DE2354692A1

DE2354692A1 - Elektromechanischer wandler

Info

Publication number: DE2354692A1
Application number: DE19732354692
Authority: DE
Inventors: Bernhard Langenegger
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1973-09-03
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1975-07-24
Also published as: NL7315108A; DE2354692B2; CH561930A5; JPS5053805A; FR2242922A7

Description

(lAMDlS&GYli) LANDIS & GYR AG CH-63O1 Zug, Schweiz

Elektromechanischen Wandler

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanischen Wandler mit einem Dauermagneten und mit einer denselben umschlingenden und mit ihm zusammenwirkenden Drehspule, mit einem mit dieser Drehspule gekoppelten Speicher zur mechani*- schen Speicherung elektrischer Impulsenergie und mit einem Fortschaltmechanismus, der mit diesem Speicher verbunden ist und aus einem im Innern eines angetriebenen Organs angeordneten Antriebsmittel besteht.

Elektromechanische Wandler mit Drehspulensystemen, die zur Umwandlung von elektrischen monopolaren Impulsen in mechanische Schaltimpulse dienen, sind bekannnt. Hierbei wird ein durch elektrische Impulse hervorgerufener Winkelausschlag einer drehbar angeordneten und in einem Magnetfeld befindlichen Drehspule mit Hilfe eines Klinkenhebels zum Antrieb eines Klinken-

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rades benützt. Der auf einer separaten Achse drehbar angeordnete, meistens gabelförmige Klinkenhebel arbeitet mit einer Aussenverzahnung eines auf einer anderen Achse drehbar angeordneten Klinkenrades zusammen. Solche Konstruktionen sind platzaufwendig und die genaue Justierung der erforderlichen Antriebskraft ist schwierig. Die durch Reibung in beiden Achsen verursachten Energieverluste müssen durch eine höhere Impulsenergie ausgeglichen werden. Es ist weiterhin eine Lösung bei einer Uhr bekannt, bei welcher ein komplizierter, mit seinen Schenkeln auf zwei Achsen angeordneter Klinkenhebel im Innern eines mit einer Innenverzahnung versehenen Anzeigeringes der Uhr angeordnet ist. Auch bei dieser Konstruktion muss die Impulsenergie entsprechend gross sein, um die Reibungsverluste in drei Achslagern auszugleichen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die genannten Nachteile bekannter Ausführungen zu beseitigen und einen elektromechanischen Wandler platzsparender Konstruktion zu schaffen, dessen Reibungsverluste minimal sind und dessen Justierung leicht und genau durchgeführt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem elektromechanischen Wandler der oben genannten Art dadurch gelöst, dass das in einem Schaltglied liegende Antriebsmittel sowie das angetriebene Organ des Fortschaltmechanismus koaxial auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet sind und dass ein auf dieser Achse

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gelagertes Zahnrad zum Justieren des Drehmomentes einer Spiralfeder des Speichers vorgesehen ist.

Der elektromechanische Wandler nach der Erfindung kann als ein einheitliches Bauelement in gedrängter Bauweise zur Verwendung in Baukastensystemen hergestellt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1 einen elektromechanischen Wandler in

yergrösserter perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung und

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Fortschaltmechanismus dieses Wandlers.

Gemäss der Fig. 1 besteht der elektromechanische Wandler aus einem zylinderischen Dauermagneten 1 mit diametraler Magnetisierungsrichtung, welcher für ein homogenes Magnetfeld sorgt. Im Magnetfeld bewegt sich drehbar eine selbsttragende, eine elektrische Spule 2 bildende Wicklung, die mit Hilfe eines Kunststoffteiles 3 mit Vorsprüngen 4 auf einer kreisförmigen, mit zwei Aussparungen versehenen Lagerplatte 5 zentriert und drehbar gelagert ist. Der Kunststoffteil 3 weist in der Mitte einen kegelförmigen, in den Figuren nicht gezeigten Ansatz auf,

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welcher in einer kegelförmigen Aussparung der Lagerplatte 5 drehbar angeordnet ist. Der untere Teil der Spule 2 ist auf einer Achse 6 zentriert gelagert, welche ein Schaltglied 7 durchdringt und in einem Systemträger 8 gelagert ist. Für die Positionierung und Halterung des Schaltgliedes 7 sorgt ein Halter 9, welcher zugleich die Wicklung der Spule 2 festklemmt und dieselbe mit dem Schaltglied 7 verbindet. Als Begrenzung des Ausschlages der drehbaren Spule 2 dienen zwei auf der Lagerplatte 5 befestigten Anschläge 1O. Das Schaltglied 7 ist stirnseitig mit einer spiralförmigen, zentrisch angeordneten Aussparung 11 versehen, in welcher sich eine dünne Blattfeder 12 befindet (Fig. 2). Ein Ende der Blattfeder 12 ist im Mittelteil des Schaltgliedes 7 festgeklemmt, während das andere -freie Ende aus dem Schaltglied 7 herausragt und in eine sägezahnför— mige Innenverzahnung 13 eines auf der Achse 6 drehbar gelagerten Zahnrades 14 eingreift und auf die Zähne drückt. Das herausragende Ende der Blattfeder 12 kann verstärkt werden, um eine einwandfreie Fortbewegung des Zahnrades 14 zu gewährleisten.

Die elektrische Energie, welche pulsierend über Lötanschlüsse 15 und über zwei Federn 16 zu den Wicklungsanschlüssen 17 zugeführt wird, speichert sich mittels der dadurch hervorgerufenen Drehbewegung der Spule 2 im Magnetfeld des Dauermagneten 1 als mechanische Energie in einer auf der Achse 6 mit einem Ende befestigten Spiralfeder 18, deren anderes Ende mit einem

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Ansatz 19 eines auf der Achse 6 gelagerten Zahnrades 2O verbunden ist. Bei jedem ankommenden Impuls wird die Feder 18 in der Pfeilrichtung P durch die Verdrehung der Spule 2 aufgezogen. Die Entspannung der Spiralfeder 18 erfolgt am Ende jedes Impulses auf die Feder 12, welche hierbei in die Innenverzahnung 13 eingeklinkt und das Zahnrad 14 urn einen Schritt in der durch den Pfeil S angegebenen Richtung bewegt. Eine Drehbewegung des Zahnrades 14 entgegen der Drehrichtung S während der Speicherung der Impulsenergie in der Spiralfeder 18 wird durch eine Sperrfeder 21 verhindert, die in eine Verzahnung 22 am Umfang des Zahnrades 14 eingreift. Der Abtrieb kann vom Zahnrad 14 in bekannter Weise z.B. auf die Minutenachse einer Uhr oder dgl. erfolgen.

Das auf der Achse 6 angeordnete und zur Befestigung eines Endes der Spiralfeder 18 dienende Zahnrad 2O wird zur Einstellung des Drehmomentes der Spiralfeder 18 verwendet. Das Zahnrad 2O ist mit Hilfe ei"her Lagerbüchse 23 im Systemträger 8 kraftschlüssig gelagert. Der walzenförmige Systemträger 8 dient als Gerüst für die beweglichen Teile des Wandlers und wird bei der Montage des Wandlers mit der Lagerplatte.5 verbunden. Sein Mantel weist zwei, symmetrische Aussparungen auf, die mit den Aussparungen der Lagerplatte 5 einen Raum umschliessen, in welchem sich die Wicklung der Drehspule 2 bei der Drehbewegung frei bewegen kann. :

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Damit der Magnetkreis möglichst streuungsfrei geschlossen ist, wird über den Systemträger 8 ein walzenförmiges Joch 24 gestreift und befestigt. Zum Abschluss als Staub- und Berührungsschutz dient ein Kunststoffdeckel 25, welcher über das Joch 24 gestülpt wird und den ganzen Innenbau abdeckt.

Der beschriebene elektromechanische Wandler ist infolge seiner sehr gedrängten Bauform äusserst platzsparend. Die durch Reibung verursachten Energieverluste sind gering. Eine genaue Justierung der erforderlichen Antriebskraft kann mit Hilfe des Zahnrades 2O in sehr einfacher Weise durchgeführt werden. Der Wandler kann z.B. in Schrittschaltern, Impulszählern, elektrischen Uhren, Schaltuhren und dgl. verwendet werden.

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Claims

Landis & Gyr AG.

PATENTANSPRUECHE

/1.jElektromechanischer Wandler mit einem Dauermagneten und mit einer denselben umschlingenden und mit ihm zusammenwirkenden Drehspule, mit einem mit dieser Drehspule gekoppelten Speicher zur mechanischen Speicherung elektrischer Impulsenergie und mit einem Fortschaltmechanismus, der mit diesem Speicher verbunden ist und aus einem im Innern eines angetriebenen Organs angeordneten Antriebsmittel besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das in einem Schaltglied (7) liegende Antriebsmittel sowie das angetriebene Organ (14) des Fortschaltmechanismus koaxial auf einer gemeinsamen Drehachse (6) angeordnet sind und dass ein auf dieser Achse (6) gelagertes Zahnrad (2O) zum Justieren des Drehmomentes einer Spiralfeder (18) des Speichers vorgesehen ist.
2. Elektromechanischer Wandler nach Patentanspruch 1, dadurch PA 1758/D/3.9.1973

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gekennzeichnet, dass das angetriebene Organ aus einem mit einer Innenverzahnung (13) versehenen Zahnrad (14) und das Antriebsmittel aus einer Blattfeder (12) besteht, die in einer spiralförmigen Aussparung (11) des Schaltgliedes (7) angeordnet ist, deren ein Ende mit der Achse (6) verbunden ist und deren anderes freies Ende aus der spiralförmigen Aussparung (11) herausragend in die Innenverzahnung (13) des Zahnrades (14) eingreift.
3. Elektromechanischer Wandler nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende der Blattfeder (12) verstärkt ist.
4. Elektromechanischer Wandler nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (18) des Speichers mit einem Ende auf der Achse (6) befestigt ist und mit dem anderen Ende mit dem auf der Achse (6) befestigten Zahnrad (20) verbunden ist.

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