DE2229394A1 - ELECTROMAGNETIC DRIVE DEVICE FOR A reciprocating gear - Google Patents
ELECTROMAGNETIC DRIVE DEVICE FOR A reciprocating gearInfo
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Description
) Böblingen, 13. Juni 1972 ) Boeblingen, June 13, 1972
j ki-frj ki-fr
j Anmelderin: International Business Machinesj Applicant: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504Corporation, Armonk, N.Y. 10504
\ Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung \ Official File number: New registration
i Aktenzeichen der Anmelderin: Docket EN 970 037i File number of the applicant: Docket EN 970 037
Elektromagnetische Antriebsvorrichtung für ein
ι hin- und herbewegbares Getriebeglied Electromagnetic drive device for a
ι back and he rbeweg bare s Getriebegli ed
( ——(——
j Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung fürj The invention relates to an electromagnetic device for
den Antrieb eines zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegba-I ren Getriebegliedes, insbesondere eines Druckhammers.the drive of a back and forth between two positions Ren gear member, in particular a print hammer.
ι Bekannte Elektromagnetische Antriebsvorrichtungen für den Druck-ι Well-known electromagnetic drive devices for printing
: hammer von Typendruckern besitzen einen Elektromagneten, dessen: hammer type printers have an electromagnet, its
\ Anker entweder direkt (US-Patentschrift 3 507 213) oder unter \ Anchor either directly (U.S. Patent 3,507,213) or under
Zwischenschaltung einer längs verschiebbaren Stoßstange (US-Interposition of a longitudinally movable bumper (US
j Patentschrift 3 241 480) auf den Druckhammer einwirken. Abgesehenj patent specification 3 241 480) act on the print hammer. Apart from that
'; davon, daß bei derartigen Anordnungen viel Masse zu beschleuni-'; from the fact that with such arrangements a lot of mass has to be accelerated.
■ gen ist, sind dieselben aufwendig in ihrem Aufbau.■ gen, they are complex in their structure.
■ Es ist auch eine Druckhammereinheit (US-Patentschrift 3 349 696)
bekannt, bei der die Seite an Seite verschwenkbar gelagerten
Druckhämmer die Magnetanker je eines Elektromagneten bilden. ■ There is also a print hammer unit (US patent 3,349,696) is known in which the pivotably supported side by side
Print hammers each form the magnet armature of an electromagnet.
j Diese Magnetanker stellen doppelarmige Hebel dar, die an ihrem einen Ende die Hammeranschlagfläche aufweisen und deren anderesj These armatures are double-armed levers that are attached to their have one end of the hammer stop surface and the other
Ende mit einem zwei parallelgeschaltete Wicklungen aufweisenden Elektromagneten zusammenwirkt. Eine Blattfeder unterstützt die
durch den Rückprall erfolgende Rückbewegung des Druckhammers
und hält denselben in seiner Ruhestellung. Großen Druckgeschwindigkeiten ist jedoch auch diese Einrichtung nicht gewachsen, da
die Rückführung desselben unkontrolliert erfolgt, d.h. derEnd cooperates with an electromagnet having two parallel-connected windings. A leaf spring supports the return movement of the print hammer caused by the rebound
and holds it in its resting position. However, this device is also not able to cope with high printing speeds, since the return of the same takes place in an uncontrolled manner, that is to say the
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Druckhammer nur durch die Rückprallenergie und die Energie einer Blattfeder zurückbewegt wird und hierbei in seiner Ruhestellung schwingt, bevor er gänzlich zur Ruhe gelangt.Print hammer is only moved back by the rebound energy and the energy of a leaf spring and here in its rest position swings before it comes to rest completely.
Es ist die Aufgabe der Erfindung., eine elektromagnetische Vorrichtung zum Antrieb eines Getriebegliedes, insbesondere eines Druckhammers, zu schaffen, die sowohl einfach in ihrem Aufbau ist, als auch eine hohe Betätigungsfrequenz bei exakter Ausführung einer jeden Einzelbetätigung gestattet. Diese Aufgabe löst die Erfindung dadurch, daß das als Magnetanker ausgebildete Getriebeglied ein einarmiger Hebel ist, der im Bereich des einen Außenschenkels eines drei Schenkel in etwa E-förmiger Anordnung aufweisenden Magnetkerns verschwenkbar gelagert ist, daß der Magnetanker eine Nase aufweist, die in die um den Mittelschenkel des Magnetkerns gewickelte und über denselben hinausragende Wicklung hineinragt und daß der Magnetanker im Bereich zwischen der Nase und seinem freien Ende mit dem anderen Außenschenkel des Magnetkerns zusammenwirkt. Eine nach der Erfindung aufgebaute Antriebsvorrichtung benötigt keine Zwischenglieder, weist also nur ein einziges, zu bewegendes Teil auf, das der Anker eines Elektromagneten bildet. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Magnetkernes schafft mit dem der Hammeranschlagfläche benachbarten Außenschenkel des Magnetkernes einen zusätzlichen Arbeitsspalt für den Anker und zugleich eine mechanische Dämpfung der Ankerarbeitsbewegung.It is the object of the invention to provide an electromagnetic device to drive a gear member, in particular a print hammer, to create that are both simple in structure is permitted, as well as a high actuation frequency with precise execution of each individual actuation. Solves this task the invention in that the armature designed as a gear member is a one-armed lever in the area of one Outer leg of a three legs in an approximately E-shaped arrangement having magnetic core is pivotably mounted that the The magnet armature has a nose which is wound around the center leg of the magnet core and protrudes beyond the same Winding protrudes and that the magnet armature in the area between the nose and its free end with the other outer leg of the magnetic core cooperates. A drive device constructed according to the invention does not require any intermediate links so only a single moving part, which is the armature of an electromagnet. The embodiment according to the invention of the magnetic core creates an additional arm with the outer leg of the magnetic core adjacent to the hammer stop surface Working gap for the armature and at the same time a mechanical damping of the armature working movement.
Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.Further features of the invention can be found in the claims.
Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen:Details of the invention are described below using an exemplary embodiment illustrated in the figures. Show it:
Fig. 1 Ausschnitte eines Typendruckers, der die erfindungsgemäße Druckhammereinheit enthält,Fig. 1 Excerpts from a type printer which contains the printing hammer unit according to the invention,
Fig. 2 ein Impulsdiagramm und en 970 037 209882/0666Fig. 2 shows a timing diagram and EN 970 037 209882/0666
Fig. 3 ein Blockschaltbild für die Steuerung derFig. 3 is a block diagram for controlling the
Wicklungen der Druckhaitimereinheit von Fig. 1.Windings of the push-button timer unit of FIG. 1.
Die Druckhammereinheit IO weist den Magnetkern 12 auf, der aus . dem oberen Schenkel 14, dem Mittelschenkel 16 und dem unteren Schenkel 18 besteht. Die Wicklung 20 ist um den mittleren Schenkel 16 gelegt und erstreckt sich über die Polfläche dieses Schenkels hinaus. Neben diesem Schenkel ist der Anker 22 mittels des Bolzens 24 und einer oder mehrerer aufrechtstehender Seitenwände 25 verschwenkbar gelagert. Diese Seitenwände 25 bilden Teile des Trägers 13, an dem der Magnetkern 12 mittels der Schrauben 15, von denen eine gezeigt ist, befestigt ist. Der Anker 22 besitzt in seinem Mittelabschnitt die Nase 26, die gegenüber dem Mittelschenkel 16 des Magnetkernes 12 ausgerichtet ist. Die Nase 26 ist im wesentlichen innerhalb der Wicklung 20 angeordnet, so daß der Luftspalt zwischen dem mittleren Schenkel 16 und der Nase 26 vollständig innerhalb der XVicklung 20 zu liegen kommt. Die Schraubendruckfeder 23 ist in das Sackloch 21 des unteren Schenkels 18 eingesetzt und hält den Anker 22 in einer Lage, in der er vom mittleren Schenkel 16 beabstandet ist oder anders ausgedrückt, in seiner Ruhelage. Der Anker 22 ist mit dem nach oben weisenden Arm 27 ausgerüstet, der die Hammeranschlagfläche 28 trägt, zum Anschlag des Farbbandes 29 und des zu bedruckenden Papieres 30 gegen die Typen 31, die an dem Typenträger 32, beispielsweise einer Typentrommel, befestigt sind.The print hammer unit IO has the magnetic core 12 from . the upper leg 14, the middle leg 16 and the lower leg 18 consists. The winding 20 is placed around the middle leg 16 and extends beyond the pole face of this leg. In addition to this leg, the armature 22 is pivotably mounted by means of the bolt 24 and one or more upright side walls 25. These side walls 25 form parts of the carrier 13 to which the magnetic core 12 is fastened by means of the screws 15, one of which is shown. In its central section, the armature 22 has the nose 26, which is aligned with the central leg 16 of the magnetic core 12. The nose 26 is arranged essentially within the winding 20, so that the air gap between the middle leg 16 and the nose 26 comes to lie completely within the winding 20. The helical compression spring 23 is inserted into the blind hole 21 of the lower leg 18 and holds the armature 22 in a position in which it is spaced from the middle leg 16 or, in other words, in its rest position. The armature 22 is equipped with the arm 27 pointing upwards, which carries the hammer stop surface 28, for the stop of the ink ribbon 29 and the paper 30 to be printed against the types 31 which are attached to the type carrier 32, for example a type drum.
Zusätzlich zum Magnetkern 12 ist der zweite Magnetkern 33 vorgesehen, der den nach oben gebogenen Schenkel 34 als Anschlag für den Anker 22, den mittleren Schenkel 35 um den die Dämpfungswicklung 38 gewickelt ist und den unteren Schenkel 36 besitzt. Der zweite Magnetkern 33 ist mittels der Schrauben 41 an der Grundplatte 42 befestigt, die mit ihrer Zunge 39 um den Bolzen 24 verschwenkbar gelagert ist. Die Zunge 39 ragt zwischen die ^ am unteren Ende des Ankers angeordneten, voneinander beabstandeten Arme 21. Die Grundplatte 42 besitzt den Arm 40 für ein Zusammenwirken mit den in dem geschlitzten Träger 44 einge-In addition to the magnetic core 12, the second magnetic core 33 is provided, the upwardly bent leg 34 as a stop for the armature 22, the middle leg 35 around the damping winding 38 is wound and the lower leg 36 has. The second magnetic core 33 is by means of the screws 41 on the Base plate 42 is attached, which is mounted with its tongue 39 so as to be pivotable about the bolt 24. The tongue 39 protrudes between the ^ arranged at the lower end of the anchor, spaced apart arms 21. The base plate 42 has the arm 40 for a Cooperation with the in the slotted carrier 44
970 037 209882/0666970 037 209882/0666
schraubten Justierschrauben 46, 48. Durch Verstellen der Justierschrauben 46, 48 ist der zweite Magnetkern 33 um den Bolzen 24 verschwenkbar, wodurch die Ruhestellung des Ankers 22 gegenüber dem Magnetkern 12 verstellbar ist. Der Luftspalt zwischen dem mittleren Schenkel 16 des Magnetkerns 12 ist auf ungefähr 0,6 mm im abgefallenen Zustand einzustellen, das einem Spalt an der Hammeranschlagfläche 28 von ungefähr 1,7 mm entspricht. Das Klebeplättchen 17 mit einer Dicke von ungefähr 0,08 mm ist zwischen dem Anker und dem Mittelschenkel 16 und das Klebeplättchen 37 ist zwischen dem Anker und dem Mittelschenkel 35 des zweiten Magnetkernes 33 angeordnet.screwed adjusting screws 46, 48. By adjusting the adjusting screws 46, 48, the second magnetic core 33 can be pivoted about the bolt 24, whereby the rest position of the armature 22 is opposite the magnetic core 12 is adjustable. The air gap between the middle leg 16 of the magnetic core 12 is approximately 0.6 mm to adjust in the fallen state, which is a gap corresponds to the hammer stop surface 28 of approximately 1.7 mm. The adhesive pad 17 is approximately 0.08 mm thick between the anchor and the central leg 16 and the adhesive plate 37 is arranged between the armature and the central leg 35 of the second magnetic core 33.
Um zu drucken, wird die Wicklung 20 erregt. Der Anker 22 wird dadurch gegen den Magnetkern 12 angezogen, wodurch die Hammeranschlagfläche 28, das Farbband 29 und das zu bedruckende Papier 30 gegen die Typen 31 anschlägt. Wenn eine kurze Betätigungszeit erwünscht ist, ist die Dämpfungswicklung 38 ungefähr 1 Millisekunde nach der Erregung der Wicklung 20 zu erregen, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Kurz bevor der Anker 22 an dem Magnetkern 12 zum Anliegen kommt, wird der Erregungsimpuls abgeschaltet. Wenn die Nase 26 das Klebeplättchen 17 berührt, beträgt der Spalt zwischen dem Arm 27 und dem oberen Schenkel 14 ungefähr 0,05 mm. Der Anker 22 verharrt jedoch in seiner Bewegung und schlägt die Typenzeichen in etwa 1,3 Millisekunden nach Beginn des Arbeitsimpulses an. Während des Drückens wird die kinetische Energie der Anschlagfläche 28 etwas verringert. Sie prallt zurück und beginnt eine Rückwärtsbewegung mit etwa der Hälfte der Anschlaggeschwindigkeit. Da die Dämpfungswicklung 38 erregt ist, wenn der Luftspalt zwischen dem zweiten Magnetkern und dem Anker sich verringert, beschleunigt die zunehmende magnetische Kraft geringfügig die Ankerrückbewegung. Nach dem Anschlag an dem oberen Arm 34 und dem Klebeplättchen 37 des zweiten Magnetkerns 33 würde der Anker 22 versuchen mehrere Male aufzuprallen. Da jedoch die Dämpfungswicklung 38 noch erregt ist, verbleibt der Anker 22 in Berührung mit dem oberen Arm 34. Deshalb nehmen die Schwingungen, die durch denIn order to print, the coil 20 is energized. The armature 22 is thereby attracted against the magnetic core 12, whereby the hammer stop surface 28, the ribbon 29 and the paper 30 to be printed against the types 31 strikes. If a short actuation time is desired, the damping coil 38 is approx To energize 1 millisecond after energizing the winding 20, as shown in FIG. Just before the anchor 22 arrives the magnetic core 12 comes to rest, the excitation pulse is switched off. When the nose 26 touches the adhesive pad 17, the gap between the arm 27 and the upper leg 14 is approximately 0.05 mm. The armature 22 remains, however in its movement and hits the type characters in about 1.3 milliseconds after the start of the work pulse. During the Pushing the kinetic energy of the stop surface 28 somewhat reduced. It bounces back and begins to move backwards at about half the velocity. There the damping winding 38 is excited when the air gap between the second magnetic core and the armature decreases, accelerates the increasing magnetic force slightly reduces the armature return movement. After the stop on the upper arm 34 and the adhesive plate 37 of the second magnetic core 33, the armature 22 would try to impact several times. However, there the damping winding 38 is still excited, the armature 22 remains in contact with the upper arm 34. Therefore, the vibrations caused by the
en 970 037 209882/0666en 970 037 209882/0666
Hammeranschlag erzeugt werden, auf eine Dauer von etwa 4,2 Millisekunden ab. Zu diesem Zeitpunkt wird der Dämpfungsimpuls abgeschaltet und die Druckhammereinheit ist für den nächsten Anschlag bereit.Hammer strike are generated for a duration of about 4.2 milliseconds away. At this point the damping pulse is switched off and the print hammer unit is ready for the next stop ready.
Aus den Fign. 2 und 3 ist ersichtlich, daß für die Erregung der Wicklung 20 die monostabile Kippschaltung 50, die einen Impuls von der Breite von ungefähr 1,25 Millisekunden erzeugt, und der Treiber 52, der einen Spitzenstrom in der Größenordnung von 4,7 Ampere liefert, erregt werden. Die mit der Wicklung 20 verbundene Diode 53 verkürzt den Schaltvorgang. Die Dämpfungswicklung 38 wird über den Strombegrenzungswiderstand 44 und Verzögerungselemente erregt. Die letzteren enthalten die monostabile Kippschaltung 55 und den Inverter 56. Die zusätzliche monostabile Kippschaltung 58 erzeugt einen Impuls mit einer Breite von ungefähr 3 Millisekunden, der dem Treiber 50 für die Erregung der Dämpfungswicklung 38 zugeführt wird.From FIGS. 2 and 3 it can be seen that for the excitation of the Winding 20, the one-shot circuit 50, which generates a pulse approximately 1.25 milliseconds wide, and the Driver 52, which provides a peak current on the order of 4.7 amps, can be energized. The one connected to the winding 20 Diode 53 shortens the switching process. The damping winding 38 is through the current limiting resistor 44 and Delay elements excited. The latter contain the one-shot circuit 55 and the inverter 56. The additional one One-shot multivibrator 58 generates a pulse approximately 3 milliseconds wide which is sent to driver 50 for the excitation of the damping winding 38 is supplied.
Nachstehend einige Arbeitsdaten der Druckhammereinheit:Here are some working data for the print hammer unit:
Masse des Hammers = 2,46 gMass of the hammer = 2.46 g
Material = 2 l/2%iges SiliciumeisenMaterial = 2 l / 2% silicon iron
Kinetische Energie - 200 000 ErgKinetic energy - 200,000 ergs
Maximale Druckkraft = 30-37,3 kgMaximum push force = 30-37.3 kg
Hammergeschwindigkeit = 4 m/SekundeHammer speed = 4 m / second
Kontaktzeit = 35-70 χ 10~6 SekundenContact time = 35-70 χ 10 ~ 6 seconds
Höchste Wiederholungsgeschwindigkeit = 5 . io" Sekunden Arbeitsspannung = 60 V GleichstromHighest repetition speed = 5. io "seconds Working voltage = 60 V DC
Spitzenstrom = 4,7 AmperePeak current = 4.7 amps
Flugzeit = 1322 . io"6 SekundenFlight time = 1322. io " 6 seconds
Hammerbewegungsweg = 1,7 mmHammer travel = 1.7 mm
en 970 037 209882/0666en 970 037 209882/0666
Claims (7)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OD | Request for examination | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |