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Dokumentenidentifikation DE4036184C2 17.12.1992
Titel Automatische Zeichenmaschine mit einer automatischen Zuführeinrichtung für Bleistiftminen
Anmelder Mutoh Industries Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Kuniaki, Tanaka, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Gesthuysen, H., Dipl.-Ing.; von Rohr, H., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 4300 Essen
DE-Anmeldedatum 14.11.1990
DE-Aktenzeichen 4036184
Offenlegungstag 20.06.1991
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 17.12.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.12.1992
IPC-Hauptklasse B43L 13/00
IPC-Nebenklasse B43K 24/00   B43K 21/04   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine automatische Zeichenmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Die bekannte automatische Zeichenmaschine, von der die Erfindung ausgeht (JP 1-2 72 495 A), weist eine automatische Zuführeinrichtung für Bleistiftminen auf. Zu der automatischen Zuführeinrichtung gehört (mindestens) ein Bleistiftminenbehälter, in dessen Unterteil eine anhebbare Führung für die Bleistiftminen angeordnet ist. Unterhalb der Führung ist ein Schließelement angeordnet, das an der Oberseite eine obere horizontale Fläche und eine untere horizontale Fläche aufweist, die durch eine schräge Verbindungsfläche miteinander verbunden sind. Das Schließelement kann in einer horizontalen Ebene geschwenkt werden. Dazu wird das jeweils aktivierte Schließelement über einen Schwenkarm mit einem Motor verbunden (Fig. 1, 2, 7, 8). Bei einem Schwenken des Schließelementes stößt die schräge Verbindungsfläche gegen die Führung, so daß diese sich nach oben bewegt. Dann steht die Führung über die Oberseite des Unterteils des Bleistiftminenbehälters hinaus. Um nun zu gewährleisten, daß von den in dem Bleistiftminenbehälter befindlichen Bleistiftminen nur eine einzige in die Führung gelangt, wird das Schließelement mehrmals um wenige Grade hin und her geschwenkt. Dadurch führt die Führung eine oszillierende Bewegung in vertikaler Richtung aus. Anschließend wird das Schließelement weitergeschwenkt so daß der Schwenkarm und das Schließelement eine Durchgangsöffnung freigegeben, durch die eine Bleistiftmine aus dem Bleistiftminenbehälter in ein unterhalb des Schließelements positioniertes Schreibinstrument fallen kann (Fig. 9 und 10).

Nachteilig an der zuvor beschriebenen automatischen Zeichenmaschine ist, daß sie einerseits aufwendig in der Herstellung und somit teuer ist und daß andererseits das Herausfiltern nur einer einzigen Bleistiftmine und somit das Nachfüllen einer Bleistiftmine relativ lange dauert.

Weiter ist ein X-Y-Plotter mit einer automatischen Zuführeinrichtung von Bleistiftminen bekannt (JP 1-1 36 797 A), bei dem zu der automatischen Zuführeinrichtung ein Bleistiftminenbehälter gehört, an dessen Unterteil eine anhebbare Führung für die Bleistiftminen angeordnet ist. Ein Schließelement ist unterhalb der Führung angeordnet und kann durch einen Stiftkopf bzw. ein Schreibinstrument in einer vertikalen Ebene, d. h. um eine horizontale Achse, geschwenkt werden. Durch ein Schwenken des Schließelements ist eine Durchgangsöffnung im Schließelement unterhalb des unteren Endes der Führung positionierbar, so daß eine Bleistiftmine aus der Führung durch die Durchgangsöffnung in das Schreibinstrument fallen kann. Stößt der Stiftkopf dabei gegen das Schließelement, so wird der Stoß auf die Führung übertragen und die Führung bewegt sich nach oben. Dadurch gelangt eine von mehreren Bleistiftminen aus dem Bleistiftminenbehälter in die Führung.

Bekannt ist schließlich auch eine der weiter oben beschriebenen automatischen Zeichenmaschine ähnliche Zeichenmaschine (JP 1-2 88 498 A), bei der die Bleistiftminenbehälter ebenfalls fest mit einem Gestell verbunden sind.

Der Lehre der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erläuterte automatische Zeichenmaschine mit einer automatischen Zuführeinrichtung für Bleistiftminen so auszugestalten und weiterzubilden, daß ein schnelles Nachfüllen von Bleistiftminen in das Schreibinstrument möglich ist, wobei die Zuführeinrichtung aber gleichzeitig möglichst einfach und preiswert sein sollte.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einer automatischen Zeichenmaschine mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß wird zunächst zusätzlich realisiert, daß jeder Bleistiftminenbehälter um seine Längsachse drehbar an der Zeichenmaschine gelagert ist. Dadurch erfolgt eine hin- und hergehende Bewegung des Bleistiftminenbehälters um seine Längsachse, was dazu führt, daß sehr viel schneller eine einzige Bleistiftmine aus dem Bleistiftminenbehälter in die Führung am Unterteil des Bleistiftminenbehälters gelangt. Der im Stand der Technik vorgesehenen, aus der Schwenkbewegung des Schließelementes abgeleiteten vertikalen Hebe- und Senkbewegung der Führung im Bleistiftminenbehälter wird also eine Drehbewegung des Bleistiftminenbehälters um seine Längsachse überlagert, die das "Einfädeln" einer Bleistiftmine in die Führung ganz erheblich erleichtert und beschleunigt. Dadurch wird die Zeit, die zum Nachfüllen von Bleistiftminen in das Schreibinstrument benötigt wird, wesentlich herabgesetzt.

Die Zuführeinrichtung wird nun aber durch die zuvor erläuterte, erfindungsgemäße Maßnahme jedenfalls nicht aufwendig und damit auch nicht teurer. Das wird dadurch erreicht, daß die Drehbewegung des Bleistiftminenbehälters um seine Längsachse aus der Schwenkbewegung des Schließelements, die ohnehin für die vertikale Bewegung der Führung im Bleistiftminenbehälter benötigt wird, abgeleitet wird, und zwar durch die beschriebene Drehantriebskupplung. Dadurch kann eine weitere Abtriebseinrichtung mit einem Motor, die ansonsten erforderlich wäre, entfallen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Lehre des Anspruchs 1 sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Seitenansicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer automatischen Zeichenmaschine,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der wichtigsten Teile einer automatischen Zuführeinrichtung für Bleistiftminen bei einer Zeichenmaschine gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Bleistiftminenbehälters und eines Schließmechanismus,

Fig. 4, 5 ,6 je einen Ausschnitt der Zuführeinrichtung in verschiedenen Arbeitspositionen und

Fig. 7 eine Seitenansicht der Zuführeinrichtung zur Darstellung der Bleistiftminenentnahme.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine Zeichenplatte 2 an einem Maschinenkörper 4 einer automatischen Zeichenmaschine befestigt. An der Zeichenplatte 2 ist eine Führungsschiene 6 angeordnet, die in X-Achsenrichtung bewegbar ist. Ein Stiftkopf 8 wird von der Führungsschiene 6 getragen und ist entlang der Führungsschiene 6 auch bewegbar. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist an einer Grundplatte des Stiftkopfes 8 eine Anhebevorrichtung 10 mit einem hinlänglich bekannten Mechanismus mit einer beweglichen Spule vorgesehen. Auf der Grundplatte des Stiftkopfes 8 ist eine Säule 12 angeordnet, die einen in vertikaler Richtung bewegbaren Hebearm 14 trägt. Der Hebearm 14 weist einen Haltearm auf, der ein Schreibinstrument 16 auswechselbar hält. Zu dem Schreibinstrument 16 gehören ein Stoßmechanismus 16a und ein Spannmechanismus, der Bleistiftminen hält und freigibt. Der Stoßmechanismus 16a ragt vom oberen Ende eines Stiftgehäuses des Schreibinstruments 16 nach oben elastisch ab, hat eine axiale, nach oben offene Mittelbohrung zur Aufnahme von Bleistiftminen und weist einen, mit ihm fest verbundenen Flansch 18 auf.

An dem Maschinenkörper 4 ist ein Gestell 20 angeordnet, an dessen oberem horizontalen Teil 20a Bleistiftminenbehälter 26 einer automatischen Zuführeinrichtung 22 für Bleistiftminen angeordnet sind. Die Bleistiftminenbehälter 26 sind dabei auf dem Teil 20a durch Sicherungsringe 24 so getragen, daß sie sich um ihre eigenen Achsen drehen können. Zu dem Bleistiftminenbehälter 26 gehört ein zylindrisches Unterteil 26a, das mit dem Bleistiftminenbehälter 26 auf die in Fig. 3 gezeigte Art verbunden ist. Das Unterteil 26a weist eine zentrische Durchgangsbohrung auf, in der eine rohrförmige Führung 28 in Axialrichtung bewegbar angeordnet ist. Das untere Ende der Führung 28 steht um ein bestimmtes Maß über das untere Ende des Unterteils 26a oder die untere Fläche des oberen horizontalen Teils 20a des Gestells 20 über. Die untere Öffnung der Führung 28 bildet die Öffnung des Bleistiftminenbehälters 26.

Der Bleistiftminenbehälter 26 enthält mehrere Bleistiftminen 30, die einzeln in die Führung 28 geführt werden. Ein Schließelement 32 ist unterhalb des oberen horizontalen Teils 20a des Gestells 20 angeordnet. Das Schließelement 32 besteht aus einem plattenförmigen Exzenter, der von einer Achse 34 getragen wird und um diese parallel zu der unteren Fläche des horizontalen Teils 20a schwenkbar ist. Das Schließelement 32 weist auf der der Achse 34 gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung 36 auf. Ein Eingriffsarm 38 geht von dem Bleistiftminenbehälter 26 nach unten ab und greift in die Ausnehmung 36 ein. An ihrer Oberseite weist das plattenförmige Schließelement 32 eine untere horizontale Fläche 32a und eine obere horizontale Fläche 32b auf, die durch eine sich in Richtung der Achse 34 hin verjüngende schräge Verbindungsfläche 32c verbunden sind. Zu der schrägen Verbindungsfläche 32c an der Oberseite des Schließelements 32 gehört eine entsprechende schräge Fläche 32d an der Unterseite des Schließelementes 32. Weiter weist das Schließelement 32 eine Durchgangsöffnung 40 auf. Die Mittelachse der Durchgangsöffnung 40 liegt auf der gleichen Schwenkbahn um die Achse 34, auf der auch die Achse der Führung 28 liegt. Bei einer entsprechenden Schwenkbewegung des Schließelementes 32 liegen also die Durchgangsöffnung 40 und die untere Öffnung der Führung 28 direkt übereinander.

Das Schließelement 32 wird durch eine Feder 42 in eine bestimmte Drehrichtung vorgespannt. Deshalb ist an dem oberen horizontalen Teil 20a des Gestells 20 ein hier nicht gezeigter Stopper vorgesehen.

An dem freien, hier in vertikaler Richtung nach unten verlaufenden Arm 20b des Gestells 20 ist unterhalb des Bleistiftminenbehälters 26 ein Führungsarm 44 angeordnet. Der Führungsarm 44 weist einen gabelförmigen Teil auf. Der Maschinenkörper 4 weist unterhalb des Führungsarms 44 eine Entladeöffnung 46 auf, durch die Reste der Bleistiftminen 30 entsorgt werden. An der Entladeöffnung 46 ist ein Sensor 48 vorgesehen, der anzeigt, wenn ein solcher Bleistiftminenrest durch die Entladeöffnung 46 fällt.

Zu der Zeichenmaschine gehört eine Steuerung, die die notwendigen Steuerdaten von einem Host-Computer bekommt. Die Steuerung steuert die Bewegungen der Führungsschiene 6 in Richtung der X-Achse, die Bewegung des Stiftkopfes 8 entlang der Führungsschiene 6 in Y-Richtung und die Hebebewegung eines Elements 10a der Anhebevorrichtung 10 in Z-Richtung.

Es sei angemerkt, daß anstelle des linear verschiebbaren Gestells 20 zum Halten der Bleistiftminenbehälter 26 auch ein schwenkbares Gestell verwendet werden kann.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des zuvor erläuterten Ausführungsbeispiels weiter erläutert.

Stellt die Steuerung der automatischen Zeichenmaschine fest, daß das Schreibinstrument 16 keine Bleistiftmine 30 mehr aufweist, bewegt sich der Stiftkopf 8, der über seinen Hebearm 14 das Schreibinstrument 16 trägt, in die in Fig. 1 gezeigte Lage vor die entsprechende Zuführeinrichtung 22 und der Hebearm 14 wird abgesenkt. Der Stiftkopf 8 fährt in die in Fig. 4 gezeigte Position, in der der Stoßmechanismus 16a an der schrägen Fläche 32d an der Unterseite des Schließelementes 32 anliegt. Nun wird das Schreibinstrument 16 entweder in der Horizontalen mit dem Sitftkopf 8 oder in der Vertikalen durch die Anhebevorrichtung hin- und herbewegt. Dies geschieht beispielsweise mit einem Hub von etwa einem Millimeter. Dadurch stößt das obere Ende des Schreibinstruments 16 ständig vor die schräge Fläche 32d an der Unterseite des Schließelementes 32, was zu einer hin und her gehenden Schwenkbewegung des Schließelementes 32 und damit auch des Bleistiftminenbehälters 26 führt. Gleichzeitig bewegt sich die Führung 28 auf der unteren horizontalen Fläche 32a und der schrägen Verbindungsfläche 32c hin und her, wodurch die Führung 28 abwechselnd angehoben und abgesenkt wird. Im Ergebnis fällt nur eine der Bleistiftminen 30 aus dem Bleistiftminenbehälter 26 in die Führung 28 hinein. Wenn die Führung 28 die untere horizontale Fläche 32a das Schließelement 32 berührt, befindet sich das obere Ende der Führung 28 auf gleicher Höhe mit der Oberseite des zylindrischen Unterteils 26a des Bleistiftminenbehälters 26 (Fig. 4). Liegt die Führung 28 hingegen an der schrägen Verbindungsfläche 32c oder an der oberen horizontalen Fläche 32b des Schließelementes 32 an, so ragt das obere Ende der Führung 28 über die Oberseite des Unterteils 26a hinaus (Fig. 5).

Der Stiftkopf 8 bewegt sich weiter in die in Fig. 5 gezeigte Position, in der die Bleistiftmine 30 in das Schreibinstrument übergeben werden kann. Dabei nimmt das Schreibinstrument 16 das Schließelement 32 mit, die um die Achse 34 schwenkt. In der in Fig. 5 gezeigten Lage wird das Schreibinstrument 16 wieder horizontal (vertikal) hin und herbewegt, was zu den zuvor beschriebenen entsprechenden Bewegungen des Schließelementes 32 und des Bleistiftminenbehälters 26 führt. Dadurch werden die Bleistiftminen 30, die sich nicht in der Führung 28, deren oberes Ende über den oberen Rand des Unterteils 26a hinaussteht, befinden, an die Seite des Behälters 26 hin abgeschüttelt. Anschließend wird das Schreibinstrument 16 durch die Anhebevorrichtung 10 um einen bestimmten Weg nach oben gedrückt. Dadurch drückt der Stoßmechanismus 16a gegen die schräge Fläche 32d an der Unterseite des Schließelementes 32, was zu einer Schwenkbewegung des Schließelementes 32 um die Achse 34 in die in Fig. 6 gezeigte Lage führt. In dieser Lage befindet sich die Öffnung des Stoßmechanismus 16a, die Durchgangsöffnung 40 des Schließelementes 32 und die untere Öffnung der Führung 28 direkt übereinander, so daß genau eine Bleistiftminen 30 in das Schreibinstrument 16 fällt.

Der Stiftkopf 8 wird in die in Fig. 7 gezeigte Lage zurückbewegt, in der sich das untere Ende des Schreibinstruments 16 direkt über der Entladeöffnung 46 befindet. Hier liegt die obere Fläche des Stoßmechanismus 16a an der unteren Fläche des gabelförmigen Führungsarms 44 an. Die Steuerung hebt über die Anhebevorrichtung 10 das Schreibinstrument 16 mehrere Male an und der Flansch 18 stößt gegen den Führungsarm 44. Die Relativbewegung zwischen dem Flansch 18 und einer Bleistiftminenfassung des Schreibinstruments 16 bewirkt, daß der Rest der zuletzt benutzten Bleistiftmine 30 durch die Entladeöffnung 46 fällt und die neue Bleistiftmine 30 in die Bleistiftminenfassung des Schreibinstruments 16 hineinrutscht.

Weiter wird der Antrieb für den Stiftkopf 8 dazu verwendet, die Führung 28 in dem Bleistiftminenbehälter 26 vertikal hin und herzubewegen, so daß sichergestellt ist, daß nur eine einzige Bleistiftmine 30 in die Führung 28 gelangt. Da für die Hin- und Herbewegung der Antrieb des Stiftkopfes 8 verwendet wird, kann auf einen zusätzlichen Antrieb verzichtet werden, wodurch die Baugröße und somit die Kosten für die automatische Zeichenmaschine verringert werden.

Erfindungsgemäß wird der Stoßmechanismus 16a des Schreibinstruments 16 der automatischen Zuführeinrichtung 22 für Bleistiftminen 30 durch die Anhebevorrichtung 10 des Stiftkopfes 8 betrieben, so daß kein zusätzlicher Antriebsmechanismus zur Betätigung des Stoßmechanismus 16a notwendig ist.

Erfindungsgemäß wird der Antrieb des Stiftkopfes 8 weiterhin dazu benutzt, den Bleistiftminenbehälter 26 um seine Achse hin und herzudrehen, wodurch verhindert wird, daß die Bleistiftminen 30 in dem Bleistiftminenbehälter 26 die Führung 28 verstopfen.


Anspruch[de]
  1. 1. Automatische Zeichenmaschine mit einem Stiftkopf (8), einem vom Stiftkopf (8) gehaltenen Schreibinstrument (16) und einer automatischen Zuführeinrichtung (22) für Bleistiftminen (30), wobei zu der automatischen Zuführeinrichtung (22) mindestens ein vertikal an der Zeichenmaschine angeordneter Bleistiftminenbehälter (26) mit einem Unterteil (26a) und einer anhebbar in dem Unterteil (26a) angeordneten Führung (28) sowie je Bleistiftminenbehälter (26) ein Schließelement (32) gehören, wobei das Schließelement (32) eine schräge Verbindungsfläche (32c) aufweist, um eine vertikale Achse (34) schwenkbar unterhalb der Führung (28) angeordnet und in eine Schwenkrichtung vorgespannt ist, wobei eine Hin- und Herbewegung des Schließelements (32) über die schräge Verbindungsfläche (32c) an die Führung (28) übertragen wird und zum Anheben bzw. Absinken der Führung (28) führt und wobei das Schließelement (32) in eine Stellung schwenkbar ist, in der eine Durchgangsöffnung (40) im Schließelement (32) mit dem unteren Ende der Führung (28) und dem Schreibinstrument (16) am Stiftkopf (8) in einer Linie liegt, so daß eine Bleistiftmine (30) aus der Führung (28) durch die Durchgangsöffnung (40) in das Schreibinstrument (16) zu fallen vermag, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bleistiftminenbehälter (26) um seine Längsachse drehbar an der Zeichenmaschine gelagert ist und daß zwischen dem Bleistiftminenbehälter (26) und dem Schließelement (32) eine Drehantriebskupplung (36, 38) vorgesehen ist, durch die die Schwenkbewegung des Schließelements (32) in eine Drehbewegung des Bleistiftminenbehälters (26) um seine Längsachse umsetzbar ist.
  2. 2. Zeichenmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Bleistiftminenbehälter (26) an der Zeichenmaschine ein den Bleistiftminenbehälter (26) um seine Längsachse drehbar tragender Sicherungsring (24) zugeordnet ist.
  3. 3. Zeichenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schließelement (32) an der der Achse (34) gegenüberliegenden Seite eine Ausnehmung (36) aufweist und daß ein vom Bleistiftminenbehälter (26) außermittig nach unten abragender Eingriffsarm (38) in die Ausnehmung (36) eingreift, die Ausnehmung (36) und der Eingriffsarm (38) also gemeinsam die Drehantriebskupplung bilden.
  4. 4. Zeichenmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Schließelements (32) um die Achse (34) dadurch verursacht wird, daß der Stiftkopf (8) so hin und her bewegt wird, daß er oder das von ihm gehaltene Schreibinstrument (16) horizontal oder vertikal gegen das Schließelement (32) stößt.






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