ELECTROMAGNETIC DRIVE WITH A ROCKING ELEMENT, IN PARTICULAR FOR AN IMPACT PRINTER

Abstract: 1. Electromagnetic actuator for performing individual stepping, switch or impact movements, consisting of an electromagnet unit and a moving element, wherein the electromagnet unit comprises yokes excitable by electromagnet coils, whose opposite pole ends define magnetic operating gaps positioned in one plane, and wherein a moving element, rotable about an axis, extends through the magnetic operating gaps (G1, G2) and comprises magnetizable segments (1-2-1 ; 1-2-2), whose geometrical shape is of the order of the geometrical shape of the magnetic operating gaps and each one of which in the non-excited state of the electromagnet unit is substantially positioned external to the magnetic operating gap with which it is associated, being pulled into that operating gap upon excitation of the electromagnet unit and accelerated in the process, thus causing the moving element to be actuated, characterized in that the moving element comprises a substantially ring-shaped lever arm (1) pivotable about a pivot and provided with an actuating tooth (1-3), that the magnetizable segments (1-2-1 ; 1-2-2) are formed by diametrically positioned ring segments of the lever arm (1), that the magnetic operating gaps (G1, G2) of the electromagnet associated with these ring segments are also substantially ring segment shaped, and that adequate space for the movement of the lever arm (1) is provided between the operating gaps (G1, G2) and the excitation coil (6).

Description: Elektromagnetischer Stösselantrieb mit Schwenkglied, insbesondere für Anschlagdrucker Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Stö sselantrieb mit Schwenkglied, der sich insbesondere bei Anschlagdruckern einsetzen lässt. Dieser neuartige Antrieb basiert in seiner grundlegenden physikalischen Wirkungsweise auf einem Prinzip, wie es in der europäischen Anmeldung 80 103 387.9 (GE 9-80-014E) beschrieben ist. Diese vorgenannte Anmeldung bezieht sich auf einen schnellen, elektromagnetisch betätigbaren Stösselantrieb, der insbesondere für Anschlagdrucker eingesetzt werden kann. Der Elektromagnet besteht grundsätzlich aus im wesentlichen symmetrisch aufgebauten magnetisierbaren Jochhälften mit entsprechender(n) Erregerspule(n). Die einander zugewandten Polenden der Jochhälften bilden einander fluchtende magnetische Arbeitsspalte. Zwischen den magnetischen Arbeitsspalten ist ein in Richtung der Fluchtlinie der Arbeitsspalte verschiebbarer Stössel angeordnet. Der Querschnitt des Stössels ist an die Fläche der Arbeitsspalte angepasst. Er kann zylinderförmig oder quaderförmig ausgebildet sein. Er enthält z.B. scheiben- bzw. quaderförmig ausgebildete Ankerelemente aus magnetisierbarem Material und zwischen diesen angeordnete Abstandselemente aus vorwiegend nichtmagnetisierbarem Material. Die Ankerelemente weisen eine derartige geometrische Ausbildung auf, dass ihr Volumen in der Grössenordnung des Arbeitsspaltvolumens liegt. In der Ausgangslage des Stössels befinden sich die Ankerelemente im nichterregten Zustand des Elektromagnetes im wesentlichen vor dessen Arbeitsspalten. Sie werden bei Erregung des Elektromagneten in diese Arbeitsspalte hineingezogen und erfahren dabei eine Beschleunigung. Bei Anordnungen dieser Art führt der Stössel eine geradlinige Bewegung aus. Bei einem Jochhälftenpaar kann nur eine der Jochhälften mit einer Spule versehen sein; ebenso ist es aber auch möglich, beide Jochhälften mit je einer Spule zu versehen. Sind einem Stössel mehrere Jochhälftenpaare zugeordnet, so vergrössert sich entsprechend die Anzahl der erforderlichen Spulen. Derartige Stösselanordnungen weisen folgende Nachteile auf: Für einen, von Seitenkräften freien Antrieb sind für jedes Jochhälftenpaar immer zwei Spulen (für jede Jochhälfte eine Spule) erforderlich. Bei Druckhammerbänken mit mehreren nebeneinanderliegenden Stösselanordnungen ist deren Baubreite durch den seitlichen Abstand benachbarter Stösseleinheiten begrenzt. In der europäischen Patentanmeldung 82 101 865.2 (GE 980 048E) ist ein elektromagnetischer Stösselantrieb beschrieben, der eine Weiterbildung des Antriebs nach der europäischen Patentanmeldung 80 103 387.9 (GE 9-80-014E) für einen quaderförmigen Stössel darstellt. In Fig. 5 der vorliegenden Anmeldung ist eine Explosionszeichnung einer Druckstösseleinheit gemäss der europäischen Patentanmeldung 82 101 865.2 mit zugehörigen elektromagnetischen Antriebseinheiten gezeigt: Der Elektromagnet besteht aus zwei im wesentlichen symmetrisch aufgebauten, von einer Spule 45, 55 umfassten magnetisierbaren E-förmigen Jochhälften 41, 51. Die zueinander zugewandten Polenden der Jochhälften 41, 51 bilden drei einander fluchtende Arbeitsspalte 44/54, 43/53, 42/52. Zwischen den Arbeitsspalten ist ein in Richtung der Fluchtlinie der Arbeitsspalte verschiebbarer zungenförmiger Stössel 5 angeordnet. Der Querschnitt des Stössels 5 ist an die Fläche der Arbeitsspalte angepasst. Der Stössel enthält quaderförmig ausgebildete Ankerstege 60, 61, 62 aus magnetisierbarem Material. Die Ankerstege 60, 61, 62 weisen eine derartige geometrische Ausbildung auf, dass ihr Volumen in der Grössenordnung des Arbeitsspaltvolumens liegt. In der Ausgangslage des Stössels 5 befinden sich die Ankerstege im nichterregten Zustand des Elektromagneten im wesentlichen vor dessen Arbeitsspalte. Sie werden bei Erregung des Elektromagneten in dessen Arbeitsspalte hineingezogen und erfahren dabei eine Beschleunigung. Die Windungen 45, 55 der die Jochhälften 41, 51 erregenden Spulen 45, 55 verlaufen im wesentlichen zwischen den E-Schenkeln 44/43; 43/41; 54/53; 53/52 der Jochhälften. Bei einer solchen Ausbildung eines Stösselantriebs tritt jedoch der Nachteil auf, dass der zungenförmige Stössel nicht genügend biegesteif ist. Zur Erlangung einer höheren Biegesteifigkeit des zungenförmigen Stössels und zur Erreichung eines symmetrischen Aufbaus der Elektromagneteinheiten beidseits des Stössels wurde von der Anmelderin in einer am gleichen Tage wie mit dieser Anmeldung (GE 9-84-005) eingereichten europäischen Patentanmeldung (Aktenzeichen der Anmelderin GE 9-84-003) ein besonders gestalteter elektromagnetischer Stösselantrieb vorgeschlagen, bei dem das bewegte Teil seitlich auf Gleitflächen geführt wird. In der europäischen Patentanmeldung 82 110 213.4 (GE 9-82-027) ist ein elektromagnetischer Drehantrieb mit Nickbewegung, für eine Schritt-, Schalt- oder Stossbewegung beschrieben. Er besteht aus einer Elektromagneteinheit und einem Bewegungselement. Die Elektromagneteinheit umfasst von Elektromagnetspulen erregbare Joche. Die einander gegenüberstehenden Polenden der Joche definieren magnetische, in einer Ebene liegende Arbeitsspalte. Das Bewegungsglied ist als rotationssymmetrischer Körper, als Scheibenring oder als Scheibe ausgeführt. Es verläuft durch die magnetischen Arbeitsspalte und enthält eine Anzahl magnetisierbarer Elemente. Die geometrische Ausbildung dieser Elemente liegt in der Grössenordnung der geometrischen Ausbildung der magnetischen Arbeitsspalte. Im nichterregten Zustand der Elektromagneteinheit befindet sich ein solches Element im wesentlichen vor dem ihm zugeordneten magnetischen Arbeitsspalt. Bei Erregung der Elektromagneteinheit wird dieses Element in den Arbeitsspalt hineingezogen und dabei beschleunigt, wodurch der Antrieb des Bewegungselementes bedingt ist. Durch einen rotationssymmetrischen Aufbau der Elektromagneteinheit braucht für sämtliche Joche nur eine einzige Erregerspule vorgesehen zu werden. Bei einem Scheibenring als Bewegungsglied wird die Antriebsbewegung von einer mit seiner Peripherie verbundenen Anordnung abgeleitet; bei einer Scheibe von einer mit dieser verbundenen Achse. In der europäischen Patentanmeldung 83 105 444.0 (GE 9-83-013) ist ein elektromagnetischer Stösselantrieb, insbesondere für Anschlagdrucker beschrieben. Er besteht aus mindestens einem Paar im wesentlichen symmetrisch aufgebauter magnetisierbarer Jochschenkel aufweisende Jochhälften, wobei die einander zugewandten Polenden der Jochschenkel fluchtende Arbeitsspalte bilden, und aus einem zwischen den Arbeitsspalten in Richtung ihrer Fluchtlinie verschiebbaren zungenförmigen Stössel. Der Stössel weistAnkerstege aus magnetisierbarem Material auf, von denen jeder einem Arbeitsspalt zugeordnet ist. Das Volumen der Ankerstege liegt jeweils in der Grössenordnung des Arbeitsspaltvolumens. Die Ankerstege befinden sich in der Ausgangslage des Stössels in nicht erregtem Zustand des Elektromagneten vor den Arbeitsspalten und werden bei Erregung des Elektromagneten in die Arbeitsspalte hineingezogen. Die Erregerspule des Elektromagneten wird auf mindestens einen Jochschenkel derart aufgesteckt, dass ein wesentlicher Teil ihrer Windungen zwischen jeweils zwei benachbarten Jochschenkeln verläuft. Innerhalb und/oder ausserhalb der Erregerspule verlaufen mehrere, jeweils benachbarte Jochschenkel der gleichen Jochhälfte oder benachbarter Jochhälften. (Eine solche Anordnung kann man sich durch Aufspaltung von Jochschenkeln entstanden denken.) In der Fig. 14 dieser europäischen Anmeldung 83 105 444.0 (GE 9-83-013) ist ein um einen Drehpunkt schwenkbarer Druckhammer mit drei Ankerstegen zur Zusammenarbeit mit einer Elektromagneteinheit gezeigt. Diese Figur ist in Fig. 6 der hier vorliegenden Anmeldung (GE 9-84-005) wiedergegeben. Dabei wird ein um einen Drehpunkt schwenkbarer Druckhammer 800 mit drei Ankerstegen 801, 802, 803 zur Zusammenarbeit mit einem Elektromagneten gezeigt. Am unteren Ende des Druckhammers ist eine Blattfeder 804 mit einer Basis 805 verbunden. Die Blattfeder ermöglicht eine Bewegung des Druckhammers in und entgegen der Pfeilrichtung P. (Ebensogut sind u.a. auch Lösungen vorstellbar, bei denen die Schwenkbewegung des Druckhammers nicht mittels einer Blattfeder erreicht wird, sondern durch eine Stiftlagerung.) Bei einer durch den Elektromagneten bedingten Bewegung des Druckhammerkopfes 806 in Pfeilrichtung P erfolgt ein Anschlag in Druckrichtung. In dem mittleren, entgegen der Druckrichtung P etwas erweiterten Teil des Druckhammers sind die Ankerstege 801, 802, 803 angeordnet. Diese Ankerstege sind jeweils einem Arbeitsspalt zugeordnet, der von den Polenden entsprechender Jochschenkel gebildet wird. Aus Übersichtsgründen ist die Elektromagneteinheit nach links versetzt gezeichnet. Der dem Ankersteg 801 zugeordnete Arbeitsspalt wird von den Polenden der Jochschenkel 810-1 und 810-2 gebildet. Der dem Ankersteg 802 zugeordnete Arbeitsspalt wird von den Polenden der Jochschenkel 810-3 und 810-4 gebildet; der dem Ankersteg 803 zugeordnete Arbeitsspalt von den Polenden der Jochschenkel 810-5 und 810-6. Die Jochschenkel 810-01 und 810-02 sind durch eine Weicheisenbrücke S miteinander verbunden. Die Jochschenkel der hinteren Jochhälfte haben die gemeinsame Basis 811, die der vorderen Jochhälfte die gemeinsame Basis 812. Die Erregerspule für die hintere Jochhälfte ist mit 813 angedeutet, die für die vordere mit 814. Die Windungen der Erregerspule 813 werden zwischen den Jochschenkeln 810-01 und 810-1 sowie zwischen den Jochschenkeln 810-3 und 810-5 geführt. Analoges gilt für die Erregerspule 814 der vorderen Jochhälfte. Bei Erregung des Elektromagneten werden die vor den einzelnen Arbeitsspalten stehenden Ankerstege in die ihnen zugeordneten Arbeitsspalte hineingezogen. Dadurch erfährt jedoch der Druckhammerkopf 806 eine Bewegung in Pfeilrichtung P. Der Umstand, dass es sich bei der Bewegung des Hammers um eine Bewegung um einen Drehpunkt handelt, die etwas von einer Linearbewegung abweicht, wirkt sich im wesentlichen nicht nachteilig aus. Diese Anordnung hat den Nachteil, dass zwei Spulen erforderlich sind für eine symmetrische Arbeitsweise und dass der Druckhammer als bewegtes Teil (800) kompliziert ausgebildet ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben Es zeigen: Fig. 1 eine Explosionszeichnung des erfindungsgemä Ben elektromagnetischen Stösselantriebes mit Schwenkringanker, Fig. 2 eine Schnittzeichnung gemäss der Schnittlinie A-A für die in Fig. 1 gezeigte Anordnung im zusammengebauten Zustand, Fig. 3 Explosionszeichnung einer montagefertigen Einheit mit dem Stösselantrieb gemäss Fig. 1 unter Fortlassung einiger Teile (um die Darstellung übersichtlicher zu machen), Fig. 4 auszugsweise Schnittdarstellungen gemäss der Schnittlinien B-B, C-C, D-D, E-E, F-F und G-G in Fig. 3 zur Darstellung der magnetischen Arbeitsspalte in Verbindung mit den ihnen zu geordneten Ankerstegen des Schwenkringankers, Fig. 5 Explosionszeichnung einer Druckstösseleinheit mit zugehörigen elektromagnetischen Antriebs einheiten nach dem Stand der Technik gemäss 82 101 865.2 (GE 9-80-048E), Fig. 6 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines um einen Drehpunkt schwenkbaren Druck hammers mit drei Ankerstegen zur Zusammenar beit mit einer Elektromagneteinheit nach dem Stand der Technik gemäss EP 83 105 444.0 (GE 983 013). In Fig. 1 ist eine Explosionszeichnung des erfindungsgemässen elektromagnetischen Stösselantriebes mit Schwenkringanker gezeigt. Der Schwenkringanker 1 besteht aus weichmagnetischem Material. Die für seinen Antrieb wirksamen Teile, d.h. die Ankerstege, welche bei Erregung des Elektromagneten in dessen Arbeitsspalte hineingezogen werden, sind mit 1-2-1 und 1-2-2 gekennzeichnet. Diese Ankerstege sind als kreisringähnliche Segmente Teil der ringformähnlichen Struktur 1-2 des Schwenkringankers 1. An seinem unteren Teil weist der Schwenkringanker eine Bohrung 1-1 auf, durch die eine nicht dargestellte Schwenkachse verläuft. Im Betrieb führt dieser Schwenkringanker um diese Achse eine Schwenkbewegung in Pfeilrichtung P aus. Diese Schwenkbewegung kann durch einen am oberen Teil des Schwenkringankers angebrachten Fortsatz 1-3 für Schalt- bzw. Anschlag-Operationen ausgenutzt werden. Vorzugsweise (bei Verwendung des erfindungsgemässen Stösselantriebes für Anschlagdrucker) wird durch diesen Fortsatz 1-3 direkt ein Abdruck bewirkt oder indirekt über eine bei bekannten Druckern übliche Schubstange die Anschlagbewegung auf einen am anderen Ende dieser Schubstange gekoppelten Druckhammer übertragen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Schwenkringanker nach Ausführung einer Aktionsbewegung in P-Richtung selbstverständlich in seine Ausgangslage zurückkehren soll. Auf Massnahmen, die der Rückführung des Schwenkringankers in seine Ausgangslage dienen können, wird an späterer Stelle etwas ausgesagt. In seiner Ausgangsstellung nimmt der Schwenkringanker eine Lage ein, in der seine Ankerstege 1-2-1 bzw. 1-2-2 vor einem entsprechend ausgebildeten Luftspalt G-1 bzw. G-2 einer Elektromagneteinheit liegen (Fig. 2, Fig. 4). Diese Magnetspalte sind entsprechend der kreisring-segmentähnlichen Form der Ankerstege auch kreisring-segmentförmig ausgebildet. Bei Erregung des Elektromagneten werden diese Ankerstege in die ihnen zugeordneten magnetischen Arbeitsspalte hineingezogen. Dabei ergibt sich eine Schwenkbewegung des Schwenkringankers um die durch seine Bohrung 1-1 verlaufende Schwenkachse. Diese Schwenkbewegung steht als Stössel bewegung des Fortsatzes 1-3 des Schwenkringankers zur Verfügung. Im folgenden wird der Aufbau der Elektromagneteinheit beschrieben. Dabei sei vorausbemerkt, dass diese Elektromagneteinheit joch- und spulensymmetrisch aufgebaut ist und nur eine Erregerspule erfordert. Die Erregerspule ist ringförmig ausgeführt und auf einem entsprechenden Spulenkörper 50 aufgebracht (die Erregerspule 56 ist aus Vereinfachungsgründen in Fig. 1 nicht, wohl aber in Fig. 2 dargestellt). Nach Aufbringen der Erregerspule auf den Spulenkörper 50 wird dieser Körper in einen sein Äusseres abgrenzenden Schalenring 6 geschoben. Im zusammengebauten Zustand des Stösselantriebes liegt die Erregerspule 56 samt Spulenkörper 50 und Schalenring 6 innerhalb der grossen öffnung 1-4 des Schwenkringankers zu gleichen Teilen links und rechts der Schwenkringankerebene. Hierbei ist besonders zu beachten, dass der Schalenring 6 der Spulenanordnung genügenden Abstand zu dem inneren Teils des Ankerringes 1-2 insbesondere seiner Stege 1-2-1 und 1-2-2 hat,- um eine ausreichende Schwenkbewegung in bzw. durch die Arbeitsspalte hindurch zu ermöglichen. Einzelheiten dazu werden im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben. Die beiden Jochhälften des Elektromagneten sind mit 2 und 3 gekennzeichnet. Man kann sie sich aus rotationssymmetrischen, entsprechend modifizierten, deckelförmigen Gebilden entstanden denken. Diese runden deckelförmigen Gebilde weisen einen scharf abgebogenen Rand und in ihrem Innern auf die Deckelachse ausgerichtet einen scheibenringförmig ähnlichen Vorsprung mit einer Bohrung in der Deckelachse auf. Bei der rechten Jochhälfte 2 ist der Deckelrand mit 2-2, der Vorsprung mit 2-1 und die Bohrung mit 9 gekennzeichnet. Entsprechende Kennzeichnungen gelten für die linke Jochhälfte 3, für die aus der Schnittzeichnung in Fig. 2 hervorgeht, dass deren Deckelrand mit 3-2 und deren Vorsprung mit 3-1 bezeichnet ist, wobei die Bohrung, wie auch bei der rechten Jochhälfte 2, die Bezeichnung 9 trägt. Vom Deckelrand, z.B. bei der rechten Jochhälfte 2, sind bestimmte Teile ausgefräst oder auf andere Art und Weise entfernt, so dass der Deckel, würde man ihn mit seinem Rand auf eine Ebene aufsetzen, diese Ebene nur in den Bereichen 2-2-1 und 2-2-2 berührt. Entsprechendes gilt auch für die linke Jochhälfte, bei der diese Teilflächen in der Darstellung nach Fig. 2 mit 3-2-1 und 3-2-2 gekennzeichnet sind. Beim Zusammenbau der Elektromagneteinheit werden beide Jochhälften 2 und 3 unter Zwischenschaltung eines als Scheibenring ausgebildeten Zwischenstückes 4 mittels einer Schraub- oder anderen Verbindung durch die Bohrung 9 miteinander verbunden. Das Abstandsstück 4 stellt sicher, dass sich zwischen der Teilfläche 2-2-1 der rechten Jochhälfte 2 und der Teilfläche 3-2-1 der linken Jochhälfte 3 sowie zwischen der Teilfläche 2-2-2 der Jochhälfte 2 und der Teilflache 3-2-2 der Jochhalfte 3 ein Arbeitsspalt G1 bzw. G2 ausbilden kann. Diese Arbeitsspalte haben eine kreisring-segmentförmige Form; sie sind breit genug, um die ihnen zugeordneten Ankerstege 1-2-1 bzw. 1-2-2 des Schwenkringankers aufnehmen zu können. Die Form und Abmessungen jedes Arbeitsspaltes entsprechen im wesentlichen der Form und den Abmessungen der Ankerstege, wobei selbstverständlich ist, dass die Ankerstege eine etwas geringere Breite als die Luftspalte selbst haben, um sich in diesen überhaupt bewegen zu können. In dem gezeigten Ausführungs beispiel liegt die Schwenkringankerebene in der durch die magnetischen Arbeitsspalte G1 und G2 hindurchgehenden Ebene. Wird die Erregerspule kurzzeitig erregt, so bildet sich in den Jochhälften 2 und 3, welche aus ferromagnetischem Material bestehen sollen, ein Magnetfluss aus, der von der einen zur anderen Jochhälfte über die magnetischen Arbeitsspalte verläuft. Durch Wirkung des Magnetfeldes in den Arbeitsspalten werden die diesen Arbeitsspalten zugeordneten Anker stege des Schwenkringankers angezogen und in den Arbeitsspalt hinein beschleunigt. Dabei ergibt sich eine Schwenkbewegung des Schwenkringankers. In der Ruhelage des Schwenkringankers befindet sich dessen Ankersteg 1-2-1 vor dem Luftspalt G-l an einer Position, wie aus Fig. 2 hervorgeht, ausserhalb der von den Teilen 2 und 3 umfassten Elektromagneteinheit. In der gleichen Ausgangsposition des Schwenkringankers nimmt hingegen der Ankersteg 1-2-2 eine Lage vor dem Luftspalt G-2 innerhalb der Elektromagneteinheit ein. Bei Erregung der Elektromagneteinheit werden die Ankerstege in den ihnen zugeordneten Luftspalt hineingezogen und dabei beschleunigt. Wird die Erregerspule deaktiviert, wenn sich die Ankerstege im Arbeitsspalt befinden, so setzt sich ihre Bewegung aufgrund der Massenträgheit in Pfeilrichtung D fort, bis die Schwenkbewegung z. B. durch einen nicht dargestellten äusseren Anschlag begrenzt wird. Eine solche Begrenzung der Schwenkbewegung des Schwenkringankers kann bei Verwendung des erfindungsgemässen Stösselantriebes für einen Anschlagdrucker auch durch den Druckanschlag des Fortsatzes 1.3 gegeben sein. Die Rückführung des Schwenkringankers in seine Ausgangsposition kann mit herkömmlichen Mitteln wie z. B. mit einer nicht dargestellten Feder erfolgen. Darüber hinaus kann die Rückführung auch durch eine erneute Erregung der Elektromagneteinheit erfolgen, wobei der Schwenkringanker entgegen der Aktionsrichtung D eine Bewegung ausführt. Das vorübergehende Festhalten des Schwenkringankers in seiner Ausgangsposition kann ebenfalls durch nicht dargestellte herkömmliche Mittel, wie erfolgen. Es wurde bereits darauf hingewiesen, dass der Abstand von dem Teil 6 zum Innenrand der Jochhälften gross genug ist, um eine entsprechende Aufnahme des Ankersteges 1-2-1 bzw. 1-2-1 zu gewährleisten. Für eine bessere Führung des Schwenkringankers vor dem Eintreten seiner Ankerstege in die Arbeitsspalte sind entsprechende Massnahmen vorgesehen (Fig. 1 und Fig. 2). In seiner Ausgangslage liegt der Ankersteg 1-2-2 zwischen zwei Ringsegmenten 7-2-2 und 8-2-2 zweier ringförmiger Führungsringe 7 und 8. Diese Führungsringe werden so in die Jochhälften 2 und 3 eingesetzt und entsprechend befestigt, dass ihre Führungssegmente 7-2-2 bzw. 8-2-2 innerhalb der Jochhälften 2 bzw. 3 neben den Polflächen 2-2-2 bzw. 3-2-2 des Luftspaltes G-1 zu liegen kommen. Der gegenseitige Abstand ihrer Führungsflächen ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, geringfügig kleiner als der Abstand der den Arbeitsspalt G1 bildenden Polflächen 2-2-2 und 3-2-2. Dadurch wird bewirkt, dass bei einer Bewegung des Ankersteges 1-2-2 in den Luftspalt G-2 ersterer eine bessere Anfangsführung erhält und ein unerwünschter Abrieb des Ankersteges 1-2-2 an den Polflächen des Arbeitsspaltes G2, hervorgerufen durch unerwünschte Querkräfte, vermieden bzw. verringert wird. Zweckmässigerweise besteht das Material der Führungsringe 7 und 8 aus Kunststoff. Wenn für die Ausgangslage des Ankersteges 1-2-2 eine solche Führung (7-2-2/8-2-2) vorgesehen ist, so ist sie in analoger Weise auch für die Ausgangslage des Ankersteges 1-2-1 vorzusehen. Aus Gründen der Übersicht ist jedoch auf die Darstellung dieser Führung für den Ankersteg 1-2-1 in Fign. 1 und 2 verzichtet worden. In Fig. 3 und Fig. 4 ist die Aussenführung für den Ankersteg 1-2-1 durch die Ringsegmente 13-2-1 und 14-2-1 angedeutet. Wenn, wie bereits ausgesagt wurde, die Ankerstege 1-2-1 und 1-2-2 der Form und Abmessung der Luftspalte G-1 bzw. G-2 im wesentlichen angepasst sind, so ist dennoch kleinen zweckmässigen Abweichungen Raum gelassen. Aus fertigungstechnischen Gründen werden die Luftspalte kreisringsegmentförmig ausgebildet sein und einen re.chteckigen Querschnitt aufweisen. Diese Ausbildung der Luftspalte ist durch die Rotationssymmetrie der Jochhälften 2 und 3 vorgegeben. Das Kreisringsegment eines Luftspaltes ist durch einen inneren Durchmesser Ri und einen äusseren Durchmesser Ro (s. Fig. 1) gekennzeichnet. Die Ankerstege des Schwenkringankers, die, wie bereits erwähnt, kreisring-segmentähnlich ausgebildet sind, können nun entsprechend der Radien Ri und Ro für die Luftspalte die gleichen inneren bzw. äusseren Radien haben. Für eine optimale Anziehungskraft eines vor dem Arbeitsspalt befindlichen Ankersteges in den Arbeitsspalt hinein ist es jedoch zweckmässig, wenn der innere Radius Rli des Ankersteges 1-2-1 dem äusseren Radius Ro des Luftspaltes G-1 entspricht und der äussere Radius Rlo des Ankersteges 1-2-1 entsprechend der Stärke des Ankersteges grösser als Rli gewählt wird. Auf diese Weise wirkt bei Erregung der Elektromagneteinheit in einer entsprechenden Ausbildung eines Magnetfeldes im Spalt G-1 auf alle Teile des Ankersteges die gleiche Anziehungskraft, was bei einem Unterschied der Radien Ro und Rli nicht der Fall wäre. Entsprechende Überlegungen gelten für die Ausgangslage des Schwenkringankers auch für den Ankersteg 1-2-2 in Beziehung zum Luftspalt G-2, wobei der äussere Radius R2o dieses Ankersteges dem inneren Radius Ri der Jochhälften 2 und 3 entsprechen soll. Dass die Radien der Ankerstege des Schwenkringankers unterschiedlich sind, ist für die Fertigung desselben unproblematisch, da er ohnehin als Stanzteil ausgeführt werden kann und eine Rotationssymmetrie für die Ankerstege aus fertigungstechnischer Sicht (wie bei Drehteilen) nicht vorliegen muss. Die Darstellungen in den Figuren 1 und 2 dienten dazu, das Prinzip der Erfindung verständlich zu machen. Unter Zugrundelegung der gleichen Teile wird in Figur 3 in Verbindung mit der Figur 4 gezeigt, wie eine montagefertige Einheit für einen solchen Schwenkringankerantrieb aufgebaut sein kann. Fig. 3 zeigt eine Explosionszeichnung einer solchen Einheit unter Fortlassung einiger Teile, um die Darstellung übersichtlicher zu machen. Diese montage fertige Einheit besteht aus einer linken 12 und rechten Hälfte 11, die unter Hinzufügung des Schwenkringankers 1 und einer Schwenkachse 14 sowie des nicht dargestellten Spulenkörpers 50 der Spule und der Spulenkörperschale und des Abstandsringes 4 zusammengefügt werden, wobei die beiden Hälften 11 und 12 durch eine durch ihre Bohrung 9 hindurchgehende Schraubverbindung oder ähnliches fest zusammengehalten werden. Zum besseren Verständnis der Darstellung in Fig. 3 wurde in der Explosionszeichnung die linke Hälfte 12 aus ihrer gestrichelt dargestellten Position um die Achse D um 90" gedreht gezeichnet, um einen Einblick auf ihre Innenseite zu bekommen. In die rechte und linke Hälfte 11 und 12 sind die entsprechenden Jochhälften 2 und 3 (aus Fig. 1) in eine entsprechende Aussparung eingelassen. Die Bezeichnungen der entsprechenden Abschnitte der Jochhälften aus Fig. 1 wurden in Fig. 3 beibehalten. Aus Übersichtsgründen wurde jedoch von Führungsring 7 nur der für die Führung des Ankersteges 1-2-2 wesentliche Teil gezeichnet. In Ergänzung zu der Darstellung nach Fig. 1 ist jedoch in Fig. 3 der in Fig. 1 nicht dargestellte Führungsring mit den für den Ankersteg 1-2-1 wesentlichen Teilen 13-2-1 und 14-2-1 dargestellt.

Claims: PATENTANSPRÜCHE 1. Elektromagnetische Antriebsanordnung zur Ausführung einer einzelnen Schritt-, Schalt- oder Stossbewegung, bei dem der Elektromagnet aus mindestens einem Paar im wesentlichen symmetrisch aufgebauter Jochhälften mit Jochschenkeln besteht, zwischen deren einander zugewandten Jochschenkel-Polenden fluchtende Arbeits spalte gebildet werden, und bei dem ein in Arbeitsspaltenebene bewegbarer, um einen Drehpunkt schwenkbarer Hebel angeordnet ist, welcher Ankerstege aus magnetisierbarem Material aufweist, von denen jeder einem Arbeitsspalt zuge ordnet ist, wobei das Volumen eines Ankersteges in der GröBen ordnung des Arbeitsspaltvolumens liegt und wobei sich die Ankerstege in der Ausgangslage des Hebels in nicht erregtem Zustand des Elektromagneten vor den Arbeitsspalten befinden und bei Erregung des Elektromagneten in die Arbeitsspalte hineingezogen werden und dabei beschleunigt werden, wodurch der Antrieb des Hebels bedingt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der schwenkbare Hebel (1) im wesentlichen aus einem Stück des gleichen Materials wie die Anker stege (1-2-1, 1-2-2) besteht, welche durch bestimm te Abschnitte des Hebels gebildet werden. 2. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (1) an seinem freien Ende in seiner Be wegungsebene liegenden ringähnliche Struktur (1-2) mit einem Betätigungszahn (1-3) aufweist, von der diametral liegende Ringsegmente die Ankerstege bil den, welche jeweils einem ringsegmentartig ausgebil deten magnetischen Arbeitsspalt (G1, G2) des Elektro magneten zugeordnet sind. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagneteinheit ein senkrecht durch die Bewegungsebene des Hebels (1) verlaufende von einer Erregerspule (56) umgebendes Basisjoch (2-1, 4, 3-1) umfasst, welches sich auf jeder Seite der Bewegungsebene in jeweils zwei Jochen (2-2, 3-2) mit ringsegmentartigen Polflächen (2-2-1/3-2-1; 2-2-2/3-2-2) fortsetzt, zwischen denen die Arbeits spalte (G1, G2) gebildet werden und dass zwischen den Arbeitsspalten (G1, G2) und der Erregerspule (6) ein für die Bewegung des Hebels ausreichender Abstand vorgesehen ist.

Inventors: HARTMANN, KURT, MATTHAEI, HORST, DIPL.-ING.
Applicants: IBM DEUTSCHLAND GMBH, INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
Application year: 1984
Main classification: B41J9
IPC codes: H01F7, B41J9