Elektromagnetisches Laufwerk, insbesondere Nebenuhrwerk Die Erfindung bezieht sich auf ein elek tromagnetisches Drehankerlaufwerk, das z. B. für durch elektrische Impulse betriebene Fernmeldeanlagen sowie zum Antrieb von elektrischen Nebenuhren Verwendung finden kann. Bekannte Laufwerke dieser Art besitzen einen dauermagnetisierten Drehanker, der sich zwischen den Polschuhen des Stators schritt- iveise dreht, wenn die Statorwicklung durch die beispielsweise am Ende jeder Minute über die Steuerleitung mit wechselnder Richtung kommenden Fortschaltimpulse erregt wird.
Das Arbeitsvermögen solcher Laufwerke ist dabei an der Länge und dem Querschnitt des ver wendeten Dauermagneten abhängig, wobei die Länge des Magneten die Erregerdurchflutung und damit die Erregerleistung bestimmt. Bei kleinen Leistungen, wie sie allgemein in Fern meldeanlagen und insbesondere für den Be trieb von elektrischen Nebenuhren zur Ver fügung stehen, muss man also darauf bedacht sein, den Durchflutungsquerschnitt des Dreh ankers gross, den Durchflutungsweg jedoch klein zu wählen.
Für Laufwerke mit zylin drischem Drehanker, bei welchen die wirk same Magnetlänge im wesentlichen dem Zylin derdurchmesser entspricht, bedeutet dies, dass dem Anker ein kleiner Durchmesser, aber eine grosse Länge zugegeben werden muss. Letzteres ist aber aus baulichen Gründen oft nicht er wünscht oder wegen Raummangel nicht mög lich. Es zeigt sich jedoch, dass man bei Lauf werken mit zylindrischem, in Querrichtung dauermagnetisiertem Anker das Drehmoment ohne gleichzeitige Erhöhung der Erreger leistung dadurch steigern kann, dass die Sta- torpolschuhe jeweils den Drehanker über einen Winkelbereich von wenigstens 120 um fassen.
In diesem Fall verkürzen sich die den Rotor durchsetzenden magnetischen Kraft linien gegen Ende der Polschuhe hin immer mehr, so dass der mittlere Durchflutungsweg wesentlich kleiner als der Rotordurchmesser wird. Auch wird der Drehmomentverlauf, den das Laufwerk für die Dauer der Erre gung der Statorwicklung besitzt, dadurch ver bessert.
Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar zeigt: Fig. 1, schematisch, einen Längs schnitt und Fig. 2 einen Querschnitt durch ein erstes, als elektrisches Nebenuhrlaufwerk ausgebildetes Ausführungsbeispiel, während die Fig. 4 und 5 Längsschnitte durch zwei weitere, hinsichtlich der Ausbildung des magnetischen Kreises etwas abgeänderte Aus- fühx-Lingen zeigen. Das Diagramm gemäss Fig. 3 dient zur Erläuterung der Wirkungs weise des ersten Ausführungsbeispiels.
Das elektromagnetische Laufwerk gemäss Fig. 1 und 2 soll beispielsweise als Nebenuhr werk dienen und besitzt eine durch Stromim pulse wechselnder Richtung gesteuerte Erre- gerwicklung E, an deren Spulenkern sich die Joche J1 und J2 mit den Polschuhen P1 und P2 anschliessen. Letztere umgreifen mit mög lichst geringem Luftspalt den zylindrisch ge formten Drehanker A nahezu völlig. Wie er sichtlich, besitzen die Spitzen der Polschuhe einen Abstand, der etwa doppelt so gross ist wie der Luftspalt zwischen Polschuhen und Anker. Der Anker besteht aus hochwertigem Dauermagnetmaterial und ist im Sinne der eingezeichneten Pfeile quermagnetisiert.
Die seine Drehachse bildenden Zapfen sind in Platinen a und b gelagert, wobei hochwertige Zapfenlager zur Anwendung kommen können. An - der Platine a sind auch die Magnetjoche mit Bolzen c befestigt. Der Abstand der Pla- tinen a und b ist allein durch den Durchmes ser der zwischen ihnen liegenden Erregerspule E bestimmt.
Letztere kann kreisförmigen Querschnitt besitzen, ist vorzugsweise jedoch rechteckig ausgebildet, um bei möglichst ge ringer Breite x den erforderlichen Wickel raum zu erhalten. Mittig in dem im wesent lichen durch die Platinen a und b gebildeten zylindrischen Laufwerkgehäuse G liegen die Wellen w1 und w2, auf denen die nicht dar gestellten Uhrzeiger zu befestigen sind. Diese Wellen werden durch ebenfalls nicht darge stellte Zwischenräder von dem am Anker be festigten Ritzet r angetrieben.
Die Spule E wird, beispielsweise am Ende jeder Minute, durch Impulse wechselnder Richtung erregt, so däss die Polschuhe Pl und P2 ummagnetisiert werden. Das durch den von den Polschuhen P1 und P2 über den Anker geleiteten Erregerfluss bei den ver schiedenen Ankerstellungen erzeugte Dreh moment hat dabei den in Fig. 3 durch die Kurve e angegebenen sinusförmigen Verlauf. In der dargestellten Endstellung des Ankers ist dieses Drehmoment Null, so dass der Anker und damit der mit ihm starr gekoppelte Uhr-.
werkszeiger nicht gedreht würden, wenn nur dieses Drehmoment auf ihn wirken würde. Beim Ausführungsbeispiel wird der Anker jedoch noch durch ein zweites Drehmoment h beeinflüsst, welches dadurch zustande kommt, dass an der Platine a ein- Hilfspol H befestigt ist, welcher aus Weicheisen oder einem andern ähnlich paramagnetischen Werkstoff besteht und mit seinen rechtwinklig abgekröpften Schenkeln an den Umfang des Ankers mög lichst nahe herangeführt ist.
Die Schenkel des Hilfspols könnten auch in eine rillenförmige Vertiefung, welche in die obere Stirnseite des Ankers eingedreht ist, eintauchen. Der Hilfs pol H ist in der in Fig. 1 angedeuteten Weise gegenüber dem Anker feststehend so angeord net, dass der über ihn geleitete Fluss des Dauermagnetankers in dessen Ruhestellung das grösste Hilfsmoment h erzeugt, welches dann als Fesselungsmoment wirkt. Durch das vom Hilfspol erzeugte Hilfsdrehmoment h wird der Verlauf des durch den Erregerfluss der Spule E erzeugten Drehmomentes wesent lich verbessert, so dass sich über den ganzen,
180 betragenden Winkelbereich ein nahezu gleichmässiges resultierendes Moment m er gibt. Unter dessen Einfluss kommt der Anker nicht nach Drehung um 180 , sondern etwas später, etwa nach 200 , zum Stillstand. Ganz geringe Abweichungen von dieser neuen Soll- lage lassen bereits ein sehr beträchtliches Drehmoment (Fesselungsmoment) entstehen, welches den Anker in die Sollage zurückführt.
Der beim Eintreffen des nächsten Fortschalt- impulses eingeleitete Drehschritt beginnt aus der Stellung 200 , wobei jedoch infolge des Polaritätswechsels des Fortschaltimpulses auch bei diesem folgenden Fortschaltschritt das Grundmoment e positiv verläuft, also den bei 20 angegebenen Wert besitzt. Praktisch ist also bei Beginn der Erregung der Wicklung E sofort ein grosses Drehmoment (gemäss Punkt y, Fig. 3) wirksam, welches in der Folgezeit bis zur Beendigung des Dreh schrittes im wesentlichen bestehen bleibt.
Dieser günstige Drehmomentverlauf er möglicht es, auch bei sehr geringen Erreger leistungen dem Drehanker einen verhältnis mässig kleinen Durchflutungsquerschnitt zu geben. Da weiterhin die beschriebene Form gebung der Polschuhe verhältnismässig grosse Ankerdurchmesser erlaubt, kann die Länge des Ankers sehr klein gehalten werden. Diese aber bestimmt im wesentlichen die Bauhöhe x (Fig. 2) des Laufwerkes. Es gelingt mit der beschriebenen Anordnung ohne weiteres, bei einer vorgegebenen Erregerleistung das erforderliche Drehmoment mit einem Dreh ankersystem zu erzeugen, dessen Ankerlänge den Durchmesser der Spule E nicht über sehreitet.
Die weit ausladende Form des durch Spule, Joche und Anker ,gebildeten magnetischen Kreises ermöglicht es, das Räderwerk innerhalb dieses Magnetkreises zwischen den Platinen a und b anzuordnen. Dadurch ergibt sich ein rundes Werk mit verhältnismässig kleinem Durchmesser, dessen Bauhöhe x lediglich durch die Spule bestimmt ist.
Die verhältnismässig langen Joche J1 und 7? verursachen in dem Falle, wo das Neben uhrwerk mit Zifferblättern aus Eisen ver sehen wird, einen erheblichen Streufluss über diese Zifferblätter. Dieser Streufluss kann durch Verwendung unsymmetrischer Joch- bleche wesentlich herabgesetzt werden. Gemäss Fig. 4 ist das Jochblech J2 etwa doppelt so lang ausgeführt wie in Fig. 1, während das andere Blech J1 wesentlich kürzer gehalten ist.
Diese verlängerte Fläche hat eine Erhö hung des Streuflusswiderstandes zwischen dem Joch J1 und dem Eisenzifferblatt zur Folge, so dass der Streufluss, -der durch den Rei henwiderstand J1 Ijuft-Eisenzifferblatt-- Luft-J2 bestimmt wird, wesentlich kleiner ist als bei der Ausführungsform gemäss Fig.1. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist das Joch J2 ebenfalls wesentlich länger als das Joch J1 und unterhalb der Zeigerachse MTl, W2 durchgeführt.