DE3686776T2

DE3686776T2 - Elektromagnetischer antrieb fuer ein druckelement.

Info

Publication number: DE3686776T2
Application number: DE8686104597T
Authority: DE
Inventors: John Peter Karidis
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1985-04-23
Filing date: 1986-04-04
Publication date: 1993-04-01
Anticipated expiration: 2006-04-05
Also published as: US4681467A; JPS61244559A; DE3686776D1; EP0199159A2; CA1238515A; JPH0517863B2; EP0199159B1; EP0199159A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektromagnetische Antriebe für Druckelemente, die im Druckwerk von Druckern eingesetzt werden, sowie eine Gruppe von elektromagnetischen Antrieben für Druckelemente.
Es gibt bereits sehr viele elektromagnetische Antriebe für Druckelemente. Diese Antriebe sollen hohe Geschwindigkeiten und mit Hilfe verschiedener Antriebskonfigurationen eine größere Druckdichte erzielen. Insbesondere bei Matrixdruckern wird versucht, die Druckdichte durch Verringerung des Abstandes zwischen benachbarten Antriebsdrähten zu erhöhen. Es ist deshalb ständig erforderlich, die Gesamtgröße des Antriebs zu verringern.
In US-Patentschrift Nr. A-3,138,427 wird ein Fernkopiersystem beschrieben, das mit einem Wandler arbeitet, der einen Anker, eine Spule und einen aus Schenkelelementen bestehenden Kern umfaßt. An einem Schenkel ist ein Markierungselement befestigt. Der von der vorderen Längsseite des Markierungselementes ausgeübte Druck ist von der Erregung der Wicklung von der Quelle abhängig.
Ein Drehspulelement wie in US-Patentschrift Nr. A-3,780,650 beschrieben verwendet eine Spule mit Polstücken, die zwischen Polplatten angebracht sind. Die magnetische Reluktanz wird verringert, indem die Polstücke so angeordnet werden, daß ihre Luftspalte parallel verlaufen.
Im IBM Technical Disclosure Bulletin Band 21 Nummer 11 Seite 4452 bis 4453 (April 1979) wird ein Druckhammerelement beschrieben, das eine Gruppe von Druckhämmern verwendet, die einzeln freitragend auf einer Basis aufliegen. Die Ankerpole besitzen Spulen, die in Reihe auf über den Ankerpolen angebrachten Spulenkörpern gewickelt sind. Der Flußpfad wird durch Serienwicklung der Spulen minimiert und liegt bezogen auf die Bewegungsrichtung der Hammerelemente in Längsrichtung. Eine Abart dieses Mechanismus wird im IBM Technical Disclosure Bulletin Band 25 Nummer 9 Seite 4901 bis 4902 (Februar 1983) beschrieben. Der dort beschriebene Antrieb verwendet einen Druckhammer, der freitragend über einem Magnetjoch gehalten wird, das eine Erregerspule, einen Drehanschlag und einen Ruheanschlag trägt. Der Ruheanschlag enthält einen Permanentmagneten, der den Druckhammer in die Ruhelage zwingt. Bei Erregung der Spule dreht sich der Anker und bewegt dabei das Hammerelement um den Drehanschlag, der als Hebelstütze wirkt.
Ein weiteres Beispiel für einen Druckhammermechanismus mit einem sich drehenden Druckfinger wird im IBM Technical Disclosure Bulletin Band 22 Nummer 8B Seite 3536 bis 3537 (Januar 1980) beschrieben. Der dort beschriebene Antrieb verwendet einen Haltemagneten und eine separate Spule zum Lösen des Druckfingers von der Haltestruktur.
Eine etwas andere Anordnung wird im IBM Technical Disclosure Bulletin Band 23 Nummer 5 Seite 1765 bis 1766 (Oktober 1980) beschrieben. Jeder Druckdraht wird durch einen Kolben bewegt und durch einen aus Gehäuse und Permanentmagnet bestehenden Magnetkreis in einer Ruheposition gehalten. Ein Spulenkörper mit magnetischen Rückstellelementen ist relativ zur Bewegungsrichtung des Druckdrahtes versetzt. Der Magnetflußpfad wirkt in Bewegungsrichtung des Druckdrahtes.
Andere berücksichtigte Verfahren, die jedoch die vorliegende Erfindung wohl nicht so direkt betreffen, werden im IBM Technical Disclosure Bulletin Band 22 Nummer 8A Seite 3171 bis 3172 (Januar 1980) beschrieben. Diese Beschreibungen beziehen sich auf elektronische Verfahren zur Bewegungszeitkontrolle von Druckhämmern. Ausschließlich für den Magnetkreis wurde auch US-Patentschrift Nr. A-2,202,729 berücksichtigt, in der eine Spule sowie Anker- und Polstücke beschrieben sind. Das in dieser Patentschrift beschriebene Relais wird als nicht zu einem Druckhammerelement gehörig betrachtet.
In US-Patentschrift A-3,973,661 wird ein elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement beschrieben, der aus einem Statorteil besteht, welches aus zwei durch einen Spalt getrennten Polstücken und einer Spule besteht, die das Statorteil zwischen den Polstücken umgibt. Ein längliches Ankerteil ist an einem Ende befestigt und erstreckt sich neben dem Spalt in das Statorteil. Das Ankerteil liegt im wesentlichen senkrecht zum Flußpfad über den Spalt, so daß der Flußpfad quer durch die Dicke des Ankerteils verläuft. Am anderen Ende des Ankerteils ist ein Druckelement angebracht. Bei Erregung der Spule wird das Ankerteil zum Spalt gezogen und betätigt das Druckelement.
Ziel der vorliegenden Erfindung sind ein verbesserter elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement und eine verbesserte Gruppe von elektrischen Antrieben für Druckelemente.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb für ein elektromagnetisches Druckelement mit einem Statorteil, das mit zwei einen Spalt definierenden, in Abstand voneinander befindlichen Polstücken ausgebildet ist, wobei eine Spule das Statorteil zwischen den Polstücken umgibt, mit einem länglichen Ankerteil, das einem Ende befestigt ist und benachbart zu dem Spalt sowie zu dem Flußpfad quer zum Spalt im wesentlichen rechtwinklig verläuft, so daß sich der Flußpfad quer durch die Dicke des Ankerteils erstreckt.
Das Druckelement der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Polstücke sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Ankerteils erstrecken.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Gruppe von elektromagnetischen Antrieben für Druckelemente, die eine Vielzahl von elektromagnetischen Antrieben des oben beschriebenen Typs umfaßt.
Die erfindungsgemäße Gruppe von Antrieben ist dadurch gekennzeichnet, daß die Statorteile der Antriebe als einstückige Statoreinheit ausgebildet sind, wobei sich die Ankerteile parallel zueinander erstrecken.
Da sich der Flußpfad für jedes Ankerteil durch über die Dicke des Ankerteils erstreckt, können benachbarte Ankerteile in der Gruppe der Antriebe über einen gemeinsamen Flußpfad verfügen, wenn die benachbarten Druckelemente zum Drucken ausgewählt sind. Alternativ können die Spulen benachbarter Statorteile entgegengesetzte Polarität aufweisen, um magnetische Wechselwirkungen zu verhindern.
Um die Erfindung verständlicher darzustellen, wird nun ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
Fig. 1-5 ein vereinfachtes allgemeines Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise als Schnittansicht, eines erfindungsgemäßen Antriebs für ein Druckelement zeigt;
Fig. 2 eine auf der Linie 2-2 geschnittene Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Antriebs zeigt;
Fig. 3 eine halbschematische Schnittansicht eines einstückigen Statorteils mit einer Vielzahl unabhängiger darauf gewickelter Spulen zeigt, das eine Gruppe von Antrieben mit gleicher Polarität in benachbarten Spulen bildet;
Fig. 4 eine halbschematische Schnittansicht eines einstückigen Statorteils mit entgegengesetzter Polarität in benachbarten Spulen zeigt;
Fig. 5 einen halbschematischen Aufriß einer Ankerplatte für mehrere Antriebe zeigt;
Fig. 6-8 ein detaillierteres praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer laminierten Statoreinheit zeigt;
Fig. 7 eine Draufsicht einer Ankerplatte für mehrere Antriebe zeigt;
Fig. 8 eine Endansicht der in Fig. 7 dargestellten Platte, geschnitten entlang der Linie 8-8 zeigt, aus der Konstruktionsdetails ersichtlich sind, und die die Statoreinheit für optimale Dynamik profiliert zeigt;
Fig. 9 und 10 perspektivische Ansichten alternativer Verfahren des Spulenabschlusses mit gedruckten Schaltungen komplett mit der Statoreinheit zeigen;
Fig. 1-5 die Erfindung in einem vereinfachten allgemeinen Ausführungsbeispiel zeigen.
In Fig. 1 und 2 wird ein einzelnes Statorteil 10 des Antriebs für ein Druckelement in teilweiser Seitenansicht gezeigt. Das Statorteil 10 dient als Spulenkörper für eine Spule 12. Das Statorteil besitzt einen im allgemeinen H-förmigen Spulenkern, dessen vertikale Seiten als Polstücke mit einem Spalt zwischen den oberen Enden dienen und die Spule 12 in einem definierten Wicklungsbereich halten. Dieses Verfahren ermöglicht einen effektiven Wärmeübergangspfad von der Spule durch den Kern des Statorteils an die Umgebungsluft. Auf diese Weise wird die Spule auch bei höherer Eingangsleistung und höheren Arbeitszyklen nicht beschädigt. Da kein separater Spulenkörper in den Antrieb eingebaut werden muß, entstehen geringere Kosten.
Das Statorteil 10 besteht aus einem nichtmagnetischen Statorabschnitt 11 und einem magnetischen Statorabschnitt 13. Der magnetische Statorabschnitt 13 ist auf die Bereiche des gewünschten Magnetflusses begrenzt; der nichtmagnetische Statorabschnitt 11 vervollständigt das Bauteil für die Spulenaufnahme und dient als Medium zur Wärmeübertragung. Es können verschiedene Werkstoffe eingesetzt werden; in dem abgebildeten Beispiel besteht jedoch der magnetische Abschnitt aus Eisen (Fe) und der nichtmagnetische Abschnitt aus Aluminium (AL).
Die Polplatten 14 befinden sich an den Enden der Polstücke des Stators 10 und verringern effektiv die Größe des Spalts zwischen den Enden der Polstücke. Ein Ankerteil 16 ist oberhalb der Polplatten 16 befestigt. Die Polplatten 14 erlauben die Verwendung eines schmalen Ankerteils 16 in Verbindung mit einer breiten Spule 12. Dadurch wird die Effizienz des Antriebs erhöht, da die Widerstandsverluste in der Spule umgekehrt proportional zum Spulenquerschnitt sind.
Alternativ können die Polplatten 14 weggelassen und das Ankerteil 16 geringfügig breiter als die Spule 12 gestaltet werden, so daß es auf den Enden der Polstücke des Statorteils 10 aufliegt. Das Statorteil 10 kann alternativ aus Sintereisen hergestellt und ungefähr wie die Kombination aus Spulenkern und Polplatten geformt sein.
Spule 12 ist in Fig. 1 als konventioneller runder Leiter dargestellt. Es besteht die Möglichkeit, ein Flachband der Breite W zu verwenden, das als Endlosband um das Statorteil 10 gewickelt wird. In diesem Fall wird kein kompletter Spulenkörper benötigt, da das Flachband nicht seitlich wegrutscht.
Die magnetischen Bauteile sind ferromagnetisch, die nicht magnetisierbaren sind dem Stand der Technik entsprechend diamagnetisch oder nur schwach ferromagnetisch. Magnetische Bauteile, d. h. das Statorteil 10, die Polplatten 14 und das Ankerteil 16 können entweder aus Eisen, Magnetstahl, Siliziumeisen oder einem ähnlichen Material gefertigt oder aus Sintereisen mit herkömmlicher Sintertechnik hergestellt werden.
Fig. 1 zeigt den magnetischen Flußpfad durch den Antrieb. Der Flußpfad durch das Ankerteil 16 erstreckt sich in Querrichtung. Dies bedeutet, daß der Magnetfluß entlang einer Kante (linke Seite) in das Ankerteil eindringt, durch die Dicke des Ankerteils verläuft und anschließend entlang der entgegengesetzten Kante (rechte Seite) zum Kern des Statorteils zurückkehrt. Die unteren Teile des Kerns dienen nur der Aufnahme der Spule. Wie in Fig. 1 gezeigt wurde verläuft der Magnetfluß, vor allem bei Verwendung nicht magnetisierbarer Werkstoffe wie die aus Aluminium bestehende Wärmesenke in Fig. 1 und 2, nicht durch den unteren Teil des Kerns.
Durch den in Querrichtung verlaufenden Flußpfad kann das Ankerteil 16 sehr dünn und somit sehr leicht ohne Sättigung sein und dennoch eine große Spaltfläche bieten. Die große Spaltfläche erzeugt starke Magnetkräfte an einem Ankerteil mit geringer Masse. Dies führt zu hoher Geschwindigkeit und kurzer Reaktionszeit.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist das Ankerteil 16 an einem Punkt 18 befestigt, d. h., es ist zwischen die Polplatten 14 und eine Stützplatte 20 geklemmt. Das Ankerteil kann relativ steif und auf Punkt 18 gelagert sein. Bei Anwendungen mit niedriger Energieaufnahme wie z. B. bei Matrixdruckern wird das Ankerteil bevorzugt als dünner biegsamer Freiträger gestaltet und nicht als steifes drehbar gelagertes Teil.
Die Stützplatte 20 dient als Anschlag für das freie Ende des Ankerteils 16. Aufgrund der großen Kontaktfläche zwischen Ankerteil 16 und Stützplatte 20 wird die Übertragungscharakteristik des Ankerteils verbessert. Die Stützplatte 20, die nicht Teil des Magnetkreises ist, wird vorzugsweise aus einem energieabsorbierenden Polymer gepreßt; das Profil wird so gewählt, daß die Übertragungscharakteristik des Ankerteils (z. B. das statische Durchbiegungsprofil des am Ende belasteten Freiträgers 16) möglichst optimal ist. Das Ankerteil kann auch auf andere Weise befestigt werden. Das Ankerteil 16 und das Statorteil 10 können beispielsweise jeweils auf einem dritten Teil angebracht sein, das eine Aufnahme sowohl für das Statorteil 10 als auch für das Ankerteil 16 bildet.
Fig. 2 zeigt ferner schematisch die übrigen Komponenten des Antriebs für ein Druckelement einschließlich eines Druckdrahtes 22, der nahe beim freien Ende des freitragenden Ankerteils 16 aufgehängt ist, und einer Druckfeder 24. Diese Rückholfeder ist mit einem Ende an der starren Platte 26 befestigt und mit dem anderen Ende mit dem Ankerteil 16 verbunden. Das Ankerteil wird deshalb in der Regel vorgespannt und durch die Druckfeder 24 nach oben gebogen, so daß sich der Druckdraht 22 in der Ruheposition befindet. Eine Betätigung durch Erregung der Spule 12 bewirkt, daß das Ankerteil 16 elektromagnetisch nach unten zum Statorteil 10 gezogen wird, wodurch die Vorspannung durch die Druckfeder 24 aufgehoben und der Draht 22 in eine Druckkontaktposition gebracht wird.
Fig. 2 zeigt eine Betriebsart, in welcher der Antrieb bei Erregung der Spule den Druckdraht 22 zu einem Farbband und einem Papier (nicht dargestellt) drückt. Bei einer anderen Betriebsart werden in Ruheposition das Ankerteil und der gegen eine Federkraft gekippte Druckdraht magnetisch gehalten, und das Ankerteil 16 wird freigegeben, wenn ein Punkt gedruckt werden muß. Bei dieser Betriebsart kann das Ankerteil selbst durch Biegung die Federkraft erzeugen. Mit der gespeicherten Energie wird der Draht zum Farbband und zum Papier bewegt. Die Spule kann mit einem relativ geringen Strom erregt werden und das Ankerteil zurückhalten. Das Ankerteil kann dann freigegeben werden, indem der Strom in der Spule vorrübergehend unterbrochen wird. Das Ankerteil kann dann mit einem kurzen starken Stromstoß in der Spule wieder in die "Halteposition" zurückgebracht werden. Bei dieser Betriebsart kann die Struktur des Antriebs vereinfacht werden; ferner können Kosten und Platzbedarf für die in anderen energiespeichernden Konstruktionen verwendeten Permanentmagnete eingespart und der Antrieb kleiner gebaut werden. Hierbei ist jedoch der Leistungsbedarf höher, da Strom im Druckkopf benötigt wird, auch wenn nicht gedruckt werden muß. Dieses Problem kann unter Kontrolle gebracht werden, wenn der Druckkopf oder die Walze unter elektronischer Steuerung zurückgezogen werden kann, so daß das Ankerteil ohne Papierberührung freigegeben werden kann, wenn der Drucker keine Daten empfängt.
Bei einer typischen Bewegung legt das Ankerteil 16 einen Weg von etwa 0,35 mm zurück, wobei die Betätigungszeit ca. 250 bis 300 Mikrosekunden beträgt. In manchen Fällen führt der Druckdraht auch eine Bewegung nach oben oder eine "ballistische" Bewegung aus, die mit seiner Bewegung nach dem Stoppen des Ankerteils gekoppelt ist. Eine Zyklusdauer von 500 Mikrosekunden oder weniger ist möglich.
In Fig. 3 wird eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Antriebs gezeigt, bei der eine gemeinsame Statoreinheit für mehrere Druckpositionen verwendet wird. Die Gesamtzahl der Bauteile in der in Fig. 1 dargestellten Version ist bereits gering, sie kann aber noch weiter verringert werden, indem Gruppen von Antrieben wie in Fig. 3 zusammengefaßt werden. Auf eine einstückige Statoreinheit 30 sind mehrere Spulen 31 bis 35 gewickelt. Die Ankerelemente 36, 37, 38, 39 und 40 sind an der Statoreinheit 30 angebracht. Fig. 3 zeigt deshalb fünf effektive Antriebe auf einem einzigen Statorkern. So lange die vertikalen Kernsegmente der Statoreinheit 30 nicht stark gesättigt werden, kann jede beliebige Kombination von Spulen betätigt werden, ohne daß die Antriebe aktiviert werden, deren Spulen nicht betätigt werden.
Fig. 3 zeigt den vorherrschenden Magnetflußpfad für die Gruppe von fünf Antrieben, wobei die Antriebsspulen 1, 2 und 4 erregt sind. Der Flußpfad durch die danebenliegenden Abschnitte 1 und 2 der Statoreinheit verläuft so, daß die Abschnitte mit der gleichen Polarität erregt werden, so daß der Magnetfluß nicht durch das vertikale Kernsegment verläuft, das die beiden Spulen trennt. Statt dessen zirkuliert der Flußpfad Φ um beide Spulen und verläuft dabei durch die Ankerteile 36 und 37. Sowohl die magnetomotorische Kraft, die diesen Flußpfad bewirkt, als auch die Reluktanz des Flußpfades sind doppelt so groß wie die eines einzelnen Antriebs. In den Ankerteilen 36 und 37 herrscht daher der gleiche Gesamtmagnetfluß, unabhängig davon, ob ein benachbarter Antrieb erregt wurde. Antrieb 4 besitzt einen Flußpfad Φ', der mit dem in Fig. 1 gezeigten konsistent ist.
Wie in Fig. 3 für den nicht erregten Antrieb 3 gezeigt wurde, gibt es keinen nennenswerten Flußpfad durch das betreffende Ankerteil, da die ungesättigten vertikalen Kernsegmente den Antrieb gegen den Fluß in den benachbarten Kernsegmenten isoliert.
Fig. 4 zeigt die gleiche Struktur wie Fig. 3. Die Spulen 31 bis 35 besitzen jedoch eine wechselnde Polarität über die Länge des Stators 30. Dieses Verfahren, bei dem die Spulen 31, 33 und 35 einen Flußpfad Φ und die Spulen 32 und 34 einen Flußpfad Φ'' besitzen, verhindern einen möglicherweise unannehmbar starken Fluß durch einen nicht aktiven Antrieb, falls eine große Anzahl von Antrieben auf beiden Seiten eines nicht aktiven Antriebs aktiviert wird. Andere Antriebskonfigurationen sind möglich, z. B. die Verwendung bipolarer Antriebssysteme zum Festlegen der Polarität benachbarter Spulen in Abhängigkeit vom zu druckenden Muster. Ein erfindungsgemäßer Antrieb ist deshalb nicht auf eine besondere Anordnung der Spulenpolaritäten beschränkt.
Die Gesamtzahl der Bauteile in einer Gruppe von Antrieben kann weiter verringert werden, wenn freitragende Ankerteile in einer kammartigen Konfiguration kombiniert werden wie in Fig. 5 dargestellt. Eine Ankerplatte 42 ist eine einheitliche Struktur, die aus einem Basisabschnitt 44 und fünf kammähnlichen Fingern 46, 48, 50, 52 und 52 besteht. Diese Platte ersetzt die fünf einzelnen Ankerteile 36, 37, 38, 39 und 40 in Fig. 3. Da die Finger des Ankerteils dünn sind, kann nur ein geringer Magnetfluß durch den einheitlichen Basisabschnitt 44 der Ankerplatte verlaufen und so den Luftspalt umgehen. Dies hat keine wesentliche Auswirkung auf die Magnetkraft an den Ankerteilen.
Gemäß dieser Anordnung kann eine einzige Statoreinheit konstruiert werden, auf die N separate Spulen gewickelt sind.
Für eine solche Konstruktion kann eine einzige Ankerplatte mit N Fingern verwendet werden. Es kann auch eine einzelne Stützplatte, die in Fig. 3 und 4 nicht dargestellt ist, aber dem Element 20 in Fig. 2 ähnelt, verwendet werden. Diese drei Elemente können zusammengeklemmt oder -geklebt werden.
Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Statoreinheit 10' aus dünnen miteinander verklebten Eisenlamellen. Die Verwendung solcher Lamellenkonstruktionen verringert die Auswirkungen von Wirbelströmen während des Hochgeschwindigkeitsbetriebs, indem die einzelnen dünnen Lamellen elektrisch gegeneinander isoliert werden. Da die Lamellen gestanzt und einfach zusammengeklebt werden können, werden die Kosten weiter reduziert. Fig. 6 zeigt außerdem eine lineare Anordnung, bei der eine gemeinsame lineare Statoreinheit mehrere Wicklungsabschnitte besitzt. Um die Form des Spulenkörpers für die Wicklungen besser zu definieren, besteht der nichtmagnetische Statorabschnitt aus einem genuteten Aluminiumstab 11', dessen Basisseite mit der Basisseite des magnetischen Statorabschnitts 13' verbunden ist. Die gleiche Funktion würde auch eine oben und unten mit Wicklungsnuten versehene Statoreinheit erfüllen. Flußverluste durch die inaktive Nut würden jedoch die Leistung der Antriebe etwas verringern. Da die Nuten 15 gegenüber der Spulentiefe relativ tief ausgestaltet sind, dient der Aluminiumstab 11' als gerippte Wärmesenke zur Ableitung der in der Spule erzeugten Wärme an die Umgebungsluft. Die enge Kopplung der Spulen an die Aluminiumrippen hat einen sehr effizienten Wärmeübergangspfad zur Folge und reduziert so die Spitzentemperaturen am Druckkopf, die bei einer bestimmten Verlustleistung entstehen. Die wärmeableitenden Rippen können verschiedene Formen aufweisen wie in der Phantomdarstellung in Fig. 6 gezeigt.
Fig. 7 und 8 zeigen eine gemeinsame Ankerplatte 56 für einen Seriendruckkopf, der in der oben bei Fig. 2 beschriebenen Betriebsart arbeitet. Die Ankerplatte 56 wird in Verbindung mit zwei Statoreinheitenstäben geeigneter Länge (nicht dargestellt) verwendet. Die Druckdrähte werden durch eine Reihe kleiner Vorsprünge 62 direkt aus der Ankerplatte 56 gebildet. Die Nuten 64 definieren die Ankerteile 60 und isolieren diese gegeneinander. Die Ankerplatte 56 ist am Rand 58 befestigt. Zur Herstellung der Ankerplatte 56 werden zuerst die Vorsprünge 62 auf einer flachen Platte geprägt. Dann wird das Nutenmuster 64 aus den Platten herausgeätzt, so daß die Fingerelemente 60, aus denen die Ankerteile bestehen, geformt werden. Selbstverständlich können auch andere Herstellungsverfahren verwendet werden.
Fig. 8 zeigt eine Konstruktion mit zwei Statoreinheiten und der gemeinsamen Ankerplatte von Fig. 7 (bzw. dem zusammengebauten Äquivalent). Die gemeinsame Ankerplatte ist auf einer Stützstruktur 66 befestigt, die geteilt dargestellt ist, damit der Druckvorsprung 62 an jedem Anker 60 unverdeckt zu sehen ist. Es ist zu beachten, daß die Spulen 12 und die Statoreinheiten 10' sich leicht überlappen. Die Stützstruktur 66 kann Öffnungen für Kühlrippen 15 wie in Fig. 6 enthalten oder auf andere Weise komplementär sein, um die Wärmeabgabe zu erhöhen.
Die Statoreinheiten 10' besitzen mit einem Profil versehene Oberflächen, die durch Schleifen nach dem Zusammenbau erzeugt werden. Bei dieser Schleifoperation kann es sich einfach um eine Glättung rauher Kanten handeln; eine Formschleifoperation ist jedoch vorzuziehen. Jede Profiloberfläche 68 jeder Statoreinheit entspricht dem Profil der ersten freischwingenden Biegemode des Freiträgers des zugehörigen Ankerteils, da so die besten Ergebnisse in der beschriebenen Betriebsart erzielt werden. Es können auch andere Profile benutzt werden, um die Ankerdynamik den jeweiligen Bedürfnissen entsprechend zu verändern.
In Fig. 9 und 10 werden zwei bevorzugte Verfahren zum Abschluß der Spulenwicklungen gezeigt. Fig. 9 zeigt eine Statoreinheit 10' mit Lamellen wie in Fig. 6 dargestellt. Ein Paar dünner Schaltplatten 70, 72 sind mit den Enden der ferromagnetischen Lamellen verbunden, aus denen die Statoreinheit 10' besteht. Jede Schaltplatte besitzt eine Reihe von Kupferplättchen 74. Vor dem Wickeln der Spulen (nicht dargestellt) wird ein Ende jedes Spulendrahtes an einem Ende des Lamellenstapels mit der Schaltplatte 72 verbunden (in der Regel aufgelötet) wie bei Punkt 76. Nach dem Wickeln jeder Spule wird das freie Ende mit einem anderen Kupferplättchen 74 an der Schaltplatte 70 der Gegenseite verbunden wie bei Punkt 78. Jede Schaltplatte verfügt über geeignete Verdrahtungsmuster, um die Spulen elektrisch zu isolieren und passende Lötlaschen für die Endverbindung der Spulen mit den Antriebselementen bereitzustellen.
Alternativ kann wie in Fig. 10 eine einzelne Schaltplatte 70 an der Unterseite der Statoreinheit 10' angebracht sein. Die Kupferplättchen 74 stehen unter dem Stapel nach außen. Die Vorsprünge 80 dienen auch als Drahthalter beim Wickeln der Spulen.
In den Abbildungen sind die Antriebsgruppen geradlinig angeordnet; sie können aber auch um verschiedene Achsen gekrümmt sein, damit sie für Situationen geeignet sind, in denen die Druckdrähte zu einem dichtgepackten linearen Bündel konvergieren müssen. Die Gruppe von Antrieben kann beispielsweise so gekrümmt sein, daß die Ankerteile radial in einem konventionellen Matrixdruckkopf angeordnet sind. Die gefingerte Platte 42 ist in diesem Fall kreisförmig, wobei die Ankerteile radial nach innen zeigen.

Claims

1. Elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement, mit einem Statorteil (10), das mit zwei einen Spalt definierenden, in Abstand voneinander befindlichen Polstücken ausgebildet ist, wobei eine Spule (12) das Statorteil zwischen den Polstücken umgibt, mit einem länglichen Ankerteil (16), das an einem Ende (18) befestigt ist und benachbart zu dem Spalt sowie zu dem Flußpfad quer zum Spalt im wesentlichen rechtwinklig verläuft, so daß sich der Flußpfad quer durch die Dicke des Ankerteils erstreckt, und mit einem an dem anderen Ende des Außenteils angebrachten Druckelement (22), wobei ein Erregen der Spule (12) ein Anziehen des Ankerteils (16) in Richtung des Spaltes und ein Betätigen des Druckelements (22) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Polstücke im wesentlichen über die gesamte Länge des Ankerteils (16) erstrecken.

2. Elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorteil zwei Platten (14) besitzt, die zur Verringerung der Größe des Spalts an den Polstücken angebracht sind.

3. Elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorteil eine Anschlagplatte (20) für das Außenteil besitzt, mit einem Profil der ersten frei schwingenden Biegemode des Ankerteils um sein befestigtes Ende.

4. Elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorteil einen aus nicht magnetisierbarem Material hergestellten Abschnitt (11) besitzt.

5. Elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorteil Abschnitte besitzt, welche die Spule in die benötigte Lage zwängen.

6. Elektromagnetischer Antrieb für ein Druckelement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorteil einen eine Wärmesenke bildenden Abschnitt (11) besitzt.

7. Gruppe von elektromagnetischen Antrieben für Druckelemente mit einer Mehrzahl von Antrieben für ein Druckelement nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorteile (14) der Antriebe als einstückige Statoreinheit (30) ausgebildet sind, wobei sich die Ankerteile (16) parallel zueinander erstrecken.

8. Gruppe von Antrieben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenteile zu einer einheitlichen Struktur (42) zusammengefaßt sind, die eine Mehrzahl von Fingern (46-54) besitzt, welche die Ankerteile bilden und von einem gemeinsamen Basisabschnitt (44) ausgehen.

9. Gruppe von Antrieben nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückige Statoreinheit (30) so gekrümmt ist, daß die Druckelemente (22) an den Enden der Außenteile zu einem Bündel konvergieren.