Software: SimX - Nadelantrieb - Wirkprinzip - Aufgabe
Als Komponente eines Druckers für Braille- (Blinden)schrift ist eine Baugruppe zu entwickeln, welche die notwendigen Grübchen in das Papier prägt. Jedes Zeichen besteht aus einer 2x4-Punktmatrix, um auch Sonderzeichen codieren zu können. Bei der klassischen manuellen Prägung haben das Papier, die verwendete Matrize und die Prägenadel-Kuppe folgende Abmessungen:
Es soll eine Prägegeschwindigkeit von mindestens 130 Zeichen/s erreicht werden. Mit einer einzelnen Nadel müsste man ca. 1000 Punkte/s prägen, was als kaum realisierbar angesehen wird. In der zu untersuchenden Antriebsvariante ist deshalb ein Prägekopf mit einer Spalte aus 4 Präge-Nadeln vorgesehen. Jede Nadel der Baugruppe erhält einen eigenen elektromagnetischen Antrieb in Form eines Topfmagneten. Die Prägenadel soll starr mit dem Anker des Topfmagneten verbunden sein:
Es wird von folgenden Annahmen ausgegangen:
- Es muss ein Hub von ca. 0,15...2 mm in kürzestmöglicher Zeit zurückgelegt werden.
- Der Minimalwert von 0,15 mm ist durch die Dicke des geprägten Papiers bestimmt.
- Es müssen mindestens 260 Spalten/s geprägt werden. Für einen Prägezyklus stehen nur 1/260 s = ca.3,8 ms zur Verfügung. Mit einem Sicherheitszuschlag von ca. 10% = ca. 0,4 ms sollte ein Nadel-Antrieb einen kompletten Prägezyklus in 3,4ms vollenden können.
- Es wird geschätzt, dass jede Präge-Nadel eine Masse von ca. 0.5 g bis 2 g benötigt.
