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Elektromagnetisch schrittweise antreibbare Zähleinrichtung Die Erfindung
bezieht sich auf eine elektromagnetisch schrittweise antreibbare Zähleinrichtung
mit einem mit Polen versehenen Läufer und mit auf diesen einwirkenden, elektromagnetisch
erregbaren Ständerpolschuhen, die um Läuferpolteilung versetzt angeordnet sind und
von welchen benachbarte Pole verschiedene Polarität aufweisen.
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Es sind bereits Vorschläge zur Herstellung solcher Einrichtungen gemacht
worden. Bei einer solchen Einrichtung ist ein Läufer aus Weicheisen mit im gleichen
Abstand voneinander angeordneten Polflächen vorgesehen, auf die, um Läuferpolteilung
versetzt, d. h. in einem Abstand, der der Summe der Breite einer Läuferpolfläche
und der Breite eines Zwischenraumes zwischen zwei Läuferpolflächen entspricht, zwei
Pole eines Elektromagneten entgegenwirken und in einem Abstand von einem Pol des
Elektromagneten, der einer Läuferpolteilung plus dem halben Abstand zwischen zwei
Läuferpolflächen entspricht, ein Pol eines Permanentmagneten einwirkt. Dabei besitzen
sowohl die Polflächen des Elektromagneten als auch die eine Polfläche des Permanentmagneten
alle in der gleichen Richtung seitliche Fortsätze, so daß die dadurch entstehenden
wirksamen Polflächen eine Breite besitzen, die etwa der Breite einer Läuferpolfläche
plus dem halben Abstand zwischen zwei Läuferpolflächen entspricht. Wenn durch die
Magnetspule kein Strom fließt, liegt eine Läuferpolfläche direkt vor der unverbreiterten
Polfläche des Permanentmagneten, der als Arretierungsmagnet wirkt, während zwei
andere Läuferpolflächen zumindest teilweise von den Fortsätzen der Polflächen des
Elektromagneten überdeckt werden. Wird jetzt ein Strom durch die Magnetspule geschickt,
so bewegen sich die beim Elektromagneten befindlichen Läuferpolflächen so, daß sie
direkt gegenüber den unverbreiterten Polflächen des Elektromagneten liegen, wobei
sich der ganze Läufer um eine halbe Läuferpolteilung weiterbewegt, so daß der Fortsatz
der Permanentmagnetpolfläche eine nächste Läuferpolfläche zumindest teilweise überdeckt.
Wird nun der Strom abgeschaltet, so zieht der Permanentmagnet diesen Pol an, so
daß er direkt gegenüber der unverbreiterten Polfläche des Permanentmagneten liegt.
Auf diese Art und Weise wird bei jedem Impuls, der durch die Magnetspule fließt,
der Läufer in zwei Halbschritten jeweils um eine Läuferpolteilung weiterbewegt.
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Bei dieser Anordnung bestehen jedoch mehrere Nachteile. Einmal muß
jeder Impuls mindestens so groß sein, daß das Magnetfeld des Elektromagneten so
groß wird, daß die Anziehungskraft, die von dem Permanentmagneten auf den Läufer
ausgeübt wird, überwunden wird, wobei auf Grund dieser dann in der Drehrichtung
entgegengesetzter Richtung wirkenden Kraft die Impulse auch nicht zu kurz sein dürfen.
Im selben Sinne nachteilig ist dabei auch die Verwendung von nur zwei Elektromagnetpolen,
da deren Kraftfeld sehr groß sein muß, was außerdem eine starke ungleichmäßige Belastung
des Läufers bewirkt, was sich nachteilig auf dessen notwendigerweise empfindliche
Lagerung auswirken kann. Weiterhin bildet der eine Permanentmagnet bei großen Anzahlen
von Impulsen pro Sekunde keinen wirksamen Schutz gegen auftretende Schwingungen
des Läufers.
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Bei einem anderen Vorschlag für eine elektromagnetische Zählvorrichtung
bewegt sich ein mit Polflächen versehener Läufer um einen Ständer, der aus zwei
stabförmigen Elektromagneten besteht, die in einem solchen Winkel zueinander liegen,
daß die Pole eines Magneten gegenüber einer Polfläche des Läufers stehen, wenn die
Pole des anderen Magneten in der Mitte zwischen zwei Läuferpolflächen stehen. Die
Polflächen des Ständers sind so ausgebildet, daß sie mit Bezug auf eine Radiallinie
unsymmetrisch sind. Dadurch wird bewirkt, daß die Pole nach einer Seite hin eine
größere Anziehungskraft ausüben als nach der anderen Seite, so daß sich der Läufer
immer nur in einer Richtung dreht. Dabei ist weiterhin mindestens an einem Elektromagneten
ein Sperrmechanismus angebracht, der nach jedem Schritt hinter einen Pol auf dem
Läufer greift. Da in diesem Fall die beiden
Elektromagneten abwechselnd
erregt werden müssen, ist bei dieser Anordnung ein äußerer Umschaltkontakt notwendig,
der die beiden Magnetspulen nacheinander speist.
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Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß der Sperrmechanismus nur- dann
arbeitet, wenn überhaupt ein Strom fließt, so daß die Stellung des Läufers bei Fehlen
eines Stromflusses unsicher ist. Außerdem ist der Sperrmechanismus, der empfindliche
Federn benutzt, sehr kompliziert und leicht störanfällig.
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Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung vorgeschlagen,
- die die aufgezeigten Nachteile überwindet und außerdem mit schwächeren und kürzeren
Impulsen sicher und zuverlässig arbeiten kann. Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch,
daß bei ihr eine geradzahlige Anzahl von mehr als zwei Polschuhen auf dem Ständerumfang
gleichmäßig verteilt ist, die mit je Impuls wechselnder Polarität von elektromagnetischen
Einrichtungen erregt werden, und ferner dadurch, daß der drehbar auf oder mit einer
Achse angeordnete Läufer mindestens zwei permanentmagnetische Polflächen von entgegengesetzter
Polarität aufweist, die in Bewegungsrichtung in einem derartigen Winkel zueinander
angeordnet sind, daß die eine einem Ständerpolschuh der einen und die zweite einem
Ständerpolschuh der anderen Polarität gegenüberliegt, wobei mindestens eine der
Läuferpolflächen so ausgebildet ist, daß ein magnetisches Drehmoment auf den Läufer
nicht ausgeübt wird, wenn die Läuferpolflächen von den gegenüberliegenden Ständerpolflächen
magnetisch angezogen werden, jedoch ein Drehmoment in nur einer Drehrichtung auftritt,
wenn die Läuferpolflächen von den gegenüberliegenden Ständerpolschuhen magnetisch
abgestoßen werden.
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Diese Anordnung garantiert eine zuverlässige und vorteilhafte Arbeitsweise
und bietet weiterhin den Vorteil, daß im Gegensatz zu den obenerwähüten Vorrichtungen
die Spule sehr groß gemacht werden kann, ohne daß dadurch der Rotor vergrößert werden
müßte oder die gesamte Vorrichtung unhandlich und sperrig würde.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus dem Nachfolgenden
hervor, in dem an Hand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung
beschrieben ist. In den Zeichnungen stellt dar Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine
elektromagnetische Zählvorrichtung gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt längs
II-II der Fig. 1, Fig. 3 eine Teilansicht der Vorrichtung, Fig. 4 einen der Fig.
2 entsprechenden Schnitt mit einem modifizierten Läufer, Fig. 5 einen Schnitt durch
den Läufer längs V-V in Fig. 4.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 bis 3 enthält die elektromagnetische
Zählvorrichtung ein äußeres zylindrisches Gehäuse 1, das aus einer gezogenen Schale
aus Weicheisen, Mumetal oder einem anderen geeigneten Material mit niedriger Koerzitivkraft
besteht. In der Nähe der Öffnung ist die Stärke des Gehäuses 1 so vermindert, daß
an der Innenseite eine ringförmige Schulter 2 gebildet wird, gegen die das offene
Ende eines schalenförmigen Elementes 3 anliegt. Das Material, aus dem das Element
3 hergestellt ist, ist dem Material für das Gehäuse 1 ähnlich, d. h., es besitzt
eine niedrige Koerzitivkraft. Am anderen Ende des Elementes 3 ist eine mittlere
Öffnung 4 vorgesehen, von deren Peripherie aus sich die Polschuhe 5 in das Innere
des Elementes 3 hinein erstrekken. Polschuhe 5 und Element 3 sind aus einem Stück
gefertigt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zehn Polschuhe 5 so angeordnet,
daß sie untereinander gleichen Abstand haben und im gleichen Abstand von der Achse
des schalenförmigen Elementes 3 liegen. Innerhalb des Gehäuses 1 befindet sich ein
zylindrischer Kern 6, der ebenfalls aus einem Material mit niedriger Koerzitivkraft
besteht. Der Kern 6 liegt koaxial zum Gehäuse 1 und erstreckt sich über die Öffnungsebene
des Gehäuses 1 hinaus bis ins Innere des Elementes 3. Am Bodenstück des Gehäuses
1 ist dieser Kern vermittels einer Bolzenschraube 7 befestigt. Am zweiten Ende des
zylindrischen Kernes ist eine kreisförmige Platte 8 angebracht, die ebenfalls aus
einem Material niedriger Koerzitivkraft besteht. Die Platte 8 trägt eine weitere
Platte 9 aus einem entsprechenden Material. Diese Platte 9 kann leicht schalenförmig
gebogen sein.
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Von der Peripherie der Platte 9 aus erstreckt sich eine Anzahl von
Polschuhen 10 nach oben, und zwar so viele Polschuhe 10, wie Polschuhe 5 vorhanden
sind. Die Polschuhe 10 bestehen aus dem gleichen Material wie die Platte 9 und sind
untereinander und von der Achse des Elementes 3 in den gleichen Abständen angeordnet
wie die Polschuhe 5. Die Polschuhe 5 und die Polschuhe 10 greifen ineinander ein,
so daß sie im Ergebnis abwechselnd um die Achse herum angeordnet sind. Die Polflächen
der Polschuhe 5 und 10 sind für alle Polschuhe gleich breit. Sämtliche Polflächen
liegen auf dem Umfang eines Kreises, dessen Mittelpunkt durch die Achse des Elementes
3 gebildet wird. Die Polschuhe 5 und 10 liegen untereinander
in gleichem Abstand. Die Summe der Umfangslänge der Polfläche eines Polschuhes und
des Zwischenraums zwischen den benachbarten Polschuhen soll dabei als Polteilung
definiert werden. Weiter unten wird noch gezeigt werden, daß die Polschuhe 10 magnetisch
mit dem einen Ende des Kernes 6 und die Polschuhe 5 magnetisch mit dem anderen Ende
des Kernes 6 gekoppelt sind, und zwar über das Element 3 und das Gehäuse 1.
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Um den Kern 6 ist eine Spule 11 gelegt, die etwa den ringförmigen
Zwischenraum zwischen dem Kern 6 und dem Gehäuse 1 bzw. Element 3 ausfüllt. Die
Zuleitungen 12 und 13 zur Spule 11 sind über eine Muffe 14 durch den Bodenteil des
Gehäuses 1 geführt. Ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 15 bezeichnetes Stützelement
ist so angeordnet, daß sein hohlzylindrisch umgebogener Teil 16 gegen den
oberen Rand des Gehäuses 1 anliegt und dabei das Element 3 umgibt, während der scheibenförmige
Mittelteil 17
die Vorrichtung nach oben hin abschließt. Im Mittelteil 17 ist
ein Lager 18 vorgesehen, in welchem das eine Ende einer Spindel 19 gelagert
ist. Das zweite Ende dieser Spindel 19 ist in dem mit den Polschuhen 10 verbundenen
Ende- des Kernes 6 gelagert. Die Spindel 19 liegt koaxial zur Achse des Gehäuses
1 und erstreckt sich durch die Öffnung 4 im Element 3 hindurch. Auf dieser Spindel
19 ist ein Läufer 21 angebracht, der aus einem permanenten Magneten mit vier
Magnetschenkeln 22, 23, 24 und 25 besteht. Die vier Magnetschenkel erstrecken sich
senkrecht von der Spindel 19 hinweg, so daß die Polflächen dieser Schenkel den Polflächen
der Polschuhe 5 und 10 dicht gegenüberliegen. Die Breite eines jeden Schenkels,
zumindest
die Breite über den größeren Teil der Schenkellänge,
ist nicht größer als die Breite der Polflächen der Polschuhe 5 und 10. Vorzugsweise
ist die Breite der Magnetschenkel etwas geringer, beispielsweise etwa 5% geringer,
als die Umfangsbreite der Polschuhe.
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Am äußeren Ende des Schenkels 22 ist ein Vorsprung 22a angebracht,
durch den eine Polfläche erzeugt wird, deren Umfangslänge etwas größer ist als eine
Polteilung, jedoch nicht über 25 % und vorzugsweise zwischen 10 und 20 % größer
ist. Diese Polfläche ist der einen Polarität zugeordnet. Die Richtung des -Schenkels
23 ist gegenüber der Verlängerung der Richtung des Schenkels 22 über die Spindel
19 hinaus leicht geneigt. Dieser Schenkel23 ist an seinem äußeren Ende mit
einer Polfläche versehen, deren Breite etwa der Breite des Schenkels entspricht.
Die Polfläche des Schenkels 23 besitzt eine Polarität, die der Polarität der Polfläche
des Schenkels 22 entgegengesetzt ist. Die Schenkel22 und 23 sind so angeordnet,
daß die Polfläche des Schenkels 22 einem Polschuh 10 gegenüberliegt und ebenfalls
den Spalt zwischen dem Polschuh 10 und dem benachbarten Polschuh 5 vollständig
überdeckt, wenn die Polfläche des Schenkels 23 einem Polschuh 5 gegenüberliegt.
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Die Polfläche des Schenkels 24 hat die gleiche Polarität wie die Polfläche
des Schenkels 22. Die Breite der Polfläche des Schenkels 24 ist gleich der Breite
der Polfläche des Schenkels 23. Die Polfläche des Schenkels 24 liegt der nächsten
Polfläche eines Polschuhes von dem gleichen Satz von Polschuhen gegenüber, dem jeweils
der Schenke122 gegenüberliegt, d. h., zwischen dem dem Schenkel 22 und dem dem Schenkel
24 gegenüberliegenden Polschuh liegt nur ein einziger Polschuh des anderen Satzes,
und die Schenkel 22 und 24 liegen jeweils Polschuhen vom gleichen Satz gegenüber.
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Am äußeren Ende des Schenkels 25 ist ein Vorsprung25a angeordnet,
so daß eine Polfläche gebildet wird, deren Breite der Breite der Polfläche des Schenkels
22 etwa entspricht. Die Polarität des Schenkels 25 ist gleich der Polarität des
Schenkels 23. Die Polflächen der Schenkel 23 und 25 liegen einander benachbarten
Polflächen des gleichen Satzes gegenüber, so daß sich zwischen diesen Schenkeln
nur ein einziger Polschuh des anderen Satzes befindet.
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Die Polflächen der vier Magnetschenkel besitzen eine konstante und
gleichmäßige Tiefe in Axialrichtung und liegen auf dem Umfang eines Kreises, dessen
Mittelpunkt durch die Achse der Spinde119 gebildet wird. Auf der Spindel 19 ist
ein Zahnrad 26 aus Nylon angebracht, gegen das eine Feder 27 aus Phosphorbronze
anliegt (Fis. 3). Durch das Zahnrad 26 und die Feder 27 sollen die Läuferschwingungen
bei hohen Geschwindigkeiten gedämpft werden, so daß die Vorrichtung zuverlässig
auf elektrische Impulse ansprechen kann, die mit der Geschwindigkeit von 100 Impulsen
pro Sekunde zugeführt werden. Auf der Spindel 19 ist ebenfalls ein Antriebsritzel28
angebracht, das in bekannter Weise mit einer Zähl-oder Aufzeichnungsvorrichtung
gekoppelt werden kann.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Solange die Spule 11
nicht gespeist wird, bleibt der Läufer 21 in irgendeiner Position stehen, wobei
die Schenkel 22 und 24 den Polflächen von benachbarten Polschuhen des einen Satzes
und die Schenkel 23 und 25 den Polflächen von benachbarten Polschuhen des anderen
Satzes gegenüberliegen. Das Festhalten in der jeweiligen Lage bei unerregter Spule
11 erfolgt durch die Wirkung der Anziehungskraft zwischen den Läufermagneten und
den Weicheisenpolen 5 und 10.
Hierbei wirken die Platte 9, der Kern
6, das Gehäuse 1 und das Element 3 als Joch. Die Größe der magnetischen Kraft, die
von den Vorsprüngen 22a und 25a
herrührt, reicht nicht aus, diese Anziehungskraft
zu überwinden. Sobald die Spule 11 in Richtung einer Erhöhung der Anziehungskraft
zwischen den Polschuhen 5 und 10 und den jeweils gegenüberliegenden Polflächen der
Schenkel 22, 23, 24 und 25 erregt wird; tritt ebenfalls keine Bewegung des Läufers
21
auf. Der Läufer 21 bleibt nach wie vor in der betreffenden Stellung stehen.
Alle Polschuhe 5 des einen Satzes nehmen die eine Polarität, und alle Polschuhe
10 des anderen Satzes die Gegenpolarität an.
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Sobald jedoch die Spule 11 in entgegengesetztem Sinne gespeist wird,
kehrt sich die Polarität der Polschuhe 5 und 10 um, so daß die den
Polflächen der Schenkel 22, 23, 24, 25 gegenüberliegenden Polschuhe die Schenkel
abstoßen, während die auf jeder Seite benachbarten Polschuhe die Schenkel anziehen.
Die Vorsprünge 22a und 25a erstrecken sich in gleicher Drehrichtung der Spindel
19 und bilden eine Führungskante, die leicht in das Gebiet der den jeweils
den Schenkeln gegenüberliegenden Polschuhe übergreift, und zwar in der Richtung,
in der sich der Vorsprung erstreckt. Hierdurch wird eine magnetische Kraft erzeugt,
durch welche die Schenkel 22 und 25 stärker von den überlappten Polschuhen als von
den Polschuhen auf der anderen Seite der jeweils gerade gegenüberliegenden Polschuhe
angezogen werden. Hierdurch dreht sich der Läufer um einen Schritt in Richtung der
größeren Anziehungskraft. Durch die Vorsprünge 22a und 25a wird sichergestellt,
daß sich der Läufer 21 jeweils nur in einer Richtung drehen kann. Nach Umkehr der
Stromrichtung in der Spule 11 kehren sich auch die Polaritäten der Polschuhe 5 bzw.
10 um, und der Läufer 21 dreht sich um einen weiteren Schritt in der gleichen Richtung
weiter. Somit wird durch kontinuierliches Speisen der Spule 11
mit jeweils
einander entgegengesetzten Strömen eine schrittweise Drehung des Läufers in nur
einer Richtung hervorgerufen. Hierdurch erfolgt eine Zählung der Anzahl der Stromumkehrungen.
Diese Information wird vermittels des Antriebsritzels 28 auf einen Zähler und/oder
einen Aufzeichnungsmechanismus übertragen. Es möge erwähnt werden, daß bei hohen
Geschwindigkeiten (in der Größenordnung von 100 Takten pro Sekunde) durch das Trägheitsmoment
des Läufers 21 Oszillationen des Rotors auftreten können, die den Wirkungsgrad der
Vorrichtung beeinträchtigen können. Solche Oszillationen werden jedoch, wie erwähnt,
durch das Zahnrad 26 und die Feder 27 so gedämpft, daß die Vorrichtung auch bei
den erwähnten Geschwindigkeiten zufriedenstellend arbeitet. Bei niedrigeren Geschwindigkeiten
sind das Zahnrad 26 und die Feder 27 entbehrlich.
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In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden für den Läufer vier
Magnetschenkel angegeben. Diese Anzahl von Magnetschenkeln ist jedoch nicht zwingend,
der Läufer kann auch mit zwei Magnetschenkeln oder irgendeiner sonstigen Anzahl
von Magnetschenkeln versehen sein, wobei natürlich vorausgesetzt werden muß, daß
die Gesamtzahl der Magnetschenkel nicht die Gesamtzahl an Polschuhen 5 und 10 überschreiten
darf.
Auch ist die Zahl derjenigen Schenkel, die mit einem Vorsprung an ihrem äußeren
Ende versehen sind, nicht auf zwei Schenkel begrenzt. Die Vorsprünge können bei
einer beliebigen Anzahl von Schenkeln vorgesehen sein, wobei sich jeder Vorsprung
mit Bezug auf die Läuferachse in gleicher Drehrichtung erstreckt und eine Polfläche
bildet, deren Umfangslänge etwa gleich der Umfangslänge der Polflächen 22a und 25a
ist. Es wird jedoch vorgezogen, daß in der beschriebenen Weise nur jeweils ein Schenkel
in jedem Schenkelpaar von entgegengesetzter Polarität mit einem solchen Vorsprung
versehen ist, während der andere Schenkel des Schenkelpaares eine Polfläche besitzt,
deren Umfangslänge etwa gleich oder vorzugsweise etwas geringer als die Umfangslänge
eines Polschuhes ist. Hierdurch liegt die Polfläche eines Schenkels, z. B. des Schenkels
23, im wesentlichen genau der Polfläche des einen Polschuhes gegenüber, während
die Polfläche des anderen Schenkels des betreffenden Schenkelpaares, z. B. des Schenkels
22, die Polfläche eines Polschuhes und noch den Spalt zwischen diesem Polschuh und
dem benachbarten Polschuh überdeckt.
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Wenn die Spule 11 gespeist wird, nehmen die Polschuhe 5 die eine Polarität
und die Polschuhe 10 die entgegengesetzte Polarität an. Damit die Vorrichtung elektrische
Impulse zählen kann, müssen diese Impulse zum Umkehren der Polarität der Polschuhe
benutzt werden. Wenn nur eine einzelne Spule 11 Verwendung findet und die zu zählenden
Impulse sämtlich die gleiche Polarität besitzen, kann dies durch Schaltmittel bewirkt
werden, die so arbeiten, daß durch aufeinanderfolgende Impulse die Spule 11 in jeweils
entgegengesetztem Sinn gespeist wird. Wahlweise können jedoch auch an Stelle einer
einzigen Spule 11 zwei Spulen verwendet werden, die aufeinander um den Kern 6 gewickelt
sind. Diese beiden Spulen sind so angeordnet, daß die eine Spule beim Speisen mit
Impulsen der einen Polarität eine entsprechende magnetische Polarität auf die Polschuhe
5 und die entgegengesetzte Polarität auf die Polschuhe 10 überträgt, während
die andere Spule die Polaritäten der Polschuhe 5 und 10 umkehrt, wenn
sie mit Impulsen der gleichen elektrischen Polarität gespeist wird. In diesem Falle
dienen abwechselnde Impulse zum Speisen der einen Spule und die übrigen Impulse
zum Speisen der anderen Spule.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung kann die eine der beiden Spulen so
angeordnet sein, daß sie nach dem Speisen einen bestimmten Wert von Amperewindungen
ergibt, während die zweite Spule nach Speisung durch die zu zählenden elektrischen
Impulse einen Wert von Amperewindungen liefert, der größer ist als derjenige der
ersten Spule. Hierbei ist die zweite Spule entgegengesetzt zur ersten Spule gewickelt
und ist in der Lage, ein stärkeres Feld als die erste Spule zu erzeugen. Hierdurch
werden die Polaritäten der Polschuhe 5 und 10 durch die zweite Spule umgekehrt,
sobald diese Spule durch einen Impuls gespeist wird. Der Läufer 21 rückt infolgedessen
um einen Schritt vor. Mit Beendigung des Impulses übernimmt die erste Spule die
Magnetisierung, und die Polaritäten der Polschuhe 5 und 10 werden erneut
umgekehrt. Dadurch rückt der Läufer um einen weiteren Schritt vor. In diesem Fall
erzeugt die eine Spule eine ständige Vormagnetisierung des Polfeldes und ist vorzugsweise
mit einer großen Windungszahl versehen, damit der benötigte Strom zum Erzeugen der
gewünschten Amperewindungen niedrig gehalten werden kann. In diesem Fall rückt der
Läufer bei jedem Impuls zwei Schritte vor. Dies kann in geeigneter Weise im Zählwerk
oder in der Aufzeichnungsvorrichtung berücksichtigt werden.
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Obgleich in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 bis 3 ausgeführt wurde,
daß die Vorsprünge 22 a und 25a Polflächen besitzen, deren Umfangslänge größer
als eine Polteilung, jedoch geringer als die Polfläche eines Polschuhes plus einer
Polteilung ist, kann die magnetische Exzenterkraft, die zum Drehen des Läufers 21
in einer und nur einer Richtung erforderlich ist, auch durch einen Vorsprung oder
durch Vorspünge hervorgerufen werden, deren Polfläche eine Umfangslänge besitzt,
die größer ist als die Polflächenumfangslänge eines Polschuhes, jedoch geringer
ist als die Länge einer ganzzahligen Anzahl von Polflächen plus der Länge eines
Polschuhes. Diese Kraft kann auch durch einen Vorsprung oder durch Vorsprünge hervorgerufen
werden, deren Umfangslänge geringer als eine Polteilung, jedoch größer als die Umfangslänge
der Polfläche eines Polschuhes ist. Es wurde jedoch gefunden, daß die in dem genannten
Ausführungsbeispiel beschriebene Zählvorrichtung, bei welcher die Polflächen des
Läufers 21 eine konstante und gleichmäßige Tiefe in Axialrichtung besitzen und auf
dem Umfang eines Kreises liegen, dessen Mittelpunkt durch die Achse der Spindel
19 gebildet wird, besonders wirksam ist, wenn die Polflächen der Vorsprünge
eine Umfangslänge aufweisen, die zwischen 10 und 20'% größer als eine Polteilung
ist.
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Die auf den Läufer 21 ausgeübten magnetischen Kräfte sind eine Funktion
der Dimensionen der Polflächen des Läufers. Unter diesen Dimensionen sind zu verstehen
die Umfangslänge der Polflächen, die axiale Tiefe der Polflächen und der radiale
Abstand zwischen den Polflächen des Läufers und den Polflächen der Polschuhe. Somit
kann durch geeignete Auswahl einer oder mehrerer dieser Dimensionen die zum Hervorrufen
der Rotation des Läufers 21 in nur einer Richtung erforderliche magnetische Kraft
auch so erzeugt werden, wie dies in dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 4 und 5 erläutert ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Läufer 21 zwei Arme
29 und 30. Die Arme 29 und 30 sind mit Polflächen entgegengesetzter
Polarität versehen. Nachfolgend soll angenommen werden, daß der Arm 29 die Polarität
»Nord« und der Arm 30 die Polarität »Süd« besitzt. Der Läufer 21 soll sich im Uhrzeigersinn
drehen, und die nachfolgende Bezugnahme auf Vorderkanten und Hinterkanten bezieht
sich auf diese Drehung im Uhrzeigersinn.
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In Fig. 4 ist dieser Läufer 21 in stationärer Stellung dargestellt.
Hierbei liegt die Hinterkante der Polfläche des Armes 29 einem Polschuh 10 von Polarität
»Süd« gegenüber, während die Vorderkante dieser Polfläche einem Polschuh 5 von Polarität
»Nord« gegenüberliegt. Die Polflächen jedes Armes 29 oder 30 sind so lang, daß sie
fünf Polteilungen und einen Polschuh überdecken. Die Hinterkante der Polfläche des
Armes 30 liegt einem Polschuh 5 »Nord« und die Vorderkante einem Polschuh 10 »Süd«
gegenüber.
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Die Polflächen der Arme 29 und 30 sind jeweils in drei Untereinheiten
unterteilt, die mit 29a, 29b, 29 c bzw. 30 a, 30 b, 30 c bezeichnet
sind. Jede Untereinheit der Polflächen besitzt eine Umfangslänge, die etwa gleich
der Länge einer Polteilung plus der Länge
eines Polschuhes ist.
Jede Untereinheit der Polflächen ist von der benachbarten Untereinheit durch eine
Rille 31 getrennt, deren Breite etwa dem Abstand zwischen den benachbarten Polschuhen
entspricht. Alle Untereinheiten der Polflächen sind einander ähnlich und besitzen
im Uhrzeigersinn einen abnehmenden Krümmungsradius und in der gleichen Richtung
auch eine abnehmende Stärke, so daß die Vorderkante jeder Untereinheit dünner als
die Hinterkante der Untereinheit ausgebildet ist und auch einen größeren Abstand
von den gegenüberliegenden Polschuhen aufweist. Somit sind die Abstoßungskräfte
an den Vorderkanten der Untereinheiten der Polflächen geringer als die Anziehungskräfte,
die auf die Hinterkanten der Untereinheiten durch die gegenüberliegenden Polschuhe
ausgeübt werden. Der Läufer kann durch diese Kräfte mithin nicht aus der in der
Zeichnung dargestellten Lage gedreht werden. Sobald jedoch die Polaritäten der Polschuhe
5 und 10 umgekehrt werden, wirkt auf die Vorderkanten der Untereinheiten der Polflächen
eine Anziehungskraft und auf die Hinterkanten eine Abstoßungskraft, so daß sich
der Läufer 21 um einen Schritt in Richtung der Anziehungskraft, d. h. im Uhrzeigersinn,
weiterdreht.
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Die Untereinheiten 29 a, 29 b, 29 c können aus radialen Armen gebildet
werden, die im Hauptteil ihrer Länge miteinander verbunden sind und nur an ihren
äußeren Enden durch die Rillen 31 voneinander getrennt sind. Die Untereinheiten
30a, 30b, 30c können entsprechend aufgebaut sein. Die Umfangslänge
der Untereinheiten der Polflächen kann geringer sein, als dies im obigen Ausführungsbeispiel
angenommen wurde. Sie sollte jedoch größer sein als die Umfangslänge eines Polschuhes.