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Impulsweise elektromagnetisch steuerbare Kupplung Es ist für Einstellzwecke
die Verwendung von impulsweise gesteuerten Schrittschaltwerken bekannt, deren Geräuschbildung
und Abnutzung für manche Verwendungszwecke unerwünscht ist.
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Die Erfindung betrifft eine der Verstellung einer Welle dienende impulsweise
elektromagnetisch steuerbare Kupplung mit feststehender Erregerwicklung, die von
zwei gegeneinander bewegbaren Kupplungsteilen mit einander entsprechenden Polgruppen
gleicher Teilung umgeben ist, welche im Ruhezustand der Kupplung eine gegeneinander
versetzte und bei erregter Wicklung eine übereinstimmende Stellung einnehmen, aus
welcher bei Aberregung der eine Kupplungsteil durch Federkraft rückstellbar ist.
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Es ist bereits die Verwendung der in Rede stehenden elektromagnetisch
steuerbaren Kupplung bei einem selbsttätigen elektromagnetischen Schaltwalzenantrieb
- insbesondere für elektrische Triebfahrzeuge - bekannt, der über ein Klinkwerk
mit Hilfe einer Selbstunterbrecherschaltung schrittweise zu betätigen ist. Der Aufwand
bei dieser bekannten Kupplung ist verhältnismäßig groß, weil zu ihrer Steuerung
die Mitwirkung zusätzlicher Relais sowie von Steuerhebeln und Klinken erforderlich
ist. Auch werden die durch die Schaltschütze und Steuerhebel verursachten Schlaggeräusche
oft als störend empfunden.
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Diese -.,Mängel werden durch die Erfindung, die eine impulsweise elektromagnetisch
steuerbare Kupplung der in Rede stehenden Gattung betrifft, erfindungsgemäß dadurch
vermieden, daß mit der zu verstellenden Welle ein magnetisierbarer Kernteil verbunden
ist, der einen Teil des über die beiden Kupplungsteile verlaufenden magnetischen
Kreises bildet, und daß während der Erregung der Wicklung durch magnetische Kupplung
der Kernteil mit dem rückstellbaren Kupplungsteil verstellbar ist.
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Derartige impulsweise steuerbare Kupplungen arbeiten geräuschlos und
ohne Abnutzung und eignen sich deshalb für Nah- und Fernsteuerteile aller Art, z.
B. bei Rundfunkgeräten zur Einstellung von Potentiometern. Die vorgeschlagene Kupplung
weist ferner die Vorteile auf, daß mit ihrer Hilfe ein Steuerteil in beliebigen
- auch ganz kleinen -Drehbereichen verstellbar ist und daß sie wie ein Verstellmotor
arbeitet, diesem gegenüber aber kein Übersetzungsgetriebe und keine zusätzlichen
Mittel zur Erreichung bestimmter Endstellungen benötigt. Die Drehbereiche sind hier
ohne zusätzliche. Mittel genau dosierbar, weil durch jeden Impuls eine bestimmte
Verdrehung des Steuerteils und dementsprechend durch eine bestimmte Impulszahl auch
eine ganz bestimmte größere Verdrehung erreicht wird. Bei Verwendung zweier der
vorgeschlagenen Kupplungen für einen Steuerteil - vorzugsweise in Form einer geschlossenen
Baueinheit - derart, daß jede Kupplung in einem anderen Drehsinn den Steuerteil
verstellt, besteht volle Wiederkehrgenauigkeit, indem einerseits durch eine der
einen Kupplung zugeführte Anzahl Impulse und danach anderseits durch die der anderen
Kupplung zugeführte gleiche Anzahl Impulse der zu verstellende Steuerteil nach der
anfänglichen Verstellung in einem Sinne durch die zweite Verstellung in entgegengesetztem
Drehsinne in genau die Ausgangsstellung rückstellbar ist. Wenn dagegen den beiden
Kupplungen eine unterschiedliche Anzahl Impulse zugeführt wird, dann entspricht
die erreichte Endstellung doch winkelbereichmäßig genau der Differenz der beiden
Impulszahlen. Die vorgeschlagene Kupplung arbeitet ferner derart, daß die Verstellung
des Steuerteils mit der Verstellung des die Impulse auslösenden Drehknopfes oder
dergleichen Bedienungsmittels Schritt hält. Mit Hilfe der Mehr- bzw. Vielzahl Polzähne
wird ein entsprechend großes Drehmoment sichergestellt.
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Im folgenden wird an Hand der Fig. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch die vorgeschlagene
Kupplung, Fig. 2 die entsprechende Ansicht dieser Kupplung und Fig. 3 den Querschnitt
an der Stelle A-B der Fig. 1. Zum besseren Verständnis des Aufbaues und der Wirkungsweise
der vorgeschlagenen Kupplung wird zunächst die Wirkungsweise der einen linken Kupplung
des aus zwei in einander entgegengesetzten Drehrichtungen arbeitenden Kupplungen
bestehenden Aggregats beschrieben. Die beiden z. B. der Steuerung einer Potentiometerachse
1 in einander entgegengesetzten Richtungen dienenden Kupplungen werden als geschlossene
Baueinheit auf die Potentiometerachse
aufgeschoben. Die die Baueinheit
tragende Büchse 2 aus nichtmagnetischem Material wird mit der Madenschraube 3 auf
der Potentiometerachse 1 befestigt. Das am Gehäuse der Baueinheit befestigte Lagerblech
4 dient der Befestigung der Baueinheit z. B. am nicht dargestellten Gerätchassis
gegen Verdrehung. Das Gehäuse der Baueinheit wird durch die auf der nichtmagnetischen
Büchse festsitzenden beiden Kernteile 5, 6 aus Weicheisen, die beiden feststehenden
Kupplungsteile 7, 8 aus magnetisierbarem Material und dem aus nichtmagnetischem
Material bestehenden Spannring 9 gebildet. Der Spannring 9 besteht entweder aus
einem warm aufgeschrumpften Ring aus Nichteisenmaterial oder Kunststoff oder aus
einer durch eine Schraube zusammengehaltenen Schelle aus nichtmagnetischem Material.
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Zu der einen in den Fig. 1 und 2 links dargestellten elektromagnetisch
steuerbaren Kupplung gehören als feststehende Teile: die Erregerspule 10, der einen
Teil der Außenwand bildende, mit gleich verteilten Polzähnen 11 versehene feststehende
Kupplungsteil 12, der Spannring 9 und der aus nichtmagnetischem Material, z. B.
Kunststoff, bestehende scheibenförmige Anschlagteil 13, der die Anschlagnocken 14
und Aussparungen 15 zur Lagerung der zusammendrückbaren Rückstellfedern 16 aufweist.
Den Polzähnen gleicher Teilung des feststehenden Kupplungsteiles 12 ist der auf
der Potentiometerachse 1 koaxial angeordnete bzw. auf der Büchse 2 drehbeweglich
aufsitzende Kupplungsteil 17 mit Polzähnen 18 entsprechender Ausbildung und gleicher
Teilung (s. die Fig. 2 und 3) zugeordnet. Der auf der Büchse 2 drehbewegbare Kupplungsteil
17 ist mit seinen Polzähnen 18 um den Bruchteil einer Zahnteilung gegenüber den
Zahnteilen 11 des feststehenden Kupplungsteils 12 - wie aus der Fig. 3 ersichtlich
- versetzt angeordnet. Der drehbewegliche Kupplungsteil 17 weist zwei Aussparungen
19 auf, durch die Anschlagnocken 14 des Anschlagteils 13 ragen, die die Drehbewegung
des beweglichen Kupplungsteils 17 in beiden Richtungen begrenzen. Um 90° versetzt
zu den vorerwähnten Aussparungen 19 sind weitere Aussparungen 20 im drehbeweglich
gelagerten Kupplungsteil 17 vorgesehen, die der Anlage jeweils einer der Rückstellfedern
16 dienen, die wiederum in den entsprechenden Aussparungen 15 des Anschlagteils
13 gelagert sind. Wie aus der Fig.2 ersichtlich, stützt sich jeweils eine Rückstellfeder
16 gegen schräge Anlageflächen 25 der Aussparungen 15 derart ab, daß die erzielte
seitliche Durchbiegung jeder Rückstellfeder 16 dem seitlichen Andruck des beweglichen
Kupplungsteils 17 gegen den jeweiligen zentralen Kernteil 5 bzw. 6 dient. Infolge
dieses Andrucks liegt der bewegliche Kupplungsteil 17 dauernd gegen den Kernteil
5 an, so daß im Falle der Erregung der Wicklung 10 lediglich eine magnetische Verkettung
zwischen den beiden Teilen 5 und 17, aber kein Klappern durch Anschlagen des beweglichen
Kupplungsteils 17 am Kernteil 5 entstehen kann.
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Im Falle der impulsweisen Erregung der Wicklung 10 versucht der den
festen Kupplungsteil 7, den beweglichen Kupplungsteil 17 und den Kernteil 5 durchsetzende
magnetische Fluß den Weg des geringsten magnetischen Widerstandes zu bilden, wobei
der bewegliche Kupplungsteil 17 aus der in der Fig. 3 ersichtlichen Stellung im
Uhrzeigersinne verdreht wird, bis die beiden Polzahngruppen 11 und 18 unversetzt
einander gegenüberstehen. In dieser Stellung erfolgt ein geräuschloses Stillsetzen
des bewegbaren Kupplungsteils 17 auf magnetischem Wege ohne einen mechanischen Anschlag.
Während dieser Steuerbewegung wird durch magnetische Verkettung der Kernteil 5 mitgenommen
und mit ihm die starr verbundene Potentiometerachse 1. Der Mitnahmewinkel hängt
von der Feinheit der Polteilung und vom Grade der Versetzung der Polzahngruppe des
beweglichen Kupplungsteils 17 gegen die Polzahngruppe des festen Kupplungsteils
7 ab sowie von der Ausbildung der Anschlagnocken 14 und der zugehörigen Aussparungen
19. Der Verdrehwinkel kann beispielsweise so gewählt werden, daß durch vierzig Impulse
eine vollständige Umdrehung der Potentiometerachse 1 herstellbar ist. Der tatsächliche
Drehbereich wird durch Anschläge im nicht dargestellten Potentiometer od. dgl. begrenzt.
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Auf der rechten Seite der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Baueinheit
ist eine weitere Kupplung vorgesehen, die entsprechend der vorbeschriebenen ausgebildet
ist und für die Steuerung der Potentiometerachse 1 in der entgegengesetzten Drehrichtung
Verwendung findet. Der äußere Kupplungsteil 8, die Erregerwicklung 21 und der bewegliche
Kupplungsteil 22 entsprechen genau den entsprechenden vorbeschriebenen Teilen 7,
10, 17, auch wird für die rechte Kupplung der gleiche vorbeschriebene Anschlagteil
13 verwendet. Bei dieser Kupplung ist jedoch der bewegliche Kupplungsteil 22 mit
seinen Polzähnen 23 gegenüber den Polzähnen 24 des festen Kupplungsteils 8 gleichfalls
um den Bruchteil einer Zahnteilung derart versetzt, daß der durch Stromimpulse steuerbare
drehbewegliche Kupplungsteil 22 einschließlich der Potentiometerachse 1 im entgegengesetzten
Uhrzeigersinne schrittweise verstellbar ist. Für diese Kupplung befinden sich die
zugehörigen Anschlagnocken 14 um 90° versetzt zu den Anschlagnocken 14 der erstgenannten
Kupplung an den Stellen der Aussparungen 15 für die Rückstellfedern 16 der erstgenannten
Kupplung und umgekehrt die Aussparungen 15 für die Rückstellfedern 16 der zweitgenannten
Kupplung an den Stellen der Anschlagnocken 14 der erstgenannten Kupplung.
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Den beiden Kupplungen werden wahlweise Stromilnpulse zugeleitet, die
z. B. durch Drehen einer Ränd,elscheibe in dem einen oder anderen Drehsinne in einer
hier nicht interessierenden und deshalb nicht näher beschriebenen Weise erzeugt
werden. Eine störende gegenseitige Beeinflussung der in einer Baueinheit zusammengefaßten
Kupplungen tritt nicht auf.