DE2359357A1 - Plunger type solenoid drive for needle printer - has compact coupled solenoids and a stepped plunger - Google Patents
Plunger type solenoid drive for needle printer - has compact coupled solenoids and a stepped plungerInfo
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Abstract
Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, 2 & NOV. 1973 Berlin und München Witteisbacherplatz 2SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München, 2 & NOV. 1973 Berlin and Munich Witteisbacherplatz 2
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Tauchankermagnetanordnung zum Antrieb von Druckernadeln in Mosaikdruckwerken.· \ ______Plunger magnet arrangement for driving printer needles in mosaic printing units. \ ______
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tauchankermagnetanordnung zum Antrieb von Druckernadeln, in Mosaikdruckwe'rken.The invention relates to a plunger magnet arrangement for driving printer needles in mosaic printing works.
Es ist bereits bekannt, Tauchankermagnetanordnungen zum Antrieb von Druckecnadeln in Mosaikdruckwerken zu verwenden. Eine bekannte Anordnung (DT-OS 2 119 415) enthält innerhalb einer Magnetspule zwei hohlzylinderförmige Magnetpolelemente, die einander in Längsrichtung gegenüberstehend angeordnet sind. Im Inneren: der Magnetpolelemente ist ein mit einer Druckernadel verbundener Magnetanker in Längsrichtung verschiebbar angeordnet.It is already known to use plunger magnet arrangements for driving printing needles in mosaic printing units. A known arrangement (DT-OS 2 119 415) contains two hollow cylindrical magnetic pole elements within a magnetic coil, which are arranged opposite one another in the longitudinal direction. Inside: the magnetic pole elements a magnet armature connected to a printer needle is arranged displaceably in the longitudinal direction.
Wenn ein Strom durch die Magnetspule fließt, wird der Ma-· gnetanker aus seiner Ruhelage in Richtung des Arbeitsspalts zwischen den Magnetpolelementen impulsartig bewegt und die mit dem Magnetanker verbundene Druckernadel bewirkt einen Abdruck eines Zeichenelements auf einem Aufzeichnungsträger. Nach dem Abschalten des Stromes durch die Magnetspule wird der Magnetanker durch eine Feder in seine Ausgangslage zurückbewegt und die Druckernadel nimmt wieder ihre Ruhelage ein.When a current flows through the magnet coil, the magnet armature moves from its rest position in the direction of the working gap Moved between the magnetic pole elements in a pulse-like manner and the printer needle connected to the magnet armature causes a Imprint of a character element on a recording medium. After switching off the current through the solenoid the magnet armature is moved back to its starting position by a spring and the printer needle returns to its rest position a.
Da die Druckernadeln im Bereich der Abdruckstelle sehr eng nebeneinanderliegend angeordnet sind, erfordert die räumliche Ausdehnung der Tauchankermagnetanordnungen, daß die einzelnen Druckernadeln in einem Druckkopf.von der Abdruckstelle fächerförmig zu den meist kreisförmig angeordnetenBecause the printer needles are very narrow in the area of the print point are arranged side by side, requires the spatial expansion of the plunger magnet arrangements that the individual printer needles in a print head. from the printing point fan-shaped to the mostly circular ones
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Tauchankermagnetanordnungen geführt werden. Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die Magnetspule einen relativ großen Durchmesser und damit eine große .Querschnittsfläche besitzt. Durch die relativ große Querschnittsfläche müssen die Druckernadeln mit einer starken Krümmung geführt werdeiund die Tauchankermagnetanordnungen stark gefächert angeordnet werden. Weiterhin erfordert "die Führung des Magnetankers in der Magnetspule bei der bekannten Anordnung eine besondere Ausgestaltung des Magnetankers, um ein Verkanten desselben zu vermeiden.Plunger magnet assemblies are performed. The known arrangement has the disadvantage that the solenoid has a relatively large diameter and thus a large cross-sectional area owns. Due to the relatively large cross-sectional area, the printer needles must have a strong Curvature and the plunger magnet assemblies be arranged in a fanned-out manner. In addition, "requires the armature to be guided in the solenoid the known arrangement a special design of the armature in order to avoid tilting the same.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tauchankermagnetanordnung für den Antrieb von Druckernadeln in Mosaikdruckwerken anzugeben, die eine geringe Querschnittsfläche aufweist. The invention is based on the object of a plunger magnet arrangement for the drive of printer needles in mosaic printing units, which has a small cross-sectional area.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Tauchankermagnetanordnung der eingangs genannten Art gelöst durch eine Mehrzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten. Ma-gnetspulen, durch Arbeitsspalte, die durch im magnetischen Kreis jeder dieser Magnetspulen liegende Magnetpolelemente gebildet werden und durch miteinander verbundene Magnetanker, von denen jeweils einer einem dieser Arbeitsspalte zugeordnet ist.According to the invention, the object is achieved with the plunger magnet arrangement of the type mentioned at the outset solved by a plurality of one behind the other in the longitudinal direction. Magnetic coils, through working gaps, through the magnetic pole elements lying in the magnetic circuit of each of these magnetic coils are formed and by interconnected magnet armatures, each of which is assigned to one of these working gaps is.
Die Tauchankermagnetanordnung gemäß der Erfindung hat gegenüber einer Tauchankermagnetanordnung mit nur einer Magnetspule und nur einem Magnetanker den Vorteil, daß durch die Verwendung von mehreren Magnetspulen bei gleicher auf die Magnetanker insgesamt wirkender magnetischer Kraft die Querschnittsfläche der Magnetpolelemente und der Magnetanker vermindert wird, da durch jede der Magnetspulen nur ein Teil der magnetischen Kraft aufgebracht werden muß. Die Verminderung der Querschnittsfläche der Magnetpolelemente und der Magnetanker hat zur Folge, daß die Magnetspulen eineThe plunger magnet arrangement according to the invention has, compared to a plunger magnet arrangement with only one magnet coil and only one magnet armature has the advantage that by using several magnet coils with the same on the Magnetic armature total acting magnetic force the cross-sectional area of the magnetic pole elements and the magnetic armature is reduced, since only a part of the magnetic force has to be applied by each of the magnet coils. the Reduction of the cross-sectional area of the magnetic pole elements and the armature has the consequence that the magnet coils a
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kleine Querschnittsfläche besitzen. Durch die kleine Querechnittsflache werden ein kleiner Wickeldurchmesser der Magnetspulen und damit ein geringerer ohmscher Widerstand erreicht. Außerdem hat die Tauchankermagnetanordnung den Vorteil, daß durch die Mehrzahl von Magnetankern die Führung derselben in den Magnetpolelementen erheblich verbessert wird und ein Verkanten der Magnetanker vermieden wird. Insbesondere ist wegen der geringen Querschnittsfläche eine geringe Krümmung der Druckernadeln und damit eine geringe Fächerung der Tauchankermagnetanordnungen im Druckkopf erforderlich.have a small cross-sectional area. Because of the small cross-sectional area a smaller winding diameter of the magnet coils and thus a lower ohmic resistance achieved. In addition, the plunger magnet arrangement has the advantage that the guide through the plurality of magnet armatures the same in the magnetic pole elements is significantly improved and tilting of the armature avoided will. In particular, because of the small cross-sectional area, there is a slight curvature of the printer needles and thus a slight fanning of the plunger magnet arrangements in the printhead is required.
Falls ein besonders großer Hub der Druckernadel gewünscht wird, ist es vorteilhaft, wenn die Lage der Magnetanker bezüglich der ihnen zugeordneten Arbeitsspalte unterschiedlich ist.If a particularly large stroke of the printer needle is desired, it is advantageous if the position of the armature with respect to the working column assigned to them is different.
Die von der Druckernadel übertragene Kraft kann insbesondere dann an einen bestmöglichen Weg-Kraft-Verlauf angepaßt werden, wenn jeweils die Magnetspule innerhalb einer sich aus der Lage der Magnetanker ergebenden Reihenfolge erregt ist, bei der sich der zugehörige Magnetanker in der für die Bewegung der Druckernadel bestmöglichen Lage im Arbeitsspalt befindet.The force transmitted by the printer needle can in particular then be adapted to the best possible path-force curve, if the magnet coil is excited within a sequence resulting from the position of the magnet armature, in which the associated magnet armature is in the best possible position in the working gap for the movement of the printer needle is located.
Ein nach den erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestaltetes Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand*einer Zeichnung beschrieben. Die Figur zeigt einen Längsschnitt der Tauchankermagnetanordnung zum Antrieb einer Druckernadel innerhalb eins Mosaikdruckwerkes.One designed according to the features of the invention The embodiment is described below with the aid of a drawing. The figure shows a longitudinal section of the Plunger magnet arrangement for driving a printer needle within a mosaic printing unit.
Die Tauchankermagnetanordnung enthält drei zylindrische Magnetspulen 1 bis 3, die von einem gemeinsamen, ferromagnetischen Spulenmantel 4 umgeben sind. Die Magnetspulen 1 bis 3 sitzen auf ferromagnetischen Spülenkernen 5 bis 8, die Magnetpolelemente für jede der Magnetspulen 1 bis 3 bilden. Die Spulenkerne 5 bis 8 sind so ausgebildet,The plunger magnet arrangement contains three cylindrical magnet coils 1 to 3, which are of a common, ferromagnetic Coil jacket 4 are surrounded. The magnet coils 1 to 3 sit on ferromagnetic sink cores 5 to 8, which constitute magnetic pole elements for each of the magnetic coils 1 to 3. The coil cores 5 to 8 are designed so
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daß an den Enden jeder Magnetspule der magnetische Kreis zwischen dem Spulenmantel 4 und den Spulenkernen 5 bis 8 geschlossen ist.that at the ends of each magnetic coil the magnetic circuit between the coil jacket 4 and the coil cores 5 to 8 closed is.
Der magnetische Kreis jeder der Magnetspulen 1 bis 3 wird zwischen den Magnetpolelementen über Arbeitsspalte geführt. Die Arbeitsspalte sind mit kurzen, hohlzylinderformigen Ringen 9 bis 11 auch nichtmagnetischem Material ausgefüllt. Diese Ringe 9 bis 11, deren Innendurchmesser etwas kleiner ist als der der Spulenkerne 5 bis 8 dienen als Führung für drei Magnetanker 12 bis 14.The magnetic circuit of each of the solenoids 1 to 3 becomes guided between the magnetic pole elements via working gaps. The working gaps are short, hollow cylindrical Rings 9 to 11 are also filled with non-magnetic material. These rings 9 to 11, the inner diameter of which is slightly smaller is used as that of the coil cores 5 to 8 as a guide for three magnet armatures 12 to 14.
Die Magnetanker 12 bis 14 sind auf einem nichtmagnetischen Stift 15 befestigt, der ein Bestandteil der Druckernadel ist. Der Stift 15 ist mit den Magnetankern 12 bis 14 in Längsrichtung der Magnetspulen 1 bis 3 verschiebbar angeordnet und das den Magnetankern 12 bis 14 gegenüberliegende Ende des Stiftes 15 wird einem Druckkopf in einem Mosaikdruckwerk als Druckernadel zugeführt. Die Abstände der Mitten der Magnetanker 12 bis 14 auf dem Stift 15 sind bei. dem Ausführungsbeispiel um etwa 1/5 der Breite eines Arbeitsspalts größer als die Abstände der Mitten der Arbeitsspalte voneinander. Die Magnetanker 12 bis 14 reichen damit unterschiedlich weit in die .Arbeitsspalte zwischen den Magnetpolelementen hinein und sie sind so angeordnet, daß sie in den Arbeitsspalt der Magnetspule 1 am weitesten hineinreichen. Auf diese Weise wird ein großer Hub der Druckernadel erreicht. Falls außerdem die einzelnen Magnetspulen 1 bis zu unterschiedlichen Zeitpunkten erregt werden, wird zusätzlich ein günstiger Kraft-Weg-Verlauf der Druckern adel erreicht. The magnet armatures 12 to 14 are attached to a non-magnetic pin 15, which is a component of the printer needle. The pin 15 is arranged and displaceable with the armatures 12 to 14 in the longitudinal direction of the magnet coils 1 to 3 the end of the armature 12 to 14 opposite Pen 15 is fed to a print head in a mosaic printing unit as a printer needle. The distances between the centers of the Magnetic armatures 12 to 14 on pin 15 are at. the embodiment about 1/5 of the width of a working gap greater than the distances between the centers of the working gaps. The armatures 12 to 14 thus extend differently into the working gaps between the magnetic pole elements in and they are arranged so that they reach into the working gap of the magnet coil 1 as far as possible. In this way, a large stroke of the printer needle is achieved. In addition, if the individual solenoids 1 to are excited at different times, a favorable force-displacement curve of the printer adel is also achieved.
Eine Spiralfeder 16 drückt den Stift 15 mit den Magnetankern 12 bis 14 in die in der Figur dargestellte Ruhelage, die durch eine Dämpfungsscheibe 17 bestimmt wird. Der Spu-A spiral spring 16 presses the pin 15 with the magnet armatures 12 to 14 into the rest position shown in the figure, which is determined by a damping disk 17. The spu-
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lenkern 5 bildet das Widerlager für die Spiralfeder 16. Eine Bohrung im Spulenkern 5 äient außerdem als Führung . für den Stift 15. Um einen Kurzschluß des magnetischen ·. KreJses zwischen dem Spulenkern 5 und dem Magnetanker 12 zu vermeiden, besteht die Spiralfeder 16 aus nichtmagnetischem Material.link 5 forms the abutment for the spiral spring 16. A hole in the coil core 5 also serves as a guide. for pin 15. To avoid a short circuit of the magnetic ·. To avoid crosses between the coil core 5 and the armature 12, the spiral spring 16 is made of non-magnetic material Material.
Zuerst wird der Strom durch die Magnetspule 1 eingeschaltet, da der zugehörige Magnetanker 12 am weitesten in den Arbeitsspalt hineinreicht..Wenn ein Strom durch die Magnetspule 1 fließt, treten magnetische Kraftlinien am Arbeitsspalt zwischen den Magnetpolelementen der Magnetspule 1 aus und auf den Magnetanker 12 wirkt eine magnetische Kraft, die diesen gegen die Rückstellkraft der Spiralfeder 16 in Längsrichtung der Magnetspulen 1 bis 3 bewegt. Durch die Bewegung des Magnetankers 12 werden auch die mit diesem starr verbundenen Magnetanker 13 und 14 und der Stift 15 in Längsrichtung der Magnetspulen 1 bis 3 bewegt.First, the current through the magnet coil 1 is switched on, since the associated magnet armature 12 is furthest into the working gap When a current flows through the magnetic coil 1, magnetic lines of force occur at the working gap the magnetic pole elements of the magnetic coil 1 and a magnetic force acts on the armature 12, which this moves against the restoring force of the spiral spring 16 in the longitudinal direction of the magnet coils 1 to 3. By moving the armature 12 are also the magnet armature 13 and 14 rigidly connected to this and the pin 15 in the longitudinal direction of the Magnet coils 1 to 3 moved.
Sobald die in der Bewegungsrichtung vorne liegende Kante des Magnetankers 13 bis etwa zur Mitte des Arbeitsspalts zwischen den Magnetpolelementen der Magnetspule 2 bewegt wurde, wird auch die Magnetspule 2 erregt. Damit wirkt auch auf den Magnetanker 13 eine magnetische Kraft, die die Bewegung des Stifts 15 unterstützt.As soon as the edge of the armature 13 which is at the front in the direction of movement up to approximately the middle of the working gap Was moved between the magnetic pole elements of the magnetic coil 2, the magnetic coil 2 is also excited. So it works A magnetic force also acts on the magnet armature 13, which supports the movement of the pin 15.
Sobald die in der Bewegungsrichtung vorne liegende Kante des Magnetankers 14 ebenfalls bis etwa zur Mitte des Arbeitsspalts zwischen den .Magnetpolelementen der Magnetspule 3 bewegt wurde, wird auch die Magnetspule 3 erregt und damit wirkt auch auf den Magnetanker 14 eine magnetische Kraft, die die Bewegung des Stifts 15 zusätzlich unterstützt.As soon as the edge of the magnet armature 14 lying at the front in the direction of movement also up to approximately the middle of the working gap Was moved between the .Magnetpolelemente of the solenoid 3, the solenoid 3 is also excited and thus a magnetic force also acts on the magnet armature 14, which additionally supports the movement of the pin 15.
Die Druckernadel wird in Richtung auf einen hier nicht dargestellten Aufzeichnungsträger zum Abdruck eines Zeichenele-The printer needle is in the direction of a not shown here Recording medium for printing a character element
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ments bewegt. Die Magnetanker 12 bis 14 werden dabei durch die Ringe 9 bis 11 geführt.moves. The armature 12 to 14 are thereby through the rings 9 to 11 out.
Die Zeitpunkte, zu denen die Ströme durch die Magnetspulen 1 bis 3 ein- und ausgeschaltet werden und die Abstände der Magnetanker 12 bis 14 werden so gewählt, daß für den jeweiligen Anwendungsfall der bestmögliche Kraft-Weg-Verlauf erreicht wird.The times at which the currents through the solenoids 1 to 3 are switched on and off and the intervals between the Magnetic armatures 12 to 14 are chosen so that the best possible force-displacement curve for the respective application is achieved.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Tauchankerraagnetanordnung, bei der eine große Kraft während eines kurzen Weges auftreten soll, werden die Magnetspulen 1 bis 3 gleichzeitig erregt und die Abstände der Mitten der Magnetanker 12 bis 14 sind gleich den Abständen der Mitten der Arbeitsspalte . In a special embodiment of the plunger armature magnet arrangement, in which a large force is to occur over a short distance, the solenoids 1 to 3 are simultaneously energized and the distances between the centers of the armature 12 to 14 are equal to the distances between the centers of the working gaps.
Beim Abschalten der Ströme durch die Magnetspulen·1 bis 3 wirken über die Arbeitsspalte zwischen den Magnetpolelementen keine magnetischen Kräfte mehr auf die Magnetanker 12 bis 14. Der Stift 15 wird zusammen mit den Magnetankern 12 bis 14 durch die Rückstellkraft der Spiralfeder 16 wieder in seine Ruhelage zurückgestellt.When switching off the currents through the magnetic coils 1 to 3 Magnetic forces no longer act on the magnet armature 12 via the working gap between the magnet pole elements to 14. The pin 15 is together with the armature 12 to 14 by the restoring force of the spiral spring 16 again returned to its rest position.
3 Patentansprüche
1 Figur3 claims
1 figure
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Family Applications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| US4044878A (en) * | 1975-06-18 | 1977-08-30 | U.S. Philips Corporation | Matrix printer head having a removable assembly |
| US4468142A (en) * | 1982-11-12 | 1984-08-28 | Genicom Corporation | Pint wire actuator |
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- 1973-11-28 DE DE2359357A patent/DE2359357A1/en active Pending
-
1974
- 1974-11-28 BE BE150961A patent/BE822719A/en unknown
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