DE3425574C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben eines in eine Magnetspule tauchenden Tauchkerns, insbesondere zur Verwendung in Druckern.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus DE-OS 28 31 307 bekannt. Bei ihr wird zum Verstellen des Tauchkerns die Spule zunächst mit einem möglichst großen Strom beaufschlagt, der erniedrigt wird, sobald die Spule angezogen hat.

Zum Halten eines Tauchkerns in seiner verstellten Lage, ist es aus DE-OS 31 39 610 bekannt, durch die Spule einen getakteten Strom zu senden. Mit Hilfe eines getakteten Stroms ist es auch möglich, das Ausmaß der Verstellung eines Tauchkerns in Abhängigkeit vom Tastverhältnis der Taktung einzustellen. Derartiges ist in DE-OS 22 27 551 beschrieben. Dort geht es nicht darum, den Tauchkern ausgehend von seiner Ruhelage immer in dieselbe Endstellung zu überführen.

Werden Tauchkerne schlagartig von ihrer Ruhelage in die Endstellung überführt, kommt es zu starken Geräuschen, wenn die Last auf den Kern erheblich unter der maximal möglichen Last bleibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Antreiben eines Tauchspulenkerns anzugeben, die so ausgebildet ist, daß nur geringe Anschlaggeräusche auftreten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verstellt sich der Tauchkern sobald die Anzugskraft größer wird als die Belastung des Kerns. Dadurch wird er bereits in die Endstellung überführt bevor die maximale Spannung an der Spule abfällt und damit die maximale Verstellkraft wirkt. Der Kern wird daher unter relativ wenig Energiezufuhr verstellt, weswegen er nur ein relativ schwaches Anschlaggeräusch erzeugt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren näher veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine herkömmliche Treiberschaltung für eine Magnetspule,

Fig. 2A-C Signalformen zum Erläutern der Schaltung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Treiberschaltung für eine Magnetspule,

Fig. 4A-D Signalzüge zum Erläutern der Funktion der Schaltung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Treiberschaltung,

Fig. 6A und B Signalzüge, wie sie in der Schaltung gemäß Fig. 5 auftreten,

Fig. 7 ein Diagramm zum Erläutern des Anzugsverhaltens eines Magnetkerns und

Fig. 8 eine schematische Ansicht einer Magnetspule zum Verwenden mit einer erfindungsgemäßen Schaltung.

Anhand der Fig. 1 und 2 werden zunächst der Aufbau und die Wirkungsweise einer herkömmlichen Treiberschaltung für Magnetspulen erläutert. Es liegt eine Magnetspule 10 vor, deren einer Anschluß mit einer Gleichspannungsquelle 12 (+V) verbunden ist. Das andere Ende steht mit einem Schalttransistor in Verbindung, dessen Basis ein rechteckförmiges Treibersignal zugeführt wird.

Auf das Anlegen des Rechteckpulses an die Basis des Schalttransistors 14 wird von diesem das in Fig. 2A dargestellte Signal an die Magnetspule 10 gegeben, wodurch der in Fig. 2B dargestellte Strom fließt. Dem Strom entsprechend wird eine Anzugskraft auf den Tauchkern der Spule ausgeübt. Wenn die Anzugskraft größer wird als die vorliegende Last, bewegt sich der Kern gemäß Fig. 2C in seine Endlage C. Die Bewegung des Kernes ist sehr schnell, da beim Erreichen der Endstellung Kraft im Übermaß auf den Kern ausgeübt wird, was zu einem Anschlaggeräusch und zu Rauschsignalen führt. Wenn der Strom abgeschaltet wird, kehrt der Kern aufgrund der Kraft einer Rückstellfeder in seine Ausgangsstellung zurück.

Um sicheren Betrieb zu gewährleisten, ist die Anzugskraft auf einen solchen Wert eingestellt, daß sie auch bei maximaler Belastung zum Verstellen des Kerns ausreicht. Ist die Belastung klein, wird durch das Übermaß an Kraft ein starkes Anschlaggeräusch erzeugt.

Die erfindungsgemäße Schaltung gemäß der Ausführungsform von Fig. 3 weist einen an eine Gleichspannungsquelle 22 (+V) angeschlossenen Transistor 20 auf. Die Gleichspannung ist so eingestellt, daß ein durch sie hervorgerufener Strom in der Lage ist, eine Kraft auf einen Spulenkern auszuüben, die auch noch bei hoher Belastung zum Verstellen des Kernes führt. Der Emitter des Transistors 20 ist mit dem einen Ende einer Magnetspule 24 verbunden, deren anderes Ende geerdet ist. Der Basis des Transistors 20 wird ein Dreiecksignal von einem Dreieckssignalgenerator 26 zugeführt.

Auf das Dreieckssignal hin gibt der Transistor 20 das in Fig. 4A dargestellte Signal an die Magnetspule 24, wodurch der in Fig. 4B dargestellte Strom fließt, dem, wie bereits angegeben, die Anzugskraft des Kerns entspricht. Wird die Anzugskraft wieder größer als die Belastung, bewegt sich der Kern in seine Endstellung C und wird dort festgehalten, wie dies in Fig. 4C dargestellt ist. In der Endstellung C hat die Anzugskraft ihren möglichen Maximalwert nicht erreicht. Ein Übermaß an Kraft, das auf den Kern ausgeübt wird, ist daher klein, wodurch Anschlagsgeräusche und Rauschsignale in ihrem Ausmaß verringert sind. Ist der Kern stark belastet, so bewegt er sich, wie in Fig. 4D dargestellt. Sowohl im Fall gemäß Fig. 4C wie auch in dem gemäß Fig. 4D beginnt die Bewegung des Kerns in einem unteren Bereich des ansteigenden Spulenstromes und endet an einem höheren. Daher ist die überschüssige Kraft, die auf den Kern beim Erreichen der Endstellung ausgeübt wird, minimal, was zu minimalen Anschlagsgeräuschen führt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 liegen zwei Sägezahngeneratoren vor, von denen der erste Generator 30 das Sägezahnsignal I gemäß Fig. 6A und der zweite Generator 32 das Sägezahlsignal II gemäß Fig. 6A abgibt. Das Sägezahnsignal I wird dem negativen Eingang 340 eines Komparators 34 zugeführt, während das zweite Sägezahnsignal II dessen positivem Eingang 342 zugeführt wird. Der Komparator gibt das Ausgangssignal gemäß Fig. 6B ab, das einem Spulentreiber 36 zugeführt wird, der auf den Zug von Impulsen gemäß Fig. 6B hin eine Spule 38 mit Stromstößen versorgt, deren Länge von der Pulsbreite der Impulse gemäß Fig. 6B abhängt. Bei einer bestimmten Länge der Impulse mit zunehmender Länge wird der Kern verstellt.

Wie es in Fig. 7 durch die Kurve X dargestellt ist, wird die auf den Spulenkern ausgeübte Anzugskraft in der Regel nahe der Endstellung selbst dann groß, wenn der Spulenstrom auf einem vorgegebenen Wert festgehalten wird. Das Übermaß an ausgeübter Kraft wird daher nahe der Endstellung groß. Dies führt zu verstärktem Anschlaggeräusch. Wenn die mit dem Kern verbundene Rückstellfeder jedoch die in Kurve Y von Fig. 7 dargestellte Charakteristik aufweist, ergibt sich insgesamt eine Anzugskraft, wie sie durch die gestrichelte Linie Z dargestellt ist. Dadurch wird das Anschlaggeräusch weiter verringert.

Der Spulenaufbau gemäß Fig. 8 weist eine Rückstellfeder 40 auf, die zwischen einer Spule 42 und einem Tauchkern 44 angeordnet ist. Die Rückstellfeder 40 weist die Charakteristik gemäß Kurve Y von Fig. 7 auf. Sie dient dazu, das Übermaß an Kraft auf den Kern nahe dessen Endstellung zu minimalisieren.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Antreiben eines Tauchkerns, mit einem Steuersignalgenerator (26) zum Einstellen des Stroms durch die den Tauchkern aufnehmende Magnetspule (24, 38), wobei der Tauchkern von einer Endstellung in die andere verstellt wird, wenn die Anzugskraft größer wird als die Last, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator so ausgebildet ist, daß er die an der Spule abfallende Spannung unabhängig von der auf den Tauchkern wirkenden Last allmählich von einem Minimal- auf einen Maximalwert erhöht, wobei

• - der Minimalwert so gering ist, daß bei ihm der Tauchkern auch bei einer geringeren Last als der maximalen Last noch nicht angetrieben wird, und
• - der Maximalwert so groß ist, daß bei ihm der Tauchkern auch bei maximaler Last verstellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (26) so ausgebildet ist, daß er Impulse einer vorgegebenen Spannung mit zunehmender Dauer ausgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuersignalgenerator (26) folgende Teile aufweist:

• - einen ersten Sägezahngenerator (30), der ein Sägezahnsignal einer ersten Frequenz abgibt,
• - einen zweiten Sägezahngenerator (32), der ein Sägezahnsignal einer zweiten Frequenz abgibt,
• - einen Komparator (34), der die Pegel der beiden Sägezahnsignale miteinander vergleicht und einen Zug von Spannungsimpulsen ausgibt, deren Pulsbreite vom Vergleichsergebnis abhängt, und
• - einen Spulentreiber (36) zum Ansteuern der Spule abhängig vom Impulszug vom Komparator.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine Rückstellfeder, deren Rückstellkraft derartig zunimmt, daß die Summe aus Rückstellkraft und Kraft der Magnetspule auf den Tauchkern im wesentlichen linear mit der Verstellung des Tauchkerns zunimmt.