CH389955A - Antrieb für elektrischen Impulszähler - Google Patents

Description

  Antrieb für elektrischen Impulszähler    Elektrische Impulszähler, bei denen jeder Impuls  die Drehung eines Läufers um einen bestimmten  Winkel bewirkt, benötigen eine Bremse, durch die  jeweils beim Erreichen der gewünschten Endstellung  die kinetische Energie des Läufers vernichtet     wird.     Bei Zählern für geringe Impulsfrequenzen, also kleine  Drehgeschwindigkeiten, genügt meist schon die  natürliche Lagerreibung, um den Läufer nach einigen       Pendelungen    um die Endlage zur Ruhe kommen zu  lassen. Dabei ist allerdings Voraussetzung, dass die  Bauart des Zählers die Entstehung einer ausreichen  den Reibung ermöglicht. Zähler, bei denen sich  gleichzeitig wirkende Pole diametral gegenüberstehen,  also z. B. normale vierpolige Anordnungen, erzeugen  jedoch reine Drehmomente ohne radialen Lagerdruck.

    Solche Zähler sind wegen ihrer geringen Lagerreibung  nur für recht niedrige Impulsfrequenzen brauchbar,  weil deren Läufer infolge der fehlenden Reibungs  dämpfung sehr lange um ihre jeweilige Endlage pen  deln.  



  Bei Zählern für hohe Impulsfrequenzen sind sol  che     Pendelungen    nicht zulässig. Zunächst besteht  die Gefahr, dass bei zu schwacher Bremsung der  Läufer infolge seines Vorwärts- oder Rückwärts  schwunges einen Schritt zuviel oder zuwenig zählt.  Ferner dauern die Schwingungen eine gewisse Zeit  an, so dass die     Frequenzgrenze    des Zählers dadurch  unerwünscht herabgesetzt wird, und schliesslich ent  steht durch die     Pendelungen    bei jedem Zählschritt  ein Verschleiss an den Lagern und am Zählwerk,  der ein Mehrfaches von demjenigen eines aperiodisch  gedämpften Zählers beträgt und daher die Lebens  dauer verkürzt.  



  Es ist das Ziel der vorliegenden     Erfindung,    einen       Impulszählerantrieb    zu schaffen, bei dem diese Nach  teile vermieden sind. Der erfindungsgemässe Impuls  zählerantrieb enthält einen impulsweise elektromagne-         tisch    erregbaren, rahmenförmigen     Stator    und einen  entsprechend schrittweise drehenden Läufer, dessen  Achse beidseitig im     Stator    gelagert ist, und ist gekenn  zeichnet durch eine solche Ausbildung, dass zwecks  Bremsung des Läufers jeweils im Bereich seiner  Endlagen durch mechanische Reibung eine von der  Drehlage des Läufers abhängige, radial oder axial  einseitige magnetische Zugkraft zwischen     Stator    und  Läufer wirksam ist.  



  Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung seien  nachstehend näher erläutert:  Eine Möglichkeit der elektromagnetisch bewirkten  Bremsung des Läufers besteht darin, die Reibungs  änderung in einem überlasteten Gleitlager - ins  besondere einem ölgetränkten     Sinterlager    - für die  Bremswirkung auszunutzen. Bei einem Zähler von an  sich bekannter Bauart wird jeweils ein Läuferpol  in Drehrichtung in den sich     keilförmig    verengenden  Luftspalt des anziehenden     Feldpoles    hineingezogen.  Die einseitig radial wirkende magnetische Zugkraft  auf den Läufer, die mit dem Quadrat der magneti  schen Induktion     B    wächst, nimmt also während  der Läuferbewegung sehr stark zu und erreicht ihren  Höchstwert jeweils in der Endlage des Läufers.

   Dieser  radiale Zug muss von den Lagern aufgenommen  werden, in denen die Läuferachse am     Stator    geführt  ist.     Bemisst    man diese Lager nur so knapp,     d'ass    ihr       Schmierfilm    schon durchgedrückt wird, ehe die End  stellung und damit der Höchstwert des radialen La  gerdruckes erreicht wird, so tritt im Lager der ,Zu  stand der halbtrockenen Reibung auf, bei der der  Reibwert um ein Mehrfaches über dem der flüssigen  Reibung liegt, mit der der Läufer angelaufen ist.

    Benutzt man für das     Sinterlager    ausserdem einen  Werkstoff, dessen Reibwert für trockene Reibung  gegen die Läuferachse einen hohen Wert hat, etwa       Sintereisen    mit geeigneten     Tränkstoffen,    so lässt      sich eine gute Bremswirkung abhängig von der ma  gnetischen Feldstärke, d. h. abhängig von der Dreh  lage des Läufers, erreichen. Solche     Tränkstoffe    sind  z. B. Öle geringer Zähigkeit, deren Film also schon  bei relativ niedriger Beanspruchung in die Poren  des     Sinterlagers        zurückgedrückt    wird.

   Die Wirksam  keit der erwähnten Massnahmen lässt sich ermessen,  wenn man die grossen Unterschiede des Reibwertes  für die verschiedenen     Reibungsarten    bedenkt, näm  lich etwa 0,005-0,01 für flüssige, 0,05-0,1 für halb  trockene und 0,2 oder mehr für trockene Reibung.  



  Bei Impulszählern, bei denen der magnetische  Fluss vom Feldpol in den Läufer eintritt und von da  axial nach beiden Seiten über die Lagerstellen im     Sta-          tor    verläuft, lässt sich der Erfindungsgedanke beson  ders     wirksam        verwirklichen.    Macht man nämlich die  beiden seitlichen Luftspalte zwischen Läufer und       Lagerträger    ungleich, so erhält man eine starke einsei  tige     axiale    Kraftkomponente zwischen Läufer und     Sta-          tor    auf die Stirnfläche des Lagers auf der Seite mit dem  engeren Spalt, die wie der vorhin erwähnte radiale  Lagerdruck von der magnetischen Feldstärke abhängt.

    Durch verschieden dicke Distanzscheiben aus     un-          magnetischem,    sonst aber beliebigem Material lassen  sich die gewünschten stirnseitigen Luftspalte leicht  genau einhalten.  



  Eine typische Anordnung dieser Art wird nach  stehend anhand der schematischen Zeichnung er  läutert.  



       Fig.    1 ist ein Schnitt durch einen     Zählerantrieb     bei symmetrischem     Flussverlauf.     



       Fig.    2 ist eine Seitenansicht zu     Fig.    1, und       Fig.    3 ist eine Teildarstellung analog     Fig.    1, je  doch mit ungleichen axialen Luftspalten.  



  Der Läufer 1 des Zählers, hier mit fünf Polen,  steht in der Ausgangsstellung für den unteren Feld  magnet 2 des zweipoligen, rahmenförmigen     Stators.     Wird dieser erregt, so wird der Pol 3 des Läufers in  den keilförmigen Luftspalt 4 hineingezogen. Der Ver  lauf des magnetischen Kraftflusses ist aus der Schnitt  zeichnung an den Kraftlinien 5 zu erkennen. Der in  der nächsten Endstellung des Läufers senkrecht nach  unten wirkende magnetische Zug wird von den bei  den seitlichen Lagern 6 aufgenommen. Liegt der  Läufer gemäss     Fig.    1 symmetrisch in diesen Lagern,  so sind die beiden seitlichen Luftspalte 7 gleich gross,  und die in ihnen wirksamen axialen Zugkräfte heben  sich auf.

   Bildet man diese Spalte aber ungleich breit  aus, wie dies in     Fig.    3 übertrieben dargestellt ist, so  überwiegt der magnetische Zug im engeren Spalt 9,  und es entsteht hier eine Reibung, die abhängig von  der Stärke des magnetischen Flusses bremsend wirkt.  In     Fig.    3 sind mit 8 und 9 die Distanzscheiben un  gleicher Dicke bezeichnet. Die Kraftlinien 5 ver  laufen .daher überwiegend über Spalt 9 und er  zeugen hier den gewünschten axialen Druck auf  die Distanzscheibe 9.

      Eine sehr wirksame Bremsung des Läufers lässt  sich schliesslich auch dadurch erhalten, dass man den  Luftspalt zwischen Feldmagneten und Läufer in der  Endstellung so eng macht, dass die dann auftretenden  grossen magnetischen Kräfte in radialer     Richtung    nicht  nur den Lagerölfilm durchdrücken, sondern auch  die Läuferachse so weit durchbiegen (wenige Hundert  stelmillimeter), dass der Läufer am Feldmagnet an  streift und dadurch gebremst wird. Sobald die Feld  erregung unterbrochen wird, federt die Welle zurück  und gibt den Läufer zu einem neuen Schritt frei.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Antrieb für einen elektrischen Impulszähler, mit einem impulsweise elektromagnetisch erregbaren, rah- menförmigen Stator und einem entsprechend schritt weise drehenden Läufer, dessen Achse beidseitig im Stator gelagert ist, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung, dass zwecks Bremsung des Läufers je weils im Bereich seiner Endlagen durch mechanische Reibung eine von der Drehlage des Läufers ab hängige, radial oder axial einseitige magnetische Zugkraft zwischen Stator und Läufer wirksam ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Antrieb nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der jeweils bei der Bewegung eines Läuferpoles gegen einen Statorpol hin infolge Ver kleinerung des Luftspaltes auftretende starke Flussan- stieg im magnetischen Kreis zur Abbremsung der Läuferdrehung herangezogen wird. 2. Antrieb nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufer achse in Sinterlagern solcher Abmessungen geführt ist, dass jeweils vor dem Erreichen des Maximal wertes der magnetischen Zugkraft ihr Ölfilm durch gedrückt wird, so dass halbtrockene oder trockene Reibung eintritt. 3.

   Antrieb nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten des Läufers verschieden breite Luftspalte gegen den Stator vorhanden sind, so dass unterschiedliche Magnetflüsse über diese Spalte verlaufen, welche eine einseitige axiale magnetische Zugkraft bewirken, die zum Abbremsen des Läufers benutzt wird. 4. Antrieb nach Unteranspruch 3, gekennzeichnet durch verschieden dicke Zwischenlagen aus nicht magnetischem Material zwischen beiden Seiten des Läufers und dem Stator, welche die beiden Luftspalte bestimmen. 5.

   Antrieb nach Patentanspruch und Unteran spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsung durch Berührung zwischen den Polflä chen des Läufers und der Feldpole des Stators unter elastischer Durchbiegung der Läuferachse erfolgt.