DE2362972A1

DE2362972A1 - Elektromagnetbaugruppe, z.b. fuer schnelldrucker

Info

Publication number: DE2362972A1
Application number: DE2362972A
Authority: DE
Inventors: Robert Howard
Original assignee: Centronics Data Computer Corp
Current assignee: Centronics Data Computer Corp
Priority date: 1971-11-30
Filing date: 1973-12-18
Publication date: 1974-07-18
Also published as: CH612281A5; US3831729A; GB1426655A; FR2213568A2

Description

Centronics Data Computer Corporation, Hudson, New Hampshire, USA,

Elektromagnetbaugruppe, z.B. für Schnelldrucker

Die Erfindung bezieht sich auf Elektromagnetbaugruppen und betrifft insbesondere eine neuartige Elektromagnetbaugruppe, die sich auf vorteilhafte Weise bei nach dem Punktmatrixverfahren arbeitenden Druckern und dergleichen verwenden läßt, da sie es ermöglicht, in der Anschlag- oder Druckrichtung eine schnelle Beschleunigung zu bewirken, und da nach jedem Betätigungsvorgang eine schnelle Rückführung in die Ausgangsstellung herbeigeführt wird, bevor der Elektromagnet erneut eingeschaltet wird; ferner ist es bei einer erfindungsgemäßen Elektromagnetbaugruppe im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen möglich, mit einer größeren Hublänge zu arbeiten.

Elektromagnetbaugruppen der genannten allgemeinen Art bieten sehr große Vorteile, wenn sie bei nach dem Punktmatrixverfahren arbeitenden Schnelldruckern verwendet werden, um Stoßkräfte zu erzeugen, z.B. bei dem Schnelldrucker, der in der US-PS 3 703 949 beschrieben ist. Dieser Schnelldrucker ermöglicht es, Schriftzeichen oder andere Symbole dadurch zu erzeugen, daß nach Bedarf ein oder mehrere schlanke Druckdrähte veranlaßt werden, einen Schlag auf ein Farbband auszuüben, mittels dessen entsprechende Punkte auf eine Unterlage aus Papier oder

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dergleichen gedruckt werden. Da bei einer solchen Vorrichtung der erzielbaren Druckgeschwindigkeit eine ausschlaggebende Bedeutung zukommt, ist es erforderlich, Vorrichtungen zu schaffen, die es ermöglichen, die Druckdrähte schnell zu betätigen und sie danach ebenfalls schnell in ihre Ruhestellung zurückzuführen. Bei der genannten bekannten Druckvorrichtung liegt die Druckgeschwindigkeit in der Größenordnung von 50 - I65 Zeichen in der Sekunde, je nach Größe des Luftspaltes des Elektromagneten, der zwischen 0,38 mm und 0,46 mm schwanken kann. Wenn eine solche Druckgeschwindigkeit erzielt werden soll, ist es erforderlich, Eiektromagnetgaugruppen zu benutzen, die geeignet sind, die schlanken Druckdrähte aus ihrer Ruhestellung innerhalb einer Zeitspanne in der Größenordnung von i bis 5 Millisekunden in ihre Druckstellung zu bringen und sie wieder in die Ruhestellung zurückzuführen, und die es gleichzeitig ermöglichen, eine Stoßkraft zu erzeugen, die ausreicht, um auf der Unterlage aus Papier oder einer anderen zu bedruckenden Fläche jeweils einen deutlich lesbaren Punkt zu erzeugen. Zwar sind in der genannten US-PS Elektromagnetbaugruppen der genannten Art beschrieben, die eine außergewöhnlich lange Lebensdauer erreichen, doch hat es sich gezeigt, daß^fn bestimmten Anwendungsfällen erforderlich ist, mit Elektromagnetbaugruppen zu arbeiten, die es im Vergleich zu den bekannten Vorrichtungen ermöglichen, die Druckdrähte längs einer erheblich längeren Hubstrecke zu bewegen. Beispielsweise werden bei den Elektromagnetbaugruppen nach der genannten US-PS die Druckdrähte veranlaßt, sich zwischen der Ruhestellung und der Druckstellung längs einer Strecke in der Größenordnung von 2,9 mm zu bewegen. Es gibt jedoch verschiedene Anwendungsfälle, in denen es erforderlich ist, die Druckdrähte mit Hilfe von Elektromagneten jeweils längs einer größeren Strecke geradlinig zu bewegen. Bei derartigen Anwendungsfällen hat es sich gezeigt, daß es das in der genannten US-PS beschriebene Federelement nicht ermöglicht, mit einer längeren Hubstrecke zu arbeiten, denn eine Auslenkung des Federelementes über den

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bis jetzt möglichen Bereich hinausführt dazu, daß das Federelement über seine Elastizitätsgrenze hinaus verformt wird, so daß eine bleibende Verformung eintritt und das Federelement nicht mehr befähigt ist, wieder in seinen normalen, nicht verformten Zustand zurückzukehren oder die DauerfeBtigkeitsgrenze überschritten wird und ein Bruch eintritt .

Durch die Erfindung ist nunmehr eine Elektromagnetbaugruppe geschaffen worden, die ein neuartiges Federelement aufweist, das es ermöglicht, die Nachteile der bekannten Federelemente zu vermeiden und die erwähnten gewünschten Wirkungen zu erzielen. Bei einer Elektromagnetbaugruppe nach der Erfindung ist ein Gehäuse vorhanden, das die Spule des Elektromagneten und einen Anker enthält. Mit dem vorderen Ende des Gehäuses ist ein Schaftabschnitt durch eine Gewindeverbindung verbunden, und dieser Schaftabschnitt weist eine langgestreckte axiale öffnung auf, in der ein langgestreckter schlanker Druckdraht hin- und herbewegbar geführt ist. Das hintere Ende des Druckdrahtes ist mit dem vorderen Ende des Ankers fest verbunden. Das hintere Ende des Ankers ist am mittleren Teil eines Spiralfederelements befestigt, dessen Umfangsabschnitt an einem ringförmigen Abstandshalter anliegt, welcher sich an einer zu diesem Zweck in dem Elektromagnetgehäuse ausgebildeten Schulter abstützt. Der hintereTeil der Ankerbaugruppe stützt sich an einem Ansatz eines Stirnwandteils ab, das in das hintere Ende des Gehäuses eingeschraubt ist und es dicht verschließt. Dieses Stirnwandteil läßt sich verstellen, um die Vorspannung des Federelementes zu regeln und es wird außerdem eine Halbperiodenpufferung als Prellschutz erzielt. In dem Schaftabschnitt der Elektromagnetbaugruppe ist ein rohrförmiges Druckdrahtführungsteil angeordnet, das geschmiert ist, um die Abnutzung des sich längs des Führungsteils hin- und herbewegenden Druckdrahtes möglichst weitgehend zu verringern.

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Das Spiralfederelement ist aus einem Flachmaterialstück hergestellt, das aus einem vorgehärteten und getemperten Pederstahl oder einem anderen Werkstoff mit ähnlichen Eigenschaften besteht. Dieses Federelement weist einen zentral angeordneten Nabenabschnitt auf, der dazu dient, das Federelement mit dem hinteren Ende des Ankers zu verbinden. Man könnte das Federelement mit einer langgestreckten Blattfeder vergleichen, die eine eng gewickelte Spirale bildet und über ihre ganze Länge in einer gedachten Ebene liegt. Die Form der Spirale kann entweder einer archimedischen Spirale oder der Evolvente einer Linie entsprechen, wobei in eine ebene Scheibe aus Federstahl voneinander getrennte, miteinander verschachtelte Spiralen eingeschnitten sind. Dies ergibt einen, relativ langen Bereich,über dem die Ablenkbeanspruchungen absorbiert werden können.

Solange die Spule des Elektromagneten nicht erregt ist, hält das Federelement den zugehörigen schlanken Druckdraht in seiner Ruhestellung. Wird die Spule des Elektromagneten erregt, erzeugt sie ein elektromagnetisches Feld, durch das der Anker veranlaßt wird, sich in Richtung auf das vordere Ende der Elektromagnetbaugruppe zu bewegen. Diese Kraft überwindet die Federkraft des Federelementes, so daß der an dem Anker befestigte mittlere Teil des Federelementes gegenüber dem sich an der Ringschulter abstützenden äußeren Randabschnitts des Federelementes ausgelenkt bzw. verlagert wird. Das Federelement hat eine solche Federkonstante, daß die Federkraft nach dem Aufbringen einer kleinen Anfangskraft im .wesentlichen linear verläuft, wenn sich die Auslenkung innerhalb des gesamten Auslenkungsbereichs vergrößert, der im Vergleich zur Hubstrecke der bekannten Slektromagnetbaugruppen um das Dreibis Fünffache vergrößert ist. Diese Konstruktion des Federelementes ermöglicht den Betrieb des Druckdrahtes unter Vergrößerung seiner Hubstrecke, ohne daß das Federelement über seine Elastizitätsgrenze hinaus verformt wird, und außerdem erreicht dieses Federelement eine sehr lange Lebensdauer.

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Der Erfindung liegt somit' die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Elektromagnetbaugruppe zur Verwendung bei nach dem Punktmatrixverfahren arbeitenden Schnelldruckern zu schaffen, bei der sich der Druckdraht im Vergleich zu bela nnten Konstruktionen längs einer größeren Hubstrecke bewegen läßt, und oei der ein neuartiges Federelement benutzt wird, das einer Blattfeder ähnelt und die Form einer runden Scheibe hat, in die spiralförmige Schlitze eingeschnitten sind, so daß sich mi- Hilfe dieses .Federelementes bei Schnelldruckern der nach dem Punktmatrixverfahren arbeitenden Art erhebliche Vorteile erzielen lassen.

Die Erfindung und_ vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Elektromagnetbaugruppe im Längsschnitt,. Fig. 2 im Grundriß ein einen Bestandteil der Elektromagnetbaugruppe

nach Fig.l bildendes Federelement, Fig.2a in einer graphischen Darstellung die Auslenkungskennlinie der in Fig.2 und 5 dargestellten Federn,

Fig. 3 im Grundriß eine weitere Ausfuhrungsform eines Federelementes,
Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 gehört zu der dargestellten Elektromagnetbaugruppe 10 ein zylindrisches Gehäuse 11, das in der genannten US-PS beschrieben und in der zugehörigen Figur la dargestellt ist. Bei dem Gehäuse 11 handelt es sich um ein hohlzylindrisches Bauteil, das eine gegenüber seinem rechten Ende nach innen versetzte innere Ringschulter lla aufweist. Das rechte Ende des Gehäuses ist mit einem Innengewinde lic versehen, in das sich ein mit Außengewinde versehenes, ve^tellbares, das Gehäuse abschließendes Stirnwandteil 23 einschrauben läßt. Das vordere Ende des Gehäuses 11 weist einen Schlitz He auf, durch den hindurch sich die Zuleitungen 17a und 17b des Elektromagneten erstrecken, so daß sich der Elektromagnet

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an eine der Deutlichkeit, halber nicht dargestellte Betätigungssohaltung anschließen läßt.

In das linke Ende des Gehäuses 11 ist ein Schaftteil 12 eingebaut, das einen mit Außengewinde versehenen Abschnitt 12a aufweist, mit dem das Schaftteil in eine Befestigungsgewindebohrung eingeschraubt werden kann, die bei einer Druckkopf baugruppe vorhanden ist, wie sie z.B. in der deutschen Patentanmeldung ? 21 22 6"Jh-.4 beschrieben ist. Ferner ist eine Haltemutter IJ vorhanden, die auf den Gewindeabschnitu 12a aufgeschraubt ist und dazu dient* die Elektromagnetbaugruppe 10 an der Druckfcopfbaugruppe zu befestigen, wie es in der genannten US-PS beschrieben ist.

Das Schaftteile weist einen runden Flanschabschnitt 12b auf, der im vorderen Ende des Gehäuses 11 so angeordnet ist,, daß er sich an einer inneren Ringseitalter 11a abstützt» Der hinterste Abschnitt 12c des Schaftteils 12 hat einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des Flansches 12 und der Durchmesser des Gewindeabschnitts 12a, und an den sich ein. äußerster rechter Endabschnitt 12d anschließt, der einen noch kleineren Durchmesser hat, so daß zwischen den Abschnitten 12c und 12d eine Hingsxiulter 12e vorhanden ist.

Das Schaftteil 12 weist eine axiale Öffnung auf, die sich aus einem Abschnitt 12f mit einem ersten Durchmesser und einem Abschnitt 12g mit einem etwas größeren Durchmesser zusammensetzt. Gemäß Fig.l schließt sich an das linke Ende des Abschnitts 12g ein sich konisch erweiternder Endabschnitt 12h an, damit eine konische Eintrittsöffnung vorhanden ist, die das Einführen eines langgestreckten rohrförmigen Druckdraht-Führungsteils 14 erleichtert, das in dem Öffnungsabschnitt 12g so angeordnet wird, daß es sich mit seinem rechten Ende an der Ringschulter 12J zwischen den Abschnitten 12f und 12g der axialen Öffnung abstützt. Das Führungsteil 14 ist in den Öffnungsabschnitt 12g vorzugsweise mit einem Preßsits eingebaut, so daß es sich

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gegenüber dem Schaftteil 12 nicht bewegt, wenn der Elektromagnet betätigt wird. Die Innenwand des Führungsteils 14 ist vorzugsweise mit einem Schmiermittel überzogen, um Reibungsverluste und die . Abnutzung des sich in ihr hin- und herbewegenden Druckdrahtes 15 möglichst zu verringern.

Auf das rechte Ende des Schaftteils 12 ist ein Elektrornagnetkern mit einem rohrförmigen Abschnitt l6a und einem radial nach außen ragenden Flanschabschnitt l6b so aufgeschoben, daß sich das linke Ende des rohrförmigen Abschnitts 16a an der Ringschulter 12e abstützt. Der rohrförmige Abschnitt l6a ist,mit dem rechten Abschnitt 12d des Schaftteils 12 vorzugsweise durch einen Freßsitz verbunden. Der Flansch 12b des Schaftteils 12, der Flansch lob des Kerns 16, der Abschnitt 12c des Schaftteils 12, der rchrförmige Abschnitt löa des Kerns und die Innenwand des Gehäuses 11 begrenzen .einen Hohlraum zum Aufnehmen einer Magnetspule 17, deren Windungen um den Abschnitt 12c des Schaftteils 12 und den rohrförmigen Abschnitt l6a des Kerns

10 herumgelegt sind; die axiale Länge der Spule 17 ist durch die Flansche 12b und l6b bestimmt. Die beiden Enden der Magnetspule ragen als Anschlüsse 17a und 17b durch den Schlitz lie des Gehäuses

11 nach außen. Jeder der Anschlüsse bzw. jede der Zuleitungen 17a und 17b ist über eine vorbestimmte Länge mit einer isolierenden Hülse 17c bzw. 17d versehen.

Wie erwähnt, ist der schlanke langgestreckte Druckdraht 15 in dem Führungsteil 14 gleitend geführt, und gemäß Fig.l erstreckt er sich über das Führungsteil hinaus weiter nach rechts, so daß er durch den Abschnitt 12f der Längsöffnung des Schaftteils 12 ragt und sich längs einer vorbestimmten Strecke über das rechte Ende des Abschnitts 12d hinaus erstreckt. Der rechte Endabschnitt 15a des Druckdrahtes 15 ist in eine axiale Öffnung l8a des Ankers 18 des Elektromagneten eingebaut. Der Anker 18 ist als im wesentlichen zylindrisches Bauteil ausgebildet und an seinem rechten Ende mit einem Abschnitt von

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kleinerem Durchmesser versehen, an dessen Basis eine Ringschulter vorhanden ist. Ferner weist der rechte Teil des Ankers 18 eine axiale öffnung zum Aurnehmen eins Befestigungsteils auf, das dazu dient, den Anker mit dem Federelement 19 zu verbinden. In Fig.Ib

der US-PS 3 690 431 ist .ein solcher Anker mit weiteren Einzelheitendargestellt.

Das Federelement I9 ist auf dem Anker l8 so angeordnet, daß seine noch anhand von Fig.2 und 3 zu behandelnde zentrale öffnung den dünneren Abschnitt des Ankers aufnimmt und sich das Federelement an der Ringschulter des Ankers abstützt. Gemäß Fig.l ist auf der rechten S-;ite des Federelements I9 eine Ent spannungs scheibe 20 angeordnet, deren zentrale öffnung einen Teil des dünneren Abschnitts des Ank^s l8 aufnimmt. Ferner ist gemäß Fig.l ein Befestigungsteil 21 vorhanden, das einen nicht dargestellten Schaftabschnitt aufweist, der durch die Öffnungen der Scheibe 20 und des Federelements 19 ragt und sich in eine Öffnung l8d des Ankers 18 hineinerstreckt, um die Scheibe 20 und das Federelement I9 fest mit dem rechten Ende des Ankers zuKrerbinden, wobei eine minimale Beanspruchungskonzentration auf den Mittelabschnitt der Feder ausgeübt wird.

Wie im folgenden näher erläutert, hat das Federelement I9 einen im wesentlichen kreisrunden äußeren Rand. Gemäß Fig.l ist ein ringförmiger Abstandshalter 22 vorhanden, der sich mit seiner linken Stirnfläche an der Ringschulter 11b des Gehäuses 11 abstützt, und an dessen rechter Stirnfläche der Rand des Federelementes 19 anliegt. Der Abstandshalter 22, das Federelement I9 und der Anker 18 werden in dem Gehäuse 11 durch das Stirnwandteil 23 in ihrer Lage gehalten, das mit seinem Außengewinde 2Ja in das Innengewinde lic des Gehäuses eingeschraubt ist. Das Stirnwandteil 23 weist einen Gewindeabschnitt 23a auf, der in ein Gewinde 23b eingeschraubt ist, dessen linke Stirnfläche sich am Kopf des Befestigungsteils 21 abstützt. Gemäß Fi^.1 besitzt das

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Stirnwandteil mit dein Ansatz eine axiale Öffnung 23c, die es aui' eine noch zu erläuternde Weise ermöglicht, die Vorspannung des Fsderelementes 19 einzustellen. Das Stirnwandteil 23 weist eine gerade Quernut 2Jd auf, in die sich ein Einstellwerkzeug, z.B. ein Schraubenzieher, einführen läßt. Durch Drehen des Stirnwandteils 23 gegenüber dem Gehäuse 11 kann somit die Vorspannung des Federelementes 19 leicht und genau eingestellt werden.

Wie in der US-PS 3 ©90 431 beschrieben, sind die verschiedenen Teile der Elektromagnetbaugruppe verstellbar, um eine Feineinstellung zu ermöglichen. Nachdem das Federelement durch Drehen des Stirnwandteils 23 gegenüber dem Gehäuse 11 in der gewünschten Weise vorgespannt worden ist, kann man die Nut 23d in der aus Fig.l ersichtlichen Weise mit Hilfe eines Epoxydharzes 25 verschließen, so daß das Stirnwandteil fest in seiner Lage gehalten wird. Gemäß der vorstehenden Beschreibung läßt sich die Elektromagnetbaugruppe auf einfache Weise zusammenbauen, da hierbei die endgültige Einstellung nur in einem geringen Ausmaß berücksichtigt zu werden braucht. Nach dem Zusammenbau wird die Elektromagnetbaugruppe endgültig genau eingestellt, und dann werden die Teile am vorderen und hinteren Ende des Gehäuses mit Hilfe von Epoxydharz gesichert, um die Teile in der richtigen Lage zu halten. Beispielsweise kann man die Vorspannung des Federelementes 19 messen, indem man einen nicht-dargestellten Fühler in die axiale Öffnung 23c einführt. Nach dem genauen Einstellen der Vorspannung kann das Epoxydharz 25 in der aus Fig.l ersichtlichen Weise angebracht werden.

Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Grundriß eine bevorzugte Ausführungsform der auch in Fig.l dargestellten Feder I9, die einen zentralen Abschnitt 19a mit einer Mittelöffnung 190 zum Aufnehmen des dünneren Abschnitts des Ankers l8 aufweist. Wie erwähnt, ist die Feder 19 vorzugsweise aus einem Federstahlblech hergestellt, und sie hat einen kreisrunden äußeren Rand 19c Ferner sind in

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die B'edejj&wei spiralförmige Schlitze 19d und 19e eingeschnitten, dis auch auf andere Weise erzeugt v/erden könnten und die jeweils die Evolvente einer geraden Linie bilden. Die inneren Enden 19f und 19g der spiralförmigen Schlitze 19d und 19e liegen einander längs eines Durchmessers Dl der scheibenförmigen Feder 19 diametral gegenüber. Auch die äußeren Enden 19h und 19je der beiden spiralförmigen Schlitze liegen einander diametral gegenüber, jedoch auf einem anderen Durchmesser D2 der Pederstahlblechscheibe. Es ist ersichtlich, daß die sich zwischen den beiden voneinander getrennten spiralförmigen Schlitzen erstreckende Zone eine langgestreckte Blattfeder bildet, die jedoch zu einer engen Spirale eingerollt ist. Obwohl die Feder 19 die beschriebene spiralförmige Gestalt hat, weist sie solche Eigenschaften auf, daß sie im wesentlichen in der gleichen Weise zur Wirkung kommt, wie eine langgestreckte gerade Blattfeder. Fig.2a veranschaulicht die Kennlinie der Feder 19, wobei die Auslenkung d längs der X-Achse und die Federkraft fs längs der Y-Ächse aufgetragen ist. Die Kurve G stellt die Beziehung zwischen der Auslenkung und der Federkraft dar. Vom Punkte des Nullausschlages an (d.h. in einem normalen, nicht ausgelenkten Zustand) folgt die vorbelastete Feder einer konstanten Kurve ihrer Federcharakteristik. Derartige Federn niedriger. Kraft haben sich bei Elektromagneten hervorragend bewährt, bei denen die Hubstrecke · ein Maximum von etwa 2,15 mm erreicht, während es sich bei den Federn nach der US-PS 3 090 4^1 zeigt, daß sie ihre Elastizitätsgrenze bereits erreichen und bleibend verformt werden, sobald die Auslenkung die Größenordnung von 3*8 «im überschreitet.

Die Anstellung der Stirnwand 23 gegenüber der Neutralstellung der Feder 19 (Vorspannung in Richtung auf den Vorwärtshub hin) verhindert eine Biegung nach rückwärts, da ein Prallen ausgeschlossen wird, d.h. die rückwärtige kinetische Energie wird beim Auftreffen der Stirnwand 23 verbraucht. Die Absorptionscharakteristiken der Stirnwand werden durch Wahl eines/geeigneten Plastikmaterials verbessert.

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Pig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Feder 19* mit einem zentralen Abschnitt 19a'₃ der eine Öffnung 19b¹ zum Aufnehmen des die Feder mit dem Anker 18 verbindenden Befestigungsteils aufweist.

Die Feder 19' hat einen kreisrunden äußeren Rand 19c¹ und ist mit zwei spiralförmigen Schlitzen 19a¹ und 19e' versehen, deren innere Enden 19f' und 19g^! auf einem ersten Durchmesser Dl' einander diametral gegenüberliegen, während ihre äußeren Enden 19h' und I93¹ einander längs eines anderen Durchmessers D2' gegenüberliegen. Die Breite W¹ der beiden spiralförmigen Schlitze 19d' und 19e' ist etwas größer als die Breite W der spiralförmigen Schlitze 19d und 19e der Feder 19 nach Fig.2. Die Spiralen 19d' und 19e' nach Fig.3 repräsentieren Kurven, die in einer Ebene liegen und jeweils durch einen Punkt beschrieben werden, der sich mit einer konstanten Geschwindigkeit von einem Festpunkt weg oder auf ihn zu bewegt, während der Radiusvektor, der von dem Festpunkt ausgeht, mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit rotiert. Eine solche Spirale wird als archimedische Spirale bezeichnet. Wie bei der Feder I9 nach Fig. 2 kann man feststellen, daß die beiden spiralförmigen Schlitze 19d^f und 19e' eine langgestreckte, einer Blattfeder ähnelnde Feder abgrenzen, die zu einer engen Spirale eingerollt ist, so daß die ganze Blattfeder in einer Ebene liegt· Die Feder 19' nach Fig.3 hat im wesentlichen die gleiche Kennlinie wie die Feder I9, deren Kennlinie in Fig.2a dargestellt ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Druckdrähte aus ihrer Ruhestellung in ihre Anschlagstellung längs einer Strecke von etwa 1,9 mm bewegt. Im Gegensatz zu der logarithmischen Beziehung, die sich bei der Feder ergibt, die in Fig.2 der US-PS 5 69O 4-J1 dargestellt ist, ergibt sich gemäß der vorliegenden Erfindung eine ähnliche lineare Beziehung zwischen der Auslenkung und der Federkraft. Dieser lineare Verlauf der Feder-

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kraftkurve macht es erheblich einfacher, die Betätigungskraft zu bestimmen, die durch die Spule 17 des Elektromagneten erzeugt werden muß, und außerdem ermöglicht die erfindungsgernäße Konstruktion der Feder eine erheblich größere Auslenkung, ohne daß die Feder über ihre Elastizitätsgrenze hinaus verformt wird. Somit besteht bei den Federn 19 und 19¹ längs der gesamten Hubstrecke der Druckdrähte 15 eine lineare Beziehung zwischen der Auslenkung und der Federkraft.

Wird die Magnetspule 17 stromlos gemacht, nachdem der zugehörige Druckdraht betätigt worden ist, hat die Federkraft im wesentlichen ihren maximalen Wert und hierbei steht der Druckgrad ausschließlich unter dem Einfluß der Feder 19. Die durch die Feder 19 in diesem Zeitpunkt auf den Anker 18 ausgeübte Kraft bewirkt, daß der Anker schnell in seine Ruhestellung zurückgeführt wird.

Fig Λ zeigt eine abgewandelte Aus f uhr ungs form der Feder gemäß Fig. j5, die Ausschnitte 19k bzw. 19I hinter den Endabschnitten 193' und 20h¹ in den Sjhlitzen aufweist, die in der Feder ausgenommen sind, ■ um die Torsionsbeanspruchungen wegzunehmen, die an den Punkten 20a bzw. 20b auftreten. In gleicher Weise sind die Schlitze 20c und 2Od in der Nähe der inneren Enden 19g' und 19f' im Schlitz 19 vorgesehen, um die Torsionsbeanspruchungen wegzunehmen, die anderenfalls an den Funkten 2Oe und 2Of auftreten würden. Die Feder nach Fig.4 besteht demgemäß aus einem kontinuierlichen äußeren Ring R und einem kontinuierlichen inneren Ring R". Die Spiralfederabschnitte 52 und 3^ sind mit ihren äußeren Enden am Außenring R durch radial ausgerichtete Verbindungsabschnitte 20a und 20b gekoppelt, die in Querrichtung auf die Spiralfederabschnitte ausgerichtet sind und mit ihren inneren Enden am Ring R' durch radial ausgerichtete Verbindungsabschnitte 2Oe und 2Of verbunden sind, die quer auf die Spiralfederabschnitte ausgerichtet sind. Dieser Aufbau verbessert die Lebensdauer der Feder beträchtlich, indem merklich die TorsionsDeanspruchungen vermindert werden, die sonst an den inneren und äußeren Enden der Spiralfederabschnitte auftreten.

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Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist somit durch die Erfindung eine neuartige Federkonstruktion geschaffen worden, die es im Gegensatz zum bisherigen Stand der Technik bei Elektromagnetbaugruppen der genannten Art ermöglicht, einen schlanken Druckdraht längs einer erheblich längeren Strecke zu bewegen.

Patentansprüche

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Claims

- 14 Patentansprüche:

l.^Slektromagnetoaugruppe mit einem Gehäuse, einem Schaftteil mit einer sich über seine ganze Länge erstreckenden axialen Öffnung von kleinem Durchmesser, das am vorderen Ende des Gehäuses befestigt ist, einer in dem Gehäuse angeordneten, einen Abschnitt des Schaftteils umschließenden ringförmigen Magnetspule, einem in das hintere Ende des Gehäuses eingeschraubten Stirnwandteil, einem Anker, der in dem Gehäuse und gleichachsig mit ihm so angeordnet ist, daß mindestens sein vorderer Abschnitt in das hintere Ende der Magnetspule hineinragt und er durch das Magnetfeld der erregten Spule aktiviert wird, sowie mit einem in der axialen Öffnung des Schaftteiles angeordneten, schlanken, langgestreckten Druckdraht, dessen vorderes Ende über das vordere Ende des Schaftteils hinausragt, und dessen hinteres Ende am vorderen Ende des Ankers befestigt ist, wobei eine kreisrunde Feder vorhanden ist, deren Mitbelabschnitt am hinteren Abschnitt des Ankers befestigt ist und das Gehäuse eine Ringschulter aufweist, an der sich der äußere Rand der Feder abstützt und wobei die Feder aus einem elastischen, metallischen Flachmaterial

hergestellt ist, nach Patent (Patentanmeldung

P 22 57 246.9),

dadurch gekennzeichnet, daß die Feder einen Innenring (R') und einen konzentrischen äußeren Ring (R) aufweist und daß zwei Spiralabschnitte (32,33) mit ihren inneren Enden einstückig mit dem Innenring und mit ihren äußeren Enden einstückig mit dem Außenring verbunden sind.

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-Ip-
2. Elektromagnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralfederabschnitte (32,33) diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
3. Elektromagnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet , daß die inneren Enden (2Oe,20 1) der Spiralfederabschnitte (32, 33) diametral zueinander angeordnet sind.
4. Elektromagnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien äußeren Enden (20a,20b) der Spiralfederabschnitte (32,33) quer auf den Spiralfederabschnitt ausgerichtet sind, wodurch ein integraler Verbindungsabschnitt zwischen dem Spiralfederabschnitt und dem äußeren Ring gebildet wird, um die Torsionsbeanspruchungen während der Ausbiegung der Feder beträchtlich zu vermindern.
5. Elektromagnetbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der inneren Endabschnitte der Spiralfederabschnitte in Querrichtung auf den Spiralfederabschnitt ausgerichtet sind, wodurch ein integraler Verbindungsabschnitt zwischen dem Spiralfederabschnitt und dem Innenring gebildet wird, wodurch die Torsionsbeanspruchungen während der Auslenkung der Feder beträchtlich vermindert werden.

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