Elektromagnetischer Schrittantrieb für polarisierte Nebenuhrwerke
Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Schrittantrieb für polarisierte
Nebenuhrwerke und bezweckt eine möglichst einfache Ausbildung. Dies erreicht die
Erfindung dadurch, daß der Rotor ringförmig ausgebildet und längs seinem Umfange
mit Polen verschiedener Polarität ausgerüstet ist. Diese Pole können räumlich ausgeprägt
sein. Es ist aber auch möglich, daB die Pole dem Anker mit kreisförmigem Querschnitt
lediglich aufmagnetisiert sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung
sind in zwei verschiedenen Quersohnittsebenen je Pole gleicher Polarität vorgesehen
und die Pole der verschiedenen Querschnittse'benen um eine halbe Polteilung versetzt.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Anker, welche aus magnetisierbaren Teilchen
gepreßt sind. Hierbei kann ein im wesentlichen ringförmiger Ankerkörper nach Art
eines Rades mittels Speichen oder einer dünnen Scheibe mit der Achse verbunden sein.
Durch eine solche Ausbildung wird eine wesentliche Verringerung der Masse .des Ankers
ermöglicht, was sich auf die Antsprec'hempfind'lichkeit günstig auswirkt und auch
gestattet, das Uhrensystem ohne einen sogenannden Fanghebel zu betreiben, welcher
nach jedem Schritt den Anker und damit die Zeiger in der neuen Lage festhält: Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig.
i und a das Magnetsystem des Schrittantriebes in Draufsicht und Seitenansicht, Fig.
3 eine weitere Ausführungsform des Ankers, Fig. :l ein Magnetsystem mit vierpoligem
Rotor,
Fig. 5 einen Schnitt durch einen solchen Rotor, Fig. 6 eine
andere Ausführungsform des Rotors in Ansicht, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform
des Rotors in Ansicht, Fig.8 eine weitere Ausführungsform eines Magnetsystems mit
vierpoligem Anker, Fig.9 und: io zwei Ausführungsformen eines Magnetsystems mit
sechspoligem Anker.Electromagnetic stepper drive for polarized slave clockworks
The invention relates to an electromagnetic stepper drive for polarized
Slave clockworks and aims to make training as simple as possible. This achieves the
Invention in that the rotor is annular and along its circumference
is equipped with poles of different polarity. These poles can be spatially pronounced
be. But it is also possible that the pole of the armature has a circular cross-section
are only magnetized. In a preferred embodiment according to the invention
are provided in two different cross-sectional planes for each pole of the same polarity
and the poles of the different cross-sectional planes offset by half a pole pitch.
The invention is particularly suitable for anchors made of magnetizable particles
are pressed. An essentially ring-shaped anchor body according to Art
of a wheel can be connected to the axle by means of spokes or a thin disc.
Such a design results in a substantial reduction in the mass of the anchor
enables, which has a favorable effect on the sensitivity to responsiveness and also
allows the clock system to operate without a so-called catch lever, which
holds the anchor and thus the pointer in the new position after each step: A
Embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows Fig.
i and a the magnet system of the stepper drive in plan view and side view, Fig.
3 a further embodiment of the armature, FIG. 1 a magnet system with four-pole
Rotor,
FIG. 5 shows a section through such a rotor, FIG. 6 shows a
another embodiment of the rotor in view, FIG. 7 shows a further embodiment
of the rotor in view, FIG. 8 a further embodiment of a magnet system with
four-pole armature, Fig.9 and: io two embodiments of a magnet system with
six-pole anchor.
Der auf einer Achse i i (Fig. i) gelagerte, rotierende Anker 12 besitzt
an seinem Umfange nockenförmige Erhebungen 13 und 14. Die Erhebungen 13 liegen alle
in einer Querschn.ittsebene, während die Erhebungen 14 in einer anderen Querschnittsebene
angeordnet sind. Hierbei sind die Erhebungen 13 und 14 gegeneinander versetzt, so
daß eine Mantellinie des zylindrischen Ankers stets nur eine solche Erhebung schneidet.The rotating armature 12 mounted on an axis i i (FIG. I) has
cam-shaped elevations 13 and 14 on its circumference. The elevations 13 are all located
in a cross-sectional plane, while the elevations 14 in another cross-sectional plane
are arranged. Here, the elevations 13 and 14 are offset from one another, see above
that a surface line of the cylindrical armature only ever intersects one such elevation.
Die Erhebungen 13 und 14 sind mit verschiedener Polarität magnetisiert,
so daß beispielsweise die Erhebungen 13 ausschließlich Südpole und die Erhebungen
14 ausschließlich Nordpole - bilden. Das magnetische Feld sitzt im wesentlichen,
nur in der Mantelfläche 15 des Ankers. Die Verbindung dieser Mantelfläche zu der
Achse kann durch eine dünne Scheibe; Speiche od. dgl. bewirkt werden.The elevations 13 and 14 are magnetized with different polarity,
so that, for example, the elevations 13 exclusively south poles and the elevations
14 exclusively north poles - form. The magnetic field is essentially
only in the lateral surface 15 of the armature. The connection of this jacket surface to the
Axis can through a thin disc; Spoke or the like. Be effected.
Der Anker sitzt irr einem . Stator, der aus den Polschenkeln 16 und
17 sowie dem Kern 18 gebildet wird. Der Kern 18 trägt eine Erregerspule i9, welche
an ein Leitungsnetz angeschlossen werden kann, über welches nacheinander Impulse
wechselnder Stromrichtung ,gegeben werden. Dadurch wird abwechselnd der Polschenkel
16 zu einem Nordpol und der Polschenkel 17 zu einem Südpol magnetisiert, und umgekehrt.
Jeder Polschenkel 16 und 17 trägt j e drei ausgeprägte Pole, die in dem:; Abstand
einer Teilung der Nocken des Ankers angeordnet sind. Infolgedessen wird bei einem
Wechsel .der Stromrichtung jeweils ein Magnetpol der anderen Querschnittsebene vor
den Pol des Stators gezogen, und der Anker dreht sich um 30°, wenn wie in. Fig.
i je sechs Nord, und Südpole vorhanden sind. Durch entsprechend andere Ausbildung
des Stators und des Rotors kann der Schrittwinkel geändert werden. Der in Fig. i
und a dargestellte Rotor mit den in zwei Querschnittsebenen liegenden Magnetpolen
kann aus magnetisierbaren Teilchen fertig gepreßt werden, so daß eine weitere Formgebung
nicht erforderlich ist. Der Anker kann auch aus zwei, rad-, ring- oder scheibenförmigen
Körpern gebildet werden, die an ihren Berührungsflächen plan aufeinanderliegen.
Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß der Anker aus magnetisierbarem Material gestanzt
werden kann, jedoch verbleibt zwischen den beiden Ankerteilen ein Luftspalt, der
die Leistung beeinträchtigt. Der in Fig. 3 dargestellte Anker 2o ist zylindrisch
ausgebildet, besitzt also keine ausgeprägten Pole. Dagegen sind die entsprechenden
Magnetpole 21 und 22- dem Körper aufmagnetisiert.. Hierzu eignet sich besonders
gut ein aus magnetisierbaren Teilchen gepreßter Ankerkörper. In diesem Falle kann
die Preßform einfacher gestaltet werden als bei der Anordnung nach Fig. i.The anchor sits in you. Stator, which consists of the pole legs 16 and
17 and the core 18 is formed. The core 18 carries an excitation coil i9, which
can be connected to a line network through which pulses
alternating current direction. This alternates between the pole legs
16 is magnetized to a north pole and the pole leg 17 is magnetized to a south pole, and vice versa.
Each pole leg 16 and 17 has three distinct poles, which are in the :; distance
a pitch of the cams of the armature are arranged. As a result, one
Change .the direction of the current in front of one magnetic pole of the other cross-sectional plane
pulled the pole of the stator, and the armature rotates by 30 °, if as in. Fig.
i each have six north and south poles. Through correspondingly different training
of the stator and the rotor, the step angle can be changed. The in Fig. I
and a shown rotor with the magnetic poles lying in two cross-sectional planes
can be finished from magnetizable particles, so that a further shape
is not required. The anchor can also consist of two, wheel-shaped, ring-shaped or disc-shaped
Bodies are formed that lie flat on top of one another at their contact surfaces.
This design has the advantage that the armature is punched from magnetizable material
can be, however, an air gap remains between the two anchor parts, the
affects performance. The armature 2o shown in FIG. 3 is cylindrical
trained, so has no pronounced poles. Against this are the corresponding
Magnetic poles 21 and 22 - magnetized on the body .. This is particularly suitable
well an anchor body pressed from magnetizable particles. In this case it can
the mold can be made simpler than in the arrangement of Fig. i.
Bei den in den. Fig. 4 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen ist
der Anker i i auf einer Achse 12 gelagert. Der Anker besitzt einen ringförmigen
Mantel 13, auf welchem sägezahnartige Pole wechselnder Polarität aufmagnetisi:ert
sind. Diese Pole sind in Fig.4 gestrichelt angedeutet und mit S und N bezeichnet.
Der Stator 14 trägt Polstücke 15 und 16, welche im .Abstand einer Polteilung des
Ankers dem Ankerumfang gegenüberstehen. Die Wicklung 17 bewirkt unter dem Einfluß
von Stromimpulsen wechselnder Richtung die Erregung der Pole 15 und r6 abwechselnd
mit Nord- und Südmagnetismus. Hierbei wird der Anker jeweils um eine Polteilung,
d. 'h. um 9o°, gedreht. Durch die sägezahnartige Magnetisierung ,der Ankerpole erstrecken
sich diese bei stets größer werdendem Luftspalt über die gesamte Polteilung des
Ankers. Während also in dem gezeigten Beispiel der Ankersüdpol durch den geringen
Luftspalt vorherrschend unter dem Einfluß des Statornordpols steht, steht derselbe
Pol mit seinem anderen Ende bereits unter dem infolge des vergrößerten Luftspaltes
allerdings noch geringen Einfluß des Statorsüdpols. Bei der nun folgenden Ummagnetisierung
des Stators werden, also sofort beide Pole wirksam. Der Nordpol des Ankers wird
durch den gleichnamigen Pol des Stators abgestoßen, während derselbe Pol auf Deng
Südpol des Ankers im Sinne der Drehrichtung entsprechend denn immer kleiner werdenden
Luftspalt in immer stärkerem Maße einwirkt. Hierdurch wird die Drehrichtung eindeutig
im Sinne des Pfeiles 18 festgelegt. An Stelle des kreiszylindrischen Ankers nach
Fig. 4 kann auch ein Anker mit ausgeprägten Polen gemäß, Fig. 5 Anwendung finden:
Der äußere Umfang der Mantelfläche i9 dieses Ankers ist hierbei sägezahnartig abgesetzt.
Die einzelnen Zähne sind mit Polen wechselnder Polarität magnetisiert. Der Anker
kann auch gemäß der in Fig. 7 dargestellten Anordnung als massive Seheibe ausgebildet
werden. Die Magnetisierung isst in Fig.7 punktiert eingezeichnet. Wie ersichtlich,
verläuft das magnetische Feld 21 ausschließlich in dem äußeren Umfang der Scheibe,
so daß die massive Ausbildung unnötig die Masse des Ankers vergrößert.In the. 4 and 6 illustrated embodiments
the armature i i is mounted on a shaft 12. The anchor has an annular shape
Jacket 13, on which sawtooth-like poles of alternating polarity are magnetized
are. These poles are indicated by dashed lines in FIG. 4 and denoted by S and N.
The stator 14 carries pole pieces 15 and 16, which in .Abstand a pole pitch of the
The anchor face the anchor circumference. The winding 17 operates under the influence
of current pulses of alternating direction, the excitation of poles 15 and r6 alternately
with north and south magnetism. The armature is moved by one pole pitch,
d. 'H. rotated by 90 °. Due to the sawtooth-like magnetization, the armature poles extend
With an ever-increasing air gap over the entire pole pitch of the
Anchor. So while in the example shown the anchor south pole due to the low
Air gap is predominantly under the influence of the stator north pole, it is the same
Pole with its other end already under the due to the enlarged air gap
however, there is still little influence of the stator south pole. With the remagnetization that now follows
of the stator, so both poles are effective immediately. The North Pole of the anchor will be
repelled by the pole of the same name on the stator, while the same pole on Deng
South pole of the armature in the sense of the direction of rotation as it is getting smaller and smaller
Air gap acts to an ever greater extent. This makes the direction of rotation clear
set in the direction of arrow 18. Instead of the circular cylindrical anchor after
4, an armature with pronounced poles according to FIG. 5 can also be used:
The outer circumference of the lateral surface i9 of this armature is set off like a sawtooth.
The individual teeth are magnetized with poles of alternating polarity. The anchor
can also be designed as a massive Seheibe according to the arrangement shown in FIG
will. The magnetization is shown dotted in Fig. 7. As can be seen
the magnetic field 21 runs exclusively in the outer circumference of the disc,
so that the massive training unnecessarily increases the mass of the anchor.
Die Anker können mit: Vorteil aus magnetis@ierbaren Teilchen gepreßt
werden. Auch sind gesin, terte Magnetkörper bei der in Fig. 8 dargestellten Anordnung
verwendbar. Dabei sind die Pole 22 und 23 des Stators 24 mit je einem Ansatz 25
bzw. 26 ausgerüstet, dem sich der in der Drehrichtung folgende Pol des Rotors mit
abnehmender Luftspaltbreite entgegenstreckt. Der Anker 27 ist wieder ringförmig
ausgebildet, und ihm sind, wie irr der Zeichnung punktiert angedeutet; vier Pole
Nord und Süd aufmagnetisiert. Die Drehrichtung wird in diesem Falle durch die Annäherung
des Polansatzes 25 bzw. 26 an den nächsten Pol des Rotors bestimmt, wobei selbstverständlich
der
Luftspalt zwischen dem Polansatz und dem Anker größer ist als
der Luftspalt unter dem Pol selbst, damit die Endstellung des Ankers unter einem
Pol eindeutig fixiert ist.The anchors can: Advantageously pressed from magnetizable particles
will. Sintered magnetic bodies are also used in the arrangement shown in FIG
usable. The poles 22 and 23 of the stator 24 each have a projection 25
or 26 equipped with the following pole of the rotor in the direction of rotation
with decreasing air gap width. The armature 27 is again ring-shaped
developed, and, as indicated by dotted lines in the drawing; four poles
Magnetized north and south. In this case, the direction of rotation is determined by the approach
of the pole attachment 25 or 26 determined to the next pole of the rotor, of course
the
Air gap between the pole attachment and the armature is greater than
the air gap under the pole itself, so that the end position of the armature under one
Pole is clearly fixed.
Fig.9 zeigt eine der Fig. 4 entsprechende Ausbildung des Stators für
die Verwendung von sechspoligen Ankern. Jeder Schenkel 30 und 31
trägt
zwei Polansätze. Die Polansätze 32 und 33 liegen im Abstand von zwei Polteilungen
des Ankers voneinander, so daB ihnen stets gleichnamige Pole gegenüberstehen. In,
entsprechender Weise liegen die Pole der anderen Polarität vor den Ansätzen 34 und
35 des Polschenkels 31. Bei der Anordnung nach Fig. 9 sind die Pole des Ankers 37
sägezahnartig magnetisiert, ähnlich wie dies bei der Ausführung nach Abb.4 der Fall
ist. Bei der Anordnung nach Fig. io sind die Pole des Ankers 38 in gewöhnlicher
Weise punktförmig magnetisiert. Dementsprechend' haben die Polstücke 39, 40, 41
und 42 der beiden. Schenkel 43, 44 des Stators Ansätze, die den in der Drehrichtung
folgenden Polen des Ankers sich nähern. Diese Ausbildung entspricht der in Fig.
8 gezeigten. Anordnung.FIG. 9 shows a design of the stator corresponding to FIG. 4 for the use of six-pole armatures. Each leg 30 and 31 has two pole approaches. The pole attachments 32 and 33 are at a distance of two pole pitches of the armature from one another, so that poles of the same name are always opposite them. Correspondingly, the poles of the other polarity are in front of the projections 34 and 35 of the pole leg 31. In the arrangement according to FIG. 9, the poles of the armature 37 are magnetized in a sawtooth-like manner, similar to the embodiment according to FIG. In the arrangement according to FIG. 10, the poles of the armature 38 are magnetized point-like in the usual manner. Accordingly 'have the pole pieces 39, 40, 41 and 42 of the two. Legs 43, 44 of the stator approaches which approach the following poles of the armature in the direction of rotation. This configuration corresponds to that shown in FIG. Arrangement.