CH394962A - Elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege selbstgesteuerte Schwinger- oder Motorenanordnung für zeithaltende Geräte - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
    Elektrodynamisch   angetriebene, auf    kontaktlosem   Wege selbstgesteuerte    Schwinger-   oder    Motorenanordnung      für   zeithaltende Geräte Die Erfindung betrifft eine elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege    selbstgesteuerte   Schwinger- oder    Motorenanordnung   für    zeithaltende   Geräte mit einer mit einer Triebspule zusammenwirkenden    Permanentmagnetanordnung      und.\   einem mit dem Permanentmagneten in Verbindung stehenden, eine kurzzeitige Kopplung zweier im Eingangs- und Ausgangskreis eines elektronischen Verstärkers liegender Spulen bewirkenden    Dämpfungskörper.   



  Es ist ein elektrisches    Zeitmessgerät      bekannt,   bei welchem ein    LC-Schwingkreiggenerator   vorgesehen ist, dessen im Eingangs- und Ausgangskreis des Verstärkers liegende Spulen parallel zueinander,    einen   Luftspalt    bildiend,      angeordnet   sind, wobei durch den Luftspalt eine mit dem Gangordner in Verbindung    stehende,   elektrisch leitende Scheibe mit einem radial    verlaufenden   Schlitz bewegt wird, welcher beim Durchschwingen des Luftspaltes    zwischen   den Spulen eine kurzzeitige Kopplung der Spulen bewirkt. In Reihe mit der Ausgangsspule ist dabei eine Triebspule geschaltet, welche auf einen mit dem Gangordner verbundenen    Weicheisenanker   einwirkt.

   Die bekannte    Anordnung   ermöglicht zwar einen Selbstanlauf aus dem Stillstand, jedoch ist hierfür    eine   sehr genaue Abstimmung der    einzelnen      Schaltungsgrössen   aufeinander erforderlich. Der vorgesehene Weicheisenanker bedingt im übrigen eine ungünstige Arbeitsweise, da ein Antriebsimpuls nur durch magnetische Anziehung    erfolgen   kann, zumindest in einer Schwingungsrichtung also erhebliche Bremskräfte auftreten. Ausserdem ist die Kopplung zwischen den Spulen durch den Luftspalt herabgesetzt, was verhältnismässig grosse Spulen bedingt. Auch die    AnordL-      nung   einer besonderen Triebspule    bedingt   eine aufwendige und    umfangreiche   Bauweise.

   Es ist auch bereits eine Pendelanordnung bekannt, bei welcher das Pendel einen    Permanentma-      gneten   trägt, welcher mit einer    einzigen   Steuer- und Triebspule    darstellenden   Spule zusammenwirkt. Eingangs- und Ausgangskreis des    elektronischen   Verstärkern sind dabei durch einen    Eisenkern-Transfor-      mator   miteinander gekoppelt, dessen    Magnetflussweg   unterbrochen ist, wobei durch die Unterbrechungsstelle eine mit einem radial verlaufenden Schlitz versehene Kupferscheibe bewegt wird, durch welche der Magnetkreis periodisch geschlossen und unterbrochen wird. Diese    Anordnung   ist infolge des erforderlichen Transformators verhältnismässig aufwendig.

   Auch sind für    einen      einwandfreien;   Gang    eine   genaue Abstimmung der Schaltungsgrössen aufeinander und eine genaue Justierung zwischen    Magnet-Dämpfungs-      scheibe   und Spulen erforderlich. Es erfordert die bekannte Anordnung    jedenfalls   einen räumlich verhältnismässig    umfangreichen      Aufbau.   



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege    selbstgesteuerte   Schwinger- oder    Motorenan-      ordnung   der eingangsgenannten Art zu    schaffen,   die selbsttätig anlaufen kann, einen guten Gang ermöglicht, einfach    herstellbar   ist    und   auf geringem Raum    untergebracht   werden kann.

   Die Erfindung ist dadurch    gekennzeichnet,   dass die Spulen    unmittelbar      nebeneinanderliegend   angeordnet    sind:   und der    Dämp-      fungskörper   die Spulen seitlich    überschwingt,   und dass die    Permanentmagnetanordnung   und    dzr      Dämp-      fungskörper   so zusammengefasst sind, dass sie eine gemeinsame synchrone Relativbewegung gegenüber den Spulen ausführen, und dass der die kurzzeitige Kopplung bewirkende Teil des    Dämpfungskörpers   im Verhältnis zu dem    Magneten   räumlich so ange- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 ordnet ist,

      dassdieser   Teil und die Magnete gleichzeitig und unmittelbar mit der Steuer- und der Triebspule des Systems zusammenwirken. Bei dieser Anordnung entstehen in der Nullage des Gangordners bzw. des    Rotors   antreibend wirkende Rückkopplungsschwingungen, so    d'ass   die Anordnung aus, dem    Stillstand   anlauffähig ist. Mit grösser werdender    Amplitude   bzw. wachsender    Umfangsgeschwindig-      keit   der Anordnung    gewinnt   dabei die von dem    Permanentmagneten   erzeugte Steuerspannung an Wirksamkeit, wodurch die Rückkopplungsschwingung weitgehend unterdrückt wird und ausserordentlich kurze und    steilflankige   Antriebsimpulse erzeugt werden können. 



  Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:    Fig.   1 einen Längsschnitt durch eine Motorenanordnung gemäss der Erfindung,    Fig.2      einen   Schnitt nach der Linie    II-II   der    Fig.   1,    Fig.   3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach    Fig.   1,    Fig.   4 bis 9 Darstellungen der auftretenden Impulse. 



  In den    Fig.   1 bis 3 ist mit 10 die    Rotorwelle   bezeichnet, an welcher die Scheiben 11 und 12 aus magnetisch gut leitendem Material befestigt sind. Die Scheiben 11 und 12 sind durch die Welle 10 umgebende    Mittel   13 aus ebenfalls    magnetisch   gut leitendem Material miteinander verbunden. In der Nähe des Umfangs der Scheiben 11 und 12, die vorzugsweise    schwalbenschwanzförmig   ausgebildet sind, sind die Permanentmagneten 14 und 15 eingelassen, die einander gegenüberliegen und gleichsinnig polarisiert sind, so dass durch den von ihnen    gebildeten      Luftspalt   ein stark gebündelter    Magnetfluss   verläuft.

   Der Abstand der Magneten 14, 15 vom Umfang der Scheiben 11 und, 12 entspricht vorzugsweise    mindestens   der halben Stärke der Scheiben. Den Magneten 14 und 15 in Bezug auf die Welle gegenüberliegend' sind Gegengewichte 16 und 17 angeordnet. 



  Gleichfalls mit der Welle 10 fest verbunden sind die Scheiben 18 und 19 aus elektrisch gut leitendem    Material,   beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium. Die Scheiben. 18 und 19 enthalten radial verlaufende Schlitze 20 und 21, welche vom    Magnetfluss   der Permanentmagneten 14 und 15 durchsetzt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel durchsetzen die Pole der Magneten 14 und 15 die Schlitze 20 und 21. In dem von den Scheiben 18 und 19 und den Magneten 14 und 15 gebildeten Luftspalt sind die Spulen 22 und 23, welche im Eingangs- und Ausgangskreis eines nicht    dargestellten   elektronischen Verstärkers liegen, angeordnet. Vorzugsweise sind die Spulen eng benachbart und koaxial angeordnet. 



  Statt der Gegengewichte 16 und 17 können ebenfalls Permanentmagneten vorgesehen sein, in welchem Falle die Scheiben 18 und 19 an diesen Stellen ebenfalls Schlitze aufweisen. Es entfällt dann die magne-    tisch   gut leitende Verbindung 13 zwischen den Scheiben 11 und 12. 



  Die Scheiben 11 und 12 können auch mehrarmig, z. B. dreiarmig oder vierarmig, ausgebildet werden, wobei jedem Arm    bzw,   jedem Armpaar ein oder zwei Permanentmagneten zugeordnet werden. Die elektrisch gut leitenden Scheiben 18 und 19 können    statt   der Schlitze 20 und 21 auch Stellen verminderter Leitfähigkeit enthalten. Beispielsweise können sie an den von den Schlitzen eingenommenen Stellen im Querschnitt verringert sein. 



  Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Spulen 22 und 23, die im Eingangs- und Ausgangskreis einer nicht dargestellten elektrischen    Ver-      stärkerschaltung   liegen, sind so stark miteinander gekoppelt,    dass   eine Rückkopplungsschwingung entsteht. Diese Rückkopplungsschwingung wird durch die elektronisch gut leitenden Scheiben 18 und' 19 so stark gedämpft, dass sie abreisst, wenn sich die Schlitze 20 und 21 ausserhalb des Bereiches der Spulen 22 und 23 befinden.

   In der in den Figuren gezeigten Stellung befinden sich die Schlitze 20 und 21 unmittelbar in. der Nähe der Spulen 22 und 23, so dass die Rückkopplungsschwingungen einsetzen, welche in Verbindung mit den Permanentmagneten 14 und, 15 auf den Rotor einen Antriebsimpuls bewirken, durch welchen beispielsweise der Rotor um den Winkel a    (Fig.   2) gedreht wird. Dabei gelangen die Schlitze 20 und 21 aus dem Bereich der Spulen 22 und 23, wodurch die Rückkopplungsschwingungen abreissen. Durch die nicht dargestellte Spiralfeder des Drehschwingers wird nun das    Permanentmagnetsy-      stem   in entgegengesetzter Richtung bewegt, wodurch die Schlitze 20 und 21 wiederum in den Bereich der Spulen 22 und 23 gelangen.

   Die entstehenden Rückkopplungsschwingung bewirken nunmehr einen weiteren Antriebsimpuls, welcher den Schwinger in die entgegengesetzte Richtung    auslenkt.   



  Mit grösser werdender Amplitude bzw. mit wachsender Umfangsgeschwindigkeit des    Schwingers   wird    in   der Steuerspule 22 durch den von den Permanentmagneten 14 und 15 erzeugten    Magnetfluss   eine grö- sser werdende Steuerspannung erzeugt, durch welche die Rückkopplungsschwingungen in immer Stärkerem Masse unterdrückt werden. Bei voller Schwingungsamplitude ergeben sich damit sehr kurzzeitig auftretende und    steilflankige   Antriebsimpulse, wie sie zur Aufrechterhaltung des    Isochronismus   erwünscht sind. 



  In den    Fig.   4 bis 9    sind.   die entstehenden Impulse dargestellt. In der Nullage des Schwingers entstehen    dauernde   Rückkopplungsschwingungen, wie sie in    Fig.   4 dargestellt sind. Dabei ist    iu   der Strom in der Steuerspule und    i,      der   Strom in der Antriebsspule. 



  In    Fig.   5 sind die auftretenden Impulse    i,,   und    i,   bei einer Amplitude von 30  dargestellt. 



     Fig.   6 zeigt die auftretenden Impulse bei einer Amplitude von 90 . 



  Wie aus den    Fig.   7 und 8 hervorgeht, wird die zeitliche Dauer der Impulse mit zunehmender Am- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

    plitude   geringer, und es werden die Rückkopplungsschwingungen in immer stärkerem Masse    verdrängt,   so dass sich bei einer normalen    Schwingungsamplitude,   von 270     (Fig.   8) ausserordentlich scharfe und kurzzeitig wirkende Impulse in der Nullage ergeben. 



  Die Anordnung kann    natürlich   auch als Motoranordnung ausgebildet werden, in welchem    Falle   ähnliche Impulsbilder entstehen. 



  Wird der    Schwinger   gemäss    Fig.   1 bis 3 um 90  aus seiner    Ruhelage   gedreht, so sind die Spulen 22 und 23 praktisch stromlos, wie es der    Fig.   9 zu entnehmen ist. Der stromlose Zustand in den Spulen setzt praktisch ein, sobald: der    Auslenkungswinkel   des Schwingers 30  übersteigt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege selbstgesteuerte Schwinger- oder Motorenan- ord'nung für zeithaltende Geräte mit einer mit einer Triebspule zusammenwirkenden Permanentmagnet- anordnung und einem mit dem Permanentmagneten in Verbindung stehenden, eine kurzzeitige Kopplung zweier im Eingangs- und Ausgangskreis eines elektronischen Verstärkers liegender Spulen bewirkenden Dämpfungskörper, dadurch gekennzeichnet, d'ass die Spulen (22, 23) ummittelbar nebeneinanderliegend angeordnet sind und der Dämpfungskörper (18, 19) die Spulen (22, 23)

   seitlich überschwingt, und dass die Permanentmagnetanord'nung (11 bis 15) und der Dämpfungskörper (18, 19) so zusammengefasst sind, dass sie eine gemeinsame synchrone Relativbewegung gegenüber den Spulen (22, 23) ausführen, und dass der die kurzzeitige Kopplung bewirkende Teil (20, 21) des Dämpfungskörpers (18, 19) im Verhältnis zu dem Magneten (14, 15) räumlich so angeordnet ist, dass dieser Teil (20, 21) und die Magnete gleichzeitig und unmittelbar mit der Steuer- und der Triebspule (22, 23) des Systems zusammenwirken. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper als den Spulen benachbarte Scheibe (18, 19) mit guter elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist und wenigstens einen vom Permanentmagnetfluss durchsetzten Bereich (20, 21) verminderter Leitfähigkeit aufweist. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Dämpfungs- körpers bzw. der Scheibe (18, 19) in dem vom Magnetfluss durchsetzten Bereich verringert ist. 3.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskörper (18, 19) oder die Dämpfungsscheibe einen vom Magnetfluss durchsetzten, radial verlaufenden Schlitz (20, 21) aufweist. 4. Anordnung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (20, 21) von einem Pol des Permanentmagneten (14, 15) durchsetzt ist. 5. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Dämpfungskörper oder die Dämpfungsscheibe (18, 19) kreisringförmig ausgebildet ist. 6.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei einen Luftspalt bildende Dämpfungskörper oder Dämpfungsscheiben (18, 19) und ein zwei gegeneinander gerichtete zylindrische Permanentmagneten (14, 15) enthaltendes Magnetsystem vorgesehen ist, und dass die Spulen (22, 23) koaxial eng benachbart, den Luftspalt durchsetzend, angeordnetsind. 7.

   Anordnung mach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Permanentmagnetsystem aus zwei mit der Schwinger- oder Rotorwelle (10) befestigten, magnetisch gut leitenden Scheiben (11, 12) besteht, die in der Nähe der Welle (11) durch magnetisch gut leitende Mittel (13) miteinander verbunden sind, und dass in die magnetisch gut leitenden Scheiben (11, 12) zwei einander gegenüberliegende, gleichsinnig polarisierte Permanentmagneten (14, 15) eingelassen sind, welche die ebenfalls an der Welle (10) befestigten Dämpfungsscheiben (18, 19) in ihren Bereich (20, 21)

   verringerter elektrischer Leitfähigkeit durchsetzen. B. Anordnung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch gut leitenden Scheiben (11, 12) schwalbenschwanzartig ausgebildet sind. 9. Anordnung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagneten (14, 15) um mindestens halbe Stärke der magnetisch gut leitenden Scheiben (11, 12) vom Umfang der Scheiben angeordnet sind. 10. Anordnung nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, gegeneinander versetzte Permanentsysteme vorgesehen sind-.