Elektromagnetische Stanzvorrichtung für Registriereinrichtungen Bei
der Registrierung von Meßgrößen und Vorgängen aller Art werden in zunehmendem Maße
Impulsverfahren verwendet. Die Registrierung kann dabei auf einem Papierstreifen
dadurch erfolgen, daß die Meßimpulse durch Lochen des Streifens markiert werden.
Die Lochung erfolgt in bereits bekannter Weise durch elektromagnetische Stanzen
nach Fig. 1 der Zeichnung. Dabei schlägt der Elektromagnet E den Stanzstempel S
durch das Papier P in die Matrize 31 und spannt dahei die Riickholfeder F,
die nach Entregung des Magneten die Stanze aus dem Papier zurückzieht. Diese einfache
Anordnung hat jedoch wesentliche Nachteile: Die Rückholfeder muß so bemessen sein,
daß die Stanze unter allen Umständen aus der -Matrize zurückgeholt wird. Dazu ist
unter Umständen eine erhebliche Kraft erforderlich, wenn sich z. B. Stanzabfälle
zwischen die Matrize 3! und den Stanzstempel S klemmen. Im praktischen Betrieb ist
ein Verklemmen der Stanzen durch Fremdkörper in der Matrize nicht völlig zu vermeiden.
Ist die Rückholfeder zu schwach. um den bei derartigen Störungen auftretenden erhöhten
Reibungswiderstand zu überwinden, so behindert der steckengebliebene Stanzstempel
den Papiertransport, so daß die weitere Registrierung unbrauchbar wird bzw. gänzlich
unterbleibt.Electromagnetic punching device for registration devices In the registration of measured quantities and processes of all kinds, pulse methods are increasingly used. The registration can take place on a paper strip in that the measuring pulses are marked by perforating the strip. The perforation takes place in a known manner by electromagnetic punching according to FIG. 1 of the drawing. The electromagnet E strikes the punch S through the paper P into the die 31 and tensions the return spring F, which pulls the punch back out of the paper after the magnet is de-energized. However, this simple arrangement has significant disadvantages: the return spring must be dimensioned so that the punch is brought back from the die under all circumstances. This may require a considerable amount of force if, for. B. Punching waste between the die 3! and clamp the punch S. In practical operation, jamming of the punches by foreign bodies in the die cannot be completely avoided. Is the return spring too weak. In order to overcome the increased frictional resistance that occurs with such malfunctions, the stuck punch hinders the transport of the paper, so that further registration becomes unusable or does not take place at all.
Es ist nun n.aheliegend, diesen Fehler dadurch zu beseitigen, daß
man die Rückholfeder so stark dimensioniert, daß sie die durch Klemmen von Abfällen
in der Matrize hervorgerufene Reibung sicher überwindet. Das bedingt die Verwendung
eines stark dimensionierten Elektromagneten, da dieser die Rückhol feder spannen
muß. Die Größe des Elektromagneten ist aber für die konstruktive Ausführung von
Registriergeräten. die billig und platzsparend gebaut sein sollen, sehr kritisch.
Abgesehen davon benötigt ein größerer Elektromagnet auch einen stärkeren Stromversorgungsteil.
Die Vergrößerung der Elektromagneten zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist vor
allen Dingen dann unerwünscht, wenn mehrere Registrierungen auf engem Ratum nebeneinander
auf einem Streifen untergebracht werden sollen. -Man kommt hier bei der Verwendung
größerer Magneten rasch zu. einem unhandlichen und praktisch unbrauchbaren Aufbau.The obvious thing to do now is to eliminate this error by
the return spring is dimensioned so strong that it prevents the jamming of waste
safely overcomes friction caused in the die. That requires the use
a strongly dimensioned electromagnet, as this tension the return spring
got to. However, the size of the electromagnet is important for the structural design of
Recording devices. which should be built cheap and space-saving, very critical.
Aside from that, a larger electromagnet also needs a stronger power supply part.
The enlargement of the electromagnets to increase the operational safety is before
all things undesirable when several registrations are close together
should be placed on a strip. -Man comes here when using
larger magnets close quickly. an unwieldy and practically unusable structure.
Die Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, daß die Art der Kraftspeicherung
durch eine Feder mit linearer Kennlinie (vgl. Fig. 1) äußerst ungünstig ist Erfindungsgemäß
ist für die Rückholung des Stanzstempels eine Federanordnung mit einer stark geknickten
Kennlinie vorgesehen, die aus zwei Federn besteht, von denen die eine, weich ausgebildete
Feder während der ganzen Stanzbewegung wirksam ist und die andere, hart ausgebildete
Feder erst beim Eintreten des Stempels in die Matrize angreift. Die Erfindung ist
an Hand der Zeichnungen erläutert, Im Diagramm der Fig. 2 ist der Kraftverlauf P
in Abhängigkeit vom Steuerweg x sowohl für die erfindungsgemäße Anordnung (Kurve
c) als auch für eine Anordnung mit Rückholfeder mit linearer Kennlinie dargestellt
(Kurve b). Ferner ist in Kurve a der Kraftverlauf dargestellt, der zum Zurückziehen
eines Stanzstempels, der durch Abfälle in der Matrize festgehalten wird, erforderlich
ist. Die Spitzenkraft Po rnuß nur während eines geringen Teils des gesamten Stanzenweges
in der vorderen Extrernstellung x0 des Stanzstempel` aufgebracht werden, während
der Stanzstempe,l aus der Matrize gelöst wird. Nach dem Lösen fällt die erforderliche
Kraft auf wenige Prozent der Spitzenkraft ab (x1, etwa Ende der Matrize) und behält
auf dem weitaus größten Teil des Stanzenweges diesen geringen Wert bei. Die Gerade
b ist die Kennlinie einer Feder mit praktisch linearer Kennlinie, an der in der
vorderen Extremstellung die Kraft Po angreift. Die Kraft dieser Feder wird nur auf
dem kurzen Stanzezweg von x. bis x, voll ausgenutzt. Zur weiteren Klärung dies Sachverhaltes
dient folgende Betrachtung: Die zur Rückholung des Stanzstempels nötige Energie
wird bekanntlich durch das Integral über die (engschraffierte) Fläche unter der
Kurve a dargestellt. Verwendet man nun zur Rückholu.ng der Stanze eine Feder mit
linearer Kennlin :im b, so muß der Elektromagnet zur Erreichung der Spitzenkraft
Po eine Energie aufbringen, die durch das Integral über die schraffierte Fläche
unter der Geraden b dargestellt wird. Diese Energie beträgt jedoch ein Vielfaches
der eigentlich benötigten Riickholenergie. Der größte Teil der vom Elektromagneten
aufzubringenden Energie geht also Mami einer Feder mit linearer Kennlinie ungenutzt
verloren.
Die erfindungsgemäße Anordnung weist ein Federsystem auf,
dessen Kennlinie c geknickt und dier Kennlinie a für die Rückholkraft weitgehend
angepaßt ist. Damit braucht der Elektromagnet nur einen Bruchteil der für eine entsprechende
Feder mit linearer Kennlinie nötigen Energie aufzubringen.The invention is based on the knowledge that the type of energy storage
a spring with a linear characteristic curve (see FIG. 1) is extremely unfavorable according to the invention
is a spring arrangement with a strongly kinked one for the retrieval of the punch
Characteristic curve provided, which consists of two springs, one of which is soft
Spring is effective throughout the punching movement and the other, hard-trained
Spring only engages when the punch enters the die. The invention is
explained with reference to the drawings. In the diagram of FIG. 2, the force profile P is
as a function of the control path x both for the arrangement according to the invention (curve
c) as well as for an arrangement with a return spring with a linear characteristic curve
(Curve b). Furthermore, curve a shows the force profile that is required to withdraw
a punch held by debris in the die is required
is. The peak force peanut only during a small part of the entire punching path
in the front extreme position x0 of the punch` while
the punch, l is released from the die. After solving the required falls
Force decreases to a few percent of the peak force (x1, around the end of the die) and retains it
this low value for by far the largest part of the punching path. Straight
b is the characteristic of a spring with a practically linear characteristic, on which in the
the front extreme position attacks the force Po. The power of this spring is only on
the short punching path from x. up to x, fully used. To further clarify this issue
serves the following consideration: The energy required to retrieve the punch
is known by the integral over the (narrow hatched) area under the
Curve a shown. If you now use a spring to return the punch
linear characteristic: in b, the electromagnet must to achieve the peak force
Po apply an energy through the integral over the hatched area
is shown under the straight line b. However, this energy is a multiple
the actually required return energy. Most of that from the electromagnet
The energy to be applied goes unused by a spring with a linear characteristic
lost.
The arrangement according to the invention has a spring system,
its characteristic curve c kinked and the characteristic curve a largely for the return force
is adapted. This means that the electromagnet only needs a fraction of what it does for a corresponding one
Apply the necessary energy to the spring with a linear characteristic curve.
Da die von einem Klappankermagneten gelieferte Energie bei gegebenen
geometrischen Verhältnissen annähernd proportional der aufgebrachten Amperewindungszahl
ist, sinkt die erforderliche Amperewindungszahl im gleichen Maße wie die Speicherenergie.
Elektromagnet und Stromquelle können also entsprechend kleiner bemessen werden.Since the energy supplied by a hinged armature magnet is given
geometrical relationships approximately proportional to the applied number of ampere-turns
is, the required number of ampere-turns decreases to the same extent as the storage energy.
The electromagnet and power source can therefore be dimensioned correspondingly smaller.
Die geknickte Kennlinie des erfindungsgemäßen Federsystems ist darüber
hinaus auch der annähernd quadratischen Kraftlinie des Magneten besser angepaßt
als die lineare Kennlinie. Das hat einen weiteren. Vorteil, wie an Hand der Fig.
3 ersichtlich wird. Da die Magnetkraft P" in jedem Punkt des Ankerweges die Gegenkraft
der Feder Pf überwiegen muß, wird infolge der konvexen Krümmung der Magnetkennlinie
die Magnetkraft notwendigerweise in der Extremstellung des Stanzstempels die Gegenkraft
einer Feder mit linearer Kennlinie um ein Mehrfaches überschreiten (s. Kurve Pmi
und Pfi). Die überschüssige Kraft führt aber in Verbindung mit der kinetischen Energie
des Stempels dazu, daß sich der Stempel beim Eindringen von Fremdkörpern bzw. Stanzabfällen
sehr fest in der Matrize verkeilen kann. Bei der geknickten Federkennlinie P,"2
kann der Magnet dagegen so ausgelegt werden, daß am Ende des Stanzweges nur noch
wenig überschüssige Kraft zur Verfügung steht (Kurve P,nz und Pf.). Die Stanze wird
sich also bei weitem nicht so fest einpressen können wie im ersten Falle.The kinked characteristic of the spring system according to the invention is above it
also better adapted to the approximately square line of force of the magnet
than the linear characteristic. That has another. Advantage, as shown in Fig.
3 becomes apparent. Since the magnetic force P "is the counterforce at every point of the armature travel
the spring Pf must predominate, is due to the convex curvature of the magnetic characteristic
the magnetic force necessarily the counterforce in the extreme position of the punch
a spring with a linear characteristic curve by several times (see curve Pmi
and Pfi). The excess force but leads in connection with the kinetic energy
of the stamp to the fact that the stamp is in the event of the penetration of foreign bodies or punching waste
can wedge very firmly in the die. With the kinked spring characteristic P, "2
on the other hand, the magnet can be designed so that at the end of the punching path only
little excess force is available (curve P, nz and Pf.). The punch will
So they are nowhere near as tight as in the first case.
Die geknickte Federkennlinie wird nach Fig. 4 in einfacher Weise dadurch
erzeugt, daß die Stanze mit zwei Federn F1 und F, ausgerüstet ist. Die weiche Feder
F1 erzeugt den flach verlaufenden Teil der Kennlinie und ist auf dem ganzen Stanzenweg
wirksam, dagegen greift die harte Feder F, kurz vor der vorderen Extremstellung
des Stanzstempels an und erzeugt so den steilen Teil der Kennlinie.The kinked spring characteristic is shown in FIG. 4 in a simple manner thereby
generated that the punch with two springs F1 and F is equipped. The soft feather
F1 generates the flat part of the characteristic curve and is on the entire punching path
effective, on the other hand the hard spring F engages shortly before the extreme front position
of the punch and thus creates the steep part of the characteristic curve.