DE2229394C2

DE2229394C2 - Electromagnetic drive device for a reciprocating gear member

Info

Publication number: DE2229394C2
Application number: DE2229394A
Authority: DE
Inventors: John Vestal N.Y. Mako; Joseph Eugene Endicott N.Y. Wallace
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1971-06-25
Filing date: 1972-06-16
Publication date: 1982-10-28
Also published as: DE2229394A1; GB1325839A; FR2143012B1; US3741113A; FR2143012A1

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Vorrichtung für den Antrieb eines zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegbaren Getriebegliedes, insbesondere eines Druckhammers, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an electromagnetic device for driving one between two Positions of the reciprocating gear member, in particular a print hammer, according to the preamble of claim 1.

Bekannte Elektromagnetische Antriebsvorrichtungen für den Druckhammer von Typendruckern besitzen einen Elektromagneten, dessen Anker entweder direkt (US-Patentschrift 35 07 213) oder unter Zwischenschaltung einer längs verschiebbaren Stoßstange (US-Patentschrift 32 41 480) auf den Druckhammer einwirken. Abgesehen davon, daß bei derartigen Anordnungen viel Masse zu beschleunigen ist, sind dieselben aufwendig in ihrem Aufbau.Have known electromagnetic drive devices for the print hammer of type printers an electromagnet whose armature either directly (US Pat. No. 3,507,213) or with the interposition a longitudinally displaceable bumper (US Patent 32 41 480) act on the print hammer. Apart from the fact that a lot of mass has to be accelerated in such arrangements, they are expensive in their structure.

Es ist auch eine Druckhammereinheit (US-Patentschrift 33 49 696) bekannt, bei der die Seite an Seite verschwenkbar gelagerten Druckhämmer die Magnetanker je eines Elektromagneten bilden. Diese Magnetanker stellen doppelarmige Hebel dar, die an ihrem einen Ende die Hammeranschlagfläche aufweisen und deren anderes Ende mit einem zwei parallelgeschaltete Wicklungen aufweisenden Elektromagneten zusammenwirkt. Eine Blattfeder unterstützt die durch den Rückprall erfolgende Rückbewegung des Druckhammers und hält denselben in seiner Ruhestellung. Großen Druckgeschwindigkeiten ist jedoch auch diese Einrichtung nicht gewachsen, da die Rückführung desselben unkontrolliert erfolgt, d. h. der Druckhammer nur durch die Rückprallenergie und die Energie einer Blattfeder zurückbewegt wird und hierbei in seiner Ruhestellung schwingt, bevor er gänzlich zur Ruhe gelangt.There is also a print hammer unit (US Pat. No. 3,349,696) known in which the side by side pivotably mounted print hammers form the magnet armatures of an electromagnet. This magnet anchor represent double-armed levers that have the hammer stop surface at one end and the other end of which cooperates with an electromagnet having two windings connected in parallel. A leaf spring supports the return movement of the print hammer caused by the rebound and keeps it in its resting position. However, this facility is also capable of high printing speeds not grown, since the return of the same takes place in an uncontrolled manner, d. H. the print hammer just through the rebound energy and the energy of a leaf spring is moved back and here in its rest position swings before it comes to rest completely.

Es ist auch bekannt, bei einem geradlinig hin- und herbewegbaren Druckhammer einen Beschleunigungsmagneten und einen Dämpfungsmagneten vorzusehen. Durch die den Druckhammer in jeder Stellung umgebenden als Tauchmagnete wirkenden Magnete sind jedoch, insbesondere beim Erfordernis einer exakten Einzelbetätigung, der Betätigungsfrequenz zu niedrige Grenzen gesetzt (US-Patentschrift 35 43 906).It is also known to provide an acceleration magnet and a damping magnet in a print hammer that can be reciprocated in a straight line. Due to the magnets that surround the print hammer in every position and act as diving magnets however, especially when an exact individual actuation is required, the actuation frequency is too high set low limits (US Patent 35 43 906).

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenenIt is the task of the specified in claim 1

Erfindung, eine elektromagnetische Vorrichtung zum Antrieb eines Getriebegliedes, insbesondere eines Druckhammers, zu schaffen, die sowohl einfach in ihrem Aufbau ist, als auch eine hohe Betätigungsfrequenz bei exakter Ausführung einer jeden Einzelbetätigung gestattet. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Magnetkernes (Kennzeichen des Patentanspruchs 1) schafft mit dem der Hammeranschlagfläche benachbarten Außenschenkel des Magnetkernes einen zusätzlichen Arbeitsspalt für den Anker und zugleich eine mechanische Dämpfung der Ankerarbeitsbewegung.Invention, an electromagnetic device for driving a transmission member, in particular one Print hammer, which is both simple in its construction and a high actuation frequency exact execution of each individual operation permitted. The inventive design of the Magnetic core (characteristic of claim 1) creates with the one adjacent to the hammer stop surface Outer leg of the magnetic core an additional working gap for the armature and at the same time one mechanical damping of the armature working movement.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen zu entnehmen.Further features of the invention can be found in the claims.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigtDetails of the invention are given below using an exemplary embodiment illustrated in the figures described. It shows

F i g. 1 Ausschnitte eines Typendruckes, der die erfindungsgemäße Druckhammereinheit enthält,
F i g. 2 ein Impulsdiagramm und
F i g. 3 ein Blockschaltbild für die Steuerung der Wicklungen der Druckhammereinheit von F i g. 1.F i g. 1 Excerpts from a type print containing the print hammer unit according to the invention,
F i g. 2 is a timing diagram and
F i g. 3 is a block diagram for controlling the windings of the print hammer unit of FIG. 1.

Die Druckhammereinheit 10 weist den Magnetkern 12 auf, der aus dem oberen Schenkel 14, dem Mittelschenkel 16 und dem unteren Schenkel 18 besteht. Die Wicklung 20 ist um den mittleren Schenkel 16 gelegt und erstreckt sich über die Polfläche dieses Schenkels hinaus. Neben diesem Schenkel ist der Anker 22 mittels des Bolzens 24 und einer oder mehrerer aufrechtstehender Seitenwände 25 verschwenkbar gelagert. Diese Seitenwände 25 bilden Teile des Trägers 13, an dem der Magnetkern 12 mittels der Schrauben 15, von denen eine gezeigt ist, befestigt ist. Der Anker 22 besitzt in seinem Mittelabschnitt die Nase 26, die gegenüber dem Mittelschenkel 16 des Magnetkernes 12 ausgerichtet ist. Die Nase 26 ist im wesentlichen innerhalb der Wicklung 20 angeordnet, so daß der Luftspalt zwischen dem mittleren Schenkel 16 und der Nase 26 vollständig innerhalb der Wicklung 20 zu liegen kommt. Die Schraubendruckfeder 23 ist in das Sackloch 21 des unteren Schenkels 18 eingesetzt und hält den Anker 22 in einer Lage, in der er vom mittleren Schenkel 16 beabstandet ist oder anders ausgedrückt, in seiner Ruhelage. Der Anker 22 ist mit dem nach oben weisenden Arm 27 ausgerüstet, der die Hammeranschlagfläche 28 trägt, zum Anschlag des Farbbandes 29The print hammer unit 10 has the magnetic core 12, which consists of the upper leg 14, the Middle leg 16 and the lower leg 18 consists. The winding 20 is placed around the middle leg 16 and extends beyond the pole face of this leg. In addition to this leg, the anchor 22 is means of the bolt 24 and one or more upright side walls 25 are pivotably mounted. These Side walls 25 form parts of the carrier 13, on which the magnetic core 12 by means of the screws 15, of which one shown is attached. The armature 22 has in its central portion the nose 26, which opposite the Center leg 16 of the magnetic core 12 is aligned. The nose 26 is substantially within the coil 20 arranged so that the air gap between the middle leg 16 and the nose 26 completely comes to lie within the winding 20. The helical compression spring 23 is in the blind hole 21 of the lower leg 18 used and holds the armature 22 in a position in which it from the middle leg 16 is spaced or, in other words, in its rest position. The anchor 22 is with the up equipped pointing arm 27, which carries the hammer stop surface 28, to the stop of the ribbon 29

und des zu bedruckenden Papieres 30 gegen die Typen 31, die an dem Typenträger 32, beispielsweise einer Typentrommel, befestigt sind.and the paper to be printed 30 against the types 31, which are attached to the type carrier 32, for example one Type drum, are attached.

Zusätzlich zum Magnetkern 12 ist der zweite Magnetkern 33 vorgesehen, der den nach oben gebogenen Schenkel 34 als Anschlag für den Anker 22, den mittleren Schenkel 35 um den die Dämpfungswicklung 38 gewickelt ist und den unteren Schenkel 36 besitzt. Der zweite Magnetkern 33 ist mittels der Schrauben 41 an der Grundplatte 42 befestigt, die mit ihrer Zunge 39 um den Bolzen 24 verschwenkbar gelagert ist. Die Zunge 39 ragt zwischen die am unteren Ende des Ankers angeordneten, voneinander beabstandeten Arme 21. Die Grundplatte 42 besitzt den Arm 40 für ein Zusammenwirken mit den in dem geschlitzten Träger 44 eingeschraubten Justierschrauben 46, 48. Durch Verstellen der Justierschrauben 46, 48 ist der zweite Magnetkern 33 um den Bolzen 24 verschwenkbar, wodurch die Ruhestellung des Ankers 22 gegenüber dem Magnetkern 12 verstellbar ist. Der Luftspalt zwischen dem mittleren Schenkel 16 des Magnetkerns 2 ist auf ungefähr 0,6 mm im abgefallenen Zustand einzustellen, das einem Spalt an der Hammeranschlagfläche 28 von ungefähr 1,7 mm entspricht. Das Klebeplättchen 17 mit einer Dicke von ungefähr 0,08 mm ist zwischen dem Anker und dem Mittelschenkel 16 und das Klebeplättchen 37 ist zwischen dem Anker und dem Mittelschenkel 35 des zweiten Magnetkernes 33 angeordnet.In addition to the magnetic core 12, the second magnetic core 33 is provided, the upward curved leg 34 as a stop for the armature 22, the middle leg 35 around the damping winding 38 is wound and the lower leg 36 has. The second magnetic core 33 is by means of Screws 41 attached to the base plate 42, which can be pivoted with their tongue 39 about the bolt 24 is stored. The tongue 39 protrudes between the spaced apart arranged at the lower end of the armature Arms 21. Base 42 has arm 40 for cooperation with those slotted in Carrier 44 screwed in adjusting screws 46, 48. By adjusting the adjusting screws 46, 48 is the second magnetic core 33 pivotable about the bolt 24, whereby the rest position of the armature 22 opposite the magnetic core 12 is adjustable. The air gap between the middle leg 16 of the magnetic core 2 is to be set to about 0.6 mm in the fallen state, which is a gap on the hammer stop surface 28 of approximately 1.7 mm. The adhesive plate 17 with a thickness of approximately 0.08 mm is between the anchor and the center leg 16 and the adhesive pad 37 is between the Armature and the central leg 35 of the second magnetic core 33 are arranged.

Um zu drucken, wird die Wicklung 20 erregt. Der Anker 22 wird dadurch gegen den Magnetkern 12 angezogen, wodurch die Hammeranschlagfläche 28, das Farbband 29 und das zu bedruckende Papier 30 gegen die Typen 31 anschlägt. Wenn eine kurze Betätigungszeit erwünscht ist, ist die Dämpfungswicklung 38 ungefähr 1 Millisekunde nach der Erregung der Wicklung 20 zu erregen, wie in F i g. 2 dargestellt ist. Kurz bevor der Anker 22 an dem Magnetkern 12 zum Anliegen kommt, wird der Erregungsimpuls abgeschaltet. Wenn die Nase 26 das Klebeplättchen 17 berührt, beträgt der Spalt zwischen dem Arm 27 und dem oberen Schenkel 14 ungefähr 0,05 mm. Der Anker 22 verharrt jedoch in seiner Bewegung und schlägt die Typenzeichen in etwa 1,3 Millisekunden nach Beginn des Arbeitsimpulses an. Während des Drückens wird die kinetische Energie der Anschlagfläche 28 etwas verringert. Sie prallt zurück und beginnt eine Rückwärtsbewegung mit etwa der Hälfte der Anschlaggeschwindigkeit. Da die Dämpfungswicklung 38 erregt ist, wenn der Luftspalt zwischen dem zweiten Magnetkern und dem Anker sich verringert, beschleunigt die zunehmende magnetische Kraft geringfügig die Ankerrückbewegung. Nach dem Anschlag an dem oberen Arm 34 und dem Klebeplättchen 37 des zweiten Magnetkerns 33 würde der Anker 22 versuchen mehrere Male aufzuprallen. Da jedoch die Dämpfungswicklung 38 noch erregt ist, verbleibt der Anker 22 in Berührung mit dem oberen Arm 34. Deshalb nehmen die Schwingungen, die durch den Hammerschlag erzeugt werden, auf eine Dauer von etwa 4,2 Millisekunden ab. Zu diesem Zeitpunkt wird der Dämpfungsimpuls abgeschaltet und die Druckhammereinheit ist für den nächsten Anschlag bereit.In order to print, the coil 20 is energized. The armature 22 is thereby against the magnetic core 12 attracted, whereby the hammer stop surface 28, the ribbon 29 and the paper 30 to be printed against the types 31 strikes. If a short actuation time is desired, the damping winding 38 is about 1 millisecond after energizing the winding 20, as shown in FIG. 2 is shown. Shortly before the armature 22 comes to rest on the magnetic core 12, the excitation pulse is switched off. When the nose 26 touches the adhesive pad 17, the gap between the arm 27 and the upper one is Leg 14 approximately 0.05 mm. However, the armature 22 remains in its movement and strikes the type characters in about 1.3 milliseconds after the start of the work pulse. While pressing the kinetic energy of the stop surface 28 is reduced somewhat. She bounces back and begins to move backwards at about half the stroke speed. Since the damping winding 38 is excited, when the air gap between the second magnetic core and the armature decreases, the accelerates increasing magnetic force slightly reduces the armature return movement. After the stop on the upper one Arm 34 and the adhesive pad 37 of the second magnetic core 33 would try the armature 22 bouncing multiple times. However, since the damping winding 38 is still energized, the armature 22 remains in Contact with the upper arm 34. Therefore, decrease the vibrations generated by the hammer blow for a duration of about 4.2 milliseconds. At this point the damping pulse is applied switched off and the print hammer unit is ready for the next stroke.

Aus den Fig.2 und 3 ist ersichtlich, daß für die Erregung der Wicklung 20 die monostabile Kippschaltung 50, die einen Impuls von der Breite von ungefährIt can be seen from FIGS. 2 and 3 that the monostable multivibrator circuit is used to excite the winding 20 50, which has a pulse the width of approximately

1,25 Millisekunden erzeugt, und der Treiber 52, der einen Spitzenstrom in der Größenordnung von 4,7 Ampere liefert, erregt werden. Die mit der Wicklung 20 verbundene Diode 53 verkürzt den Schaltvorgang. Die Dämpfungswicklung 38 wird über den Strombegrenzungswiderstand 54 und Verzögerungselemente erregt. Die letzteren enthalten die monostabile Kippschaltung 55 und den Inverter 56. Die zusätzliche monostabile Kippschaltung 58 erzeugt einen Impuls mit einer Breite von ungefähr 3 Millisekunden, der dem Treiber 50 für die Erregung der Dämpfungswicklung 38 zugeführt wird.1.25 milliseconds, and the driver 52 generating a peak current on the order of 4.7 amps can be energized. The diode 53 connected to the winding 20 shortens the switching process. The damping winding 38 is via the current limiting resistor 54 and delay elements excited. The latter contain the one-shot multivibrator 55 and the inverter 56. The additional one One-shot multivibrator 58 generates a pulse approximately 3 milliseconds wide similar to the Driver 50 for the excitation of the damping winding 38 is supplied.

Nachstehend einige Arbeitsdaten der Druckhammereinheit: The following are some working data of the print hammer unit:

Masse des Hammers = 2,46 gMass of the hammer = 2.46 g

Material = 2V₂ ^o/oiges Siliciumeisen
Kinetische Energie ^ 0,02 J
Maximale Druckkraft = 300-373 N
Hammergeschwindigkeit = 4 m/SekundeMaterial = 2V ₂ ^O / silicon iron oiges
Kinetic energy ^ 0.02 J
Maximum compressive force = 300-373 N
Hammer speed = 4 m / second

Kontaktzeit = 35 — 70 · 10~⁶ SekundenContact time = 35-70 x 10 ~ ⁶ seconds

Höchste Wiederholungsfrequenz = 5 · 10~³ Sekunden Highest repetition rate = 5 · 10 ~ ³ seconds

Arbeitsspannung = 60 V Gleichstrom
Spitzenstrom = 4,7 AmpereWorking voltage = 60 V DC
Peak current = 4.7 amps

Flugzeit = 1322 ■ 10~⁶ SekundenFlight time = 1322 ■ 10 ~ ⁶ seconds

Hammerbewegungsweg = 1,7 mmHammer travel = 1.7 mm

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

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Claims

Patent claims:

1. Electromagnetic device for driving a back and forth between two positions movable gear member, in particular a print hammer, with a first magnet for Acceleration of the gear member and with a second magnet for motion damping and for holding the same in the rest position, characterized in that the as Magnet armature (22) trained gear member is a one-armed lever in the area of a Outer leg (18) of the three legs (14,16,18) in The magnet core (12) of the first magnet (12, 20) having an approximately E-shaped arrangement can be pivoted is mounted that the magnet armature (22) has a nose (26) which in the around the central leg (16) of the magnetic core (12) and protrudes beyond the winding (20), that the magnet armature (22) in the area between the nose (26) and its free end with the other Outer leg (14) of the magnetic core (12) cooperates, that the second magnet (33, 38) is arranged on the other side of the magnet armature (22) and also has a three-legged magnetic core (33) in an E-shaped arrangement, these three legs (34,35,36) the three legs (14,16, 18) of the first electromagnet (12, 20) are opposite and the middle limb (35) has a winding (38) picks up.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that at the free end of the magnet armature (22) the hammer stop surface (28) is arranged.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the second magnet (33, 38) around the Bearing bolt (24) of the armature (22) is pivotably mounted and by means of adjusting screws (46,48) can be determined in a certain position.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the bearing pin (24) of the Magnet armature (22) opposite outer legs (18) of the magnet core (12) have a wide pole face for creating a flux path with relatively low reluctance and the other outer leg (14) has a second high reluctance flux path forms.