DE2305362A1 - ELECTROMAGNETIC ACTUATION DEVICE FOR A PEN OF A DOT PRINT DEVICE - Google Patents
ELECTROMAGNETIC ACTUATION DEVICE FOR A PEN OF A DOT PRINT DEVICEInfo
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Description
. Wilhelm Eoichel W. Wilhelm Eoichel W.
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6 Frankfurt a. M. 1
Parkstraße 13 6 Frankfurt a. M. 1
Parkstrasse 13
72977297
BURROUGHS CORPORATION, Detroit, Michigan, V.St.A.BURROUGHS CORPORATION, Detroit, Michigan, V.St.A.
Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für einen Schreibstift eines PunktdruckgerätesElectromagnetic actuator for a pen of a dot printing device
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für einen Schreibstift eines Punktdruckgerätes, an dem ein bewegbarer Kern angebracht ist, mit einer mit einem Magnetkreis zusammenwirkenden Antriebsspule» die den bewegbaren Kern bewegen soll. Derartige Punktdruckgeräte oder auch Matrixdrucker werden als Ausgangsgeräte für elektronische Rechenmaschinen oder für Rechenanlagen verwendet.The invention relates to an electromagnetic actuator for a pen of a dot printing device to which a movable core is attached, with one with one Magnetic circuit cooperating drive coil »which is to move the movable core. Such dot printing devices or matrix printers are used as output devices for electronic calculating machines or for computing systems.
Bei solchen Punktdruckgeräten oder Matrixdruckern werden die einzelnen Zeichen durch eine bestimmte Anzahl von zu druckenden Punkten gebildet. Jeder Punkt wird dadurch auf ein Medium, beispielsweise auf Papier gedruckt, daß ein Dr.ahtstück oder ein Stift, der von einem Elektromagneten betätigt wird, durch ein mit Tinte benetztes Band hindurchschlägt und einen gedruckten Punkt auf dem Halterungsteil hinterläßt.In such dot printing devices or matrix printers, the individual characters are to be printed by a certain number of Points formed. Each point is thereby printed on a medium, for example on paper, in the form of a piece of sewing or a pin, actuated by an electromagnet, strikes through an ink-wetted tape and leaves a printed dot on the bracket part.
Wenn auch das Wort »Drahtstück11 ein gängiger Ausdruck für ein auf diese Weise betätigtes Schrelbelement ist, da es eine längliche Form aufweist, so wird doch in der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen der Ausdruck "Stift" verwendet, daEven if the word »piece of wire 11 is a common expression for a scrolling element actuated in this way, since it has an elongated shape, the term" pin "is used in the following description and in the claims because
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dieser Ausdruck sich besser an die allgemeine Wirkungsweise eines Schreibelements anpaßt. Der Ausdruck»Matrixdrucker» wird jedoch im folgenden unverändert beibehalten.this term better adapts to the general operation of a writing element. The term "matrix printer" becomes but retained unchanged in the following.
Wie bereits oben erwähnt, befaßt sich die Erfindung mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung für einen Matrixdrucker. Solch ein Matrixdrucker weist gewöhnlich mehrere Betätigungsvorrichtungen auf, die :!n geeigneter Weise so angeordnet sind,.daß sie ein gleichzeitiges Ausdrucken entsprechend einer vorbestimmten Punktverteilung ermöglichen.As mentioned above, the invention is concerned with an electromagnetic actuator for a matrix printer. Such a matrix printer usually has several actuating devices which :! n are suitably arranged so that they enable simultaneous printing according to a predetermined point distribution.
Die elektromagnetischen Betätigungsvorrichtungen für Schreibstifte bekannter Ausführungsform enthalten eine oder mehrere Steuer spulen, die für die Druckbewegung verwendet werden. Sie verwenden gewöhnlich Auslösefedern für das Zurückholen des Schreibstiftes.The electromagnetic actuators for pens known embodiment contain one or more control coils that are used for the printing movement. she usually use trigger springs to retrieve the pen.
Γ te Steuervorrichtungen für die Schreibstifte müssen zwei technischen Anforderungen genügen, die tatsächlich einander entgegengerichtet sind:Γ te control devices for the pens must meet two technical requirements that actually correspond to each other opposing are:
Einerseits muß die Masse des bewegbaren Teils so weit wie möglich vermindert werden,und der elektrische Energieverbrauch, der für die Betätigung erforderlich ist, muß auch soweit wie möglich vermindert werden. Andererseits ist es für einen korrekten Druck erforderlich, daß die bewegbaren Teile eine bestimmte Geschwindigkeit erreichen, wenn der Schreibstift aufschlägt. Diese Geschwindigkeit erhöht sich mit der Zahl der Amp#erewindungen in der Spule und damit mit der Masse der bewegbaren Anordnung, wobei auch ein bestimmter Bewegungsablauf berücksichtigt wird.On the one hand, the mass of the movable part must be reduced as much as possible, and the electrical energy consumption for the actuation is necessary must also as far as possible be reduced. On the other hand, for correct printing, it is necessary that the movable parts have a certain Achieve speed when the pen hits. This speed increases with the number of amp turns in the coil and thus with the mass of the movable arrangement, also taking into account a certain movement sequence will.
Damit nun der durch die Spule erzeugte Magnetfluß in geeigneter Weise zu dem bewegbaren Kern verläuft, ist es notwendig, daß die Größe und folglich die Masse des Kerns in einem bestimmten Verhältnis zu der Größe und der Masse der Spule stehen.In order for the magnetic flux generated by the coil to run in a suitable manner to the movable core, it is necessary that the size and consequently the mass of the core are related to the size and mass of the coil.
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Ferner ist es erforderlich, die Ausgangsbewegung des bewegbaren elektromagnetischen Kerns so weit wie möglich zu erhöhen, um die kleinstmöglichen Vierte für den Verbrauch an elektrischer Energie und für die Masse des bewegbaren Teils zu erhalten.Further, it is necessary to increase the output movement of the movable electromagnetic core as much as possible in order to the smallest possible fourth for the consumption of electrical Energy and for the mass of the movable part.
Die Verwendung von Rückholfedern führt dazu, daß die Rückzugskraft dann am größten ist, wenn die Feder so weit wie möglich ausgestreckt ist, d.h., daß während der Druckzeit die elektrische Energie, die für die Betätigung der Spule aufgewendet wird, teilweise dazu verwendet wird, die Rückzugskraft zu überwinden, wodurch der elektrische Energieverbrauch der Vorrichtung erhöht wird.The use of return springs means that the return force is greatest when the spring is as far as possible is stretched out, i.e. that during the printing time the electrical energy used to operate the coil, is used in part to overcome the retraction force, thereby increasing the electrical power consumption of the device will.
Andererseits ist die Rückzugskraft der Feder am geringsten, wenn sich der Kern in der Ruhelage befindet, was zu einem erheblichen Rückprall führt.On the other hand, the retraction force of the spring is lowest when the core is in the rest position, which leads to a considerable Rebound leads.
Die bekannten Rückzieheinrichtungen und insbesondere die Federrückzieheinrichtungen arbeiten nur bei Frequenzen, die von der mechanischen Kopplung zwischen dem Schreibstift und dem bewegbaren Teil einerseits und der elektromagnetischen Vorrichtung zur Betätigung andererseits abhängen. Diese Frequenzen sind entweder sehr niedrig oder sie umfassen höhere Nennfrequenzen, für die eine nächste Erregung der Betätigungsspule in Phase mit dem Rückschlag beim Zurückziehen ist. Dies führt dazu, daß die Vorrichtung bei relativ großen veränderlichen Frequenzen nicht arbeiten kann.The known retraction devices and in particular the spring retraction devices work only at frequencies that of the mechanical coupling between the pen and the movable part on the one hand and the electromagnetic device depend on the other hand for actuation. These frequencies are either very low or they include higher nominal frequencies, for which a next energization of the actuating coil is in phase with the kickback on retraction. This leads to, that the device cannot operate at relatively large variable frequencies.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für einen Schreibstift zu schaffen, der eine größere Ausgangsleistung aufweist, als die bekannten derartigen Vorrichtungen.The invention is based on the object of providing an electromagnetic actuating device for a pen which has a greater output power than the known devices of this type.
Gemäß der Erfindung soll ferner eine Betätigungsvorrichtung geschaffen werden, bei der wenig oder gar-kein Rückschlag auftritt. 309835/0863 According to the invention an actuating device further seeks to provide that the low or even no-check occurs. 309835/0863
Für die Erfindung ist ferner eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung vorzusehen, bei der das Zurückholen des bewegbaren Teils derart ausgeführt wird, daß die Rückstellkraft zur Zeit des Drückens null ist.Also for the invention is an electromagnetic actuator provide in which the retraction of the movable part is carried out such that the restoring force at the time of Pressing is zero.
Die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für Matrixdrucker gemäß der Erfindung soll keine Resonanzwirkungen bei hohen Nennfrequenzen aufweisen.The electromagnetic actuator for matrix printers according to the invention is not intended to have any resonance effects at nominal high frequencies exhibit.
Die der Erfindung zugrunde liegende. Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet ist, daß der Magnetkreis an den Enden der Spule einen feststehenden Kern und einen ringförmigen Teil aufweist, die beide längs der Achse der Spule in ihr Inneres bis zu ihrer Mitte ragen, und daß der bewegbare Kern im wesentlichen in der Mitte der Spule angeordnet ist, wobei er teilweise von einem ringförmigen Teil umgeben ist. Die .Anordnung des bewegbaren* Kerns in der Mitte der Spule ermöglicht eine weitestgehende Verminderung des Leckflusses. Das ringförmige Teil stellt bei günstigen Bedingungen eine Führung für den bewegbaren Kern dar.The underlying of the invention. The task is solved by that a device of the type described above is characterized in that the magnetic circuit at the ends of the Coil has a fixed core and an annular part, both along the axis of the coil in its interior up to protrude from its center, and that the movable core is arranged substantially in the center of the coil, being partially from is surrounded by an annular part. The. Arrangement of the movable * Core in the middle of the coil allows for the most extensive Reduction of the leakage flow. The ring-shaped part provides a guide for the movable core under favorable conditions represent.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung weist die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung einen zweiten bewegbaren Kern auf, der mit dem Schreibstift verbunden ist, und einen Permanentmagneten, der mit einem zweiten Magnetkreis so zusammen wirkt, daß er auf den zweiten bewegbaren Kern eine Rückstellkraft ausübt, die dann auf den Schreibstift übertragen wird.According to a further development of the arrangement according to the invention, the electromagnetic actuating device has a second movable core, which is connected to the pen, and a permanent magnet, which is connected to a second magnetic circuit cooperates in such a way that it exerts a restoring force on the second movable core, which is then transmitted to the pen will.
Durch diese Art der Anordnung wird eine Rückstellkraft vorgesehen, die in der Ruhelage des Schreibstiftes am größten ist und die die Wirkung des Rückschlages wesentlich vermindert.This type of arrangement provides a restoring force, which is greatest in the rest position of the pen and which significantly reduces the effect of the kickback.
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Die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung kann auch eine Hilfsspule aufweisen, die zur gleichen Zeit angesteuert wird, wie die Antriebsspule und die so ausgebildet ist, daß sie die Rückstellkraft durch den Permanentmagneten zu der Zeit, wenn ein Druckbefehl kommt, unterdrückt. Diese Hilfsspule weist einen Magnetkreis auf, in dem sich der Permanentmagnet befindet, wobei der Magnetkreis ähnlich aufgebaut ist, wie der Magnetkreis, der zu der Antriebsspule gehört.The electromagnetic actuating device can also have an auxiliary coil which is activated at the same time, like the drive coil and which is designed so that it has the restoring force by the permanent magnet at the time when a Print command comes, suppressed. This auxiliary coil has a magnetic circuit in which the permanent magnet is located, with the magnetic circuit is constructed similarly to the magnetic circuit that belongs to the drive coil.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigen:Embodiments of the invention are described below by way of example with reference to the drawings. Show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine bekannte elektromagnetische BetätigungsvorrichtungjFig. 1 is a longitudinal section through a known electromagnetic Actuator j
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für Schreibstifte gemäß der Erfindung, wobei auch die Anordnung des Magnetkreises und der Antriebsspule dargestellt ist;FIG. 2 shows a longitudinal section through an electromagnetic actuating device for pens according to FIG Invention, wherein the arrangement of the magnetic circuit and the drive coil is shown;
Fig. 3 einen Längsschnitt, durch den eine bevorzugte Möglichkeit des Aufbaus der elektromagnetischen Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt ist, undFig. 3 is a longitudinal section through which a preferred possibility of the structure of the electromagnetic device according to the invention is shown, and
Fig. 4a und 4B Längsschnitte durch eine Vorrichtung nach Fig. 3, in denen der Verlauf des Magnetflusses dargestellt ist, wenn sich der Schreibstift in der Ruhestellung und bei der nach vorne gerichteten Druckbewegung befindet. 4a and 4B are longitudinal sections through a device according to FIG. 3, in which the course of the magnetic flux is shown when the pen is in the rest position and during the forward pressure movement.
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In Fig. 1 ist der bekannte Aufbau einer elektromagnetischen Anordnung dargestellt:In Fig. 1 is the known structure of an electromagnetic arrangement shown:
Eine Spule 10 ist mit einem Magnetkreis 11 gekoppelt, der einen festen Kern 12 aufweist, der im wesentlichen durch die ganze Spule 10 hindurchgeht und der durch ein Außenteil 13 geschlossen ist, das an dem freien Ende der Spule 10 einen bewegbaren Kern 14 umgibt, der mit einem Schreibstift verbunden ist. Wenn die Spule 10 mit Strom gespeist wird, dann zieht der feste Kern 12 den bewegbaren Kern 14 an, damit der elektromagnetische Kreis C-£ c so weit wie möglich geschlossen wird.A coil 10 is coupled to a magnetic circuit 11 which has a solid core 12 extending substantially through Coil 10 passes and which is closed by an outer part 13 which at the free end of the coil 10 has a movable core 14 surrounds, which is connected to a pen. When the coil 10 is energized, the solid core 12 pulls the movable core 14 so that the electromagnetic circuit C- £ c closed as much as possible.
Eine Rückzugfeder (nicht dargestellt) zieht den bewegbaren Kern 14 in seine Ausgangslage zurück, sobald die Spule nicht mehr mit Strom gespeist wird.A return spring (not shown) pulls the movable core 14 returns to its original position as soon as the coil is no longer supplied with current.
Nach dem schematischen Schnitt der Fig. 2, der eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, ist eine Spule 20 in einem Magnetkreis 21 angeordnet, der einen axialen Kern 22 aufweist, der von dem einen Ende der Spule in diese hineinragt, und der einen ringförmigen Teil 23 aufweist, der von dem anderen Ende der Spule ebenfalls in das Innere der Spule hineinragt. Der feststehende axiale Kern und das ringförmige Teil 23 befinden sich zu beiden Seiten der Mitte der Spule 20 und sind in einem bestimmten Abstand von dieser Mitte angeordnet, so daß der magnetische Kreis zwischen diesen beiden Teilen nicht geschlossen ist.According to the schematic section of FIG. 2, which shows a device according to shows the invention, a coil 20 is arranged in a magnetic circuit 21 having an axial core 22 of the one end of the coil protrudes into this, and which has an annular part 23 which also extends from the other end of the coil into the inside of the coil protrudes. The fixed axial core and the annular part 23 are located on both sides of the Center of the coil 20 and are at a certain distance from it Arranged in the middle, so that the magnetic circuit between these two parts is not closed.
Ein bewegbarer Kern 24, der mit einem Schreibstift 25 verbunden ist, ist in der Nähe der Mitte der Spule bewegbar, während er gleichzeitig teilweise in das ringförmige Teil hineinragt. Der Schreibstift 25 verläuft koaxial zu dem feststehenden Kern 22 und verläuft auch durch den angrenzenden Teil des Magnetkreises am unteren Ende der Fig. 2. Zur Ausführung des Druckvorgangs wird der Schreibstift in der Figur nach unten verschoben, Wenn nicht gedruckt wird, nimmt der Kern 24 die in Fig. 2 dargestellte Lage ein.A movable core 24 connected to a pen 25 is movable near the center of the spool while he is at the same time partially protrudes into the annular part. The pen 25 is coaxial with the fixed core 22 and also runs through the adjacent part of the magnetic circuit at the lower end of FIG. 2. To carry out the printing process, the pen moved downward in the figure. When not printing, the core 24 takes the one shown in FIG Location a.
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Wenn die Spule 20 mit einem Strom gespeist wird, dann bildet sich ein magnetischer Fluß in dem magnetischen Kreis 21 aus, der durch das ringförmige Teil 23, den bewegbaren Kern 24 und den feststehenden Kern 22 hindurchgeht.When the coil 20 is fed with a current, then forms a magnetic flux in the magnetic circuit 21 through the annular member 23, the movable core 24 and the fixed core 22 passes through.
Der ringförmige Luftspalt zwischen dem bewegbaren Kern 24 und dem ringförmigen Teil 23 des Magnetkreises wird von dem Magnetfluß durchsetzt, der die radialen Kräfte untereinander ausgleicht; folglich sind die sich ergebenden radialen Kräfte in Höhe des ringförmigen Luftspaltes auf den bewegbaren Kern 24 null.The annular air gap between the movable core 24 and the annular part 23 of the magnetic circuit is controlled by the magnetic flux interspersed, which balances the radial forces with each other; hence the resulting radial forces are in Height of the annular air gap on the movable core 24 zero.
Andererseits wird der axiale Luftspalt zwischen dem feststehenden Kern 22 und dem bewegbaren Kern 24 von einem axialen Magnetfluß durchsetzt, wodurch eine axiale Kraft in eine Richtung unterhalb des bewegbaren Kerns 24 hin ausgeübt wird.On the other hand, the axial air gap between the fixed core 22 and the movable core 24 is affected by an axial magnetic flux through which an axial force is exerted in a direction below the movable core 24.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung vermindert den Leckfluß im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen und insbesondere im Vergleich mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Wenn die Massen der bewegbaren Kerne 24 und 14 gleich sind, dann wird sich durch die erreichte Abnahme des Leckflusses gemäß der Erfindung eine bessere Übertragung der Energie auf den Schreibstift erreichen lassen.The device shown in Fig. 2 reduces the leakage flow compared to the known devices and in particular in comparison with the device shown in FIG. If the masses of the movable cores 24 and 14 are equal, then will As a result of the decrease in leakage flow achieved according to the invention, there is a better transfer of energy to the pen let reach.
Für bessere Ergebnisse weist das in Fig. 2 dargestellte ringförmige Teil 23 eine abgeschrägte Spitze an dem Ende, der in die Spule ragt, auf. Diese Anordnung ermöglicht es, daß der den Leckfluß erzeugende/. Luft spalt zwischen dem ringförmigen Teil und dem feststehenden Kern 22 soweit wie möglich vermindert wird, dadurch, daß die magnetischen Feldlinien auf einem bevorzugten Weg durch den bewegbaren Kern 24 verlaufen. Natürlich ist die Spule 20 um den feststehenden Kern 22 und das ringförmige Teil 23 zu einer zweckmäßigen Form gewickelt, so daß der maximale Fluß durch diese beiden Teile des MagnetkreisesFor better results, the one shown in Fig. 2 has an annular shape Part 23 has a beveled tip on the end that protrudes into the spool. This arrangement enables the the Leak flow generating /. Air gap between the annular part and the fixed core 22 is reduced as much as possible is, in that the magnetic field lines run through the movable core 24 on a preferred path. Naturally the coil 20 is wound around the fixed core 22 and the annular member 23 in an appropriate shape so that the maximum flux through these two parts of the magnetic circuit
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hindurchgeht, wobei sich jedoch der bewegbare Kern noch frei bewegen kann.passes through it, but the movable core is still free can move.
In Fig. 3 ist eine bevorzugte abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der der Schreibstift mit Hilfe eines Permanentmagneten wieder in seine normale Lage zurückkehrt.In Fig. 3 is a preferred modified embodiment of the Invention shown, in which the pen returns to its normal position with the help of a permanent magnet.
In Fig. 3 ist eine Vorrichtung dargestellt, die ähnlich der Vorrichtung nach Fig. 2 ist und die eine Spule 30, eine die Spule 30 umgebendes Magnetkreisgehäuse 31, einen an dem Gehäuse 31 befestigten .axialen Kern 32 und einen bewegbaren Kern 34 aufweist, der dazu durch die Mitte der Spule verläuft.In Fig. 3 an apparatus is shown which is similar to that The device according to FIG. 2 is one coil 30, a magnetic circuit housing 31 surrounding the coil 30, one on the housing 31 attached .axial core 32 and a movable core 34 which runs through the center of the coil for this purpose.
Natürlich ist in der Spule zu diesem Zweck eine in der Mitte liegende Öffnung vorgesehen.Of course, a central opening is provided in the spool for this purpose.
Der Magnetkreis weist auch ein ringförmiges Teil 33 auf, das sich in der Spule 30 in einer zu diesem Zweck vorgesehenen axialen Öffnung befindet und daß sich nahezu bis zur Mitte erstreckt, wobei es dann dem festen Kern 32 gegenüberliegt. Außerhalb der Spule 30 und auf der gleichen Seite ist der Magnetkreis durch eine radiale Verlängerung 36 des ringförmigen Teils 33 geschlossen, wobei diese Verlängerung die Form eines Flansches aufweist.The magnetic circuit also has an annular part 33, the is located in the coil 30 in an axial opening provided for this purpose and that is almost to the middle extends, then facing the fixed core 32. Outside the coil 30 and on the same side is the magnetic circuit closed by a radial extension 36 of the annular part 33, this extension being in the form of a flange having.
Ein erster bewegbarer Kern 34 ist axial nahe der Mitte der Spule 30 angeordnet und er ist dabei teilweise von dem ringförmigen Teil 33 umgeben, dessen Durchmesser für diesen Zweck einen geeigneten Wert aufweist. Damit wird das ringförmige Teil 33 auch zur Führung des bewegbaren Kerns 34 verwendet.A first movable core 34 is axially near the center of the Coil 30 arranged and it is partially from the annular Surround part 33, the diameter of which has a suitable value for this purpose. This becomes the ring-shaped part 33 is also used to guide the movable core 34.
Der Kern 34,ist mit dem Schreibstift 35 verbunden, der durch den Kern 34 vollständig hindurchragt und der frei bewegbar in der Achse des feststehenden Kerns 32 verläuft.The core 34 is connected to the pen 35, which is through the core 34 protrudes completely and which runs freely movable in the axis of the stationary core 32.
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Es wird ein Absatz 37 dazu verwendet, das Halterungsteil (den Permanentmagneten und den zurückverlaufenden Magnetkreis) zu befestigen.A shoulder 37 is used to hold the mounting part (the permanent magnet and the backward magnetic circuit) to fix.
Das ringförmige Teil 33 weist, wie schon oben erwähnt, in Richtung der Mitte der Spule 30 ein nach der Innenseite hin verjüngendes Teil 38 auf.As already mentioned above, the annular part 33 points in the direction the center of the coil 30 has a part 38 which tapers towards the inside.
Es ist ein ringförmiger Permanentmagnet 39 koaxial zu dem Flansch und auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses in Berührung mit diesem angeordnet, dessen Durchmesser mehr oder weniger der gleiche ist wie der äußere Durchmesser des Flansches 36. Mit dem Schreibstift 35 ist ein zweiter bewegbarer Kern verbunden und dieser Kern 40 ist gegenüber dem ersten bewegbaren Kern 34 so angeordnet, daß er auf der entgegengesetzten Seite wie der feste Kern 32 liegt. Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten bewegbaren Kern ist so gewählt, daß sich der seitlich bewegbare Kern nahe der Mitte des Permanentmagneten 39 befindet.There is an annular permanent magnet 39 coaxial with the flange and on the opposite side of the housing in Contact with this arranged, the diameter of which is more or less the same as the outer diameter of the flange 36. A second movable core is connected to the pen 35 and this core 40 is movable with respect to the first Core 34 arranged so that it lies on the opposite side as the fixed core 32. The distance between the first and second movable core is chosen so that the laterally movable core is near the center of the permanent magnet 39 is located.
Das ringförmige Teil 33 ragt auch auf der anderen Seite des Flansches 36 als ein weiteres ringförmiges Teil 41 heraus, welches nahezu bis zur Mitte des Permanentmagneten 39 reicht. Dieses ringförmige Teil 41 weist in Richtung zu dieser Mitte einen Teil auf, der zur Innenseite 42 hin geneigt ist. Der ^ f zweite bewegbare Kern 40 ist teilweise von dem zweiten ringförmigen Teil 41 umgeben, wodurch ein radialer^Luftspalt zwischen den beiden Teilen und eine axiale Führung des zweiten bewegbaren Kerns 48 entsteht.The annular part 33 also protrudes on the other side of the flange 36 as a further annular part 41, which extends almost to the center of the permanent magnet 39. In the direction of this center, this annular part 41 has a part which is inclined towards the inside 42. The f ^ second movable core 40 is partially surrounded by the second annular member 41, whereby a radial ^ air gap between the two parts and an axial guidance of the second movable core 48 is formed.
Der zweite Magnetkreis, der durch das zweite ringförmige Teil 41, den Flansch 36 und den Permanentmagneten 39 gebildet ist, lot durch oin Toll mit oinom rndinlon Voroprung, dor als oino Art Scheibe 43 ausgebildet ist, geschlossen, welches einen axialen, nach innen ragenden Ansatz 44 hat.The second magnetic circuit, which is formed by the second annular part 41, the flange 36 and the permanent magnet 39, lot by oin Toll with oinom rndinlon Voroprung, dor as oino Type disc 43 is formed, closed, which has an axial, inwardly protruding shoulder 44.
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In dem zweiten Magnetkreis befindet sich damit der zweite bewegbare Kern 40, ähnlich wie sich in dem ersten Magnetkreis der erste bewegbare Kern 34 befindet. Der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten bewegbaren Kern ist etwas geringer als der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Spule 30 und des Permanentmagneten 39, so daß dann, wenn sich der Schreibstift (nur sehr kurz) in·; der Schreib stellung oder in der Ruhestellung befindet, nur der erste bewegbare Kern 34 oder der zweite bewegbare Kern 40 einer wesentlichen magnetischen Anziehungskraft ausgesetzt sind.The second movable one is thus located in the second magnetic circuit Core 40, similar to how the first movable core 34 is located in the first magnetic circuit. The distance between the first and the second movable core is slightly less than the distance between the centers of the coil 30 and the permanent magnet 39, so that when the pen is (only very briefly) in ·; the writing position or is in the rest position, only the first movable core 34 or the second movable core 40 one are exposed to significant magnetic attraction.
Um bessere Arbeitsbedingungen zu erreichen, weist die Vorrichtung eine Hilfsspule 45 auf, die in dem zweiten.,Magnetkreis angeordnet ist und mit diesem zusammen arbeitet. Die Hilfsspule 45 ist vorzugsweise elektrisch mit der Antriebsspule 30 in Reihe geschaltet und so aufgebaut, daß dann, wenn die beiden Spulen mit Strom gespeist werden, der von der Hilfsspule 45 in dem zweiten Magnetkreis erzeugte Fluß den durch den Permanentmagneten 39 gebildeten Fluß aufhebt, so daß die Rückziehkraft durch den Permanentmagneten aufgehoben wird. Es ist dann vorteilhaft, jedoch nicht notwendig, daß die Innenwand der beiden ringförmigen Teile 33 und 41 zylindrisch ausgebildet ist, wobei der Durchmesser geringfügig größer ist, als der Außendurchmesser der beiden bewegbaren Kerne 34 und 40. Andererseits muß die Innenwand derrringförmigen Teile und die Außenwand der bewegbaren Kerne nicht unbedingt zylindrisch sein. Das gleiche gilt für die feststehenden Kerne.In order to achieve better working conditions, the device has an auxiliary coil 45, which is in the second., Magnetic circuit is arranged and works with this together. The auxiliary coil 45 is preferably electrically connected to the drive coil 30 in FIG Connected in series and constructed so that when the two coils are supplied with current, the auxiliary coil 45 Flux generated in the second magnetic circuit cancels the flux formed by the permanent magnet 39, so that the retracting force is canceled by the permanent magnet. It is then advantageous, but not necessary, that the inner wall of the two annular parts 33 and 41 is cylindrical, the diameter being slightly larger than the outer diameter of the two movable cores 34 and 40. On the other hand, the inner wall of the ring-shaped parts and the outer wall of the movable Cores do not necessarily have to be cylindrical. The same goes for the fixed cores.
Im Zusammenhang mit dem Hinweis zu dem ringförmigen Teil und den feststehenden Kernen "daß sie sich nahezu bis zur Mitte der Spule oder des Permanentmagneten erstrecken" muß beachtet werden, daß der feststehende Kern so angeordnet ist, daß der bewegbare Kern in ihn eingreifen kann, wenn der bewegbare Kern durch den feststehenden Kern oder den Magneten angezogen wird und daß er sich dann im wesentlichen in der Mitte "befindet und daß ferner das ringförmige Teil so angeordnet ist, daß der radiale Luftspalt, der zusammen mit dem bewegbaren Teil in de*·In connection with the reference to the annular part and the fixed cores "that they extend almost to the center of the coil or the permanent magnet" must be taken into account that the fixed core is arranged so that the movable core can be engaged with it when the movable core is attracted by the stationary core or the magnet and that it is then essentially in the center " and that further the annular part is arranged so that the radial air gap, which together with the movable part in de *
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angezogenen Stellung gebildet wird, in axialer Richtung eine Größe aufweist, die ausreicht, daß der Magnetfluß, der durch den Kern und den Magneten gebildet wird, hindurchgehen kann.attracted position is formed, one in the axial direction Has a size sufficient that the magnetic flux formed by the core and the magnet can pass through.
Die Teile, die die elektromagnetischen Einrichtungen in Fig. bilden, sind mit Befestigungseinrichtungen, die nicht dargestellt sind, verbunden, die einerseits auf dem Abs. 37 aufsitzen und zum anderen auf dem radialen und äußeren Vorsprung des Endteils 43. Diese Berührung ist notwendig, um ein gutes Schließen der äußeren Teile des Magnetkreises zu erreichen.The parts that make up the electromagnetic devices in FIG. 1 are provided with fastening devices that are not shown are connected, which sit on the one hand on the paragraph 37 and on the other hand on the radial and outer projection of the end part 43. This contact is necessary in order to achieve a good closing of the outer parts of the magnetic circuit.
In den Fig. 4A und 4B sind vereinfachte Schnitte der Vorrichtung nach Fig. 3 dargestellt, in die der Magnetfluß eingezeichnet ist, der in der normalen Stellung des Schreibstiftes bzw. bei der Vorwärtsbewegung des Schreibstiftes entsteht.Simplified sections of the device according to FIG. 3 are shown in FIGS. 4A and 4B, in which the magnetic flux is drawn which arises in the normal position of the pen or during the forward movement of the pen.
In der normalen Stellung verläuft der Magnetfluß des Permanentmagneten 39 (der durch eine in kurzen Abständen punktierte Linie dargestellt ist und dessen Magnetisierungsrichtung durch einen Pfeil in axialer Richtung gekennzeichnet ist) durch das Endteil 43 und den zweiten feststehenden Kern 44 zu dem zweiten bewegbaren Kern 40, dem zweiten ringförmigen Teil 41 und dem Flansch 36. Dies führt dazu, daß in dem radialen Luftspalt, der den zweiten bewegbaren Kern 40 von dem zweiten ringförmigen Teil 41 trennt, radiale Kräfte F^ und F2 auftreten, deren Komponenten sich gegeneinander aufheben.In the normal position, the magnetic flux of the permanent magnet 39 (which is represented by a dotted line at short intervals and whose direction of magnetization is indicated by an arrow in the axial direction) runs through the end part 43 and the second fixed core 44 to the second movable core 40, the second annular part 41 and the flange 36. This leads to the fact that in the radial air gap which separates the second movable core 40 from the second annular part 41, radial forces F 1 and F 2 occur, the components of which cancel each other out.
Andererseits erzeugt der durch den axialen Luftspalt, der das zweite bewegbare Teil 40 und den zweiten feststehenden Kern 44 trennt, eine axiale Kraft F,, die den bewegbaren Kern 40 zu dem feststehenden Kern 44 hinzieht und ihn dort festhält.On the other hand, generated by the axial air gap, the second movable part 40 and the second fixed core 44 separates, an axial force F ,, which the movable core 40 pulls towards the stationary core 44 and holds it there.
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Geniäß Fig. 4B werden die Antriebsspule 30 und die Hilfsspule 45 in Reihe mit einem Stromimpuls gespeist. Der durch die Spule 45 fließende. Strom ist so gerichtet, daß der durch diese Spule erzeugte Fluß (der durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist) den durch den Permanentmagneten erzeugten Fluß (der durch eine punktierte Linie dargestellt ist), im wesentlichen kompensiert. Der zweite bewegbare Kern wird dann nicht mehr von dem zweiten feststehenden Kern angezogen. Natürlich trifft das gleiche für den ersten bewegbaren Kern 34 und für den Schreibstift 35 zu.Referring to Fig. 4B, the drive coil 30 and the auxiliary coil are shown 45 fed in series with a current pulse. The one flowing through the coil 45. Current is directed so that the through this coil generated flux (shown by a dash-dotted line) through the permanent magnet generated flux (which is shown by a dotted line) is substantially compensated. The second movable core is then no longer attracted to the second stationary core. Of course, the same applies to the first movable one Core 34 and for the pen 35 too.
Der gleiche Stromimpuls, der durch die Antriebsspule 30 hindurchgeht, bildet einen Magnetfluß, (der durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist), der durch den ersten bewegbaren Kern 34 hindurchgeht. Die radialen Komponenten der Kräfte sind auf den bewegbaren Kern 34 hin gerichtet, da dieser magnetische Fluß aufgehoben ist. Die axialen Komponenten, die durch den ersten Kern 32 hindurchgehen, erzeugen jedoch eine axiale Anziehungskraft zur linken Seite des Kerns 34 hin, was zu einer Bewegung des Schreibstiftes 35 und' der bewegbaren Kerne 34 und 40 führt, bis der Schreibstift das Papier oder ein Farbband (nicht dargestellt) berührt und damit einen Punkt ausdruckt.The same current pulse that passes through the drive coil 30 forms a magnetic flux (indicated by a dashed line Line is shown) which passes through the first movable core 34. The radial components of the Forces are directed towards the movable core 34 because this magnetic flux is canceled. The axial components, which pass through the first core 32, however, generate an axial attractive force towards the left side of the core 34, which leads to a movement of the pen 35 and 'the movable cores 34 and 40 until the pen touches the paper or touches a ribbon (not shown) and prints a dot.
Wenn ein Punkt ausgedruckt ist, dann wird der Strom abgeschaltet. Dies kann dadurch erreicht werden, indem der oben erwähnte zum Drucken vorgesehene Strom eine vorbestimmte Länge hat oder in dem ein Steuersignal zum Abschalten vorgesehen wird. Zu diesem Zeitpunkt hat der Magnetfluß wieder den Verlauf, der in Fig., 4A dargestellt ist. Der zweite bewegbare Kern und damit die ganze bewegbare Einrichtung werden durch eine Anziehungskraft aufgrund des durch den Magneten 39 erzeugten Flusses nach oben angezogen. Die bewegbare Einrichtung kehrt dann in ihre Ruhestellung zurück.When a dot is printed out, the power is turned off. This can be achieved by following the above mentioned current provided for printing has a predetermined length or in which a control signal is provided for switching off will. At this point in time, the magnetic flux again has the course that is shown in Fig. 4A. The second movable one The core and thus the entire movable device are attracted by the magnet 39 generated flow is attracted upwards. The movable device then returns to its rest position.
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Während der Vorwärtsbewegung bis zum Ausdrucken eines Punktes wird der erste bewegbare Kern 34 nicht unbedingt den ersten feststehenden Kern 32 berühren. Es werden dann die Stromimpulslänge und/oder der Abstand zwischen den bewegbaren Kernen 34 und 40 gewählt.During the forward movement until a dot is printed out, the first movable core 34 does not become necessary touch the first stationary core 32. There are then the current pulse length and / or the distance between the movable Cores 34 and 40 selected.
Bei der Rückstellbewegung des bewegbaren Teils wird durch einen Permanentmagneten eine maximale Rückstellkraft dann erzeugt, wenn sich der Kern in seiner Ausgangsstellung befindet (bei minimalem Luftspalt). Die Federrückstellvorrichtung der bekannten Anordnungen zeigt dann die maximale Rückstellkraft, wenn der Schreibstift sich bei der Vorwärtsbewegung am Anschlag befindet ,und sie zeigt dann die geringste Rückstellkraft, wenn sich der Schreibstift in seiner Ruhestellung befindet. Die Freigabe mit Hilfe eines Permanentmagneten vermindert oder unterdrückt den Rückprall der bewegbaren Einrichtung vollständig, wenn der zweite b€ .regbare Kern 40 gegen den ersten feststehenden Kern 44 stößt. Ferner ist zur Erreichung einer bestimmten Aufschlagenergie die notwendige elektrische Energie weniger wichtig, da der der bewegbaren Vorrichtung durch die Antriebsspule zugeführten Kraft keine Freigabekraft entgegengerichtet ist, die sich allmählich erhöht, wie dies bei der Verwendung von Federn der Fall ist. Ganz im Gegenteil wird bei Verwendung einer Hilfsspule gemäß der Erfindung die Rückstellkraft dann aufgehoben, wenn der Befehl zum Ausdrucken kommt, und zwar unabhängig , von der Lage, die die bewegbare Einrichtung einnimmt .During the restoring movement of the movable part, a permanent magnet then generates a maximum restoring force generated when the core is in its initial position (with minimal air gap). The spring return device the known arrangements then shows the maximum restoring force when the pen is moving forward is at the stop, and it then shows the slightest Resetting force when the pen is in its rest position. The release with the help of a permanent magnet reduces or suppresses the rebound of the movable device completely when the second b € .regbaren Core 40 abuts against the first stationary core 44. Furthermore, in order to achieve a certain impact energy, the necessary electrical energy is less important, since that of the movable device supplied by the drive coil Force is not counteracted by a release force which gradually increases, as is the case with the use of springs the case is. On the contrary, when using an auxiliary coil according to the invention, the restoring force is then canceled, when the command is to be printed, regardless of the position occupied by the movable device .
Auf der anderen Seite hat die Verminderung des Rückpralls zwei technische Folgen:On the other hand, reducing rebound has two technical consequences:
- Die Gefahr einco Doppoldrucks (wobei dor erste erwünscht.· ist und der zweite aufgrund des Rückpralls auftritt) ist für den gleichen Verlauf der bewegbaren Vorrichtung vermindert. Dadurch läßt sich der Bewegungsvorgang des The risk of double pressure (the first being desirable and the second occurring due to the rebound) is reduced for the same course of the movable device. This allows the movement process of the
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Schreibstiftes abkürzen;Shorten the pen;
- wenn kein Rückprall auftritt und wenn die Rückstellkraft für Jeden Befehl zum Druden aufgehoben wird, dann läßt·"·· sich mit veränderlichen Frequenzen arbeiten, während dann, wenn eine Rückstellkraft, wie sie beispielsweise durch Federn vorgesehen wird, vorhanden ist und dann wenn wesentliche Rückprallerscheinungen auftreten, die Vorrichtung nur bei einer sehr geringen oder bei der Sollfrequenz genau arbeiten kann, wenn jeder neue Druckbefehl mit der Rückprallerscheinung in Phase liegt.- if no rebound occurs and if the restoring force is canceled for every command to druden, then · "·· work with varying frequencies, while when a restoring force, such as that caused by Springs is provided, is present and then if significant rebound phenomena occur, the device can only work accurately at a very low frequency or at the setpoint frequency when each new print command is in phase with the rebound phenomenon.
Die Magnetkreise werden aus magnetischen, weichen Materialien hergestellt und zwar insbesondere das Gehäuse 31, der erste feste Kern 32, die beiden ringförmigen Teile 33 und 41 mit ihrem Flansch 36, das zweite Endstück 43 mit dem zweiten festen Kern 44, ebenso wie der erste und der zweite bewegbare Kern und 44. The magnetic circuits are made of magnetic, soft materials, in particular the housing 31, the first fixed core 32, the two annular parts 33 and 41 with their flange 36, the second end piece 43 with the second fixed core 44, as well as the first and the second movable core and 44.
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