DE2033378A1

DE2033378A1 - Elektromagnetischer Antrieb zur Datenaufzeichnung

Info

Publication number: DE2033378A1
Application number: DE19702033378
Authority: DE
Inventors: Hans 4811 Heepen Heuer
Original assignee: Anker Werke AG
Current assignee: Anker Werke AG
Priority date: 1970-07-06
Filing date: 1970-07-06
Publication date: 1972-01-20
Also published as: GB1347854A; DE2033378B2; SE361758B; US3775714A; FR2101538A5

Description

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ANKER-WERKE AG Bielefeld

Elektromagnetischer Antrieb zur Datenaufzeichnung

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Antrieb zur Datenaufzeichnung, wobei das Aufzeichnungsmittel durch einen Tauchanker aus seiner Ruhestellung in die Aufzeichnungsstellung überführt wird.

Bekannte elektromagnetisch betriebene Aufzeichnungssysteme, wie λ Draht-, Mosaik- oder Typenraddrucker bzw. Stanzer usw. arbeiten in der Weise, daß z.B. entweder der eigentliche Druckdraht oder Druckhammer vom Ankerhebel eines Magnetsystems, z.B. eines Tauchanker-Magnetsystems, angeschlagen wird oder der Ankerhebel des Magnetsystems selbst als Aufzeichnungsmittel ausgebildet ist, vergleiche DAS 1 179 228 und DAS 1 262 053. Zur Rückführung des Ankerhebels in die Ruhestellung nach erfolgter Aufzeichnung dient hierbei in den meisten Fällen eine vorgespannte Rückstellfeder, siehe auch DAS 1 253 94ο.

Derartige Antriebssysteme haben jedoch den Nachteil, daß die der Ankerbewegung in Aufzeichnungsrichtung entgegenwirkende Federkraft die Beschleunigung herabsetzt, so daß die Aufzeichnungs- geschwindigkeit erheblich beeinträchtigt wird. Ebenfalls 1st eine gleichbleibende Anschlagstärke auf den Aufzeichnungsträger nicht gewährleistet, da die Federn im Laufe der Zeit abnutzen bzw. eine Änderung ihrer Federkonstante eintritt. Weiterhin ist es von Nachteil, daß die wirksame Ankermasse, da der Ankerhebel des Magnetsystems selbst als Aufzeichnungsmittel ausgebildet ist, zu groß ist, so daß sich derartige Antriebssysteme infolge ,ihrer durch ein ungünstiges Polflächen/Massenverhältnis ergebenden Schwerfälligkeit und vor allem wegen ihres großen Raumbedarfs nur bei langeam arbeitenden Ausgabeeinrichtungen verwenden lassen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der angeführten Nachtelle ein elektromagnetisches Antriebssystem nach Art eines Tauchanker-Magnetsystems zur Daten-

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aufzeichnung zu schaffen, das sich besonders hinsichtlich Betriebssicherheit und einfachen Aufbaus gegenüber den bekannten Vorrichtungen auszeichnet und ohne die Verwendung von zusätzlichen dem Verschleiß unterworfenen mechanischen Bauelementen auskommt.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen schalenkernfö'rmig gestalteten eine Erregerspule umfassenden Magnetkern, dessen innerer duroh die Erregerspule hindurchgehender Kernteil hülsenförmig ausgebildet ist und einen Luftspalt aufweist, derart, daß zwei Magnetpole gebildet werden und durch einen mit dem Aufzeichnungemittel in Wirkverbindung stehenden in Längsrichtung polarisierten Tauchanker, der innerhalb des hUlsenförmig ausgebildeten Kernteile frei beweglich angeordnet ist.

Insbesondere ist die Anordnung so getroffen, daß die Länge des hülsenförmigen Kernteils ein Vielfaches der Länge des Tauchankers beträgt und der Luftspalt in Spulenmitte angeordnet ist, derart, daß der Tauchanker in Ruhestellung ganz oder teilweiee in Bewegungsrichtung gesehen von einem der Magnetpole und in Aufzeichnungsstellung von beiden Magnetpolen umschlossen ist.

Weitere Einzelheiten sind den Darstellungen sowie der Beschreibung zu entnehmen.

Es zeigen:

Pig. 1 einen elektromagnetischen Antrieb zur Datenaufzeichnung in Ruhestellung,

Fig. 2 den elektromagnetischen Antrieb in AufzeioMungsstellung, Fig. 5 den elektromagnetischen Antrieb nach der Datenaufzeichnung, Fig. 4 und 5 Je eine Schaltung für die Ansteuerung des ©lektromagnetiachen Antriebs,

Flg. 6 die konstruktive Ausbildung dea elektromagnetischen Antriebs im Schnitt.

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Der in Fig. 1 gezeigte elektromagnetische Antrieb nach Art eines Tauchanker-Magnetsystems zur Datenaufzeichnung besteht im wesentlichen aus einem schalenkernförmig gestalteten Magnetkern 1, der eine auf einem Spulenkörper 2 angeordnete Erregerspule 3 zylindrisch umfaßt. Hierbei ist das durch das Spuleninnere hindurchgehende Kernteil hUlsenförmig ausgebildet und weist in Spulenmitte einen Luftspalt 4 auf, so daß zwei Magnetpole 5 und gebildet werden, dessen jeweils wirksame Polenden zwecks Vermeidung unnötiger Streuverluste außen konisch ausgebildet sind. Innerhalb des hUlsenförmig ausgebildeten Kernteils 7 ist ein in Längsrichtung polarisierter Tauchanker 8 frei beweglich angeordnet, an dem das als Druckdraht ausgebildet Aufzeichnungsmittel 9 befestigt ist. Der Tauchanker Ö verharrt bei diesem Ausführungsbeispiel in Ruhestellung, wie durch die stromlose Erregerspule 3 angedeutet ist und ist vollständig in dem hülsenförmigen Magnetpol 6 eingetaucht, wo er permanentmagnetisch gehalten wird. Die Länge des Kernteils 7 beträgt ein Vielfaches der Länge des Tauchankers 8. Zur Lagesicherung des Tauchankers 8 dient ein Anschlag Io aus unmagnetischem Material, vorzugsweise Kunststoff, der zur Vermeidung einer Luftdämpfung mit einer Belüftungsbohrung 11 versehen ist. Mit 12 ist schematisch der Aufzeichnungsträger angedeutet, gegen den der direkt mit dem Tauchanker 8 verbundene Druckdraht in Aufzeichnungsstellung ansehlägt.

Fig. 2 zeigt das elektromagnetische Antriebssystem in Aufzeichnungsstellung. Hierbei 1st der polarisierte Tauchanker 8 in den Luftspalt 4 zwischen den Magnetpolen 5 und 6 eingetaucht, wo er von beiden Magnetpolen 5 und 6 gleichermaßen umfaßt wird, so daß, wie die gestrichelte Linie des von der Erregerspule 3 erzeugten Magnetfeldes andeutet, ein geschlossener magnetischer Kreis gebildet wird. Zur überführung des Tauchankers 8 aus seiner Ruhestellung in diese Aufzeichnungsstellung wird die Erregerspule 3 derart an Spannung gelegt, daß das sich ausbildende Magnetfeld entgegengesetzt dem äußeren Magnetfeld des Tauchankers 8 gerichtet ist. Durch Umpolen der Stromrichtung in der Erregerspule3 wird die Richtung des Magnetfeldes umgekehrt, vergl. Fig. 3, so daß der Tauchanker 8, da er polarisiert ist, wieder aus dem

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Luftspalt 4 herausgetrieben wird und seine Ruhestellung einnimmt, in welcher er, wie schon beschrieben,¹ nach Abschalten der Erregerspannung permanentmagnetisch gehalten wird. Die Umpolung der Stromrichtung erfolgt vorzugsweise in dem Moment, da das als Druckdraht ausgebildete Aufzeichnungsmittel 9 gegen die Aufzeichnungsträger 12 stößt. Hierdurch wird die Bewegung des Tauchankers 8 in die Ausgangalage vom Rückprall unterstützt.

Zur Steuerung dieses Vorganges dienen die in den FIg= 4 und 5 dargestellten Schaltungen. Hierbei zeigt Fig. 4 die schon genannte Erregerspule 3* vergl. Fig. 1, deren einer Spulenanschluß über einen Kondensator 13 und einen Umschalter 15 an Bezugsepannung OV und deren anderer Spulenanschluß über einen Vorwiderstand 16 an positive Spannung +U gelegt ist. Ferner ist ein Entladewiderstand 14 vorgesehen, der durch Umlegen des Umschalters

15 parallel zu der aus der Erregerspule 3 und dem Kondensator

13 gebildeten Reihenschaltung geschaltet wird» Die in der Fig. 4 gezeigte Stellung des Umschalters 15 entspricht der Ruhestellung des Tauchanicere 8, vergl. Fig. 1. Der Kondensator 13 ist geladen und es fließt kein Strom durch die Erregerspule 3« Die Zeit für die Aufladung ist abhängig von der Bemessung des Vorwiderstandes

16 und der Brregerspule 3· Für einen AufzeichnungsVorgang wird die Stellung des Umschalters 15 derart geändert, daß sich der Kondensator 13 über den Entladewiderstand 14 entlädt» Der dabei durch die Erregerspule 3 fließende Entladestrom erzeugt ein Magnetfeld, vergl. Fig. 2, das den Tauchanker 8 beschleunigt in die Aufzeichnungsstellung überführt. Eine Rückstellung des Umschalters in seine Ursprungslage hat ein erneutes Aufladen des Kondensators 13 mit gegengesetzter Stromrichtung zur Folge, vergl. Flg. 3, so daß der Tauchanker 8 ebenfalls beschleunigt wieder in eeine Ruhestellung zurückkehrt.

Die in Flg. 5 gezeigte Schaltung entspricht in ihrem.Aufbau der in Fig. 4 gezeigten, nur mit dem Unterschied, daß der Umschalter 15 durch zwei Transistoren 15a und 15b ersetzt ist. Die Impulsdareteilung an den Basen der Transistoren 15a' und 15b gibt an, daß im Ruhestand der Transistor 15a leitend und der Transistor 15b

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gesperrt 1st. Auf die Ansteuerung der Transistoren 15a und 15b soll nicht näher eingegangen werden, da sie in bekannter Weise durchgeführt werden kann. Bei der gezeigten Ausführung der Schaltung sind npn-Translstoren verwendet, die Schaltung könnte aber ebenso für pnp-Translstoren entsprechend ausgelegt werden.

In Fig. 6 ist im Schnitt die konstruktive Ausbildung des in den Fig. 1 bis 3 schematisch dargestellten erfindungsgemäßen elektromagnetischen Antriebs gezeigt, der weiterhin mit 2o bezeichnet wird. Hierbei ist eine Erregerapule 21 auf einem zylindrischen Spulenkörper 22 aufgebracht, der von zwei Flanschen 23, 24 mit jeweils hülsenförmlg ausgebildetem Ansatz 26 bzw. 25 getragen wird, wobei die hülsenförmlgen Ansätze 25, 26 so in den Spulenkörper 22 gesteckt sind, daß zwei sich gegenüberstehende Magnetpole 25a und 26a gebildet werden, deren Polenden außen konisch ausgebildet sind. Mit 27 ist ein Tauchanker bezeichnet, der, wie schon in den Fig. 1 bis 3 beschrieben, in Längsrichtung polarisiert ist und rohrförmig ausgebildet ist. Den Stirnflächen des polarisierten Tauchankers 27 sind Führungsflansche 28, 29 zugeordnet, die aus unmagnetischem Material bestehen und in Bewegungsrichtung des Tauchankers 27 Ausnehmungen "Jo, J51 zur Massenreduzierung aufweisen. Der Tauchanker 27 ist frei beweglich Innerhalb der hülsenförmigen Ansätze 25» 26 der Flansche 23* 24 angeordnet. Zur Lagesicherung des Tauchankers 27 in der Ruhestellung ist ein Anschlag 32 mit einer BeIUftungsbohrung 33 vorgesehen. Der Anschlag 32 let mittels Gewinde 34 justierbar im hUlsenförmlgen Ansatz 25 angeordnet, wobei eein zylindrischer Ansatz 35 am Führungeflansch 29 des Tauchankers 27 anliegt. Durch diese Maßnahme läßt eich die Anschlags«tärke für das von dem Tauchanker 27 direkt betätigte und als Druckdraht ausgebildete Aufzeichnungsmittel 38 sowiö die Ruhestellung des Tauchankers 27 einstellen; Zwecks Befestigung des elektromagnetischen Antriebs 2o in einem nicht dargestellten Trägerteil weist der in Richtung des ebenfallE nicht dargestellten Aufzeichnungsträgers zeigende Flansch 23 einer Stutzen 36 mit Gewinde 37 auf. Den äußeren magnetischen Rückschluß des Magneteyetema bildet eine über die Erregerspule 21 geschobene Hülse 39, die z.B. durch Kleben mit den beiden je

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einen Ansatz 26 bzw. 25 aufweisenden Planschen 23 und 24 verbunden ist und dem aus diesen Teilen aufgebauten Magnetkern eine sohalenkernförmige Gestalt gibt. Wie schon beschrieben, ist die den äußeren Rückschluß bildende Hülse 39 zwischen den beiden Planschen 23 und 24 angeordnet. Ein Inniger magnetischer Kraftschluß kann ebenfalls duroh Aufwalzen und Umbördeln des äußeren Rückschlusses erfolgen,, so daß die Hülse 39 die beiden Plansche 23, 24 umschließt.

In den gezeigten Ausführungsbelspi@l@n ist das Aufzeichnungsmittel 38 als Druckdraht ausgebildet^ wobei mehrere dieser elektromagnetischen Antrieb© 2o zn einer Einheit zusammengefaßt beispielsweise ein vollständiges Drahtdruckwerk ergeben.

Die Ausbildung des Aufzeichnungsmittel 38 könnt© selbstverständlich auch naäelförmig oder hammerförmig gemacht werden, so daß sich der beschrieben® elektromagnetische Antrieb 2o ebensogut für bekannte Nadeldrucker oder Schnelldrucker verwenden läßt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind besonders darin zu sehen, daß durch die sehr kleine zu bewegende Masse eine hohe Aufzeichnungsgeschwindigkeit erzielt und daß diese Aufzeichnungsgeschwindigkeit,, da keine ansteigend© Gegenkraft wie bei einer Feder zu überwinden ist, sehr schnell erreicht wird.

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Claims

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Patentansprüche

(l/ Elektromagnetischer Antrieb zur Datenaufzeichnung, wobei das Aufzeichnungsmittel durch einen Tauchanker aus seiner Ruhestellung in die Aufzeichnungsstellung überführt wird, gekennzeichnet durch einen schalenkernförmig, gestalteten eine Erregerspule (3, 21) umfassenden Magnetkern (1, 23,, 24, 25, 26, 39), dessen innerer durch die Erregerspule (3, 21) hindurchgehender Kernteil (7, 25, 26) hülsenförmig ausgebildet ist und einen Luftspalt (4) aufweist, derart, daß zwei Magnetpole (5< 6, 25a* 26a) gebildet werden und durch einen mit dem Aufzeichnungsmittel (9, 38) in Wirkverbindung stehenden in Längsrichtung polarisierten Tauchanker (8, 27), der innerhalb des hülsenförmig ausgebildeten Kernteils (7, 25, 26) frei beweglich angeordnet ist.
2. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennze lehne t, daß die Länge des hülsenförmigen Kernteils (7, 25, 26) ein Vielfaches der Länge des Tauchankers (8, 27) beträgt und der Luftspalt (4) in Spulenmitte angeordnet ist.
3· Elektromagnetischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchanker (8, 27) in Ruhestellung ganz oder teilweise in Bewegungsrichtung gesehen von einem der Magnetpole (5, 6, 25a, 26a) und in Aufzeichnungsstellung von beiden Magnetpolen (5t 6, 25a, 26a) umschlossen ist.
4. Elektromagnetischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennze lehnet, daß für einen Aufzeichnungsvorgang die Magnetpole (5, 6, 25a, 26a) des Magnetkerns (1, 23, 24, 25» 26, 39) derart polarisiert werden, daß die Überführung des Tauchankere (8, 27) sowohl in die Aufzeichnungestellung als auch in die Ruhestellung beschleunigt erfolgt.

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5. Elektromagnetischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Überführung des Tauchankers (8, 27) aus der Ruhestellung in die Aufzeichnungsstellung das von der Erregerspule (3» 21) erzeugte Magnetfeld entgegengesetzt und für eine Überführung des Tauchankers (8, 27) aus der Aufzeichnungsstellung in die Ruhestellung gleich dem äußeren Magnetfeld des Tauchankers (8, 27) gerichtet 1st.
6. Elektromagnetischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhestellung des Tauchankers (8, 27) durch einen im hülsenförmigen Kernteil (7, 25, 26) angeordneten ,Anschlag (la, 32) justierbar ist.
7. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (Io_} 32) eine Belüftungsbohrung (11, 33) aufweist.
8. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (Ip, 32) aus einem geräuschdämpfenden, elastischen Kunststoff besteht.
9. Elektromagnetischer Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis ö, dadurch gekennzeichnet, daß der Tauchanker (8, 27) rohrförmig ausgebildet und zwischen zwei Führungsflanschen (28, 29) angeordnet 1st, von denen der in Aufzeichnungsrichtung weieende Führungsflansch (26) mit dem Aufzeichnungsmittel (9, 38) verbunden ist.

Io. Elektromagnetischer Antrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufzeichnungsmittel (9, 38) drahtförmig ausgebildet 1st.

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