DE2846215A1

DE2846215A1 - Solenoid insbesondere fuer drahtdrucker

Info

Publication number: DE2846215A1
Application number: DE19782846215
Authority: DE
Inventors: Leslie Lee Crump; Victor John Italiano; John William Reece
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR International Inc
Priority date: 1977-10-27
Filing date: 1978-10-24
Publication date: 1979-05-03
Also published as: YU244678A; GB2007027A; US4137513A; FR2407078B1; CA1093382A; GB2007027B; JPS6361764B2; JPS5472458A; DE2846215B2; DE2846215C3; FR2407078A1

Description

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein Solenoid, welches insbesondere zur Verwendung in Drahtdruckern bestimmt ist.

Solenoide, in welchen ein Anker innerhalb einer Spule so angeordnet ist, daß er bei Erregung bzw. Entregung derselben vor und zurück bewegt wird, werden beispielsweise in Matrixdruckern verwendet, um einen an dem Anker befestigten Druckdraht zu bewegen, wobei häufig eine Gruppe solcher Drähte, von denen jeder sein eigenes Betatigungssolenoid aufweist, dazu verwendet wird, zeichendarstellende Punktmatrizes zu drucken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines solchen Solenoids wesentlich zu vereinfachen und die Anzahl der hierfür erforderlichen Teile wesentlich zu vermindern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die im Patentanspruch 1 definierte Erfindung weist den Vorteil auf, daß auf Grund der Teile mit vergrößertem Durchmesser in dem Spulenkörper und in dem zweiten Polstück Schultern gebildet werden, welche Auflageflächen für die anliegenden Teile bilden und dadurch eine Abstandshalterung innerhalb der Anordnung mit einer minimalen Anzahl von Teilen ermöglichen.

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Der Spulenkörper besitzt an jedem Ende eine Führung für die entsprechenden Polstücke und bildet eine zentrale Halterung für die magnetischen Elemente, wodurch ermöglicht wird, daß der Anker konzentrisch zu den Polstücken gelagert ist. Er bildet ferner eine Führungsfläche für den Anker.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel derselben anhand von Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Matrixdruckers, welcher mehrere Solenoids gemäß der Erfindung enthält; und

Figur 2 eine Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Solenoids zur Darstellung von Einzelheiten desselben.

In Figur 1 ist ein kompakter Hochgeschwindigkeits-Matrixdrucker 10 dargestellt, von dem die Abdeckhaube entfernt ist, um die verschiedenen internen Baugruppen sichtbar zu machen, welche in einem rechteckigen Gehäuse 12 angeordnet sind. Durch einen Antriebsmotor 14 wird eine Gruppe von Zahnrädern 16, eine Steuertrommel 18 und ein Kegelrad 20 angetrieben, um einen Streifen kontinuierlich durch die Druckstation zu transportieren. Die Steuertrommel 18 wird kontinuierlich angetrieben und bewirkt eine hin- und hergehende seitliche Bewegung eines Druckwagens 22, welcher eine Anzahl Drucksolenoide 24 trägt. Diese Drucksolenoide bewirken einen Punkt-Matrix-Druck auf Druckpapier,

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welches über ein Druckgegenlager 26 geführt wird, das die Form einer quer durch den Drucker verlaufenden flachen Schiene aufweist. Die Drucksolenoide 24 werden während einer Druckoperation eine Strecke von 15,24 bis 17,78 mm bewegt, wobei in jeder Bewegungsrichtung des Wagens 22 gedruckt wird. Am Ende jeder Druckzeile wird das Papier mittels eines Punktforderarms 28 um eine Punktteilung weitertransportiert, wobei zum Drucken eines Punkt-Matrix-Zeichens mit einer Höhe von 7 Punkten der Förderarm 28 bis zum Abdruck einer vollständigen Zeichenzeile insgesamt 7 solcher Transportschritte vornehmen muß. Ein Zeilenförderarm 30 transportiert das Druckpapier von einer Zeichenzeile zur nächsten.

Anhand der eine Schnittansicht darstellenden Figur 2 sei nun eines der Drucksolenoide 24 im einzelnen beschrieben, welche ein äußeres Gehäuse 40 mit zylindrischer Form aufweisen. Das rechte Ende des Solenoids entspricht dem unteren oder sich nach unten erstreckenden Ende der in Figur 1 dargestellten Solenoide 24, bei denen der zugeordnete Druckdraht bei Betätigung des Solenoids gegen das Papier bzw. das Druckgegenlager 26 schlägt. Das zylindrische Gehäuse 40 ist auf seiner einen Seite durch eine kreisförmige Kappe 42 und auf seiner anderen Seite durch einen Kern- oder unteren Polteil 44 abgeschlossen, welcher eine durchgehende öffnung aufweist und einen kreisförmigen Flansch 46 besitzt, durch welchen das untere Ende des Gehäuses abgeschlossen wird. Neben der Kappe 42 liegt ein oberes Polstück, welches die Form einer Scheibe aufweist und eine Öffnung 48 besitzt, um einen Anker-

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mantel 50 aufzunehmen, welcher einen Ankerkern 52, an welchem ein Druckdraht 54 befestigt ist, umgibt. Anliegend an einer Schulter im Inneren des Polstückes 44 ist eine Lagerbuchse 56 angeordnet, durch welche der Druckdraht 54 hindurchgeführt ist. Die Buchse bildet ferner eine Auflagefläche für eine Rückführfeder 60, welche dazu dient, den Ankerkern 52 in die Ruhestellung zurückzubewegen. Die Feder 60 sitzt mit ihrem einen Ende in einer Ausnehmung 72 der Buchse 56 und mit ihrem anderen Ende auf einem Ansatz des Ankerkerns 52 mit vermindertem Durchmesser. Ein Spulenkörper 62 in Form einer Hülse oder Buchse mit einem daran angeordneten Flansch 63 dient zur Aufnahme der Spulenwicklung innerhalb des mit 64 bezeichneten Raumes. Der Spulenkörper 62 sitzt mit seinem einen Ende auf dem oberen Polstück 47 und bildet mit einer an ihr vorgesehenen Ansenkung oder Schulter 74 einen Ansatz oder eine Auflagefläche für das untere Polstück 44. Der Flanschteil 46 des Polstückes 44 besitzt eine ringförmige Nut 66, in welche das Gehäuse 40 eingebördelt werden kann, um einen sicheren Sitz für die Teile der Anordnung zu schaffen. Die Kappe 42 besitzt einen abgeschrägten oder kegelstumpf förmigen Teil 68, über welchem nach dem Zusammenbau des Solenoids 24 das Gehäuse 40 ebenfalls umgebördelt wird.

Der Spulenkörper 62 bildet somit eine Führungsfläche für den Anker und eine zentrale Halterung für die internen magnetischen Elemente, nämlich den Tauchankermantel 50 und die Polstücke 44 und 47. Der Spulenkörper 62 bewirkt, daß der Anker konzentrisch zu den Polen gelagert ist und die innere Schulter 74 des Spulenkörpers bestimmt den Luftspalt zwischen dem Polstück 44 und dem Tauchanker sowie die Vorspannung für die Feder 60.

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Das untere Polstück 44 besitzt eine vergrößerte Öffnung 69 und eine Schulter 70, auf welcher die Lagerbuchse 56 aufsitzt, wobei wiederum die Feder 60 in einer Vertiefung 72 dieser Buchse aufsitzt und in den hohlen Kern des Solenoids ragt. Die Schulter 74 innerhalb des Spulenkörpers 62 ist vorgesehen, um als Anschlag für den Endteil 76 des Polstückes 44 zu dienen, wobei der Spulenkörper ferner als Führung für den Ankermantel 50 dient, welcher bei Erregung der Spule entgegen der Kraft der Feder 60 bewegt wird. Das Polstück 47 ist mit einer ringförmigen Schulter 78 versehen, welche das eine Ende des Spulenkörpers 62 aufnimmt. Durch den Ankerkern 52 und durch den Spulenkörper 62 wird der innere bzw. äußere Durchmesser des abgeschrägten oder konischen Luftspalts 80 bestimmt. Die konischen Flächen 82 und 84 des Polstückes 44 bzw. des Ankermantels 50 definieren und begrenzen den Luftspalt 80 in axialer Richtung des Solenoids 24, wobei die Fläche 82 in bezug auf den Spulenkörper 62 und in bezug auf die Buchse 56 axial fixiert ist, während die Fläche 84 axial bewegbar ist, wenn der Ankerkern 52 und der Mantel 50 entgegen der Kraft der Feder beim Erregen der Spule 64 über die Anschlußleiter und 88 bewegt wird. Die Richtung des Flußpfades ist durch die Pfeile 90 angedeutet.

Obwohl der Ankermantel 50 und der Ankerkern 52 separate Teile sind, sind sie doch dauerhaft miteinander verbunden, so daß sie sich zusammen mit dem Druckdraht 54 als eine Einheit bewegen und sie sind so gelagert, daß der Luft- oder Arbeitsspalt 80 durch das Zentrum der Spule 64 oder in Figur 2 nach rechts verläuft. Durch diesen Aufbau wird der Streufluß und

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damit der nicht produktive Anteil des Magnetflusses wesentlich vermindert und es wird eine Herabsetzung der magnetomotorischen Kraft im Ankerkern erreicht.

Die magnetischen Teile des Solenoids 24, wie der Ankermantel 50, das Polstück 44, das Polstück und das Gehäuse 40, bestehen aus Stahl mit niedrigen Kohlenstoffgehalt, welcher vorzugsweise vergütet ist, während die Feder 60 und der Druckdraht 54 aus Klaviersaitendraht bestehen. Der Ankerkern 52, die Lagerbuchse 54 und die Kappe 42 bestehen aus Kunststoff, wobei die Art des Kunststoffs im Hinblick auf die an verschiedenen Stellen des Solenoids erforderliche Schlagfestigkeit und Verschleißfestigkeit gewählt wird. Der Spulenkörper 62 besteht aus Kunststoff oder Nylon, und zwar im Hinblick auf eine hohe geforderte Abriebfestigkeit und einen niedrigen Reibungskoofizienten.

Bei dem oben beschriebenen Solenoidaufbau bildet die in dem hohlen Kern des Polstückes 44 angeordnete Buchse 56 eine Lagerfläche für den Druckdraht und eine genaue Auflagefläche für das eine Ende der Feder 60 und zwar auf Grund der im Inneren des Polstückes 44 ausgebildeten Schulter 70. Der Spulenkörper 62 ist mit seiner im Inneren vorgesehenen Schulter 74 in Eingriff mit dem Endteil des Polstückes 44, wodurch mit einem Minimum an Teilen eine genaue Abstandshalterung erreicht wird. Der Spulenkörper 62 wird wiederum durch die Schulter 78 des Polstückes 47 gehalten, um eine Führung für den Ankermantel 50 zu erreichen und zwar konzentrisch zu den Polstücken 44 und 47.

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Das oben beschriebene Solenoid läßt sich mit niedrigen Kosten herstellen und besitzt einen niedrigen Durchmesser und eine geringe Masse, wodurch nur eine geringere Leistung benötigt wird und eine geringere Erwärmung eintritt, so daß höhere Arbeitsgeschwindigkeiten erzielt werden können.

Selbstverständlich sind auch verschiedene Abwandlungen möglich, beispielsweise kann der Ankermantel 50 in der Nachbarschaft des Polstückes 47 und der Kappe 42 einen sich nach außen erweiternden Rand aufweisen. Dadurch ergibt sich eine erhöhte magnetische Kraft mit einer genauen Führung des Ankers, so daß in dem ringförmigen Raum zwischen dem Anker 50 und dem Polstück 47 ein genauer gleichmäßiger Luftspalt aufrechterhalten wird. Der Spulenkern 62 kann auch mit zwei Flanschen versehen sein oder es ist möglich, ihn ohne Flansche auszubilden, wobei in diesem zuletzt genannten Fall beim Wickeln der Spule auf die äußeren Windungen ein Bindemittel oder Klebstoff aufgetragen wird, um die Form der Spule 64 beizubehalten. Eine weitere Abwandlung kann auch darin bestehen, den die Feder 60 aufnehmenden Endteil der Buchse 56 aufzuweiten, um einen Preßsitz innerhalb des Kerns des Polstüekes 44 zu erreichen.

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Leerseite

Claims

NCR CORPORATION Dayton, Ohio (V.St.A.) Patentanmeldung Unser Az.: Case 2612/GER SOLENOID INSBESONDERE FÜR DRAHTDRUCKER Patentansprüche:

1.J Solenoid insbesondere zum Bewegen eines Druck-

ahtes in einem Drahtdrucker mit einer Spule, einem ersten mit einer öffnung versehenen und neben einem Teil der Spule angeordneten Polstück, mit einem zweiten mit einer öffnung versehenen und neben einem anderen Teil der Spule angeordneten Polstück, einem zwischen dem ersten und dem zweiten Polstück angeordneten Anker zum Bewegen des gegebenenfalls vorhandenen Druckdrahtes, wobei der Anker so angeordnet ist, daß er beim Erregen der Spule aus einer ersten in eine zweite Stellung und nach Entregen der Spule durch Rückstellmittel in die genannte erste Stellung zurückbewegt wird, und durch einen Spulenkörper, um welche die genannte Spule derart gewickelt ist, daß ein magnetischer Fluß durch einen durch die beiden Polstücke und den Anker gebildeten Pfad fließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (62) einen Teil mit einem vergrößerten Innendurchmesser aufweist, welcher das genannte erste Polstück (44) aufnimmt, um dessen Lage in bezug auf den Anker (50, 52) zu fixieren,

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und daß das zweite Polstück (47) einen Teil mit einem vergrößerten Innendurchmesser aufweist, in welchen der genannte Spulenkörper (62) eingreift, um den Abstand dieses zweiten Polstückes (47) von dem ersten Polstück (44) zu fixieren.

2. Solenoid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (62) eine Führungsfläche für den Anker (50, 52) bildet.

3. Solenoid nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil mit dem vergrößerten Innendurchmesser des zweiten Polstückes (47) eine ringförmige Vertiefung in diesem zweiten Polstück ist und eine Schulter (78) bildet, an welcher ein Ende des Spulenkörpers (62) anliegt.

4. Solenoid nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil mit dem vergrößerten Innendurchmesser des Spulenkörpers (62) eine ringförmige Vertiefung in dem Spulenkörper ist und eine Schulter

(74) bildet, an welcher ein Ende (76) des ersten Polstückes (44) anliegt.

5. Solenoid nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die entsprechenden Schultern (74 und 78) in dem Spulenkörper (62) und in dem zweiten Polstück (47) so angeordnet sind, daß sie eine konzentrische Lage für den Spulenkörper (63), das erste und zweite Polstück (44 bzw. 47) und für den Anker (50, 52) bewirken.

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6. Solenoid nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung in dem ersten Polstück (44) ein darin ortsfest angeordnetes Lagerglied (56) aufweist, in welchem eine Lagerflache für den durch dieses hxndurchgeführten Druckdraht ausgebildet ist.

7. Solenoid nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung einen Teil (69) mit einem vergrößerten Innendurchmesser besitzt, durch welchen eine Schulter (70) gebildet wird, an welcher das Lagerglied (56) anliegt.

8. Solenoid nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerglied (56) aus Kunststoff besteht.

9. Solenoid nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Rückstellen des Ankers (50, 52) durch eine Feder (60) gebildet werden, welche mit ihrem einen Ende in einer Ausnehmung (72) des Lagergliedes (56) und mit ihrem anderen Ende über einem Teil mit vermindertem Durchmesser des Ankers (52) sitzt.

10. Solenoid nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker aus einem äußeren Mantel (50) aus magnetischem Material besteht, welcher einen inneren Kern (52) aus nichtmagnetischem Material umgibt.

11. Solenoid nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Kern (52) aus Kunststoff besteht.

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12. Drahtdrucker enthaltend mindestens ein Solenoid nach einem der vorangehenden Ansprüche.

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