DE2953193A1

DE2953193A1 - Solenoid fuer einen druckdraht eines rasterdruckers

Info

Publication number: DE2953193A1
Application number: DE19792953193
Authority: DE
Inventors: Philip Edward Fugate; Kenneth Lee Roy
Original assignee: Ledex Inc
Current assignee: Ledex Inc
Priority date: 1978-05-22
Filing date: 1979-05-21
Publication date: 1980-12-04
Also published as: FR2484332B1; GB2049295A; GB2049295B; JPS54152519A; FR2484332A1; CA1114671A; JPS5928967B2; US4200401A; JPS6050330B2; JPS5773909A; CH649253A5; GB2077511B; CH649041A5; EP0005640A1; GB2077511A

Description

Patentanwälte .

Dipl.-Ing Dipl.-Chem Dipl -Ing 2 3 ν 3 I

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstr asse 19

8 München 60

4. Juli 1980

Europäische Patentanmeldung Nr. 79300896.2 LEDEX, INC.
801 Scholz Drive
Vandalia, Ohio 45377 / V.St.A.

Unser Zeichen: L 1121

Solenoid für einen Druckdraht eines Rasterdruckers

Die Erfindung bezieht sich auf axiale Solenoide und insbesondere auf Solenoide für Druckdrähte von Rasterdruckern oder dgl., wie sie in den US-Patentschriften 3 729 079 oder 3 882 986 beispielhaft dargestellt sind.

Ein typischer Druckkopf für Rasterdrucker hat in der Regel entweder sieben oder neun Druckdrähte, die jeweils durch ein eigenes Solenoid betätigt werden. Beim schnellen Betrieb derartiger Drucker können mehr als 600 Zeichen pro Sekunde mit durchschnittlich sechs Rasterpunkten pro Zeichen erzeugt werden. Mit einem einzelnen Druckdraht sollte es möglich sein, mehr als 1000 Druckvorgänge pro Sekunde ausführen zu können, wobei gleichzeitig ein klares und unterscheidungskräftiges Druckmuster erzielt werden soll.

Jeder Rasterpunkt, der von einem Druckdraht erzeugt worden ist, entspricht einem vollständigen Arbeitszyklus des Solenoids für den Druckdraht, wobei in dem Solenoid eine Wicklung erregt wird, um damit einen Anker aus einer Ruheposition in eine vordere bzw. Arbeitsposition zu bewegen. Der Druckdraht ist von dem Anker getragen bzw. wird von diesem betätigt und dabei gegen ein Druckmedium gedrückt. Wenn die Erregung der Solenoid-

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Wicklung abgeschaltet wird, kehrt der Anker in seine Ruhelage zurück. Der Hub des Ankers überschreitet normalerweise nicht etwa einen Millimeter (0,04 0 Zoll) und liegt in der Regel im Bereich von 0,5 Millimetern (0,020 Zoll). Der Impuls des zurückkehrenden Ankers muß mit minimalem Prall absorbiert werden, so daß mit der Einheit eine schnelle Arbeitsweise erzielt werden kann.

Für die Massenherstellung derartiger Solenoide müssen diese so konstruiert sein, daß sie einerseits mit geringen Herstellungskosten produziert werden können und daß andererseits die Ausgestaltung für alle Einheiten reproduzierbar ist. Die Konstruktion muß demnach so sein, daß die Betriebsgeschwindigkeit und die Druckkraft für alle Solenoide eines Produktionsganges innerhalb gewünschter Grenzen liegen. Ein kritischer Punkt für die Konstruktion eines derartigen Solenoides ist die Einhaltung eines präzis bemessenen Luftspaltes zwischen dem Anker und dem Stator. Aus diesem Grunde ist es äußerst wichtig, daß bei allen Solenoiden der Luftspalt, über den die Betriebskraft erzeugt wird, genauestens eingehalten wird.

Bisher wurden an Solenoiden Justierschrauben vorgesehen, mittels denen die gewünschte Luftspaltbreite nach dem Zusammensetzen des Solenoids eingestellt werden konnte. Das Problem hinsichtlich der genauen Einhaltung der Luftspaltbreite resultierte aus der Schwierigkeit, den Gesamtbetrag der Toleranzen der Vielfalt der zusammengesetzten Einzelteile, d.h. die Summe aller Maßabweichungen in axialer Richtung bestimmen und kontrollieren zu können, wodurch auch die gewünschte Luftspaltbreite in dem zusammengesetzten Teil nicht ausreichend bestimmt werden konnte.

Eineweitere Schwierigkeit bei derartigen Solenoiden besteht in der festen Verbindung des Druckdrahtes mit dem Solenoid. Hierzu ist versucht worden, den Druckdraht mit Kunststoff-

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klebern, durch Pressen, Hartlöten oder Schweißen zu befestigen; die mit diesen Methoden erzielten Erfolge waren auch hinsichtlich der Zuverlässigkeit der gefertigten Einheit nicht immer befriedigend. Das Aufbrechen der Befestigungsstelle des Druckdrahtes mit dem Anker ist eine häufige Ursache für den Ausfall von derartigen Solenoide für Druckdrähte.

Eine weitere Schwierigkeit, die bei derartigen Solenoiden für Druckdrähte auftrat, liegt darin, daß sie bei höheren Druckbzw. Arbeitsgeschwindigkeiten fehlerhaft arbeiten können. Dieser fehlerhafte Betrieb kann durch vielfältige Faktoren verursacht werden, so z.B. durch Reibung, den Rückprall des Ankers, die mangelnd eingehaltene gewünschte Luftspaltbreite oder auch durch einen Schlupf des Druckdrahtes am Anker.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein für die Massenherstellung geeignetes Solenoid der eingangs genannten Art für einen Druckdraht zu verbessern, so daß die aufgezählten Nachteile vermieden werden, wobei das Solenoid in hohem Grade reproduzierbar gefertigt werden kann und auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten oberhalb von etwa 1400 Druckvorgängen pro Sekunde stabil arbeitet.

Diese Aufgabe ist gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst.

Die Auslegung und die Herstellung des Solenoids ist so gestaltet, daß eine gleichförmige Luftspaltbreite eingehalten wird, ohne daß entweder innere oder äußere Justiervorrichtungen für den Luftspalt vorgesehen werden müssen. Außerdem ist der Druckdraht strukturell in den Anker eingebunden, so daß ein Aufbrechen dieser Befestigungsstelle mit nachfolgendem Ausfall des Solenoids verhindert wird.

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Gemäß der Erfindung werden diese und weitere Vorteile dadurch erreicht, daß das Solenoid aus mehreren Untereinheiten im Spritzgußverfahren hergestellt wird. Mit diesem Spritzgußverfahren wird ein Spritzgußteil für die Statorspule und ein Ankerteil hergestellt. Das Statorteil ist einstückig und weist einen eingelegten Magnetkern, einen Magnetkernring und einen Statorring auf, die in einer Kunststoffspule präzis zueinander ausgerichtet sind. Der Spulenkörper dient als Träger für die Wicklung des Solenoids und weist auf der einen Seite eine Befestigungsarmatur etwa in Form eines Zapfens, in den der Druckdraht geführt wird ,und auf der anderen Seite eine Tragstruktur für das Ankerteil auf. Das Ankerteil ist ebenfalls einstückig und umfaßt einen hülsenförmigen Anker, eine Rückzugsfeder sowie den Druckdraht und weist ferner einen Kunststoff -Formkörper auf, der eine Prallfläche bildet. Die beiden Untereinheiten werden zusammengesetzt und in dieser Form in einen äußeren Gehäuse, vorzugsweise aus gezogenem Stahl bzw. Blech zusammengehalten.

Dadurch, daß das Statorteil und das Ankerteil einstückig gefertigt sind, werden die meisten der Probleme beseitigt, die sich aufgrund der sonst üblichen Summierung der einzelnen Maßabweichungen der vielen Einzelteile ergeben. Auf diese Weise kann eine Luftspaltbreite erzielt und in engen Grenzen eingehalten werden, ohne daß mechanische Justiervorrichtungen benötigt würden oder eine Auswahl einzelner Einheiten notwendig wäre. Der Druckdraht wird vorzugsweise in das Ankerteil beim Spritzvorgang eingelegt und ist auf diese Weise wirksam mit dem Ankerteil verbunden, ohne daß andere Befestigungen mit Kunststoffklebern, durch Pressen, Schweißen oder dgl., notwendig wären. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind beide Teile, d.h. das Statorteil und das Ankerteil auf eine gemeinsame Bezugslinie bzw. Bezugsebene ausgelegt. Wenn das Gehäuse auf diese Teile aufge-

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setzt wird, liegt an dieser Bezugsfläche ein den Schock beim Aufprall des Statorteils absorbierendes Druckpolster an. Die Fläche dieses Druckpolsters definiert gleichzeitig die zurückgezogene bzw. Ruhelage des Ankerteils.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei einem Solenoid für einen Druckdraht das Statorteil einschließlich des Statorkernes und der Polteile als einstückiges Spritzteil ausgebildet ist, wobei dieses Kunststoffspritzteil gleichzeitig die Spule für die Solenoid-Wicklung darstellt.

Ebenso ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin zu sehen, daß der Anker, die Rückzugsfeder und der Druckdraht ebenfalls in einem einstückigen Spritzteil enthalten sind.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei der Konstruktion des Solenoides für einen Druckdraht das Statorteil und das Ankerteil auf eine gemeinsame Referenzfläche bezogen sind.

Ein weiterer Vorteil ist auch, daß der Druckdraht des Solenoids innerhalb des Ankerteils durch Spritzgußverfahren eingekapselt und gehalten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Solenoid einen geschlitzten Anker und einen geschlitzten Magnetkern auf, wodurch der Stromanstieg vergrößert und die Ansprechzeit des Solenoids verkleinert wird.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der in mehreren Ausführungsbeigielen ein Solenoid gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert ist. In der Zeichnung stellen dar:

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Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Solenoids für

einen Druckdraht, welches gemäß der Erfindung ausgebildet ist;

Figur 2 einen Längsschnitt durch das Solenoid entlang der Linie 2-2 in Figur 3 im vergrößerten Maßstab;

Figur 3 einen Querschnitt durch das Solenoid längs der Linie 3-3 in Figur 2;

Figur 4 einen Querschnitt längs der Linie 4-4 in Figur 2 durch einen an der Vorderseite des Solenoids angeordneten Befestigungszapfen;

Figur 5 einen Längsschnitt durch einen Statorteil des Solenoids;

Figur 6 einen Querschnitt durch das Statorteil längs der Linie 6-6 in Figur 5;

Figur 7 einen Längsschnitt durch ein Ankerteil;

Figur 8 eine perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Ankers vor dem Spritzvorgang;

Figur 9 eine Aufsicht auf die Rückseite des Statorteils;

Figur 10 im vergrößerten Maßstab einen Querschnitt durch das Statorteil längs der Linie 10-10 in Figur 7;

Figur 11 !feinen.Teilquerschnitt eines Statorteils, das ähnlich wie jenes in Figur 7 aufgebaut ist, wobei jedoch eine modifizierte Befestigungsart für den Druckdraht dargestellt ist,und

Figur 12 eine perspektivische Ansicht des rückwärtiges Endes eines gemäß einer weiteren Ausführungsform ausgebildeten Druckdrahtes.

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Ein rohrförmiges Solenoid für einen Druckdraht ist in Figur 1 mit 10 bezeichnet. Das Solenoid weist ein äußeres Blechgehäuse .11 auflas aus einem geeigneten magnetisch leitenden Material, z.B. Flußstahl besteht. Am vorderen Ende des Solenoids ist ein Gewindezapfen 12 vorgesehen , mit dem das Solenoid 10 auf einem Träger befestigt werden kann. Der Gewindezapfen 12 weist am vorderen Ende eine Paßfläche 13 auf, die bei der Befestigung des Solenoids in eine entsprechend geformte öffnung in einer Trägerplatte oder einem Träger eingreift. Der Gewindezapfen 12 wird von einem Druckdraht 14 durchdrungen. Selbstverständlich können auch andere Vorrichtungen zur Befestigung des Solenoids verwendet werden.

Das Solenoid 10 ist im wesentlichen aus zwei Untereinheiten aufgebaut, die in Figur 5 bzw. in Figur 7 dargestellt sind.

Eine dieser Untereinheiten besteht aus einem Spritzgußteil 15 für eine Statorspule; vgl. Figur 5. Dieses Spritzgußteil besteht aus einer gespritzten Spule mit zwei Seitenwänden 17 und 18, die durch einen rohrförmigen Mittelabschnitt 19 miteinander verbunden sind. Auf diese Spulenrolle kann dann eine Wicklung eines elektrisch und magnetisch leitenden Drahtes aufgewickelt werden.

Die Vorderwand 17 und der zur Befestigung des Solenoids dienende Gewindezapfen 12 sind ein einziges Teil. In Figur 5 ist der Zapfen 12 als Gewindezapfen ausgebildet, jedoch können hierfür auch andere Ausführungsformen gewählt werden. So kann der Zapfen z.B. mit angespritzten Spreizfingern versehen werden, die sich nach Einführung in eine Befestigungsöffnung aufspreizen. Die Solenoideinheit kann selbstverständlich auch auf andere Weise befestigt werden.

In der Vorderwand 17 der Spulenrolle ist ein eisenhaltiger

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Ringkern 20 eingekapselt. Wie aus Figur 5 hervorgeht, weist der Ringkern 20 axiale Durchbrüche 21 auf, durch die das Plastikmaterial der Spule während des Spritzvorganges hindurchfließen kann.

In dem rohrförmigen Mittelabschnitt 19 der Spule ist ein zylindrischer Teil 22 eingekapselt, der ebenfalls aus eisenhaltigem Material besteht. Das vordere Ende des zylindrischen Kernes 22 dringt durch die innere öffnung des Ringkernes 20 hindurch und liegt an diesem an. Auch wenn in der Figur die Teile 20 und 22, d.h. der Ringkern und der zylindrische Kern als Einzelteile ausgebildet sind, so können diese Teile, wenn gewünscht, auch als ein Teil ausgebildet sein. Der zylindrische Teil 22 weist vorzugsweise einen in Längsrichtung sich erstreckenden Schlitz 23 auf, wie dieses in Figur 6 angedeutet ist. Der Schlitz 23 dient dazu, die wirksame Magnetoberfläche und den Anteil des Stromflusses zu erhöhen sowie Wirbelströme in den Kern zu vermindern.

Die Vorderwand 17 der Spulenrolle weist in ihrem Zentrumsbereich einen engen Halsabschnitt auf, der als Führung für den Druckdraht 14 dient. In der Führung 25 wird der Druckdraht nahezu spielfrei geführt, so daß sinusartige Schwingungen des Drahtes während des Druckvorganges reduziert werden. Das vordere Ende des Zapfens 12 weist eine Ausnehmung 26 auf, in die eine geeignete Drahtführung oder ein Drahtlager eingefügt werden kann.

In der Rückwand 18 der Spulenrolle ist ein Statorring 30 aus eisenhaltigem Material eingekapselt. Der Statorring 30 hat einen größeren Durchmesser als der Ringkern 20 und ist mit axial sich erstreckenden Durchbrüchen 32 versehen, durch die das Plastikmaterial während des Spritzvorganges fließen kann. Die Zentrumsöffnung 33 in dem Statorring 30 bildet gemeinsam mit der Bohrung in dem rohrförmigen Mittelabschnitt 19 auf der Rückseite des zylindrischen Kernes 22 eine zylindrische Aufnahmeöffnung bzw. ein Aufnahmelager für die Solenoidanordnung.

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Auf der Rückseite des Statorringes 30 ist in axialer Richtung ein Ringteil 35 vorgesehen, welches den gleichen Außendurchmesser wie der Statorring aufweist. Dieser Ringteil 35 weist eine äußere radiale Kante 38 und eine innere ringförmige Kantenfläche 39 auf, deren Durchmesser kleiner als die der äußeren Kante 38 ist. Die äußere Kante 38 dient weiterhin als Bezugsebene, wobei beim Spritzen des Spritzgußteiles 15 alle eingefügten Teile in bezug zu dieser Bezugsebene positioniert werden.

Die andere erwähnte Untereinheit des Solenoids ist ebenfalls ein einheitliches Spritzteil 40, das den Anker und eine Rückzugsfeder enthält; vgl. Figur 7. Das Spritzteil 40 weist einen hülsenförmigen Anker 41 aus eisenhaltigem Metall auf, der in Figur 8 perspektivisch dargestellt ist. Der hülsenförmige Anker ist mit einem Längsschlitz 43 versehen, durch den die effektive Magnetoberfläche vergrößert wird. Hierdurch wird der magnetische Fluß schneller aufgebaut und außerdem werden Wirbelströme reduziert. In der Außenwand der Hülse und an deren rückwärtigen Ende sind Durchbrüche 45 bzw. Schlitze 46 vorgesehen, die mit Plastikmaterial ausgefüllt sind, wodurch der gesamte Ankerspritzteil zusammengehalten und gegen die Schock- und Vibrationsbeanspruchungen während des Druckvorganges geschützt wird. Der hülsenförmige Anker 41 wird in dem Ankerspritzteil 40 durch das eingespritzte Plastikmaterial gehalten, das einen Formkörper 50 bildet. Gleichzeitig wird hierbei das rückwärtige Ende des Druckdrahtes 15 in dem Spritzteil eingekapselt. Der Draht 14 ist an seinem Ende bei 52 abgebogen und liegt hier an einer Rückzugsfeder 55 an, die als einseitig eingespannte Ausleger- bzw. Kreuzfeder ausgebildet ist. Die Feder 45, der hülsenförmige Anker 41 und der Druckdraht 14 sind in dem als eine Einheit ausgebildeten Ankerspritzteil 40 durch den Formkörper 50 aus Kunststoffmaterial zusammengehalten.

Die Feder 55 weist mehrere sich radial erstreckende Federarme auf, wie dies in Figur 9 dargestellt ist. Die Federarme 56 sind an ihren Enden zu vergrößerten Auflageflächen 58 erweitert.

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Der Formkörper 50 aus Kunststoffmaterial weist mehrere , sich radial nach außen erstreckende /zwischen den Federarmen 56 verlaufende Zungen 59 auf, die am rückwärtigen Ende des Ankerspritzteiles eine geschlossene ebene Abschlußfläche 60 bilden. Diese ebene Abschlußfläche 60 ist eine zusätzliche Prallfläche für den Ankerspritzteil 40.

Der Druckdraht 14 wird dadurch wirksam in den Anker eingekapselt und mit diesem verbunden, indem der Anker 41, der Druckdraht 14 und die Feder 55 in den Ankerspritζteil 40 eingelagert sind. Durch das abgebogene Ende 52 wird der Druckdraht 4 0 in den Kunststoffkörper festgehalten. Das Kunststoff- bzw. Plastikmaterial fließt beim Spritzen durch die öffnungen bzw. die Schlitze 43 bis zu der äußeren zylindrischen Oberfläche des Ankers 41, wie dieses in Figur 10 dargestellt ist. Die rückwärtige ebene Abschlußfläche 60 des Ankerspritzteiles ist eine Bezugsebene für die Lage aller metallischen Teile des Ankerspritzteiles 40 einschließlich der Ankerhülse 41 und der Rückzugsfeder 55.

In den Figuren 2 und 3 ist das zusammengesetzte Solenoid dargestellt. Aus diesen Figuren geht hervor, daß das Blechgehäuse 11 eineiBereich mit einem größeren Durchmesser 11a aufweist, in dem der Ringteil 35 des Spritzgußteiles 15 für die Statorspule aufgenommen ist. Dieses Blechgehäuse ist aus warm gezogenem eisenhaltigen Material und an seiner Vorderseite bei 62 nach innen abgebogen, wobei diese Abkantung 62 an einer Vorderfläche 63 des Spritzgußteiles 15 anliegt. Der Zapfen 12 durchstößt demnach die nach innen abgebogene Abkantung 62 des Gehäuses 11. Wenn demnach das Spritzgußteil 15 für die Statorspule in das Gehäuse eingeführt ist, liegen die äußere Oberfläche des Ringkernes 20 und die der Vorderwand 17 dicht an der Innenfläche des vorderen Endes des Blechgehäuses an, so daß der Ringkern 20 mit dem Gehäuse 11 magnetisch verbunden ist.

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Das Ankerspritzteil 40 wird dann in die Position gemäß Figur 2 eingesetzt. In dieser Lage ruhen die gebogenen Auflageflächen 58 der Rückzugsfeder 55 auf der ringförmigen Kantenfläche 39 des rückwärtigen Ringteiles 35 , und der Druckdraht 14 erstreckt sich durch den eingeengten Halsabschnitt 25. In der Ausnehmung 26 ist ein reibungsarmes verschleißfestes Lager 65 für den Druckdraht 14 angeordnet, das den Druckdraht 14 spielfrei umgibt. Der hülsenförmige Anker 41 liegt mit seiner äußeren Oberfläche spielfrei an der zylindrischen Aufnahmeöffnung 34 des Spritz gußteiles für die Statorspule an. Zwischen der Zentrumsöffnung 33 des Statorringes 30 und dem hülsenförmigen Anker 41 ist ein Zwischenraum vorhanden, wobei dieses Spiel zwischen diesen beiden Teilen in Figur 2 zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt ist; in der Praxis wird angestrebt, daß zwischen dem hülsenförmigen Anker und dem Statorring nur ein geringer Spalt verbleibt. Der Statorring 30 liegt mit seinem äußeren Durchmesser an dem Blechgehäuse 11 in dem erweiterten Bereich 11a an, wodurch der Magnetfluß geschlossen ist.

Nachdem das Ankerspritzteil 40 eingefügt worden ist und die Federarme 56 der Rückzugsfeder 55 an den Kanten 39 wie oben beschrieben anliegen, wird eine Beilagscheibe 70 aus einem relativ dünnen Material auf die Bezugsfläche 38 aufgelegt. Die Beilagsscheibe 70 liegt dann an der hinteren ebenen Abschlußfläche 60 des Ankerspritzteiles 4 0 an, so daß die Abschlußfläche 60 und die Bezugsebene 38 in einer gemeinsamen Ebene liegen. In einer Kappe 72 ist ein Druckpolster 75 aus einem Schocks dämmenden, energieabsorbierenden Gummi- oder Zellschaummaterial aufgenommen. Die Kappe 72 liegt eng in dem erweiterten Bereich 11a des Blechgehäuses an und wird durch eine gebördelte, einwärts gebogene Kante 76 des Gehäuses festgehalten. Die vordere ringförmige Seitenfläche der Kappe 72 liegt ebenfalls an der radialen Bezugsfläche 38 an. In dieser Lage ist die Tiefe der Kappe und die Dicke des darin enthaltenen Druckpolsters 75 so

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eingestellt, daß das blockförmige Druckpolster 75 leicht vorgepreßt und damit die Beilagsscheibe 70 direkt auf der Bezugsfläche 38 aufliegt, wie dieses in Figur 2 dargestellt ist.

Die Beilagsscheibe 70, die aus dünnem Metall oder Kunststoff bestehen kann, bildet gemeinsam mit dem Druckpolster 75 einen Prallkörper in dem Gehäuse 11, wobei die Beilagsscheibe 70 einen rückwärtigen Anschlag für das Ankerspritzteil 40 an der Bezugsfläche 38 bildet. In der zusammengesetzten Position sind die Federarme 56 der Feder 55 leicht abgebogen und vorgespannt, so daß sie das Ankerspritzteil 4 0 in die erwähnte anliegende bzw. zurückgezogene Position drücken. In dieser Lage wird zwischen den vorderen Ende des hülsenförmigen Ankers 41 und dem benachbarten rückwärtigen Ende des zylindrischen Kernes 22 ein axialer Luftspalt 78 gebildet. Die Tiefe des Luftspaltes 78 begrenzt den Hub des Ankers und liegt in der Größenordnung von 0,5 bis 0,65 Millimeter (0,020 Zoll bis 0,025 Zoll). Die Tiefe des Luftspaltes wird bei der zusammengesetzten Vorrichtung immer genau erhalten, da das Spritzgußteil 15 für die Statorspule und auch das Ankerspritzteil 4 0 auf gemeinsame Bezugsebenen bezogen und im Spritzverfahren hergestellt sind.

Die Zungen 59 an dem Formkörper 50 des Ankerspritzteiles 40 erhöhen die wirksame Auflagefläche der ebenen Abschlußfläche 60, so daß die Aufprallenergie des zurückfahrenden Ankerspritzteils auf die Beilagsscheibe übertragen und vom Druckpolster 75 absorbiert wird.

Eine elektrisch erregbare Wicklung 80 ist auf der Spulenrolle im Mittelabschnitt 19 zwischen Vorder- und Rückwand 17 bzw. 18 aufgewickelt; die Drahtenden der Wicklung werden durch die Wand des Blechgehäuses 11 in üblicher Weise hinausgeführt.

In Figur 11 ist eine modifizierte Ausführungsform für das Ankerspritzteil 40 dargestellt, wobei der Druckdraht 14 in dem Spritzteil anders eingelegt ist. Bei dieser Ausführungsform ist das rückwärtige Ende des Druckdrahtes 14 innerhalb des Ankers 41

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wellenförmig ausgebildet, so daß dessen Fläche, die in Kontakt mit dem Formkörper 50 liegt, vergrößert wird.

In Figur 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Druckdraht 14 gezeigt, der an seinem rückwärtigen Ende eine gewundene Schleife 14b anstelle des abwärts gebogenen Endes 52 in Figur 7 aufweist. Die ebene Schleife 14b liegt im eingekapselten Zustand in dem Ankerspritζteil 40 an der vorderen Fläche der Feder 55 an, um den Draht 14 in dem Ankerspritzteil zu halten.

Wenn im vorhergehenden ein Solenoid für einen Draht- bzw. Rasterdruck beschrieben worden ist, so ist doch offensichtlich, daß die angegebenen Konstruktionen vorteilhaft allgemein auch in anderen axialen Solenoiden, so z.B. in billig herzustellenden rohrförmigen Sdenoiden oder dgl., verwendet werden können.

Das in Figur 5 dargestellte einstückige Statorspritzteil 15 kann z.B. vorteilhaft als ein billig herzustellendes Statorteil für axiale Solenoide allgemein verwendet werden. So kann ein zylindrischer Kern in einen mittels Spritzgußverfahren hergestellten Kunststoffkörper eingekapselt werden, der gleichzeitig efaen axialen,sich nach vorne erstreckenden Zapfen zur Befestigung für das Solenoid und einen diesem gegenüberliegenden, sich ebenfalls axial erstreckenden Spulenaufnahmeteil zur Aufnahme einer elektrisch erregbaren Wicklung aufweist. In ähnlicher Weise kann auch ein einstückiges Ankerspritzteil gemäß Figur 7 verwendet werden, bei dem ein Formkörper aus Plastik einen Anker aufnimmt und den Mittelteil einer Blattfeder mit radial sich erstreckenden Federarmen oder Federteilen einkapselt, wie dieses gezeigt ist. Anstelle des Drahtes 14 kann auch eine geeignete nicht magnetische Betätigungsstange verwendet werden; alternativ kann auch der Formkörper 50 axial verlängert werden und aus dem Solenoid herausragen,um auf diese Weise zu einer

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geeigneten Betätigung verwendet zu werden.

Obwohl es nicht notwendig ist, die dargestellten und oben beschriebenen Längsschlitze 43 bzw. 23 im Anker oder dem Stator vorzusehen, so dienen diese Schlitze dazu, die entsprechenden Magnetstrukturen voneinander zu trennen, wodurch einerseits die wirksamen Magnetoberflächen vergrößert und andererseits die Ansprechzeit sowie Wirbelströme oder dgl. verringert werden. Wenn jedoch bei verschiedenen Anwendungen nur geringe Magnetkräfte oder nur geringe Ansprechzeiten ausreichend sind, können einer der Schlitze oder beide fortgelassen werden, wodurch die Herstellungskosten verringert werden.

Die Arbeitsweise des Solenoids geht aus der oben beschriebenen Konstruktion von selbst hervor. Wenn ein solches Solenoid in einem Rasterdrucker verwendet wird, werden mehrere solcher Solenoide 10 auf einem geeigneten Druckkopf befestigt, wie dieses oben erwähnt ist. Hierzu können die oben erwähnten Zapfen bzw. Gewindezapfen 12 in vielfältiger Weise ausgestaltet werden, um die Befestigung des Solenoids an dem entsprechenden Befestigungsträger anzupassen. Die Wicklung 80 des Solenoids ist mit einer Gleichspannungsquelle verbunden, so daß bei Erregung der Wicklung das Ankerspritζteil 40 gegen den zylindrischen Kern 42 aufgrund des Magnetflusses durch den Luftspalt 78 gezogen wird. Das Blechgehäuse 11 bildet den Rückmagnetkreis, da dieses magnetisch mit dem Ringkern 20 und dem Statorring 30 verbunden ist. Bei der Vorwärtsbewegung des Ankerspritzteiles 40 wird der Druckdraht 14 auf ein Druckmedium getrieben, wobei die Federarme 46 der Rückzugsfeder 55 leicht ausgebogen werden. Wenn das Solenoid abgeschaltet wird, zieht die Rückzugsfeder 55 das Ankerspritzteil 40 in seine Ruhelage zurück, wobei dieses Ankerspritzteil auf die Beilagsscheibe 70 aufprallt. Die daraus resultierende Stoßenergie wird durch das Druckpolster 75 absorbiert. Der innerhalb des Formkörpers 50 verspritzte Druckdraht 14 wird fest in dem Ankerkörper gehalten. Aufgrund des Längsschlitzes in den Anker 41 und dem korrespondierenden Längsschlitz 23 in dem zylindrischen Kern 22 können trotz der kleinbauenden Form

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hohe Kräfte und eine sehr schnelle Arbeitsweise erreicht werden.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, so daß Modifikationen vorgenommen werden, ohne daß das Ziel der Erfindung verlassen wird.

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Claims

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Solenoid für einen Druckdraht eines Rasterdruckers

Patentansprüche

Solenoid für einen Druckdraht eines Rasterdruckersmit einem spulenförmigen, teilweise aus Kunststoff gefertigten Statorteil und einem damit verbundenen, ebenfalls teilweise aus Kunststoff gefertigten Ankerteil zur Betätigung des Druckdrahtes, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorteil (15) als Spulenkörper aus Kunststoff ausgebildet ist und eine Vorder- und eine Rückwand (17 bzw. 18), in denen jeweils ein Ring aus eisenhaltigem oder einem anderen magnetisch leitenden Material, und zwar in der Vorderwand (17) ein Ringkern (20) und in der Rückwand (18) ein Statorring (30) eingekapselt ist, und ferner einen sich axial erstreckenden, mit den Kernen magnetisch verbundenen, magnetisch leitenden zylindrischen Kern (22) aufweist, daß das Ankerteil (40) einen Kunststoff-Formkörper (50) aufweist, der einen Anker (41) trägt, welcher durch den Statorring (30) in den Innenraum des Spulenkörpers (17, 18, 19) bis zum zylindrischen Kern ragt, wobei zwischen Anker und zylindrischem Kern ein Luft-

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spalt (78) verbleibt, und daß ein Metall- bzw. Blechgehäuse (11) vorgesehen ist, welches das Statorteil umgibt, den Magnetkreis zwischen Statorring und Ringkern schließt sowie das in das Statorteil eingesetzte Ankerteil festhält.

2. Solenoid nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kern (22) einen diesen durchdringenden Längs^ schlitz (23) aufweist.

3. Solenoid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (41) rohrförmig ausgebildet ist und einen ihn durchdringenden Längsschlitz (43) aufweist.

4. Solenoid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kunststoff-Formkörper (50) des Ankerteils (40) eine blattartige Rückzugsfeder (55) mit ihrem zentralen Bereich eingekapselt ist, wobei die Feder mehrere sich radial erstreckende Federarme (56) aufweist, deren als Auflageflächen (58) ausgebildete Endabschnitte an der Rückwand (18) des Spulenkörpers (15) anliegen, um für das Ankerteil eine Rückzugsfederkraft vorzusehen.
5. Solenoid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (52) des Druckdrahtes (14) in den Kunststoff-Formkörper (50) des Ankerteils (40) eingekapselt ist.
6. Solenoid nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (11) ein als Druckpolster ausgebildeter Block (75) aus elastischem, energieabsorbierenden Material vorgesehen ist, welcher so angeordnet ist, daß er eine Prallfläche für das Ankerteil (40) bildet.

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