного уплотнения .
2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что дополнительные кромки приводной части якоря образованы кольцевой канавкой, выполненной на этой части,
3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что концевая часть якоря, обращенная к зоне печати , установлена на ее приводной части с возможностью съема посредством цапфы.
4.Устройство по П.1, отличающее ся тем, что диаметр цапфы относится к диаметру приводной части якоря как 1:2.
5.Устройство по П.1, отличающее ся тем, что концевая часть якоря обращенная к зоне печати, выполнена из закаленной стали.
6.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что средство управления якорем включает чувствительный элемент, установленньй на пути движения якоря со стороны упора и на расстоянии от него.
7.Устройство по П.1, о т л и - чающееся тем, что средство управления якорем включает элемент измерения времени для считывания |Входного сигнала чувствительного элемента и пускового сигнала устройства и соединенный с ним компаратор, включающий запоминающий орган расчетного времени прохождения.
8.Устройство по П.1, отличающееся тем, что средство управления якорем включает орган сигнализации, связанный с чувствительным элементом.
Приоритет по признакам
24.04.81 - по пп.1,2,5-8; 08.12.81 - ло пп. 3 и 4.
Vil2.1
/f/ /f J
M2
HA
M3
«&
/Л
.2
S/1 Sy4
т
Mi
JTA
ijL
и
(Ptiz.6
Фаг. 7
Реферат
Изобретение может быть использовано в молоточковых механизмах печатающих устройств. Цель изобретения состоит в снижении энергоемкости печатающего устройства;Электромагнитное печатающееустройство содержитлитероноситель 1,бумагоопорныйвал 2, катушку 3 возбуждения с втяжным якорем 4, являющимся печатающим молоточком . Приводная часть якоря снабжена дополнительными кромками К, Kg, K.j, создающими магнитное уплотнение, позволяющее при минимальных затратах электроэнергии осуществить требуемые скорость и силу удара печатающего молоточка. Концевая часть якоря, обращенная к зоне печати, установлена с возможностью съема посредством цапфьд. На пути перемещения якоря, установлен- . фотоэлектрический чувствительный элемент 12, подающий сигнал в схему управления печатающего устройства . Средство управления якорем включает орган сигнализации, связанный с чувствительньм элементом,12. 7 з.п. ф-лы, 8 ил. W 00 4 | ел сх сн аг.5
Формула
