DE2642832A1 - ELECTROMAGNET FOR ACTIVATING A PRESSURE ELEMENT - Google Patents
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Description
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Dipl.-Ing. Günther KochDipl.-Ing. Günther Koch
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Datum: 2^- September 1976Date: 2 ^ - September 1976
Unser Zeichen: 15 644 - Κ/ΑρOur reference: 15 644 - Κ / Αρ
Oki Electric Industry Co., Ltd., 10 Shiba Kotohira-cho Minato-ku, Tokyo / JapanOki Electric Industry Co., Ltd., 10 Shiba Kotohira-cho Minato-ku, Tokyo / Japan
Elektromagnet zur Betätigung eines DruckelementesElectromagnet for actuating a pressure element
Die sich ständig erhöhende Arbeitsgeschwindigkeit der Zentraleinheiten elektronischer Datenverarbeitungseinrichtungen erfordert eine entsprechend erhöhte Geschwindigkeit zum Ausdrucken. The constantly increasing working speed of the central units electronic data processing devices requires a correspondingly increased speed for printing.
Es sind verschiedene Bauformen von Schnelldruckern bekannt und die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schnellpunktdrucker zur Ausdrucken von Zeichen mittels einer Punktmatrix, und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Elektromagneten zum Antrieb eines solchen Punktdruckers„Various types of high-speed printer are known and the present invention relates to a high-speed dot printer for printing out characters by means of a dot matrix, and more particularly the invention relates to one Electromagnet to drive such a dot printer "
Ein herkömmlicher Druck-Elektromagnet, der in Verbindung mit Punktdruckern oder dgl. benutzt wird, ist in Figur 1 der Zeichnung im Querschnitt dargestellt. Mit dem Bezugszeichen 101 ist ein Joch aus magnetisch leitfähigem Material bezeichnet, an dem ein stationärer Kern 102 befestigt ist. 103 ist ein Punktdruckdraht, der in Löchern 104 und 105 des Jochs geführt istο Der stationäre Kern 102 und eine Kappe 112 lassen den Punktdruckdraht 103 hindurchtreten. Ein axial beweglicher Anker 106 ist am Druckdraht 103 fixiert. Die Erregerspule treibt den Anker nach der Druckpapieroberfläche, die in derA conventional printing solenoid used in connection with dot printers or the like is shown in FIG Drawing shown in cross section. The reference numeral 101 denotes a yoke made of magnetically conductive material, to which a stationary core 102 is attached. 103 is a point pressure wire routed in holes 104 and 105 of the yoke o The stationary core 102 and a cap 112 leave the dot printing wire 103 pass through. An axially movable one Anchor 106 is fixed to the pressure wire 103. The excitation coil drives the anchor towards the printing paper surface, which is in the
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Zeichnung nicht dargestellt ist und im folgenden als "Druckfläche" bezeichnet wird. Mit 108 ist eine Rückstell-Tellerfeder bezeichnet, deren Umfangsabschnitt am Joch 101 über ein Trägerelement 109 aus Plastikmaterial befestigt ist, während ihr Mittelabschnitt am Anker 106 festgelegt ist. Das Trägereiement 109 dient dazu, die Rückstellfeder 108 gegenüber Ermüdungserscheinungen zu schützen. Zwischen dem stationären Kern 102 und dem Anker ΙΟβ ist ein Spalt 110 vorgesehen. 111 ist ein Joch und mit 112 ist eine Kappe bezeichnet.Drawing is not shown and in the following as "printing area" referred to as. 108 with a return plate spring is referred to, the circumferential portion of the yoke 101 over a support member 109 made of plastic material is fixed while its central portion is fixed to the anchor 106. That The carrier element 109 serves to oppose the return spring 108 To protect fatigue. A gap 110 is provided between the stationary core 102 and the armature ΙΟβ. 111 is a yoke and 112 is a cap.
Durch Erregung der Spule 107 mit Strom, wie in Figur 2 (I) dargestellt ist, wird ein Magnetfluß erzeugt, der über das Joch 101, das Joch 111, den Anker ΙΟβ und den stationären Kern 102 geschlossen wird, um den Anker 106 zu veranlassen, sich unter Verminderung des Luftspaltes 110 zu verschieben. Infolgedessen wird der Druckdraht 103 in Pfeilrichtung angetrieben und trifft auf die Druckoberfläche und hinterläßt dort einen Punkt. Mit der Erhöhung der Druckgeschwindigkeit wird der Druckdraht 103 immer schneller auf die Druckoberfläche hin bewegt und er ist einer starken Prallwirkung durch diese Oberfläche ausgesetzt und er wird durch die Rückstellfeder 108 zurückgezogen. Der Anker kollidiert daher mit der Kappe 112 und bewirkt die zweite Bewegung des Druckdrahtes 103 nach der Druckfläche und dies führt zu Nachteilen hinsichtlich einer verlängerten Zeitdauer bevor der Anker 106, wie aus Figur 2 (II) dargestellt zum Stillstand kommt, oder es wird schließlich ein Punkt mit dem Punktdraht 103 zweimal abgedruckt.By energizing the coil 107 with current, as shown in Figure 2 (I), a magnetic flux is generated, which through the Yoke 101, the yoke 111, the armature ΙΟβ and the stationary core 102 is closed in order to cause the armature 106 to move, reducing the air gap 110. Consequently the printing wire 103 is driven in the direction of the arrow and hits the printing surface and leaves a point there. As the printing speed increases, the Print wire 103 faster and faster towards the printing surface moved and he is subjected to a strong impact by this surface and he is by the return spring 108 withdrawn. The anchor therefore collides with the cap 112 and causes the second movement of the pressure wire 103 after the Pressure area and this leads to disadvantages in terms of an extended period of time before the armature 106, as shown in Figure 2 (II) comes to a standstill, or finally a point is printed twice with the point wire 103.
Die Erfindung betrifft einen Druck-Elektromagneten, der auf der inneren Oberfläche der Kappe in Axialrichtung auf den Anker hin gerichtet, eine Dämpfungsvorrichtung aufweist, die aus einem Anschlagelement mit geeigneter Masse und einem elastischen Element besteht, um die Zeitdauer zu vermindern, die zum Abfangen des Ankers bei der Rückbewegung auf Stillstand erfor-The invention relates to a pressure electromagnet on the inner surface of the cap in the axial direction on the Anchors directed towards, having a damping device, which consists of a stop element with a suitable mass and an elastic Element exists in order to reduce the time required to catch the armature during the return movement to a standstill.
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derlich ist und um zu verhindern, daß der Anker einer Prellwirkung unterworfen wird.that is and to prevent the anchor from bouncing is subjected.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dämpfungseinrichtung zu schaffen, die aus einem Anschlagelement und einem elastischen Element zwischen Anker und Kappe besteht, wodurch die Zeitdauer vermindert wird, die erforderlich ist, um den Anker bei seiner Rückbewegung zum Stillstand zu bringen.The invention is based on the object of creating a damping device that consists of a stop element and there is an elastic element between the anchor and the cap, reducing the time required to bring the armature to a standstill on its return movement.
Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Dämpfungseinrichtung zwischen Anker und Kappe, wodurch die Prellwirkung des Ankers vermieden und demgemäß ein unerwünschter Doppeldruck bei einer Betätigung des Ankers verhindert wird, selbst wenn die Druckgeschwindigkeit beträchtlich erhöht wird.Another object of the invention is to create a damping device between the armature and the cap, whereby the bouncing effect of the armature avoided and accordingly an undesired double pressure when actuating the armature is prevented, itself when the printing speed is increased significantly.
Weiter bezweckt die Erfindung eine Verminderung der Deformationsgeschwindigkeit des elastischen Elementes durch Benutzung einer relativ großen Masse für dieses Anschlagelement, d.h. groß im Vergleich mit der Masse des Ankers, wodurch die Dämpfungswirkung erhöht wird.The invention also aims to reduce the rate of deformation of the elastic element by using a relatively large mass for this stop element, i. large compared to the mass of the armature, which increases the damping effect.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. In the drawing show:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines herkömmlichen Druck-Elektrmagneten; Fig. 1 is a longitudinal section of a conventional push-type electromagnet;
Fig. 2 eine graphische Darstellung, die unter (I) die Wellenform des Erregerstroms, in (II) das Ausmaß der Versetzung des Ankers bei einem herkömmlichen Elektromagneten, und in (III) das Ausmaß der Versetzung des Ankers bei einem Druck-Elektromagneten gemäß der Erfindung zeigt;Fig. 2 is a graph which under (I) the Waveform of the excitation current, in (II) the amount of displacement of the armature in a conventional one Electromagnet, and in (III) the amount of displacement of the armature in the case of a pressure electromagnet shows according to the invention;
Fig. 3 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäß ausgebildeten Druck-Elektromagneten;3 shows a longitudinal section of a device designed according to the invention Pressure electromagnet;
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Pig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Dämpfers, bestehend aus einem Anschlagelement und einem elastischen Element.Pig. 4 is a perspective view of an embodiment of a damper consisting of a Stop element and an elastic element.
Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf Figur 3 beschrieben. Das Bezügszeichen 101 stellt wiederum ein Joch aus ferromagnetische!!! Material dar. An dem Joch ist ein stationärer Kern 102 befestigt. 103 ist ein Druckdraht. In dem* Joch 101 und dem stationären Kern 102 ist ein Loch vorgesehen, um den Punktdruckdraht 105 hindurchtreten zu lassen. In einer Kappe 112 ist ein Loch I05 vorgesehen. Auf dem Druckdraht 10J ist ein axial beweglicher Anker 106 angeordnet. Zum Antrieb des Ankers in Richtung auf die nicht dargestellte Druckfläche dient eine Erregerwicklung 107. Eine Rückstell-Tellerfeder 108 ist mit ihrem Umfangsabschnitt an dem Joch 101 mittels eines Trägerelementes I09 befestigt, das z.B. aus Plastikmaterial besteht. Der Mittelabschnitt der Tellerfeder ist am- Anker I06 festgelegt. Das Trägerelement I09 verhindert eine Ermüdung der Feder I08. Zwischen dem stationären Kern 102 und dem Anker 106 befindet sich ein Luftspalt. Auf dem Joch 101 ist ein Joch 111 ausgebildet. Mit dem Bezugszeichen 112 ist eine Kappe bezeichnet. Ein Anschlagelement besitzt eine im Vergleich zur Masse des Ankers I06 relativ große Masse und das Anschlagelement 113 liegt im Rückhub des Ankers und ist auf der inneren Oberfläche der Kappe 112 mittels eines elastischen Elementes 114 z.B. aus Gummi oder mittels einer Feder gelagert, wodurch eine Dämpfungsvorrichtung gebildet wird. Im Anschlagelement 113 ist ein Loch II5 vorgesehen. The invention is described in detail below with reference to FIG. The reference symbol 101 again represents a yoke made of ferromagnetic !!! Material is on the yoke a stationary core 102 attached. 103 is a printing wire. A hole is provided in the yoke 101 and the stationary core 102 to allow the dot pressure wire 105 to pass therethrough. A hole I05 is provided in a cap 112. On the An axially movable armature 106 is disposed on pressure wire 10J. To drive the armature in the direction of the not shown An excitation winding 107 serves the pressure surface. A return plate spring 108 is fixed with its peripheral portion to the yoke 101 by means of a support element I09, e.g. is made of plastic material. The middle section of the disc spring is fixed on the armature I06. The carrier element I09 prevents a fatigue of the spring I08. There is an air gap between the stationary core 102 and the armature 106. on a yoke 111 is formed on the yoke 101. Numeral 112 denotes a cap. A stop element has a relatively large mass compared to the mass of the armature I06 and the stop element 113 is in the return stroke of the Anchor and is on the inner surface of the cap 112 by means of an elastic element 114, for example made of rubber or by means of a spring mounted, whereby a damping device is formed will. A hole II5 is provided in the stop element 113.
Durch Erregung der Spule I07 mit einem aus Figur 2 (I) dargestellten Erregerstrom liefert der resultierende Magnetfluß einen geschlossenen Kreis über das Joch 101, das Joch 111, den Anker I06 und den stationären Kern 102, so daß der Anker imBy energizing coil I07 with one shown in Figure 2 (I) Excitation current supplies the resulting magnetic flux in a closed circuit via the yoke 101, the yoke 111, the Anchor I06 and the stationary core 102, so that the anchor in the
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Sinne einer Verminderung des Luftspaltes 110 versetzt wird. Infolgedessen wird der Druckdraht 103 in Pfeilrichtung angetrieben und trifft auf die nicht dargestellte Druckfläche um einen Punktabdruck auf dieser zu erzeugen. Nach Vollendung des Punktausdrucks wird der Punktdruckdraht 103 durch die Druckfläche zurückgeprellt und gleichzeitig durch die Rückstellfeder 108 zurückgezogen. Infolgedessen trifft der Anker 106, der auf dem Druckdraht 103 fixiert ist, auf das Anschlagelement 113 auf und infolge der relativ großen Masse des Anschlagelementes im Vergleich zur Masse des Ankers 106 bewegen sich Anschlagelement 113 und Anker 106 in gleicher Richtung, jedoch mit einer relativ geringen Geschwindigkeit, wodurch eine Deformation des elastischen Elementes 114 zustande kommt. Ein Teil der Energie dieser Deformation wird als Wärmeenergie verbraucht, während der Rest als kinetische Energie den Anker 106 und das Anschlagelement 113 zurückdrückt und diese Teile bewegen sich daher mit einer relativ niedrigen Geschwindigkeit zurück. Auf diese Weise überträgt der Anker 106 seine kinetische Energie auf das Anschlagelement 113 und er wird von diesem mit einer Geschwindigkeit zurückgetrieben, die sehr viel kleiner ist als die Anfangsgeschwindigkeit bei Auftreffen auf das Anschlagelement 113* wodurch die Vibration des Ankers abgeschwächt wird und ein Stillstand sehr schnell, wie aus Figur 2 (III) ersichtlich ist, erreicht werden kann. Es wird daher möglich, die bis zum Stillstand erforderliche Zeit zu vermindern und Doppelausdrucke durch Prellwirkung des Druckdrahtes 103 zu vermeiden.The meaning of a reduction in the air gap 110 is offset. As a result, the printing wire 103 is driven in the direction of the arrow and hits the printing surface, not shown, in order to produce a dot imprint on it. After completion of the dot expression, the dot pressure wire 103 is bounced back by the pressure surface and at the same time by the return spring 108 withdrawn. As a result, the anchor 106, which is fixed on the pressure wire 103, hits the stop element 113 move on and due to the relatively large mass of the stop element compared to the mass of the armature 106 Stop element 113 and armature 106 move in the same direction, but at a relatively low speed, whereby a deformation of the elastic element 114 occurs. Part of the energy of this deformation is called thermal energy consumed, while the remainder as kinetic energy presses back the armature 106 and the stop element 113 and these parts therefore move back at a relatively slow rate. In this way, the armature 106 transmits its kinetic Energy on the stop element 113 and it is driven back by this at a speed that is very is much smaller than the initial speed when hitting the stop element 113 *, which causes the vibration of the armature is weakened and a standstill can be achieved very quickly, as can be seen from FIG. 2 (III). It will therefore it is possible to reduce the time required to stand still and to double printouts by the bouncing effect of the print wire 103 to avoid.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sollte die Masse des Anschlagelementes 113 natürlich im Hinblick auf die Elastizität des elastischen Elementes 114 bemessen werden, und zwar zusätzlich zu den Erwägungen hinsichtlich der Masse des Ankers lo6. Bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel kann das elastische Element 114 frei vibrieren, aber es ist auch möglichIn the embodiment described above, the mass of the stop element 113 should of course in view of the elasticity of the resilient member 114 in addition to the considerations regarding the mass of the anchor lo6. In the above embodiment, the elastic member 114 can vibrate freely, but it is also possible
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den Hub zu begrenzen, beispielsweise in der Weise, daß das Anschlagelement nur innerhalb eines gewissen Abstandes von der Kappe 112 beweglich ist. Weiter ist es möglich, durch Abstützung des Ankers durch die Rückstellfeder 108 keine Löcher 105 und 115 in der Kappe 112 und dem Anschlagelement 113 anzuordnen und die Länge des Druckdrahtes I03 zu verkürzen. to limit the stroke, for example in such a way that the stop element only within a certain distance of the cap 112 is movable. It is also possible by the restoring spring 108 to support the armature To arrange holes 105 and 115 in the cap 112 and the stopper 113 and to shorten the length of the pressure wire I03.
Das Anschlagelement 115 besteht vorzugsweise aus nicht-ferromagnetischem Material, z.B. aus Messing und ist vorzugsweise als Scheibe ausgebildet.The stop element 115 is preferably made of non-ferromagnetic Material, e.g. made of brass, and is preferably designed as a disc.
Das elastische Element 114 kann z.B. aus einem zylindrischen Gummistück bestehen, oder auch aus einer Spiralfeder, oder zwei Tellerfedern und es kann auf dem Anschiagelement 113 dadurch montiert werden, daß ein Ende des Elementes in eine entsprechende Nut des Anschlagelementes 113 eingreift.The elastic member 114 may, for example, consist of a cylindrical Rubber piece, or also from a spiral spring, or two disc springs and it can be on the stop element 113 be mounted in that one end of the element engages in a corresponding groove in the stop element 113.
Die Erfindung ist nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und es können zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.The invention is not restricted to the exemplary embodiment described above and numerous modifications can be made without departing from the scope of the invention.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist der Druck-Elektromagnet gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch das Vorhandensein einer Dämpfungsvorrichtung, die aus einem Anschlagelement geeigneter Masse und einem elastischen Element besteht, das das Anschlagelement zwischen dem Anker und der Kappe trägt und so in der Lage ist, die Bewegung des Ankers schnell abzufangen und wiederholte Berührungen des Punktausdruckdrahtes mit der Druckoberfläche zu vermeiden, was vom Prellen des Druckdrahtes herrühren könnte.As can be seen from the above description, the pressure electromagnet according to the invention is characterized by the presence of a damping device consisting of a stop element of suitable mass and an elastic element consists, which carries the stop element between the armature and the cap and is thus able to control the movement of the armature quick to intercept and repeated touches of the point term wire with the printing surface to avoid which could result from the bouncing of the printing wire.
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