DE1002668B - Drive system for performing rotary movements - Google Patents

Drive system for performing rotary movements

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DE1002668B
DE1002668B DEF15511A DEF0015511A DE1002668B DE 1002668 B DE1002668 B DE 1002668B DE F15511 A DEF15511 A DE F15511A DE F0015511 A DEF0015511 A DE F0015511A DE 1002668 B DE1002668 B DE 1002668B
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Germany
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contact
armature
iii
stator
coil
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DEF15511A
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German (de)
Inventor
Wilhelm Kley
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LEHNER FERNSPRECH SIGNAL
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LEHNER FERNSPRECH SIGNAL
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/38—Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices
    • G08C19/40—Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices of which only the rotor or the stator carries a winding to which a signal is applied, e.g. using step motor
    • G08C19/44—Electric signal transmission systems using dynamo-electric devices of which only the rotor or the stator carries a winding to which a signal is applied, e.g. using step motor having more than three stator poles

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Für die Fennübertragung' von Drehbewegungen sind Drehfeldsysteme mit mindestens drei über den Umfang gleichmäßig verteilten Statorpolen und einem als Dauermagnet ausgebildeten Anker mit mindestens zwei Polen bekannt. Zur Veränderung der Winkelstellung des Ankers in dem durch die jeweilige Erregung der Statorpole erzeugten Magnetfeld werden die Erregerwicklungen der drei Statorpole unmittelbar über drei verschiedene Stromkreise oder unter Zwischenschaltung zweier Relais über zwei Stromkreise von der Gebestelle aus gesteuert. Diese bekannten Anordnungen eignen sich für die Übertragung von Winkelstellungen. Sie erfordern jedoch stets mindestens zwei Leitungen zwischen der Geberstelle und der Empfangsstelle und sind wenig geeignet, unter dem Einfluß von Impulsen definierte Drehbewegungen auszuführen.Rotary field systems with at least three over the Circumference evenly distributed stator poles and an armature designed as a permanent magnet with at least two Poles known. To change the angular position of the armature in which by the respective Excitation of the stator poles generated magnetic field, the excitation windings of the three stator poles are immediate via three different circuits or with the interposition of two relays via two Circuits controlled from the issuing point. These known arrangements are suitable for transmission of angular positions. However, they always require at least two lines between the encoder station and the receiving point and are not very well defined under the influence of pulses Perform rotary movements.

Bei Drehfeldsystemen dieser Art ist es auch bekannt, über ein Schneckenrad eine Kontaktscheibe zum Umlauf zu bringen, welche mit einem von einem weiteren Antriebssystem gesteuerten Schaltarm in stromleitende Berührung zu treten vermag, so daß bei einer Verdrehung der Kontaktscheibe durch das eine Antriebssystem eine Verdrehung des Schaltarmes durch das weitere Antriebssystem veranlaßt wird. Auch diese Anordnungen erfordern zur Steuerung des einen Antriebssystems seitens der Geberstelle mindestens drei Leitungen.In rotating field systems of this type, it is also known to use a worm wheel to create a contact disk to bring into circulation, which with a switching arm controlled by another drive system in Conductive contact is able to occur, so that when the contact disk is rotated by the one Drive system a rotation of the switching arm is caused by the further drive system. These arrangements also require the encoder station to control one drive system at least three lines.

Die Erfindung bezweckt, eine Steuerung des Drehfeldsystems über einen einzigen Stromkreis zu ermöglichen und eine exakte Bewegung über einen vorbestimmten Winkelbetrag unter dem Einfluß von Impulsen sicherzustellen. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einem Drehfeldsystem mit mindestens drei über den Umfang gleichmäßig verteilten Statorpolen und einem als Dauermagnet ausgebildeten Anker mit mindestens zwei Polen sowie einem mit dem Anker umlaufenden Schalter, der nacheinander die drei Statorwickkmgen in einen gemeinsamen Stromkreis einschaltet, dieser gemeinsame Stromkreis erfindungsgemäß einen Geberkontakt enthält und daß über Schaltmittel einer der Statorwicklungen ein Relais parallel geschaltet ist, so daß es bei der Einschaltung dieser Statorwicklung in den über den Geberkontakt stromführenden Stromkreis erregt wird und mit seinem Kontakt die in der Drehrichtung des Ankers voraufgehende Statorwicklung abschaltet und für sich und die ihm parallel geschaltete Statorwicklung einen Haltestromkreis schließt.The aim of the invention is to enable the rotating field system to be controlled via a single circuit and precise movement over a predetermined angular amount under the influence of pulses to ensure. This is achieved in that in a rotating field system with at least three Stator poles evenly distributed over the circumference and an armature designed as a permanent magnet at least two poles as well as a switch rotating with the armature, which one after the other the three Statorwickkmgen switches on in a common circuit, this common circuit according to the invention contains a transmitter contact and that one of the stator windings a relay via switching means is connected in parallel, so that when this stator winding is switched on it is via the encoder contact live circuit is excited and with its contact in the direction of rotation of the armature previous stator winding switches off and one for itself and the stator winding connected in parallel to it Holding circuit closes.

Der mit dem Anker verbundene Umschalter für die Erregung der Stromkreise der einzelnen Statorpole gestattet es hierbei im einfacher Weise, bei Eintreffen eines Impulses 'den Anker für einen vollen Umlauf anzutreiben und sodann bis zum Eintreffen Antriebssystem zur Durchführung
von DrehbewegungenThe changeover switch connected to the armature for the excitation of the circuits of the individual stator poles makes it possible here in a simple manner to drive the armature for a full cycle when a pulse arrives and then to carry out the drive system until it arrives
of rotary movements

Anmelder:
Fernsprech- und SignalbauApplicant:
Telephony and signal construction

Lehner & Co. K. G.,
Essen-Kupferdreh, Fahrenberg 6Lehner & Co. KG,
Essen copper rotation, Fahrenberg 6

Wilhelm Kley, ,Essen,
ist als Erfinder genannt wordenWilhelm Kley,, food,
has been named as the inventor

eines weiteren Impulses in der Ruhestellung festzuhalten. to hold another impulse in the rest position.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawing. It shows

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Antriebssystems, Fig. 1 is a perspective view of the drive system,

Fig. 2 die Schaltung des Antriebssystems.
An einem Joch 1 des Stators sind drei Pole 2 um 120° gegeneinander versetzt. Jeder dieser Pole trägt eine Erregerspule. Die Erregerspulen sind mit I, II und III bezeichnet. Zwischen den Polen 2 liegt ein Anker 3 auf einer Welle 10. Der Anker 3 ist als Dauermagnet vorzugsweise 2polig magnetisiert. Die Welle 10 trägt ein Zahnrad 11, welches mit dem Zahnrad 12 einer weiteren Welle 13 kämmt. Auf der Welle 13 ist ein Schaltglied 7 angeordnet, welches bei Drehung der Welle längs einer Kontaktreihe 6 bewegt werden kann. Die Übersetzung der Zahnräder 11 und 12 ist derart gewählt, daß bei einer vollen Umdrehung des Ankers 3 das Schaltglied 7 von einer Kontaktlamelle zur nächsten gedreht wird.2 shows the circuit of the drive system.
On a yoke 1 of the stator, three poles 2 are offset from one another by 120 °. Each of these poles has an excitation coil. The excitation coils are labeled I, II and III. An armature 3 lies on a shaft 10 between the poles 2. The armature 3 is preferably magnetized with two poles as a permanent magnet. The shaft 10 carries a gear 11 which meshes with the gear 12 of a further shaft 13. A switching element 7 is arranged on the shaft 13 and can be moved along a row of contacts 6 when the shaft is rotated. The translation of the gears 11 and 12 is chosen such that with a full revolution of the armature 3, the switching element 7 is rotated from one contact blade to the next.

Die Welle 10 des Ankers 3 tragt ferner eine Nockenscheibe 5, welche auf Kontaktfedersätze 41, 42, 43 einwirkt. Die Nockenscheibe 5 ist so groß, daßThe shaft 10 of the armature 3 also carries a Cam disk 5, which acts on contact spring sets 41, 42, 43. The cam 5 is so large that

609 770/98609 770/98

Claims (7)

sie stets einen und zeitweise zwei der Kontaktfedersätze geöffnet hält. In der dargestellten Lage des Ankers 3 sind die Kontaktsätze 42 und 43 geöffnet, und lediglich der Kontaktsatz 41 ist geschlossen. Die Schließung jedes Kontaktes erfolgt für die Dauer - von mehr als einem Drittel und weniger als der Hälfte einer Umdrehung der Welle 10. Jeder der Kontaktsätze 41, 42, 43 ist mit einer der Erregerspulen I, II und "III der Magnetpole verbunden. Der Kontakt 41 liegt in dem Stromkreis der Spule I und bereitet somit in der dargestellten Lage die Erregung dieses Poles vor. Wird über die Leitung L (Fig. 2) von dem Relais / ein Impuls empfangen, dann wird der Kontakt 11 für die Dauer des Impulses geschlossen. Über den Kontaktsatz 41 wird die Spule I erregt. Sie erzeugt in dem Pol ein Magnetfeld solcher Polarität, daß der Anker aus der dargestellten Lage im entgegengesetzten Uhrzeigersinn um einen Winkel von 60° gedreht wird. Bei dieser Drehung öffnet die Nockenscheibe 5 den Kontakt 41 und gibt den Kontaktsatz 42 frei, so daß dieser schließt und die Spule II des nächsten Statorpoles einschaltet. Dadurch wird der Nordpol des Ankers um weitere 120° gedreht. Während dieser Drehung gibt die Nockenscheibe 5 den Kontakt 43 frei, so daß dieser schließt. Durch den Kontakt 43 wird die Spule III des dritten Poles eingeschaltet. Die Schließung der Kontakte 41. 42 und 43 erfolgt jeweils in einer solchen Lage, daß von den aufeinanderfolgend erregten Statorpolen ein etwa gleichmäßiges Drehmoment konstanter Richtung auf den Anker ausgeübt wird. Parallel zur Spule III liegt ein Relais P, welches gleichzeitig anspricht und seinen Kontakt p uimlegt. Kontakt p unterbricht den Stromkreis der Spule II, noch bevor Kontakt 42 geöffnet wird. Durch die Erregung der SpuleIII allein wird der Anker um weitere 60° gedreht. Während dieser Drehung gibt die Nockenscheibe den Kontakt 41 frei, während der Kontakt 43 wieder unterbrochen wird. Die Erregung der Spule III wird jetzt aber an dem sich öffnenden Kontakt 43 nicht abgeschaltet, weil der Kontakt ρ parallel zu dem Kontakt 43 den Stromkreis geschlossen hält. Durch die Schließung des Kontaktes 41 wird auch die Spule I erregt. Infolge der gleichzeitigen Erregung der beiden Spulen I und III wird der Anker 3 in der in Fig. 1 dargestellten Lage festgehalten, in der sein Nordpol in der Mitte zwischen den beiden Polen steht. Mit Beendigung des Impulses öffnet der Kontakt 11, und die Erregung der Statorspulen I bis III sowie des Relais P wird unterbrochen. Der Kontakt p legt sich in die dargestellte Ruhelage zurück, so daß bei Empfang eines weiteren Impulses dasselbe Spiel von neuem ablaufen kann. Soll eine Einstellung nicht in Abhängigkeit von Impulsen erfolgen, welche über die Leitung L übertragen werden, sondern in Abhängigkeit von. markiertem Potential, das mittels einer Taste 14 od. dgl. an den gewünschten Kontakt der Kontaktreihe 6 angelegt wird, dann werden die Kontakte ul und μ 2 umgeschaltet. Es besteht dann unabhängig von dem Kontakt il ein Stromkreis für die Magnetspulen I, II und III des Stators,, welche in der beschriebenen Weise nacheinander über die Kontaktsätze 41, 42, 43 eingeschaltet werden. Der Kontakt u2 trennt das Relais P von dem mit dem einen Pol der Stromquelle verbundenen Sternpunkt der drei Statorwicklungen ab und verbindet es statt dessen mit dem Schaltglied 7. Der Anker 3 läuft so lange um, bis über den Schaltarm 7 ein Stromkreis für Relais /' zustande kommt. Ist dies der Fall, dann spricht Relais P an, während die Statorspule III erregt wird, und erhält durch Umlegen seines Kontaktes ρ die Erregung der Spule III aufrecht, während über den Kontakt 41 die Spule I des Stators eingeschaltet wird. Der Anker wird also in der Mittelstellung zwischen den Polen I und III festgehalten. Durch die gleichzeitige Erregung zweier Statorpole ergibt sich eine definierte Ankerstellung, so daß zusätzlich Rastmittel zur Sicherung der genauen Stellung des Ankers vermieden werden können. Der Anker 3 kann als quer zur Welle 10 magnetis'ierte Krei'ssoheibe ausgebildet sein. Zur Verringerung der Masse kann auch ein Ringmagnet verwendet werden, der durch geeignete Speichen od. dgl. mit der Welle verbunden ist. Je größer die Zahl der Statorpole, um so größer wird das auf den Anker bei der aufeinanderfolgenden Einschaltung der Statorpole ausgeübte Drehmoment. Bei der Verwendung von mehr als drei Statorpolen kann der Anker auch mit mehr als einem Polpaar magnetisiert sein. Γ A T E N T A N S P R Γ C HE:it always keeps one and temporarily two of the contact spring sets open. In the illustrated position of the armature 3, the contact sets 42 and 43 are open and only the contact set 41 is closed. Each contact is closed for a period of more than a third and less than half of a revolution of the shaft 10. Each of the contact sets 41, 42, 43 is connected to one of the excitation coils I, II and "III of the magnetic poles. The contact 41 is in the circuit of coil I and thus prepares the excitation of this pole in the position shown.If a pulse is received from the relay via line L (FIG. 2), then contact 11 is closed for the duration of the pulse The coil I is excited via the contact set 41. It generates a magnetic field in the pole of such polarity that the armature is rotated counterclockwise through an angle of 60 ° from the position shown. During this rotation, the cam disk 5 opens the contact 41 and releases the contact set 42 so that it closes and the coil II of the next stator pole is switched on. This rotates the north pole of the armature by a further 120.degree .. During this rotation the cam enscheibe 5 free the contact 43 so that it closes. The coil III of the third pole is switched on by the contact 43. The contacts 41, 42 and 43 are each closed in such a position that an approximately uniform torque in a constant direction is exerted on the armature by the successively excited stator poles. A relay P is parallel to coil III, which responds at the same time and places its contact p. Contact p interrupts the circuit of coil II before contact 42 is opened. The armature is rotated by a further 60 ° by the excitation of the coil III alone. During this rotation, the cam disc releases the contact 41, while the contact 43 is interrupted again. The excitation of the coil III is now not switched off at the opening contact 43 because the contact ρ parallel to the contact 43 keeps the circuit closed. By closing the contact 41, the coil I is also excited. As a result of the simultaneous excitation of the two coils I and III, the armature 3 is held in the position shown in FIG. 1, in which its north pole is in the middle between the two poles. When the pulse ends, the contact 11 opens and the excitation of the stator coils I to III and the relay P is interrupted. The contact p moves back into the rest position shown, so that when a further pulse is received, the same game can take place again. If a setting is not to be made as a function of impulses which are transmitted via the line L, but as a function of. marked potential, which by means of a button 14 or the like is applied to the desired contact of the row of contacts 6, then the contacts ul and μ 2 are switched. There is then a circuit for the magnetic coils I, II and III of the stator, independently of the contact II, which are switched on one after the other via the contact sets 41, 42, 43 in the manner described. The contact u2 separates the relay P from the star point of the three stator windings connected to one pole of the power source and instead connects it to the switching element 7. The armature 3 rotates until a circuit for relays / ' comes about. If this is the case, then relay P responds while the stator coil III is excited and maintains the excitation of the coil III by switching its contact ρ, while the coil I of the stator is switched on via the contact 41. The anchor is therefore held in the middle position between poles I and III. The simultaneous excitation of two stator poles results in a defined armature position, so that additional locking means for securing the exact position of the armature can be avoided. The armature 3 can be designed as a circular disk magnetized transversely to the shaft 10. To reduce the mass, a ring magnet can also be used, which is connected to the shaft by suitable spokes or the like. The greater the number of stator poles, the greater the torque exerted on the armature when the stator poles are switched on one after the other. If more than three stator poles are used, the armature can also be magnetized with more than one pole pair. Γ A T E N T A N S P R Γ C HE: 1. Antriebssystem zur Durchführung von Drehbewegungen für die Übertragung von Impulsen, Winkelstellungen u. dgl. durch ein Drehfeldsystem mit mindestens drei über den UVnfang gleichmäßig verteilten Statorpolen, einem als Dauermagnet ausgebildeten Anker mit mindestens zwei Polen und einem mit dem Anker umlaufenden Schalter, der nacheinander die drei Statorwicklungen in einen gemeinsamen Stromkreis einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß dieser gemeinsame Stromkreis einen Geberkontakt (/, ul) enthält und daß über Schaltmittel (u2) einer der Statorwicklungen (III) ein Relais (P) parallel geschaltet ist, so daß es bei der Einschaltung dieser Statorwicklungen in den über den Geberkontakt stromführenden Stromkreis erregt wird und mit seinem Kontakt (p) die in der Drehrichtung des Ankers voraufgehende Statorwicklung (II) abschaltet sowie für sich und die ihm parallel liegende Statorwicklung (III) einen Haltestromkreis schließt.1. Drive system for the implementation of rotary movements for the transmission of impulses, angular positions and the like through a rotating field system with at least three stator poles evenly distributed over the UV range, an armature designed as a permanent magnet with at least two poles and a switch that rotates with the armature, one after the other switches on the three stator windings in a common circuit, characterized in that this common circuit contains a transmitter contact (/, ul) and that a relay (P) is connected in parallel via switching means (u2) of one of the stator windings (III) so that it is connected in parallel to the switching on of these stator windings in the current-carrying circuit via the encoder contact and with its contact (p ) disconnects the stator winding (II) preceding in the direction of rotation of the armature and closes a holding circuit for itself and the stator winding (III) lying parallel to it. 2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfrelais (P) wahlweise mit dem Sternpunkt der Statorwicklungen (I bis III) oder mit einem Schaltglied (7) verbunden ist, das über eine Übersetzung mit dem Anker (3) drehbeweglich verbunden ist, wobei die Übersetzung· soi gewählt ist, daß eine volle Ankerumdrehung einen Schaltschritt des Schaltgliedes (7) bewirkt.2. Drive system according to claim 1, characterized in that the test relay (P) is optionally connected to the star point of the stator windings (I to III) or to a switching element (7) which is rotatably connected via a translation to the armature (3) , the gear ratio being selected so that a full armature revolution causes a switching step of the switching element (7). 3. Antriebssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umschaltung des Prüfrelais (P) an das Schaltglied (7) der andere Pol des Prüfrelais unmittelbar an die Speisespannung gelegt wird.3. Drive system according to claim 1 and 2, characterized in that when the test relay (P) is switched to the switching element (7), the other pole of the test relay is applied directly to the supply voltage. 4. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltdauer jeder Erregerspule (I bis III) eines Poles mehr als ein Drittel und weniger als die Hälfte einer Umdrehung des Ankers (3) beträgt und die Erregerspulen der einzelnen Pole jeweils in einer solchen Stellung des Ankers eingeschaltet werden, daß ein etwa gleichmäßiges Drehmoment konstanter Richtung auf den Anker ausgeübt wird.4. Drive system according to claim 1, characterized in that the duty cycle of each excitation coil (I to III) of a pole more than a third and less than half of a turn of the armature (3) and the excitation coils of the individual poles in each case Position of the armature to be switched on that an approximately uniform torque constant direction is exerted on the anchor. 5. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspulen (I bis III) der Pole sternförmig geschaltet sind und der Sternpunkt mit einem Pol der Speisespannung verbunden ist.5. Drive system according to claim 1, characterized in that the excitation coils (I to III) the poles are connected in a star shape and the star point with one pole of the supply voltage connected is. 6. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker als quer zur Achse magnetisierbare Kreisscheibe (3) ausgebildet ist.6. Drive system according to claim 1, characterized in that the armature as transverse to the axis magnetizable circular disc (3) is formed. 7. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker als Ringmagnet ausgebildet ist.7. Drive system according to claim 1, characterized in that the armature is designed as a ring magnet is. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 194 702, 761 301, 938;Considered publications:
German Patent Nos. 194 702, 761 301, 938; französische Patentschrift Nr. 476 231.French patent specification No. 476 231. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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