Электромагнитное печатающее устройство с втяжным якорем

.0 и Сл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПЕЧАТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО С ВТЯЖНЫМ ЯКОРЕМ (57) Изобретение может быть исполь зовано в молоточковых,механизмах п чатающих устройств. Цель изобретения состоит в снижении энергоемкос печатающего устройства;Электромагн ное печатающееустройство содержитл 8012 445 тероноситель 1,бумагоопорныйвал 2, катушку 3 возбуждения с втяжным якорем 4, являющимся печатающим молоточ ком. Приводная часть якоря снабжена дополнительными кромками К 1, К, Кз, 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 посредствомс цапфы. На пути перемещения якоря. установлен, фотоэлектрический чувствительный элемент 12, подающий сигнал в схему управления печатающего устройства. Средство управления якорем включает орган сигнализации, связан" ный с чувствительным элементом,12.7 з.п. ф-лы, 8 ил.128Изобретение относится к оргтехнике и может быть использовано в моло 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 точковых механизмах печатающих устройств.Целью изобретения является снижение энергоемкости печатающего устройства.На фиг. 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 - блоксхема 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.Электромагнитное печатающее устройство содержит литероноситель 1, бумагоопорный вал 2, катушку 3 возбуждения (Е) с втяжным якорем 4 с направляющими частями 5 и 6, которые вместе с втулками 7 и 8 предотвращают радиальное перемещение якоря 4 относительно поверхности 9 ярма 1, выполненного иэ магнитомягкого железа, пружину 10 возврата якоря 4 в исходное положение к упору 11 и фоточувствительныйэлемент 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 усилителя 18, регулирующего ток возбуждения при отпечатке и тормозной ток в катушке 3, с источником 19 стабильного напряжения. Усилитель 18, подсоединенный как регулятор тока, положительным выходом подсоединен к делителю напряжения из резисторов 20-24 и переключающего транзистора 25 При этом резистор 20 выполнен как потенциометр. Переключающий транзистор 25, управляемый триггерным каскадом 13, изменяет .в зависимости от требуемого тока в катушке 3 коэффи.циент деленИя делителя напряжения 20-24, который связан с источником 26 опорного напряжения. Отрицательный вход усилителя 18 подсоединен к измерительному резистору 27 дляопределения действительного значения в катушке 3, Резисторы 28-32служат для подбора переключающихтранзисторов, Многостабильный триггерный каскад 14 через элемент 33задержки соединен с выходом фоточувствительного элемента 12, Схемауправляется импульсом, поступающимна вход 34 от клавиатуры (не показана), Триггерные каскады 13 и 14соединены. через элемент ИЛИ 35 суправляющим входом переключающеготранзистора 17,Схема управления содержит такжеустройство 36 управления якорем,содержащее измерительный элемент 37,соединенный с импульсным входом 34и чувствительным элементом 12, запоминающий элемент 38 и компаратор39 управляющего устройства 40 сравнения, выход которого соединен с обратным входом триггерного каскада 13.Элемент 37 измерения времени соединен с функциональным блоком 41аварийной сигнализации, выполненнымв виде сигнальной лампы. Измерительный элемент 42 необходим для основнойустановки энергии печатания послемонтажа электромагнитного устройства с втяжным якорем в печатающееустройство.Электромагнитное устройство совтяжным якорем (фиг, 1) содержитнеподвижное ярмо Л, снабженное центральным отверстием ЕА, из материалас высокой магнитной проницаемостьюи якорь АК, выполненный в виде молоточка печатающего устройства и в нерабочем состоянии опирающийся наупор АБ, поршневидная приводная частькоторого выполнена из материала свысокой магнитной проницаемостью.При активации катушки возбуждения Е,например, от схемы управления якорьАК, закрывая воздушный зазор Ь, перемещается прямолинейно через центральное отверстие ЕА в ярме Л, Характер изменения осевой силы КА,продвигающей якорь АК вперед, в зависимости от хода якоря представленна диаграмме зависимости силы отпути. При этом нулевая координатаобозначает положение якоря АК наупоре АЯ.Если под воздействием создаваемого катушкой возбуждения и распрост"раняемого по ярму магнитного поляо 1якорь АК иеремещяезся ялово (понаправлению силы КЛ), то вначале сила возрастает при закрытии воздушного зазора, т,е. сближении вершинБ.1 и БА ярма Л и якоря, до максимума М 1, а затем уменьшается послепрохождения якоря через центральноеотверстие ЕА. За фазой ускорения,созданной силой КА, следует свободное движение якоря до получения от Опечатка. При этом вся кинетическаяэнергия якоря АК соответствует площади Р под кривой на графике зависимости пути от времени,Если соответственно фиг. 2, 3 и 155 изменить форму ярма и якоря, томожно без дополнительного усилениямагнитного поля от тока возбужденияв катушке Е увеличить площадь подкривой зависимости пути от времени 20и тем самым кинетическую энергию.В соответствии с фиг, 2 эффективными участками для осевой тяговойсилы КА якоря являются задняя кромка БЛ ярма Л и конец БА якоря АК,выполненного радиально симметричным.В якоре выполнены кольцевые пазы ввиде надрезов К 1-КЗ, уплотняющиесиловые линии магнитного поля в вершинах 3 А, Вследствие этого на ди- ЗОаграмме зависимости силы от пути(фиг. 2) получается кривая с тремямаксимумами, которые соответствуютмоментам наиболее плотного сближения вершин БА надрезов К 1-КЗ с кромкой Ы ярма Л. При этом максимум М 1соответствует надрезу К 1, максимумИ 2 - надрезу К 2 и максимум ИЗ - надрезу КЗ.В варианте выполнения якоря АК 40(фиг. 3) на переднем участке приводной детали якоря АК имеется кольцевой паз КМ, а образующиеся вследствие этого две вершины БА переднейкромки приводной детали якоря АК и 45кольцевого паза КМ создают два максимума М 1 и М 2 на диаграмме зависимости силы от пути. Это увеличение максимумов осевой силы КА путем увеличения кромок на передней части якоря 50создает между максимумами М 1 и М 2постоянно проходящий промежуточныйучасток ЕВ, разделяющийся на нисходящий участок и непрерывно восходящий участок БВ. Этот в большей части 55линейно восходящий участок используется как участок торможения якоря,возвращающегося после отпечатка висходное положение. Диаграмма зависи.и сииы о рфиг. ч) поквзынагт голько непрерывно восходящий участок БВ между двумя максимумами М 1 и М 2. При этом площадь Р 1 ссатветствует используемой энергии торможения относительно сильно демпфиронанного, например, несколькими единицами якоря АК, соответствующей тормозному импульсу заранее заданной длины, площадь Р 2 - 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 Тч. фотоэлектрическое устройство генерирует через схему управления (фиг. 6) тормозной импульс, который, становится эффективным с выдержкой времениГеометрия якоря АК согласована таким образом, что тормозной импульс, т.е. импульс, при котором снова активируется катушка возбуждения Е электромагнитного устройства с втяжным якорем, появляется тогда, когда возвращающийся якорь АК своей приводной деталью или участками, эффективйыми для осевой тяговой силы КА, находится на участке БВ диаграммы зависимости силы от пути. Это означает, что за время задержки Л положение начала точки возбуждения катушки на диаграмме зависимости силы от пути изменяется от точки Е 1 к точке Е 2 в эависимости от скорости возвращающегося якоря. Длительность обратного импульса С остается постоянной, тем самым изменяется энергия торможения от Р 1 к Р 2. 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 ч содержит цилиндрическую основную часть НТ и цилиндрическую цапфу 2 Т с диаметром, мень 8445шим диаметра сэецовцсэй части. Осцов. ная час гь 11 Т и цавфа 7 Т вицсцвеци из материала е высокой магвитцой процццаемостью, например магцитомягкого железа, причем обе части име ют кромкообразные переходы, образующие участки с 1 С уплотнения магнитного поля. На цапфу ЕТ жестко насажена направляющая часть 5, состоящая из немагнитного материала. Направляющая 10 часть 5 одновременно служит в качестве печатающего молоточка для приведения в действие штифтового колеса 1, причем предпочтительно выполнить ее из закаленной стали. 15Для облегчения приспособления электромагнитного устройства с втяжным якорем к различным условиям применения можно выполнить цапфу ЕТ с резьбой, на которую навинчивается на правляющая часть 5. Тем самым на цапфу можно насаживать разнообразные, служащие в качестве печатающего молоточка,направляющие части 5 различной длины и из различного материала, 25Как и основная часть с цапфой, несущее катушку 3 возбуждения ярмо 1 выполнено иэ магнитомягкого железа. При этом ярмо имеет центральное отверстие ЕА, через которое выходит 30 направляющая часть 5 якоря. Центральное отверстие ЕА выполнено с кромками на участке КИ, обращенном к приволной части якоря в нерабочем положении, образуя участок уплотнения магнитного поля, В задней части электромагнитного устройства с втяжным якорем установлено инфракрасное фотоэлектрическое устройство 12, служащее для слежения за движением 40 якоря.Если схема управления (фиг, 6) активирует катушку 3 возбуждения, то якорь 4 перемещается с закрытием эффективного воздушного зазора по 45 существу прямолинейно через центральное отверстие 7 А ярма Л. Характер осевой силы КА, продвигающей якорь вперед, в зависимости от хода якоря ХА изображен на диаграмме зависимости 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 проходящего через ярмо магнитного поля якорь перемещается влево по напра- лецию сипи КЛ, то спачала сила увеличивается вслспствие закрывания Р 6воздушно и зазора 1, с П 1 эиближевцем перецеи кромки БЬ папфы 71, 10 в течение движения остается примерно постоянной на участке 71, и при сближении передней кромки УС основной части НТ с кромкой центрального отверстия ЕА достигает максимума (развертка ЕНТ). После прохождения привода, состоящего из основной части и цапфы, через центральное отверстие ЕА 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 Р под кривой в диаграмме зависимости силы от пути.Характер кривой на диаграмме зависимости силы от пути можно изменить путем изменения соотношения диаметра цапфы ЕТ 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 ЕТ 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 втяжцым якорем поясняется со ссылкой на фиг. 6 и диаграмму зависимости напряжения от времени на фиг. 7, где верхняя серия импульсов показывает характер импульсов возбуждения на выходе элемента ИЛИ 35, нижняя серия импульсов - характер импульсов возбуждения на выходе чувствительного .элемента 12.В момент Т 1 пуекспэым импульсом, подаваемым пв вхОИ 34, запускается/ 1204триггерньп 1 каскад 13 и гем самым через элемент ИЛИ 35 размыкается объектуправления транзисторов 17 и 25.Вследствие этого начинает действовать регулятор тока. Переключающийтранзистор 16 и транзистор 15 мощ -ности становятся проводящими, вследствие чего ток в катушке 3 возбуждения возрастает скачкообразно домаксимального значения, заданного 10регулятором,Под воздействием созданного магнитного поля якорь 4 получает ускорение. Одновременно начинает работать элемент 37 измерения времени 15устройства 36 управления якорем, выполненный, например, в виде счетчика. В момент Т 2 размыкается фотоэлектрический элемент и на выходе, чувствительного элемента 12 образуется 20прямоугольный импульс со спадающимфронтом. Прямоугольный импульс останавливает элемент 37 измерения времени и результат измерения передается в управляющее устройство 40 сравнения. Последнее может быть выполнено в виде микропроцессора и содержитзапоминающее устройство 38 с соответствующим центральным устройством39 управления. 30Путь, пройденный якорем от упорадо фотоэлектрического устройства заединицу времени, .определяет величину приложенной энергии печатания.Если время прохождения, определенное 35элементом 37 измерения времени, отклоняется от заданного времени, введенного в запоминающее устройство,то центральное устройство 39 производит возврат триггерного каскада 4013 в момент ТЗ и триггерный каскад13 переводится в исходное положение.Тем самым транзисторы 17 и 25 сновастановятся проводящими, причем регулятор тока размыкается и транзистор 4515 мощности отключается. Устройство36 управления якорем через триггерный каскад 13 задает временную продолжительность управления транзистором 15 и тем самым ток возбуждения 50в катушке 3.После возврата втяжного якоря 4из положения печатания своим заднимконцом б он снова прерывает фотоэлектрическое устройство чувствительного элемента 12 в момент Т 4.Так как речь идет о непрерывноми прерванном луче чувствительногоэлемента и тем самым о восходящем Я 8Фронте нижней серии имиульсон на фиг, 7, замедленный выходной сигнал чувствительного элемента 12 на время Й 1: в звене задержки времени активирует моностабильный устанавливаемый с восходящим фронтом импульса триггерный каскад 14, который в момент Т 5 снова размыкает переключающий транзисторчерез 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 Тб триггерный 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 измерения 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 якоря или дефект катушки 3. Вместо промежутка времени Т 2- Т 1 можно использовать время в пределах Т 4-Т 2 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 превьппении последнего активирует сигнальное устройство.С помощью электромагнитного устройства с втяжным якорем можно просто производить основную установку энергии печатания после монтажа электромагнитного устройства с втяжным якорем в печатающее устройство, 1284458С этой целью управляющая схема содержит потенциометр 20, которым регулируется ток возбуждения в катушке 3. Дополнительно к выходу чувствительного элемента 12 может подсоеди 5 няться 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, 15 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 25 вызываемые тем самым колебания в магнитном материале и тока в катушке,Формула изобретения301. Электромагнитное печатающее устройство с втяжным якорем, содержа щее 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 40 в виде ударного молоточка с поршне- видной приводной частью, выполненной из материала с высокой магнитной проницаемостью, упор якоря, размещенный со стороны, противоположной зоне 45 печати, и средство управления якорем для регулирования характера тока катушки возбуждения, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью снижения энергоемкости, стенки центрально го отверстия ярма, обращенные к при)Оводной поршневидной части якоря, иприводная часть якоря снабжены основными и дополнительными кромками,образующими участки магнитного уплотнения.2. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что дополнительные кромки приводной части якоряобразованы кольцевой канавкой, выполненной на этой части,3. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что концеваячасть якоря, обращенная к зоне печати, установлена на ее приводнойчасти с возможностью съема посредством цапфы.4. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что диаметрцапфы относится к диаметру приводной части якоря как 1:2.5, Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что концеваячасть якоря обращенная кзоне печати,выполнена из закаленной стали,6. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что средство управления якорем включает чувствительный элемент, установленный на пути движения якоря со стороны упора и на расстоянии от него.7. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я 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, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что средство управления якорем включает орган сигнализации, связанный с чувствительным элементом.Приоритетпо признакам24.0481 - по пп,1,2,5-8;08. 12. 81 - ло пп. 3 и 4.1 284458 Т 2 ТФ г.7 Составитель А. Писемскактор И, Рыбченко Техред Н.Глущенко орректор Е. Сирохман оскс, Ж, Рау по 3035, 4 кая н город, ул, Проектная,оизводственно-полиграфическо приятие аз 7466/61 Тираж 348 ПодписиВНИИПИ Государственного комитета СССРделам иэобретений и открытий