DE7036653U - Elektromagnetische vorrichtung. - Google Patents

Description

THE NATIONAL CASH REGISTER COMPANY Dayton, Ohio (V.St.A.)

ELEKTROMAGNETISCHE VORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung.bei der ein Elektromagnet mit eines Anker· zusammenarbeitet, der mit einem Betätigungsglied aus magnetischem Material verbunden ist.

Bei bekannten elektromagnetischen Vorrichtungen dieser Art ist der Anker direkt mit dem Betätigungsglied verschweißt oder verlötet; dies hat den Nachteil einer begrenzten Lebensdauer, da die Vorrichtungen Ermüdungserscheinungen bereits nach einer begrenzten Anzahl von Betätigungen aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist es,eine elektromagnetische Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der diese Nachteile weitgehend beseitigt werden*

Gegenstand der Erfindung ist somit eine elektromagnetische Vorrichtung mit einem Elektromagneten, der mit einem Anker zusammenarbeitet, der mit einem Betätigungsglied aus magnetischen Material verbunden ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Anker mit dem Betätigungsglied mittels eines elastomeren Material mit einer magnetischen Permeabilität verbunden ist, die größer als diejenige von Luft ist, so daß der bei Erregung des Elektromagneten erzeugte Fluß in einem Kreis aus Anker, elastomeren Material und Betätigungsglied fließen kann.

Es zeigt sich, daß eine elektromagnetische Vorrichtung gemäß der Erfindung den Vorteil hat, daß eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit erzielt werden kann,da die Masse des Ankers nicht unnötig groß zu sein braucht. Dieser Vorteil ergibt sich aus den magnetischen Eigen-

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schäften des elastomeren Materials, das das Schließen des Magnetischen Kreises durch einen das Betätigungeglied einschliefienden Pfad erlaubt.

Is 1st zu beachten, daß die vorliegende Erfindung besonders bei Schnelldruckern Anwendung findet, bei denen die durch die Erfindung geschaffenen Vorteile von besonderer Bedeutung sind.

Ein Aueführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand dtaZeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines Sehnelldrucker-Maehaüinüs axt einem~~ileictromagneten und einem Betätigungsglied gemäß der Erfinung,

Fig. 2 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt eines Teiles der Anordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 2A eine Vorderansicht auf den Anker des Elektromagneten gemäß Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigten Teile sind folgende: ein Schlagdruckhammer 28, zwei AuslegjBfxi&gefedern 31 zur Halterung des Druckhammers 28, je ein Anschlag 33 für die Auslegebiegefedern, ein Anschlag 44, der die Bewegung des Druckhammers begrenzt, eine Druckhammerrückholfeder 29, eine Anschlagsanordnung 24, die als Anschlag und Positionierung für den Druckhammer dient, ein Betätigungsglied in Form eines Hammerbetätigungsgliedes 17, das den Anker des Elektromagneten darstellt, ein Anschlagsglied 22, das an dem einen Ende des Druckhammerbetätigungsgliedes angebracht ist, und eine elektromagnetische Vorrichtung 54 mit einem Joch 11, auf dem die elektrischenHcklungen 13 und 91 des Elektromagneten angebracht sind, einem Drehpunkt 43 und einem beweglichen Ankerglied 86 für den Elektromagneten.

Die Fig. 2 und 2A der Zeichnung zeigen im Einzelnen zum Teil im Schnitt die elektromagnetische Vorrichtung 54 der Fig. 1. In Fig. 2 sind sowohl der Ankerarm 17 als auch das Joch 11 an einer Stelle in der Nähe des Drehpunktes 43 weggebrochen gezeigt.

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er dftdee.

Der Druckmechanismus gemäß Fig. 1 und 2 zeigt ein Joch 11, das sowohl große Abmessungen besitzt als auch von schwerer Konstruktion ist., Da dieser Teil des Mechanismus ortsfest in dem Druckerrahmen gelagert ist, stellt die für die Erzeugung des magnetischen Flusses mittels der Wicklungen 13 und 91 erforderliche große Masse keine Begrenzung in der Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung dar. Der Anker 86 in Fig. 1 und 2 und 2A besitzt ebenfalls große Abmessungen und eine massive Ausbildung, denn er muß ebenfalls den magnetischen Fluß weiterleiten,der von den Wicklungen 13 und 91 während der Operation der Vorrichtung erzeugt wird. Da der Anker 86 ein bewegliches Teil der Vorrichtung ist und während jeder Periode der Druckoperation beschleunigt und verzögert werden muß und da «te: ferner eine Masse darstellt, die verhältnismäßig weit von der Drehachse am Drehpunkt 43 entfernt ist, ist der Abteil des Ankers am !Trägheitemoment der beweglichen Glieder der -Druckvorrichtung beträchtlich. Da der Anker 86 möglichst wenig Masse und Trägheitsmoment haben sollte, ist es somit wünschenswert, seinen Materialanteil möglichst klein zu halten. Nachstehend werden die Faktoren,die eine Verringerung des Ankermaterials begrenzen,diskutiert und eine verbesserte Technik zur Verringerung der Ankermasse aufgezeigt.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist der Ankerarm 17,der die kinetische Energie vom Anker 86 an die Druckvorrichtung liefert, im Gegensatz zu der verhältnismäßig unförmigen und schweren Konstruktion des Joches 11 und des Ankergliedes 86 verhältnismäßig dünn -nd in dem Teil zwischen Drehpunkt 43 und Druckhammer 28 nahezu spindelförmig. Diese Konstruktion ist eine weitere Entwicklung dahingehend, die Masse und däerfü£ftgheitsmoment d^er Druckvorrichtung zu verringern. Gerade die Reduzierung des in demjenigen Teil des Ankerarmes 17 verwendeten Materials^ der zwischen den Drehpunkt 43 und dem Verbindungspunkt mit dem Druckhammer 28 liegt, ist besondere wichtig, da der Abstand zwischen

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diesen beiden Punkten verhältηismäß groß ist und der Anteil des Trägheitsmomentes jeder Masse,die soweit am Ende des Ankerarmes liegt, durch diese Masse zwangsläufig groß ist. (Das Trägheitsmoment einer Masse ist proportional dem Quadrat ihres Abstandes von der Drehachse.

Da Ankerarme in Schnelldruckern, wie der mit 17 in Fig. 1 und 2 bezeichnete, notwendiger Weise somit dünn und so leicht als möglich gemacht werden, sind sie häufig der Punkt, der für die Ermüdungserscheinungen verantwortlich ist, die bei Druckvorrichtungen auftreten. Da der Konstrukteur trotz der Möglichkeit von Ermüdungsfehlern der in der Vorrichtung verwendeten Materialien auf eine lange Betriebslebensdauer achten muß, steht er gewöhnlich vor den beiden Alternativen entweder die Materialmenge des Ankerarmes zu vergrößern - eine Alternative, bei der die unproduktive Masse erhöht wird, welche während des Arbeitszyklus beschleunigt und verzögert werden muß und die hierdurch entweder die Energiedämpfungsbedingungen des Druckers oder die Zeit des Druckerzyklus erhöht oder die in dem Ankerarm einer gegebenen Größe und gegebenen Gewichts ausgeübte Belastung zu reduzieren, so daß Ermüdungserscheinungen während der vorgegebenen Lebensdauer nicht auftreten. Eine Verringerung der Belastung in dem Ankerarm war bisher zwangsläufig mit einer Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit und der Energieverhältnisse des Druckers verbunden.

Beim Ankerarm 17 der Ausführungsform eines Druckmechanismus der Fig. 1 war mit einem plötzlichen folgenschweren mechanischem Ausfall infolge eines Ermüdungsbruches nach wenigen Millionen Operationen zu rechnen. Bei der Konstruktion nach Fig. 1 begann dieser Bruch immer in demjenigen Bereich, in dem der Ankerarm 17 und die Masse des Ankers 86 zu einem einzigen Stück mittels üblicher mechanischer Konstruktionen verbunden waren.

übliche Verbindungsformen für den Ankerarm 17 und den Anker 86 verbinden den A iker 86 und den Anker arm 17 mittels Schweißung oder Lötung oder einer anderen

-D-

mechanischen Zusammenfügung. Diese Zusammenfügungen führen praktisch dazu, daß die beidon Glieder 17 und 86 wie ein einzelnes Teil wirken, e-...--.-3 Struktur die zu Ermüdungsfehlern an demjenigen Punkt neigt, an dem die beiden Teile zusammengefügt sind,von däaenein Teil starr und massiv und das andere flexibel und spindelartig sind.

Es hat sich nun gezeigt, daß eine nicht starre, nachgiebige Verbindung der beiden Glieder 17 und 86 dazu führt, daß sie als getrennte individuelle Teile wirken mit einer Isolation,die genügend groß ist,um eine Abbiegung sowie Schwingungen zu vermeiden, die sonst in dem flexibleren Glied in der Nähe des Verbindungspunktes zum starren Glied auftreten. Eine derartige Verbindung hat sich als wesentlich günstiger erwiesen als die starre und nicht nachgiebige Verbindung der beiden Glieder 17 und 86 bei den bisherigen Schnelldruckerkonstruktionen. Infolge der nachgiebigen Verbindungstechnik können diese Glieder als getrennt und unabhängig voneinander betrachtet werden,obwohl sie eng genug Miteinander verbunden sind, um Energie von der Elektromagnetvorrichtung 54 zu den Druckgliedern zu übertragen. In der Praxis kann die

den
nachgiebige Kupplung zwischen/Gliedern so bemessen werden, daß sie eine genügende Festigkeit für eine wirksame Übertragung einer verhältnismäßig großen durch die elektromagnetische Vorrichtung 54 erzeugten Bewegung besitzt, sie andererseits aber auch mit einer genügenden Flexibilität ausgestattet ist,um den sehr hohen Kräften nachzugeben, die durch die Schlagbeschleunigung und -verzögerung der beiden Massen entstehen. Ohne die nachgiebige Verbindung bewirkt die verhältnismäßig große Masse des Ankers 86 in Verbindung mit dem federnden Arm 17 eine Schwingung bei einer bestimmten Eigenfrequenz bei einer platzliehen Änderung ihrer Geschwindigkeit durch den Aufprall. Diese Schwingung erzeugt eine rasche Abbiegung des Armes 17 bei jedem Aufprall unabhängig davon, ob dieser at* dem Elektromagneten zugewendeten Ende des Armes 17 oder

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ar seinem dem Druckhammer /'gewendeten Ende * erfolgt. Wird wie bei dem vorliegenden System eine nachgiebige Verbindung zwischen einem großen Teil der Trägheitsbelastung und dem System verwendet,dann klingt die durch die Schwingungsbewegung dargestellte Energie ohne übermäßige Abbiegung des Armes 17 ab.

Neben dieser Betrachtung der durch die Schwingung hervorgerufenen Biegebeanspruchung,die der Aufprall in dem Ankerarm 17 hervorruft, läßt sich die Belastung, der der Ankerarm 17 bei üblicher Befestigungstechnik unterworfen ist, auch auf andere Weise erklären. Wenn der Ankerarm 17 und dar Anker 86 starr miteinander be festigt sind,ergiebt tich zwangsläufig innerhalb der Grenzen des massiven Ankers 86 ein Gebilde mit großer Unnachgiebigkeit gegenüber Abbiegungen; dies bedeutet, daß sich der Ankerarm 17 unter Belastung nicht innerhalb des Ankerbereiches hoher Starrheit biegen wird, wenn er mit einem Aufprall belastet wird, sondern in dem nächst liegenden Bereich stneltmender Starrheit, d.h. in dem Bereich in dem der Anker 86 und der Ankerarm 17 zusammentreffen. Beim Betrieb der Vorrichtung hat sich gezeigt , daß sich dieses ständige Abbiegen auf einen kleinen Bereich konzentriert und sehr rasch eine Ermüdungserscheinung und schließlich einen Bruch des Materials des Ankerarmes 17 gewöhnlich bereits nach wenigen Millionen Hammeroperationen bewirkt.

Bei der nachgiebigen Verbindung zwischen dem Anker 86 und dem Ankerarm 17 besteht die Flexibilität des Ankerarmes 17 über seine ganze Länge,ohne daß sie durch die Anfügung des starren massiven Ankers 86 beeinträchtigt wird; somit kann sich der Ankerarm 17 allmählich unter der Belastung abbiegen, ohne daß ein Bereich einer plötzlichen Änderung zwischen fehlender Biegung zu einer starken Biegung auftritt. Diese allmähliche Abbiegung unter Belastung kann sehr einfach innerhalb der elastischen Grenze des Materials des Ankerarmes mittels einer guten Konstruktion gehalten werden, so daß

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ein Auftreten eines Fehlers in der Nähe des Punktes, an i^m ein plötzlicher Wechsel in der Nachgiebigkeit auftritt, i-öschaltet wird.

Sowohl aus dem Gesichtepunkt der schwingenden üjLä&e als auch dem Gesichtspunkt der allmählichen Ankerabbiegung bei nachgiebiger Verbindung zeigt sich, daß das nachgiebige Verbindungsmaterial 88,das zwischen den

86
Anker/und den Ankerarm 17 eingefugt wird, als ein Mittel anzusehen ist, durch das die beiden Glieder dieser zusammengesetzten Struktur von einander zu einem wünschenswerten Grad isoliert werden. Die Isolierung zwischen diesen Gliedern bewirkt zusätzlich vom mdhematischen Standpunkt die Reduzierung des Strukturkörpers, auf den die bekannte

Hc

Beziehung der Biegebeanspruchung (S = γ^) zutrifft. Die

Isolation durch das nachgiebige Verbindungsmatei'ial 88 reduziert die effektive strukturelle Einheit von einer zusainmengesetzen Struktur bestehend aus Ankerarm 17 und Anker 86 zu individuellen getrennten Teilen, nämlich Ankerarm und Anker.

Ein weiterer Vorteil, der durch die nachgiebige Verbindung zwischen Anker 86 und Ankerarm 17 bei dem Drucker gemäß den Fig. 1 und 2 erzielt werden kann, besteht darin, daß dem Verbindungsmaterial 88 die vollkommene Elastizität fehlt; da das Verbindungsmaterial bei jedem Dehnen und Rückprallen während jeder Operation des Druckers nicht die gesamte Energie,die es aufnimmt, an die Vorrichtung zurückgibt, stellt es zusätzlich eine Energievernichtungsvorrichtung dar, wie sie in jedem Drucker benötigt wird. Diese Energievernichtung dient zur Begrenzung der Dauer und dem Ausmaß von Schwingungen wie sie, wie zuvor erwähnt, durch den Aufprall in der Einheit bestehend aus Anker 86 und Anker am 17 hervorgerufen werden.

Ein weiterer Vorteil,der durch die nachgiebige elastische Verbindung zwischen Anker 86 und Ankerarm 17 erzielt wird,liegt in der Fähigkeit des elastischen

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Verbindungsmaterials 88 große Kräfte in den zerbrechlichen Ankerarm 17 zu übertragen, ohne daß Beanspruchungskonzentrationen in dem Ankerarm an dem Verbindungspunkt zwischen Anker und Änkerarm auftreten. Die Übertragung großer Kräfte in einen kleinen Bereich des Armes 17 haben sich nämlich ebenfalls als zerstörend ί ;r das Material des Ankerarmes 17 erwiesen.

Obwohl die Probleme, die beim Entwurf einer schnell arbeitenden durch Elektromagneten erregten Vorrichtung auftreten anhand einer Druckvorrichtung gemäß Fig. 1 und beschrieben wurden und die auch bei einer derartigen Druckvorrichtung verwendet w? "d sei hervorgehoben, daß das Verhalten der Glieder der Vorrichtung allen Aaschlagschneildruckern eigen ist und auf eine allgemeine Klasse von Vorrichtungen zutrifft, bei denen eine schnelle Operation durch sorgfältige Verringerung der bei der Herstellung beweglicher T-JiI^ erforderlichen Materialmenge erzielt werden soll.

Fig. 2 zeigt die Technik, die zur elastischen Verbindung der beiden Glieder 17 und 86 verwendet wird.

Pig. 2A zeigt eine Vorderansicht der Ankeranordnung, gemäß Fig. 2 und insbesondere im einzelnen den Schlitz, der im Anker 86 zur Einfügung des Ankerarmes vorgesehen ist; die Fig. 2 zeigt im einzelnen die Anordnung der Glieder innerhalb des Schlitzes. In Fig. 2 ist der Anker 86 längs der Linie 96 weggebrochen, so daß die inne» Konstruktion der elastischen Verbindung sichtbar wird. Bei der elastischen Verbindung gemäß Fig. 2 besteht das Material 88 aus einem elastischen nachgiebigen Medium, das zur Verbindung der beiden Teile 17 und 86 verwendet wird. Dieses Material ist ebenfalls längs der Linie 95 weggebrochen, damit der Ankerarm 17 sichtbar wird,der innerhalb der elastischen Verbindung liegt. Die gestrichelte Linie 98 zeigt das normale Ausmaß des Ankers 86 auf dem Ankerarm 17. Wie in den Ausführungsformen der Fig. 2 und 2A angezeigt,umgibt das nachgiebige Verbindungsmaterial 88 den Ankerarm 17 vollständig und stellt das einzige Mittel zur Kraftübertragung

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von dem Anker 86 zu dem Ankerarm 17 dar; bei der Konstruktion der Fig. 1 und 2 werden Kräfte durch die elastische Verbindung vorwiegend in Form von Scherungskomponenten wirksam.

Es hat sich gezeigt, daß für das nachgiebige Material eine Stärke von 0,38 mm ausreichend ist.

Zur Herstellung der elastischen Verbindung gemäß Fig. 2 und 2A genügen folgende Schritte:

1. Aufrauhen der Oberflächen,die mit dem elastischen Verbindungsmaterial 88 in Verbindung kommen, insbesondere Oberflächen IQO bzw. 103 in Fig. 2 und 2A. Das Aufrauhen kann mittels einem Sandkorngebläse erfolgen.

Nach dem Aufrauhen mittels Sandgebläse sollte nicht länger als 72 Stunden bis zum Verbinden gewartet werden, damit sich nicht Oxyd auf den Flächen bildet.

2. Reinigen der aufgerauhten Oberflächen mittels Trichloräthylen oder einem ähnlichen Reinigungsverfahren.

3. Unmittelbar nach der Reinigung bestreichen der Flächen 100 und 103 mit einer dünnen Lösung eines Gummi-auf-Metall-Klebers oder-Binders, so daß sich eine gleichmäßige Klebeiv oder Binderdicke von nicht mehr als 0,05 mm ergibt. In Fig. 2A stellen die Zwischenflächen 104 und 105 die beiden Oberflächen des Binders oder Klebers dar. r beispielsweise Thixon AM-2,hergestellt^»eti^Dayton Chemical Laboratories, Incorpor>*eci7 West Alexandria, Ohio, United States of^Aasefica, für die Zwecke der vorliegendejKffusführungsform als üi*· geeignet erwiesejK^rhixon" ist ein Warenzeichen der ge. Nach diesem Bestreichen mit wärmebindendem Kleber hat es sich als wünschenswert erwiesen zumindest zwei Stunden jedoch nicht länger als 48 Stunden mit der Durchführung der Gießoperation zu warten, damit einerseits genügend Zeit für den Kleber besteht sich zu verteilen,

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während andererseits gewährleistet wird, daß der Bindekleber noch wirksam ist.

4. Einsetzen der Metallteile 17 und 86 in eine Gießform, die auf cirka 160 ⁰C vorgeheizt wurde.

5. An^?snciu.ü^£r sinsi* GisS^rssss dis πιί.ΐΐ2ΐΞ SⁿTi.zz— Pressformung arbeitet, Einspritzen des gießfähigen Materials in den Zwischenraum zwischen den Gliedern 17 und 86. Während des Gießens sollte der Tiegel auf einer; Temperatur zwischen 160 und 170_°C. ge-, halten und ein Gesamtdruck von annähe wendet werden; der Gießvorgang sollte auf eine Zeit von 10 Minuten ausgedehnt werden, damit das eingespritzte Material vom viskosen Zustand in den gehärteten Zustand in der Gießpresse aushärtet. Diese Werte haben sich als vorteilhaft erwiesen, wenn eine Gießform mit zehn Gießräumen verwendet wird. Variationen können bei Verwendung mit anderen Vorrichtungen auftreten; diese werden vom Fachmann ohne weiteres beherrscht.

6. Entfernen von Überschüssigem Gießmaterial das sich über die Abmessungen des Ankers 86 erstreckt.

Das Gießmaterial oder nachgiebige elastomere Verbindungsmaterial 88, das bei der Herstellung der Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 verwendet wird, kann ein AcrylnitrilButadie*Si»tschuk, meist Nitrilkautschuk-NBR-Polymer genannt, sein; dieses spezielle Material härtet zu deinem Hartgummi aus mit einem Härtegrad von 80 Shore-A-Härte. Enthält das Material den nachstehend noch beschriebenen Oxydfüller so liegt die Härte bei 95 der Shore-A-Skala oder bei 40 der Shore-D-Skala. tr sich für die Ausführungsform der Erfindusg-göfiäß Fig. 1 und 2 der Zeichnungen als zufriedenstellend erwiesen hat, ist Kycar NBR Polyjie^r-fiergestellt von B. F. Goodrich

"Hycar" ist ein Warenzeichen dieser ».

Obwohl bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Verwendung des genannten NBR-Polymers und des genannten Kautschuk-zu-Metall-Klebers

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oder -Zements vorgeschlagen wird, t ee pee Ss were e ist fauch möglich den Kleber vollständig aus zuschalten.

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kreisförmigen Pfades an, dem der durch die elektrischen Wicklungen 13 und 91 im Elektromagneten induzierte magnetische Fluß folgt; die Linien 87 zeigen demjenigen Teil dieses kreisförmigen Pfades der innerhalb des Joches liegt. Der vollständige Pfad,dem der magnetische Fluß folgt, besteht außer den gezeigten Feldlinien 87 aus zwei Luftspalten 93 und dem Anker 86. Der Fluß in demjenigen Teil des Joches,der den Drehpunkt 43 umfaßt, wird durch entsprechende Polarisation der Wicklungen 13 und 91 möglichst gering gemacht, derart daß ein magnetischer Nordpol am oberen Ende der einen und am unteren Ende der anderen Wicklung auftritt= (Wenn beide Wicklungen einen magnetischen Nordpol an ihrem oberen Ende besäßen würde der resultierende Fluß in demjenigen Teil des Joches fließen, der den Drehpunkt 43 enthält.)

Es wurde bereits vorstehend auf die Kompromisse zwischen der Lebensdauer und der Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung hingewiesen, sowie auf das Problem der Ermüdungserscheinungen des Materials; ferner wurde erwähnt, daß es wünschenswert ist die Masse und das von dieser Masse erzeugte Trägheitsmoment zu reduzieren, um brauchbare Arbeitsgeschwindigkeiten in der Druckvorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 zu erzielen. Betrachtet man die magnetischen Eigenschaften des Ankers so ergibt.sich ein weiterer Widerstreit zwischen niedriger Masse für schnelle Arbeitsweise der Vorrichtung und großer Masse verbunden mit wünschenswerten Flußeigenschaften Jedoch langsamer Arbeitsgeschwindigkeit.

ete allen magnetisch betätigten sehnellarbeitejutotr^orrichtungen führt die Beziehung zwischeugexiiigerBiasse und wünschenswerten magnetischen^J4ttSeigenschaften dazu, daß Jeder Teil des Ankexe-"Sowohl in mechanischer als auch in magnetischer trr

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— s , entfernt werden, damit die zu beschleunigende Masse repliziert und die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtungh^rördurch gesteigert wird. In ähnlicher Weise ist es of^fnotwendig, ein

Viaifcii+anrics TricsniOirhtinn iinH aino h^stio if 111 crhoi +· hoi rior·

Ankerkonstruktion aufzuwenden^^damit Teile innerhalb der Ankeranordnung sowohl deir^strukt ure Ilen als auch den magnetischen Anfofderungen dienen,um die Masse zu reduzieren, die jedem EpitSrdernis getrennt zugeordnet ist.

fiesen Richtlinien wird bei der Konstruktion des e-. Bei dem Anker 86 muß der magnetische Fluß durch einen Bereich 102 als Teil des vorstehend beschriebenen kreisförmigen Pfades fließen; der Bereich 102 ist bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und absichtlich von kleinem Querschnitt damit Masse vom Anker 86 weggenommen und die Arbeitsgeschwindigkeit der Vorrichtung verbessert wird.

Da der Bereich 102 den kleinsten Querschnitt besitzt, durch den der Fluß längs des beschriebenen kreisförmigen Pfades sich hindurchschlängeln muß, wirkt er als eine Begrenzung auf die Flußgröße, die iii dem geschlossenen Pfad fließen kann. Diese Flußbegrenzung kann von Bedeutung für die Begrenzung der maximalen Kraft sein, die durch die Wicklungen 13 und 91 der Elektromagnetanordnung 54 erzeugt werden kann, wodurch wiederum die maximale Schließkraft und Arbeitsgeschwindigkeit der gesamten Druckhammeranordnung begrenzt wird. Es können mehrere Möglichkeiten verfolgt werden, um- diese Flußbegrenzung zu umgehen. Eine derartige Alternative würde/Verwendung eines Ankers sein, der einen größeren Querschnitt im Bereich 102 besitzt; ein derartiger Anker würde eine größere Gesamthöhe besitzten und würde die Masse gegenüber dem Anker gemäß Fig. 2 wesentlich vergrößern. Da jedoch die rasche Operation der Druckvorrichtung verlangt, daß die Elektromagnetanordnung 54 die geringst mögliche bewegliche Masse besitzt, ist es wünschenswert^ diese Lösung mit einem größeren Anker im Bezug auf den begrenzten Bereich 1Ο2 zu vermeiden und eine Lösung vorzuziehen, die eisenhaltiges Material ver-

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wendet, welches schon aus strukturellen Gründen in der
Vorrichtung vorhanden ist.

Eine bessere Löu^rig zur Beeinflussung der begrenzten Flußmenge im Bereirh 102 besteht darin,den
magnetischen Fluß in dem Ankerarm 17 fließen zu lassen,
so daß sich ein Nebenschlußpfad im Bereich 102 durch
eisenhaltiges oder eisernes Material ergibt, das bereits
Teil der Elektromagnetanordnung ist. Um dies zu erzielen
und zu erreichen, daß der Ankerarm 17 tatsächlich ein ^!

wirksamer Teil des magnetischen Kreises ist, muß ein .;

Pfad mit niedrigem magnetischen Widerstand durch den
Ankerarm 17 geschaffen werden, wobei dieser neue Flußpfad einen gesamten magnetischen Widerstand haben muß,
der vergleichbar ist, mit dem bisherigen Pfad durch den
beschränkten Bereich 102. Dies wird dadurch erreicht,
daß man dem elastischen Verbindungsmaterial 88 magnetische
Eigenschaften gibt. Hierzu können einmal in dem elastischen Verbindungsmaterial magnetisch leitende Teilchen
in einem sonst nicht magnetischen elastischen Material j

dispergiert werden. Eisenoxyd, insbesondere Teilchen _;

von Fe₃O₄TaIs zufriedenstellend erwiesen. Bei dem vor- f

liegenden Ausführungsbeispiel ergeben sich durch die ;

magnetische Remanenz und die Koerzitivkraft des Fe„0* '

wünschenswerte Arbeitseigenschaften für den magnetischen ·'

Kreis. Es ist ersichtlich, daß andere Ausführungsformen i

eines Druckers oder andere Anwendungen einer elastischen :.

magnetischen Kupplung auch unterschiedliche magnetische ;

Eigenschaften anderer Oxyde des Eisens beispielsweise des
Fe₃O₃ oder fein verteilter metallischer magnetischer j

Stoffe etwa Eisen oder Ferrit verwenden wenden können,
wobei diese Stoffe in dem elastischen Kupplungs oder
Verbindungsmaterial dispergiert sind. Selbstverständlich
kann ein unterschiedlicher Grad von Restmagnetismus

für den magnetischen Kreis erzielt werden, wenn eines '

der üblicherweise bei der Beschichtung von Magnetbändern :

oder Magnetscheiben verwendetes Material in dem elasti- '

sehen Verbindungsmaterial dispergiert wird.

18.9.1970 i

Bei dem vorliegend ι Ausführungsbeispiel hat sich gezeigt, daß eine Form des Fe₃O₄ Eisenoxydes das als Ferroso-Ferric-Oxyd klassifiziert -a

wird_w zufriedenstellende Resultate bei der elastischen Verbindung liefert. Die MO-4230-Form des Fe₃O₄ besitzt nadeiförmigeTeilchen mit einer Länge von 0,55 ,um und einer Dicke von 0,08 /u-a; die kleine Größe dieses Teilchens und seine Annäherung an die Größe einer einzigen Domäne scheinen für die Bestimmung der magnetischen Eigenschaften bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der elastischen Verbindung von Bedeutung zu sein. Der Hersteller gibt i.ls magnetische Eigenschaften des - -Materials folgendes an:

Koerzitivkraft (Mc) 305 bis 335 Oersted Restflußdichte 2000 bis 2300 Gauss Sättigungsflußdichte (Bm) 3900 bis 4200 Gauss.

Es hat sich gezeigt, daß ein Dispergieren des Fe₃O₄ in dem Nitril-Kavtschuk-Material im Verhältnis von 50 Gewichtsteilen Eisenoxyd zu 50 Gewichtsteilen Kautschuk-Material eine zufriedenstellende Kombination von magnetischen und elastischen Eigenschaften für die elastische Verbindung ergibt. Für die Konstruktion des Elektromagneten gemäß der Fig. 1 und 2 wird insgesamt etwa 90 mg Eisenoxyd und insgesamt ebenfalls 90 mg NBR-Elastomer benötigt. Bei dem Elektromagnet gemäß Fig. 1 und 2 werden diese 180 mg Material in einen Ankerschlitz eingebracht, der etwa 5,6 mm tief und 23 mm lang ist; der Ankerarm 17 · gemäß Fig. 2A ist cirka 1 mm stark; die gesamte Schlitzweite beträgt etwa 1,76 mm und das elastische Material besitzt eine Dicke von ungefähr 0,38 mm auf allen Selten des Ankerarmes 17.

Die Dispersion des Fe₃O₄ Pulvers in dem elastomeren NBR Material gemäß den Fig. 1 und 2 des Aueführungebeispieles wird zweckmäßiger Weise in einer Walzenmühle durchgeführt, solange sich das NBR noch im viskosen Zustand befindet. Beim Dispergieren des Eisenoxyds in dem viskosen NBR la der Walzenmühle hat es sich al«

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vorteilhaft erwiesen ein. Benetzungsmittel beispielsweise ^«i'riumalkylsulphatkomplex-Pulver zu verwenden, um das .hnelle und gleichmäßige Verteilen des magnetischen aterials in dem NBR Elastomer zu unterstützen.

Selbstverständlich können auch andere Konzentrationen des magnetischen Materials in der elastischen Verbindung verwendet werden, -. Die einzigen Beschränkungen, die bei der Konzentration des magnetischen Materials in dem Verbindungsmaterial zu beachten sind, bestehen darin, daß das elastomere Material nicht derartig schwer mit magnetischen Teilchen belastet werden darf, daß es seine wünschenswerten Eigenschaften des Elastizität, der Biegungstoleranz und des Scherwiderstandes verliert und daß andererseits das zusammengesetzte Magnetisch elastische Material ausreichende magnetische Eigenschaften für den zu leitenden Fluß besitzt. Selbstverständlich kann bei der magnetischen Verbindung auch ein homogenes elastisches magnetisches Material verwendet werden, das nicht von der Dispersion von Teilchen abhängt, sondern dem bereits sowohl elastische als auch magnetische Eigenschaften eigentümlich sind.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß die Verwendung der vorstehend beschriebenen elastomeren nachgiebigen Verbindung eine der kritischsten Begrenzungen der Druckhammerarbeitsgeschwindigkeit beseitigt und eine annehmbare Lebensdauer bei Anschlagschnelldrucker erreicht wird; es hat sich weiter gezeigt, daß durch die magaetischen Eigenschaften der elastischen Verbindung die Arbeitsgeschwindigkeit des Mechanismus erhöht und die leistung reduziert werden konnten, ohne daß die Vorteile der elastischen Verbindung verloren gehen, so daß^reil der in der Konstruktion vorhandenen Glieder an dem magnetischen Fluß teilnehmen können, wodurch die Gesamtmasse reduziert wurde, die während jedes Arbeitszyklus zu beschleunigen ist.

beschriebene Anordnung

Obwohl die » die Verwendung einer

elastischen Verbindung im Zusammenhang mit einem Elektromagneten 18.9.1970

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zeigt fur eine Schnelldruckervorrichtung beschreibt dies nur ein typisches Ausführungsbeispiel für Anwendungen dar, bei denen elastische Kupplungen verwendet werden können.

Dem Fachmann ist klar, dap sowohl die beschriebene

- Verbindung als auch das Herstellungsverfahren für dies-?

Verbindung gam allgemein zur Verbindung zweier Glieder eines magnetischen Kreises anwendbar sind, die einer Schlag* oder anderen hohen Beschleunigungsbelastung unterworfen werden.

Ebenfalls kann der Fachmann ohne weiteres erkennen,

\. daß eine elastische magnetische Verbindung, *-ie sie vor-

I stehend beschrieben wurde, auch bei Vorrichtungen wie

I elektromechanischen Relais, elektromechanischen Kupplungen

\ und Bremsen und magnetischen Wandlern angewandt werden kann,

' sowie in allen ähnlichen Vorrichtungen^bei denen magnetischer

I Fluß und mechanische Bewegung eine Po31j spielen.

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Claims (1)

1. nspruche:

   1. Elektromagnetische Vorrichtung mit einem Elektromagneten, der mit einem Anker zusammenarbeitet, welcher mit einem Betätigungsglied aus magnetischem Material verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (86) mit dem Betätigungsglied (17) mittels elastomerem Material (88) mit einer magnetischen Permeabilität verbunden ist, die größer als diejenige von Luft ist, so daß bei Erregung des Elektromagneten (13, 91) der vom Elektromagneten erzeugte Fluß in einem Kreis fließen kann, der den Anker (86), das elastomere Material (88) und das Betätigungsglied (17) einschließt.

   2. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material (88) in eine Ausnehmung des Ankers (86) eingebracht ist, in die sich ein Ende des Betätigungsgliedes (17) erstreckt.

   3. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kleber oder Binder das elastomerische Material (88) mit dem Anker (86) und dem Ende des Betätigungsgliedes (17) verbindet.

   4. Elektromagnetische Vorrichtung nach einem der vorhergebenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elastomere Material (88) ein synthetischer Kautschuk ist, in dem Teilchen eines hochpermeablen Materials dispergiert sind.

   5. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen Fe₃O₄ Teilchen mit

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   .··■ · -.ι. .... Neufassuner vom 16*4.. 1973? ¹ ,: ί^:\« .·' ; G 70 36 653.9

   nadelförmiger Form und einer Länge von weniger als 1,um in das elastomere Material dispergiert sind.

   6-, Vorrichtung nach Anspruch 4 oder '■ , dadurch gekennzeichnet , daß das elastomere Material Acrylnitril-Butadienkautschuk ist.

   7. Elektromagnetische Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fe^ü, Teilchen in dem Acrylnitril-Butadien-Kautschuk in einem Verhältnis verteilt sind, bei dem auf 50 Gewichtsteile Äcrylnitril-Butadien- -Kautschuk 50 Gewichtsteile Fe₃O₄ kommen.

   7031653-1,·. η