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Die Erfindung betrifft einen Schrittmotor mit einem mehrpoligen, abwechselnd polarisierten permanentmagnetischen Rotor und einer aus zwei in Reihe geschalteten Teilwicklungen bestehenden
Ringwicklung, wobei den Polen des Rotors sich axial versetzt gegenüberstehende Poliger eines zweiteilig ausgebildeten, gleichzeitig als Wicklungsträger der Ringwicklung dienenden Statorkerns gegenüberstehen.
Schrittmotoren, wie vorbenannt, sind zum allgemeinen Stand der Technik gehörend bekanntgeworden.
Zur Auflösung eines unipolaren Impulses in zwei Teilschritte, die zum Betrieb eines bekannten
Schrittmotors notwendig sind, werden bisher recht umfangreiche Schaltungen benötigt. Es wird in diesem
Zusammenhang auf die deutschen Patentschriften Nr. 1291797, Nr. 1291367 und Nr. 1299702 verwiesen.
Die deutsche Patentschrift Nr. 1291797 zeigt einen Stand der Technik auf, wonach bekannt ist, mit den
Gebührenimpulsen vor der Auswertung durch eine Zähleinrichtung über ein auf die Frequenz dieser Zählimpulse abgestimmtes Siebglied einen Transistorverstärker anzusteuern, wobei der Transistor ähnlich wie eine
Audionstufe geschaltet ist, d. h. gleichzeitig die Funktionen eines Gleichrichters und eines Verstärkers ausübt. Die
Betriebsspannung für den Transistor wird an einem zusätzlich in eine Ader der Teilnehmerleitung eingeschalteten
Widerstand gewonnen. Die Einschaltung eines derartigen Serienverbrauchers bereitet in der Praxis einige
Schwierigkeiten, da auch bei grossen Anschlussleitungslängen die für den Betrieb des Transistorverstärkers notwendige Mindestspannung zur Verfügung stehen muss.
Die Schwierigkeiten werden noch erhöht, wenn an Stelle einer Zähluhr ein hinsichtlich der Ablesbarkeit oder des Bauvolumens besser gestalteter Gebührenzähler verwendet wird, der jedoch für seine Betätigung einen höheren Leistungsbedarf hat.
Die deutsche Patentschrift Nr. 1291797 beschreibt eine Schaltungsanordnung für als Rollenzählwerk ausgebildete Gebührenzähler an Stationen in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei welcher die tonfrequenten Zählimpulse über eine Teilnehmerweiche einen Transistorverstärker steuern, dessen Speisespannung ein mittelbar mit der Teilnehmerleitung verbundener und über diese geladener Energiespeicher liefert.
Des weiteren offenbart der Gegenstand gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 1291797, dass in eine Ader der Teilnehmerleitung ein mit einem Kondensator überbrückter und in Durchlassrichtung beanspruchter
Richtleiter eingeschaltet ist, an dem die Betriebsspannung für einen Transistoroszillator abgenommen wird.
Die deutsche Patentschrift Nr. 1291367 führt in ihrer Einleitung aus, dass vielfach transistorisierte
Schaltungsanordnungen verwendet werden, die Signale verschiedenster Art in entsprechende Gleichstrom-Impuls- folgen umwandeln. Häufig handelt es sich dabei um Schaltungsanordnungen, die bei Signalgabe von einem stabilen Schaltzustand in einen labilen und wieder zurück in den stabilen Ausgangszustand schalten oder die fortlaufend bei Impulsgabe von einem stabilen in einen andern stabilen Zustand umschalten, wie dies von monostabilen oder bistabilen Kippstufen her bekannt ist.
Diesen Schaltungsanordnungen haftet der Nachteil an, dass in den beiden möglichen Schaltzuständen und besonders auch in den Impulspausen ein Strom fliesst und sehr schwache Signale zur Steuerung selten verwendet werden können. Die deutsche Patentschrift Nr. 1291367 zeigt desweiteren eine bekannte Schaltungsanordnung zur Umwandlung eines impulsmodulierten Signals in eine Folge von unipolaren Impulsen auf, deren Zahl dem Modulationsinhalt des impulsmodulierten Signals entspricht.
Im Gegensatz zum oben referierten Stand der Technik offenbart die deutsche Patentschrift Nr. 1291367, dass die Schaltungsanordnung mit Transistoren bestückt ist und ohne Eingangssignal stromlos bleibt, während eine an den Eingangskreis gelangende, insbesondere niedrige Eingangswechselspannung dem nachfolgenden im B-Verstärkerbetrieb arbeitenden Transistor ansteuert, wodurch ein verstärktes, dem Modulationsinhalt der Wechselspannung entsprechendes Gleichstromsignal an einen der Schalttransistoren gelangt, der dadurch geöffnet wird und an dem zur Vorspannung seiner Basis erforderlichen Emitter-Basis-Widerstand eine Spannungsänderung bewirkt sowie über seine Emitter-Kollektor-Strecke einen Strom als Erstimpuls zu der einen Spule eines elektromagnetischen Schrittschaltwerkes leitet,
wodurch dessen Anker um einen Polschritt gedreht und nach Beendigung des Signals der Schalttransistor gesperrt wird. Die durch die Sperrung hervorgerufene Änderung des Spannungsabfalls am Kollektorwiderstand liefert über den Kondensator den auslösenden Impuls zur Öffnung des andern Schalttransistors, wodurch dieser mit dem über seine Emitter-Kollektor-Strecke fliessenden Strom zur andern Spule des elektromagnetischen Schrittschaltwerkes bewirkt, dass der Anker um einen weiteren Polschritt in gleicher Richtung wie vorher weitergedreht wird, wobei die Zeitdauer dieses Zeitimpulses von der Grösse des Kondensators und der Grösse der anliegenden Widerstände der beiden Transistoren abhängig ist.
Bei einer Schaltungsanordnung, wie in den deutschen Patentschriften Nr. 1291367 und Nr. 1299702 beschrieben, bewerkstelligt der eine Schalttransistor die Demodulation und Verstärkung des Signals und der Schaltung des ersten Halbschrittes an der Spule.
Nach der deutschen Patentschrift Nr. 1538705 und der USA-Patentschrift Nr. 3, 058, 019 sind Schrittmotoren als solche bekannt. Die in diesen Druckschriften offenbarten Schrittmotoren mit kleiner Ansprechleistung zu bauen, hat sich als sehr schwierig herausgestellt, da die magnetischen Werte der Dauermagnetwerkstoffe für die Rotoren fertigungsmässig nicht genügend genau eingehalten werden können. Ausserdem bringen beim einfachen Zusammenbau der Motoren aus fertigungsmässigen Einzelteilen nicht zu vermeidende geringfügige Massabweichungen von wenigen Hundertsteln von Millimetern verhältnismässig grosse Abweichungen in den elektrischen Werten.
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Die deutsche Patentschrift Nr. 1538705 zeigt auf Grund der Kenntnis der vorbenannten Nachteile einen
Schrittmotor mit sehr kleiner Ansprechungsleistung, welcher einen guten Wirkungsgrad und ein hohes
Drehmoment aufzeigt. Dieser Schrittmotor gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 1538705 zeichnet sich dadurch aus, dass die Polfinger in Umfangsrichtung gegeneinander verdrehbar und in axialer Richtung geringfügig eintauchend einstellbar angeordnet sind, und dass der zylindrische Rotor innerhalb des Luftspaltbereiches der Polfinger axial verschieb- und einstellbar ist.
Als Weiterentwicklung des Schrittmotors, wie ihn die Patentschrift Nr. 1538705 offenbart, hat die Erfindung sich die Aufgabe gestellt, das dynamisch magnetische Verhalten eines Schrittmotors konstruktiv unter Beibehaltung aller bekannten Eigenschaften, wie hoher Wirkungsgrad bei kleinster elektrischer Leistung, in Verbindung mit einer individuellen Einstellung auf ein maximales Drehmoment so zu verändern, dass der Schrittmotor mit geringstem Schaltungsaufwand betrieben werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die beiden die Ringwicklung bildenden Teilwicklungen bezüglich der Polarität der von ihnen erzeugten Magnetfelder gegensinnig angeordnet sind und dass der einen Teilwicklung ein ausserhalb des Schrittmotors angeordneter Kondensator parallel geschaltet ist.
Die nachstehende Beschreibung dient zur Erläuterung des erfindungsgemässen Gegenstandes, der in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen : Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Schrittmotor und Fig. 2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Gegenstandes.
Der Schrittmotor, so wie ihn Fig. 1 zeigt, besteht aus einem Rotor den Polfingern --2-- der Statorkörbe und einem Gehäuse-3-mit Überwurfdeckel-4-. Die Ankerwelle --5-- ist im Gehäuse --3-- und im Überwurfdeckel--4--in den Lagern--6--drehbeweglich angeordnet. In dem ringförmigen Hohlraum um die Statorkörbe herum ist die aus zwei Teilwicklungen-7 und 8-bestehende Ringwicklung angeordnet.
Wie die schematische Darstellung in Fig. 2 erkennen lässt, sind die beiden Teilwicklungen--7, 8--der Ringwicklung erfindungsgemäss gegeneinander in Reihe geschaltet, derart, dass dieselben--7, 8--vom Strom durchflossen, ein einziges Magnetfeld erzeugen, welches der Differenz der Magnetfelder der Teilwicklungen - -7, 8-- entspricht. Die beiden Sterne an den Teilwicklungen in Fig. 2 bedeuten Anschlüsse gleicher Polarität.
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Transistor (Schalttransistor) bewirkt werden könnte, erfolgen kann, also vergleichsweise mit einem sehr viel geringeren Schaltungsaufwand. Wird die Stromquelle über den mit --10-- bezeichneten Schalter mit dem Schrittmotor als solchem verbunden, so fliesst zum Zeitpunkt t = cm ein Strom über die Teilwicklung --7-- zu dem Kondensator--9--.
Das entstehende Magnetfeld dreht den Rotor--l--des Schrittmotors in Drehrichtung. Mit zunehmender Spannung am Kondensator --9-- verringert sich der Stromfluss durch die Teilwicklung --7-- und in zunehmendem Mass wird die Teilwicklung --8-- von Strom durchflossen.
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den ersten Teilschritt durchgeführt hat. Nach Abschalten der Stromquelle über den Schalter --10-- entlädt sich der Kondensator --9-- über die Teilwicklung --8-- und die Teilwicklung --7-- ist nunmehr stromlos. Damit wirkt das gesamte Magnetfeld der Teilwicklung--8--auf den Rotor--l--des Schrittmotors und dreht denselben--l--in seine Endstellung.
Der Vorteil gegenüber dem Bekannten ist darin zu erblicken, dass das dynamisch magnetische Verhalten des Schrittmotors konstruktiv unter Beibehaltung aller bekannten Eigenschaften-hoher Wirkungsgrad bei kleinster elektrischer Leistung-in Verbindung mit einer individuellen Einstellung auf ein maximales Drehmoment so zu verändern ist, dass der Schrittmotor mit geringstem Schaltungsaufwand betrieben werden kann.