DE1463262A1

DE1463262A1 - Schrittschaltwerk

Info

Publication number: DE1463262A1
Application number: DE19641463262
Authority: DE
Inventors: Gerber Heinz Joseph; Summers John Leonard
Original assignee: Gerber Scientific Instrument Co
Current assignee: Gerber Systems Corp
Priority date: 1963-07-10
Filing date: 1964-07-10
Publication date: 1968-12-05
Also published as: US3146386A; DE1463262B2; DE1463262C3

Description

Schrittschaltwerk

Die Erfindung betrifft ein Schrittschaltwerk mit impule-

gesteuerten Stellmotoren zur programmierten Wegsteuerung

von Arbeitsgeräten od. dgl. bzw. deren Teilen.

Das erfindungegemäße Schrittschaltwerk kann einer Anzahl

von verschieilenen Vorrichtungen zugeordnet werden, bei-

spielaweine an einem Koordinatenachreiber, Bisher war es

bekannt, einen Stellmotor einen Schrittschaltwerke bei

einem Kurvenschreiber oder einer anderen Vorrichtung zu

verwenden, um ein Teil dieser Vorrichtung gegenüber einer

Schreibunterlage, einem Werkstück oder einem anderen Teil

der Vorrichtung in einer vorbestimmten Koordinaten-

richtung zu bewegen. Derartige Stellmotoren sprechen

auf Stromimpulee an und verdrehen daraufhin ihre Kraft-

abgabewelle für jeden empfangenen Impuls um einen ge-

sonderten und genauen Wort, Diese Motoren sind bei via-

len Vorrichtungen insbesondere insofern von Vortellg.als

sie einfach durch eine Anzahl von Eingangsimpulsen so

betätigt werden können, daß sie das zugeordnete Teil eine

sehr genau bestimmte Strecke weit bewegen können. Ein

Hauptnachteil der bekannten Stellmotoren ist im allge-

meinen darin zu seheng daß ihre Betriebogeschwindigkeit

verhältnismäßig niedrig istg was daran liegt, daß sie nur

mit einer verhältnismäßig niedrigen Impulsfolgefrequenz

gegebene Impulse aufnehmen können# ohne daß das --,-Drehmoment

an ihrer Kraftabgabewelle unter einen annehmbaren Wert

abfällt,

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Schrittschaltwerk zu

schaffen, dessen Stellmotor in der Lage ist, ein diesem

zugeordnetes Teil mit großer Geschwindigkeit und hoher

Stellungsgenauigkeit einem anderen Teil gegenüber zu be-

wegen*

Weiterhin soll durch die Erfindung ein impulebetätigten

Schrittschaltwerk geschaffen worden, das eine viel höhere

Ausganganennleistung hat als die bisher bekannten Schritt-,

schaltverkep und das deshalb in der Lage istg ein diesem

zugeordneten Toll bzw. zugeordneto Teile mit viel gräßörer

Geschwindigkeit zu bewegen, als es mit den bekannten Schritt-

schaltwerken möglich ist,

Schließlich soll die Erfindung ein Mittel zur Zusammen-

fassung einer-Anzahl einzelner Stellmotoren bzw, getrenn-,

ter Antriebeabschnitte zu einer einzigen Einheit bzw. einem

einzigen Motor zur Verfügung stellen, dessen Impulsfre-

quenz, Drehmoment u, dgl, Merkmale den entsprechenden

Merkmalen der einzelnen Motoren überlegen sind.

Diese Aufgabe wird durch ein S hrittschaltwerk mit impule-

C

gesteuerten Stellmotoren zur programmierten Wegeteuerung

von Arbeitageräten od, dgl, erfindungsgemäß gelöst durch

einen Impulaumformer, welcher eine eingegebene primäre Im-

pulereihe in n sekundäre Impulereihen transformiert, deren

Polgefrequenz derjenigen der primären Impulsreihe proportio-

nal ist und welche jeweils einen von n Stellmotoren steuern.

deren Rotoren zur Erzeugung einer einzigenresultierenden

Bewegung den zu steuernden Geräten getrieblich miteinander

sowie mit dem zu verstellenden Teil verbunden sind.

Der Gegenstand der Erfindung zelchnet sich also von.den

vorbekannten Schrittschaltwerken insbesondere durch folgende

Merkmale aus:

1. Die eingegebene primäre Impulereihe wird mit Hilfe

einen Impulaumformern in n sekundäre Impulereihen

tranntormiert, deren Polgefrequenz derjenigen der pri-

mären Impulereihe proportional ist. Hierdurch worden

folgende Vorteile erzieltz

a) Die Impulazahl der sekundären Impulsreihen ist stets

derjenigen der primären Impulsreihen proportional*

Diese Bedingung ist keinesfalls bei der vorbekannten

Einrichtung erfüllt, so daß bei fehlerhaften Lochungen

im Lochstreifen keine exakte Synchronisatlon erzielt

worden kann.

b) Es braucht lediglich ein einziger Impulszug in Form

einen einfach gelochten Lochstreifens z.Be eingegeben

zu worden.

c) Es ist nicht nur möglich, mit Hilfe einen Zusatz-

gerätes, nämlich den Impulaumformern, eine einzige

Impulareihe aufzuspalten, sondern es ist darüber hin-

aus nach der Erfindung möglich, die eingegebenen Im-

pulse zu vervielfachen, Somit kann die Zahl der Im-

pulse der sekundären Impulszüge größer, kleiner oder

gleich der Zahl der Impulse den primären Impulazugen

sein. Stets gilt jedoch die Bedingung, daß die

Frequenz und damit auch die Impulazahl pro Zeitein-

heit der sekundären Impulszüge derjenigen den pri-

mären Impulszugen proportional ist, welch letztere.

Voraussetzung bei vorbekannten Anordnungen nicht

zwangsläufig erfüllt wird.

2. Die erfindungegemäße Anordnung umfaßt n selbständige,

elektrisch voneinander unabhängige Stellmotoren, deren

Rotoren lediglich getrieblich miteinander gekoppelt sind,

während vorbekannte Anordnungen ledi&lich'einen einzigen

Motor mit drei Statorwicklungen und drei auf einer Welle

angeordneten Rotoren aufweisen, deren gemeinsame Drehbe-

wegung durch den phanenverschobenen Stromflüß von Ring

zu Ring erzielt wird. Eine derartige Anordnung besitzt

jedoch die weiter oben näher erläuterten Nachteile, die

durch die Erfindung gerade überwunden werden,

Bei den vorbekannten. Anordnungen steuern n verschiedene

Impulareihen einen einzigen Stellmotor, während bei der

erfindungsgemäßen Anordnung eine einzige Impulereihe n

lediglich getrieblich miteinander gekoppelte Stellmotoren

steuert, wodurch sich die erstrebten Vorteile ergeben*

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger in den

Figuren 1 bis 12 der Zeichnung dargestellter bevorzugter

Ausführungebeispiele näher erläutert; selbstverständlich

ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele

beschränkt, sondern läßt sich im Rahmen den Erfindungs-

gegenstandes sowie den allgemeinen Erfindungsgedankens

in vielfältiger Weine abwandeln und mit Erfolg zur Aus-

führung bringen, Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einen Ausführungs-

beispieln der vorliegenden Erfindung in einem Block-

diagramm, und zwar in Verbindung mit einem Koordi-

natenschreiber;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einen anderen Aus-

fUhrungsbeispiels der Erfindung, ebenfalls in Block-

diagramm in Verbindung mit einem Koordinatenachrelber;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einen weiteren Aus-

führungsbeispieln der Erfindung in Blockdiagrammtorm;

Fig. 4 eine graphische Darstellung der verschiedenen bei

der Apparatur gemäß Fige 3 verwendeten Impulareihen;

Fig". 5 eine schematische Darstellung der vier Stellmotoren

der Apparatur gemäß Fig. in den verschiedenen auf-

einanderfolgenden Stadion der Erregung, die erforderlich

sind, um das Kraftabgabeelement der Anordnung um eine

Viertelumdrehung zu bewegeni

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer anderen Artg

die Läufer der verschiedenen Stellmotoren mitein-

ander zu befestigen;

Fig» 7 eine schematische Darstellung einer weiteren Art,

die Läufer der einzelnen Stellmotoren untereinander

zu befestigen;

Fig, 8 eine schematische Darstellung eines einfachen Stell-

motors von der Art, die bei der Anordnung gemäß Fig.

verwendet werden kann;

Fig. 9 eine schematische Darstellung der verschiedenen Phasen

der Erregung der Wicklungen den Stellmotors gemäß

l'iC. 8.belm Drehen der Kraftabgabewelle den Motors

um eine volle Umdrehung;

Fig,10 eine der Anordnung nach Fig- 7 im wesentlichen ent-

sprochendeg schematisch dargestellte Anordnung von

Stellmotoren, wobei jedoch die Ständer in einem ge-

meinsamen Gehäuse untergebracht sind und mit einem

.gemeinsamen Läufer zusammenarbeiteni

Fig. 11 eine der Anordnung nach Fig, 7 im wesentlichen entsprechendei schematisch dargestellte Anordnung von Stellmotoren, wobei jedoch die Läuferpole um einen jeweils verschiedenen Winkelabstand von den zugeordneten Ständerpolen versetzt sindg und Fig. 12 eine schematische Darstellung von drei aufeinanderfolgenden Erregungsphanen der Wicklungen der Stellmotoranordnung gemäß Fig. 11. Fig. 1 zeigt in Blockdiagrammform ein Schrittechaltwerk ,gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Koordifintenschreiber, der einen Abszissenwagen 6 und einen Ordinatenwagen 8 aufweist, die mittels Leitspindeln 10 und 12, die im wesentlichen durch gestrichelte Linien dargestellt sindj in den entsprechenden Koordinatenrichtungen in Bezug auf eine Schreibunterlage bewegbar sind. An einem der Wagen ist ein nicht dargestellter Teil.beispielaweise ein Druck-oder Federhaltekopf, ein Werkzeug oder eine andere Vorrichtung befestigt, das auf einer Unterlage an verschiedene-Punkte oder an verschiedene Stellen in Bezug auf ein anderes Bezugsteil bewegt werden kann# und zwar durch die kombinierten Bewegungen des Abszissen- und Ordinatenwagens in Richtung der Abeziese bzw. der Ordinate. Die Leitspindel 10 ist antriebemäßig mit einem Walzenverschlüßler 14 und die Leitspindel 12 antriebsmäßig mit einem Verschlüßler 16 verbunden. Die Bewegung der Wagen wird von einem Rechner 18 gesteuert, der ein zugeordneten gingabewerk 20 hatg das beispielsweise einen Lochstreifenleser aufweisen kann,

Angenommen" der Druckkopf oder ein anderes beweglichen Teil

befindet sich in einer Ausgangsstellung, dann arbeitet das

Eingabewerk 20, um den Rechner 18 mit Informationen über die

Abeziese und Ordinate den Endpunktes zu versorgen, an den das

Teil bewegt werden soll, Der Rechner vergleicht diese Imforma-

tionen mit der Ausgangentellung den Abeziesenwagens und des

Ordinatenwagensq die durch die Informationen dargestellt wird,

die von den Verschlüßlern 14 und 16 über die Leitungen 22

und 24 in den Rechner eingespeist werden, und liefert als Aus-

gangeinformation zwei primäre Impulereihen, die in den Ausgangs-

leitungen 26 und 28 auftreten* Jeder in der Leitung 26 auftre-

tende Impuls bedeutet eine bestimmte Teilverschiebung den

Abszissenwagens in Richtung der Abeiisse, Ebenso bedeutet jeder

in der Leitung 28 auftretende Impuls eine bestimmte Teilbewegung

den Ordinatenwagens in Richtung der Ordinate. Wenn Impulereihen

in den Leitungen 26 und 28 erscheinen, erzeugt der Rechner

Vorzeicheneignale in den zugeordneten Leitungen' 26a und 28a,

die die (positive oder negative) Bewegungsrichtung den beweg-

lichen Teil in jeder Koordinatenrichtung bzw. auf jeder Koor-

dinatenachne steuern,

Die in den Leitungen 26 und 28 erscheinenden Impulereihen

werden hierin als primäre Impulereihen bezeichnet und be-

tätigen Stellmotoreng die die Leitspindeln 10 und 12 antrei-

ben. Wie schon erwähnt, ist jeder Stellmotor hinsichtlich

der Frequenz begrenzt, mit der ihm Impulse aufgedrückt

werden können, und dementsprechend war die Verwendung von

Stellmotoren bisher auf das'verhältnismäßig langsame Bewegen

leichter Teile beschränkte Gemäß der vorliegenden Erfindung

betätigt aber jede primäre Impulsreihe nicht unmittelbar

einen einzelnen Stellmotor, sondern ist stattdessen in eine

Mehrzahl sekundärer Impulareihen mit niedrigerer Impulafolge-

frequenz als die primären Impulereihen unterteiltg die ihrer-

seits eine entsprechende Anzahl von Stellmotoren oder mit

axialem Abstand angeordnete Abschnitte eines einzigen Stell-

motors betätigen. Die Ausgangeleistungen dieser Motoren oder

Motorabschnitte werden dann zusammengefaßt# um die zugeordnete

Leitepindel oder ein anderen Teil anzutreiben*

In Fig. 1 umfaßt der Impulsformer zum Teilen einer jeden

primären Impulereihe in sekundäre Impulareihen eine mHalbier-

vorrichtungff 30, wie beispielsweise eine Flip-Flop-Schaltungg

mit zwei zugeordneten Ausgangsleitungen 32 und 34. Die Ar- '

beitsweine ist hinsichtlich Abezisse und Ordinate die gleiche.

Beispielsweise hinsichtlich der Abeziese ist die Arbeitsweine

der Halbiervorrichtung 30 derart, daß in der Leitung 26 er-

scheinende Impulse von der Halbiervorrichtung nacheinander

auf die Leitungen 32 und 34 übertragen worden# so daß die

Impulafrequens der in jeder der Leitungen 32 und 34 er-

scheinenden Impulse die Hälfte der Impulsfrequenz der In

der Leitung 26 erscheinenden Impulse beträgt, Die beiden

Aung äleitungen 32 und 34 sind mit Stellmotoren 36 und 38

verbunden@ von denen jeder ein rotierenden Kraftabgabe-

element bzwe eine rotierende Kraftabgabewelle 40 aufweist,

die mit entsprechenden Leistungeaufnahmeelementen einen

Differentialgetriebegehäuses 42 verbunden sind, dessen

Kraftabgabeelement, wie dargestellt, antreibend mit der

Leitspindel 10 verbunden ist, Der Getriebekanten 42 ist so

konstruiert, daß die Drehzahl seiner Kraftabgabewelle der

Summe der Drehzahlen seiner angetriebenen Wollen entspricht.

Der in der Anordnung nach Fig, 1 verwende.te Stellmotortyp

kann sehr verschieden sein# und es versteht sich, daß sich

die Bezeichnung *Stellmotor" auf jeden auf Impulse ansprechen-

den Schrittschaltmotor bezieht, der ein Kraftabgabeelement

hat# das durch Ansprechen auf jeden empfangenen Impuls um

einen bestimmten Weg bzw. Schritt bewegt wird* Derartige

Stellmotoren wei sen in jedem Fall einen Läuferg einen Ständer

und eine oder mehrere Wicklungen auf, wobei das schrittweise

Bewegen den Krattabgabeelemente dadurch erreicht wird, daß

der Erregungszustand der Wicklungen nacheinander verändert

wird. Bei einigen ätellmotoren, z. B. durch Solenoid be-

tätigten Schaltmotoren, werden oder können die Steuerimpulee

unmittelbar in die Wicklungen geleitet werden, so daß die Wicklungen nacheinander erregt und stromlos gemacht werden. Bei anderen Motoren werden die Steuerimpulse nicht unmittelbar von den Wicklungen empfangen# sondern von einer Schaltlogikvorrichtung oder einem Treiber, der wiederum die Erregung der Wicklungen nach einem bestimmten Polgeschema in Abhängigkeit von den Steuerimpulsen steuert. In Fig. 1 sind die Motoren beispielsweise mit Schaltlogik oder Treibern versehen, um die Erregung der zugeordneten Wicklungen zu steuern, wobei die Schaltlogikelemente oder Treiber als Teil zugeordneter Richtungesteuer- und Verstärkervorrichtungen 36a und 38a anzusehen sind. Angenommen, die Motoren 36 und 38 würden eine Anzahl von Wicklungen aufweisen, die von einer Schaltlogik oder einem Treiber gesteuert werden, dann könnten sie durch Veränderung der Reihenfolge, in der ihre Wicklungen bei Ansprechen auf die Steuerimpulse erregt werden, elektrisch umgekehrt werden* Beispielsweise kann jeder Motor mit vier Wicklungen A$ Bv C und D versehen sein. Wenn diese Wicklungen nacheinanderin der Reihenfolge ABCD erregt werden, läuft der Motor In der einen Drehrichtung, und wenn sie in der Reihenfolge ADCB erregt werdeng läuft er in der anderen Drehrichtung. Um die Drehrichtung in dieser Weise steuern zu können, kann jede der dargestellten Vorrichtungen 36a und 38a auf das in der jeweils zugeordneten Leitung 26a und 28a erscheinende Zeichen-

signal ansprocheng so daß die Reihenfolge gesteuert wird,

in der die Wicklungen der zugeordneten Motoren erregt

worden. Wie dargestellt, können die Vorrichtungen 36a und

38a auch Leistungsverstärker aufweisen oder mit solchen

verbunden sein, damit ihre Ausgangsleistung auf einen

Leistungspegel verstärkt wird, der ausreichend ist, um die

Stellmotoren anzutreiben. Dabei ist auch zu beachten, daß

es nicht notwendig ist, die Richtungsänderung durch Dreh-

richtungenteuerung der Motoren zu.bewirken, sondern daß

die Motoren, falle erwünscht, ständig in der gleichen Dreh-

richtung laufen könnten, wobei beispielsweise kupplungebe-

tätigte Umkehrgetriebe, die von den Richtungesignalen steuer-

bar sind, in dem Antriebsteil zwischen den Motoren und dem

zu bewegenden Teil verwendet werden.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist

identisch mit der in Fig, 1 dargestellten, mit der Ausnahme,

daß eine größere Anzahl von Stellmotoren verwendet wird. Die

Anordnung gemäß Fig. 2 weist jeweils drei mit der Abeziese

und der Ordiaate verbundene Stellmotoren 35, 37 und 39 aufa

In diesem Fall sind die Halbiervorrichtungen 30 der Fige 1

jeweils durch einen Ringzähler 44 ersetzt, der die primären

Impulereihen in drei sekundäre Impulereihen für die mit den

Stellmotoren 35, 37 und 39 verbundenen Leitüngen 459 46 und 47

teilt, Da heg daß im Beispiel der Abszisee bei jeder in der

Leitung 26 erscheinenden Reihe von'dr'ei'Impuleen der erste

Impuls von dem Ringzähler 44 durch die Leitung 45 dem

ersten Stellmotor 35, der zweite Impuls durch die Leitung 46

dem zweiten Stellmotor 37 und der dritte Impuls durch die

Leitung 47 dem dritten Stellmotor 39 zugeleitet wird* Jedem

Stellmotor ist auch eine Richtungenteuer-, Logik- und Vor-

stärkervorrichtung 35a, 37a und 39a, ähnlich wie die VQr-

richtungen 36a,und 38a der Fig, 1, zugeordnet. Ferner ist

jeder Achse ein-iDifferentialantrieb 48 zugeordnet» dessen

drei angetriebene Elemente mit den Kraftabgabewellen 40 der

Stellmotoren verbunden sind# wobei das Differential die

drei Eingangsleistungen zu einer einzigen Ausgangsleistung

für die zugeordnete Leitspindel 10 bze, 12 summiert«

Wie in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 erwähnt, worden die

Ausgangsleistungen der verschiedenen mit Jeder primären

Impulereihe assoziierten Stellmotoren durch Verwendung

einen Differentialantriebe zusammengefaßt oder summiert,

wobei die Läufer der Motoren in ihrer Bewegung voneinander

unabhängig sind. Dies hat gewisse Vorteile im Hinblick auf

eine Vereinfachung den logischen Systeme, das zur Steuerung

der Motorerregung erforderlich istg sowie auch im Hinblick

auf die Beseitigung jeder Notwendigkeit, die Motoren in

Bezug aufeinander ausrichten-zu mUsseng um zu verhindern,

daß die Ausgangsleistung den einen Motors die Ausgangs-

leistung einen anderen Motors nachteilig bee:bflußt oder mit

dieser interterierte Die Differentitlantriebe sind aber

verhältnismäßig kostspielige Vorrichtungen und können

in bestimmten Fällen weggelassen und durch einfachere

Vorrichtungen ersetzt werdeng wodurch die Läufer der

Motoren gezwungen werdeng sich im Gleichlauf zu drehen,

Ein Antrieb mit einer derartigen Vorrichtung ist in Fige 3

dargestellt,

Fig, :) zeigt eine Anordnung zum Bewegen einen Teils in nur

einer Koordinatenrichtung, gegenUber zwei Koordinatenrich-

tungen nach Fig. 1 und 2. Selbstverständlich kann die Anzahl

der Stellmotoren beliebig verändert worden# zum Zwecke der-

Erläuterung sind vier derartige Motoren 112a, 112b, 112c

und 112d dargestellt, Diese Anordnung'weist ebenfalls mehrere

Richtungenteuer-p Logik- und Verstärkereinheiten 114ag 114b#

114c und 114d auf, von denen jeweils eine mit einem Stellmotor

assoziiert ist, Fernereind ein Impulaumformer 116, ein Rech-

ner 1189 ein Einiabegerät 120 und ein Verschlüßler 122 vor-

gesehen sowie im allgemeinen bei 124 dargestellte Mittel,

um die Läufer der Stellmotoren miteinander und mit dem an-

zutreibenden Teil,,110 getrieblich zu verbinden.

Ehe die Arbeitsweise der Anordnung nach Fig. 3 im einzelnen

beschrieben wird, soll auf Fig. 8 hingewiesen werden, die in

schematischer Darstellung einen einfachen Stellmotor von dem

Typ zeigt# wie er für die Anordnung nach Fig. 3 verwendet

worden kann..sowie auf Fig. 99 die zeigt, in welcher Weine

die Wicklungen eines derartigen Motors nacheinander er-

regt werden können, um eine Drehung des Läufern zu be-

wirken. In Fig. 8 hat der Motor einen Ständer 126 mit vier

ausgeprägten Polen und diesen zugeordneten getrennten Wick-

lungen 128, 1299 130 und 131. Der Läufer 132 ist permanent-

magnetisch und hat einen Nordpol N und einen Südpol S. Durch

entsprechende Veränderung des.Erregungszustands der Wick-

lungen nach einer von zwei bestimmten Reihenfolgen wird der

Läufer 132 gewungen, sich entweder im Uhrzeigersinn oder ent-

gegen dem Uhrzeigersinn in Bezug auf den Ständer zu drehen.

Die Erregung der Wicklungen 128, 1299 130 und 131 erfolgt

durch Gleichstrom, und in Abhängigkeit von der Richtung

diesen Stroms in jeder Wicklung wird der zugeordnete Pol

den Ständern magnetisiertg so daß seine Stirnseite entweder

einen magnetischen Nord- oder Südpol bildet.

Fig. 9 zeigt die schrittweise Veränderung den Erregungs-

zustande der Wicklungen des Stellmotors nach Flg. 89 um eine

volle Umdrehung des Läufern 132 herbeizuführen. In dieser

Figur, ebenso wie in Fig. 59 ist der Läufer den Motors'durch

einen Pfeil gekennzeichnet, dessen Spitze den Nordpol dar-

stellt, während sein Ende der Südpol ist. Auch die ausgepräg-

ten Pole des Ständers sind lediglich durch die Buchstaben

N und S bezeichnet, die die magnetische Polarität der Stirn-

seite der ausgeprägten Pole angeben. Bei Schritt 1 der Fig. 9

wird die Wicklung 128 derart erregt, d. h. in einerRichtung,

daß sie an der Stirnseite ihren Ständerpole einen magneti-

schen Nordpol bildete während die Wicklung 130 so erregt

wird, daß sie an der Stirnseite ihres Ständerpols einen

mag netischen Südpol erzeugte Die Wicklungen 129 und 131

sind stromlos und erzeugen daher keine magnetischen Pole.

Infolge dieser Magnetisierung den Ständers wird der Läufer

in die bei Schritt 1 dargestellte Lage gezwungen* Bei Schritt

2 sind die Wicklungen 128 und 129 beide erregt, um Nordpole

zu bilden, und die Wicklungen l'30 und 131 sind erregt, um

Südpole zu bilden.mit dem Ergebnis# daß der Läufer gezwungen

wird, die bei Schritt 2 gezeigte Lage einzunehmen, die gegen-

Uber der Lage in Fige 1 um 45 0 im Uhrzeigersinn versetzt

ist. Aus Fig.# 9 ist ferner ersichtliche daß bei nacheinander

erfolgender Änderung den Erregungszustande der Wicklungen,

und zwar in der dargestellten Schrittfolge, der Läufer

schrittweise um jeweils 45 0 weitergedreht werden kanng

wobei acht Schritte erforderlich sind, um eine volle Um-

drehung den Läufern zu erzielen. Es wird auch ohne weiteren

verständlich sein, daß der Läufer bei Umkehrung der Schrit-

reihenfolge in der umgekehrten Drehrichtung, d, he entgegen

dem Uhrzeigersinn" läuft.

St'ellmotoren der in Fig. und 9 dargestellten und be-

schriebenen Art sind in der Techn14 wohlbekannt, so daß

alao'vorstehende Erläuterung nur zum besseren Verständnie

der- in Fig, :) dargestellten Anordnung -gegeben ist. Ebenso,-

ist der in Fig, 8 dargestellte vierpolige Stellmotor ein

verhältnismäßig einfacher Stellmotorg der nur wegen seiner

Einfachheit zum Zwecke der Beschreibung gewählt wurde. Die

Anordnung gemäß Fig. 3 ist jedoch nicht auf diesen Motortyp

beschränkt, wobei insbesondere zu beachten ist, daß die tat-

sächlich verwendeten Stellmotoren mehr als die in Fig.-8

gezeigten vier Pole aufweisen und dementsprechend mehr

Schritte benötigen können, um eine volle Umdrehung den Läu-

fers zu erzielen. Beispielsweise können einige zur Ver-

wendung bei der Anordnung gemäß Fig. 3 verwendbare Stell-

motoren nicht weniger als 200 oder mehr Schaltschritte be-

nötigen, um eine volle Umdrehung des Läufers zu erreicheng

was von der besonderen Konstruktion den Läufers und den

Ständern abhängt.

Die Motoren 112a, 112b9 112c und 112d der Fig. 3 können im

wesentlichen gleich ausgebildet sein wie diejenigen,gemäß

Fig. 8, Die Läufer dieser Motoren sind mit 132ag 132b, 132c

und 132d bezeichnet. Wie schon erwähnt, sind diese Läufer

durch ein geeigneten Verbindungsmittel 124 derart getrieb-

lieh miteinander verbunden, daß sie sich im Gleichlauf drehen.

In Fig, 3 ist diesbezüglich ein ersten Zahnrad 134 dargestellt,

das mit vier nebengeordneten'Zahnrädern 1:)6a, 136bi, 136c,und

136d kämmt, von denen jeden über eine Wolle oder ein anderen

Antriebselement 138a9-138b9 138o und 138d mit dem entsprechen-

den Läufer.verbunden ist, In der Praxis können die Teile 1:)8ag

138b, 138cund 1:)8d beispielsweise die entsprechenden

Motorwellen seing und die Zahnräder 136as 136bg 136c und

136d können auf diesen Wollen befestigteund mit d'em Zahn-

rad käMmende Ritzel sein, wobei das Zahnrad 134 in Bezug

auf ein Gehäuse od, dgl. drehbar gelagert ist, an bzw. in

dem die Motoren ebenfalls angeordnet sein können*

Das Zahnrad 134 ist seinerseits über eine Welle oder ein

anderen geeigneten Element 140 mit dem angetriebenen Teil

110 verbundeng so daß dieses in Abhängigkeit von der Drehung

den Zahnrads 134 bewegt wird. Der Verschlüßler 122 ist eben-

falls mit dem angetriebenen Teil verbunden und wird in Über-

einntimmung mit diesem bewegt" so daß ein Lagenignal hervor-

gerufen wirdg, das zu dem Rechner 118 zurückgeleitet wird,

Der Rechner 1189 der dem Rechner 18 gleicht# dient dazu, eine

primäre Imptlareihe zu erzeugen, in der die Anzahl der Im-

pulse einem gewünschten Verschiebungsweg den angetriebenen

Teils 110 proportional ist. Jeder Impuls der von dem Rechner

118 ausgehenden primären Impulereihe kann beispielsweise

eine Vorstellung den angetriebenen Teils um 0.025 mm dar-

stellen* Das Eingabegerät 120 kann ein Lochstreifenleser

oder eine andere Vorrichtung sein, die den Rechner 118 fort-

laufend mit Informationen über die einzelnen verschiedenen

Puzügte...versorgt, an die das angetriebene Teil 110 bewegt

worden solle Nachdem Informationen Uber einen Punkt von dem

Eingabegerät 120 in den Rechner 118 eingegeben worden sind, vergleicht der Rechner diese Daten mit dem gegenwärtigen Standort des angetriebenen Teilog wie er von dem Verschlüßler 122 geliefert wird, und erzeugt eine primäre Impulereihe, die eine Anzahl von Impulsen enthält, die dem gewünschten Verstellweg des Teils geteilt durch den durch jeden einzelnen Impuls bewirkten Verstellweg entspricht. Der Rechner 118 erzeugt auch Richtungesignale, die, wie dargestellt, durch eine Leitung 142 gleichzeitig an jede der Richtungesteuer-, Logik- und Verstärkereinheiten übertragen werden und dazu dienen, die Richtungesteuer- und Logikeinheit zu veranlassen, die zugeordneten Motorwicklungen in der richtigen Reihenfolge zu erregen, um die gewünschte Drehrichtung zu erhalten. Die primäre Impulsrelhe, die in der Leitung 144 erscheint, wird zum Impulsformer 116 geleitet, der die primäre Impulsreihe in mehrere sekundäre Impulsreihen umformt, von denen jede jeweils einer der Logik- und Verstärkereinheiten zugeleitet wird. Jede sekundäre Impulsreihe enthält eine Anzahl von Impulseng die in proportionaler Beziehung zur Anzahl der Impulse in der primären Impulereihe steht. Die Impulse der sekundären Impulereihen weisen eine Phasenverschiebung zueinander auf, die einem Phasenwinkel von 3600 geteilt durch die Anzahl der sekundären Impulsreihen entspricht.

Der Impuleformer kann beispielsweise ein Ringzähler sein,

wie in Fig. 29 se daß erreicht wird, daß die Anzahl der

Impulse in jeder sekundären Impulereihe gleich der Anzahl

der primären Impulereihe geteilt durch die Anzahl der nekun-

dären Impulereihen ist.

Für die in Fig. 3 dargestellte Anordnung ist das Zeitverhält-

nie zwischen der primären Impulareihe und den sekundären Ini-

pulereihen in Fig. 4 dargestellt. Aus dieser Figur ist ersicht-

lich, daß jede sekundäre Impulereihe einen Impuls für je vier--

Impulse der Primärreihe enthält, und ferner die Impulse der

Reihe B um 90 0 9 die Impulse der Reihe C um 180 0 und die Impulse

der Reihe D um 270 0 gegenüber den Impulsen der Reihe A außer

Phase sind. Das bedeutet, daß die Impulse der verschiedenen

Sekundärreihen eine Phanenverschiebung um einen Phasenwinkel

von 90 0 zueinander aufweisEn Die Logik- und Verstärkerein-

heiten 114a, 114b, 114c und 114d werden somit nacheinander

von den verschiedenen sekundären Impulereihen gesteuert.

Wenn vorausgesetzt wird, daß jede Logik- und Verstärkerein-

heit nur auf den ersten oder ansteigenden Teil jeden empfange-.

nen,Sekundärimpulson anspricht, denn heißt dang-daß die Logik-

und Verstärkereinheiten nicht gleichzeitig betätigt vordeng

sondern in der Reihenfolge 114av 114b9 114er 114d9 114ag

114b usw,

t

Die verschiedenen Logik- und Verstärkereinheiten können aus

verschiedenen an sich bekannten Schaltungen bestehen, Die

Logik- und Verstärkereinheit 114a soll nachfolgend ledig-

lich als Beispiel erläutert werden, Diese Einheit kann

durch die Impulse der Sekundärreihe A betätigt worden, um

den Erregungszustand der Wicklungen den zugeordneten Stell-

motors 112a zu verändern. Angenommen, der Motor 112a ent-

spricht dem in Fig. 8 gezeigten Motorg dann arbeitet dle

Logik- und Verstärkereinheit 114a so, daß die V:Leklungen

den Motors in der beispielsweise in Fig. 9 dargestellten

Schrittfolge erregt werden, um den Läufer den Motors in einer

Drehrichtung laufen zu lassen. Die Drehrichtung wird durch

das in der Leitung 142 erscheinende Richtungssignal gesteuert,

so daß die Logikeinheit 114a die Wicklungen den Motors ent-

weder in der einen oder in der umgekehrten Reihenfolge er-

regt, um den Läufer je nach Art den Signals in der einen

oder anderen Drehrichtung laufen zu lassen, Bei jedem An-

sprechen auf einen sekundären Impuls ändert die Logik- und

Verstärköreinheit 114a den Erregungszustand der Wicklungen

den Motors 112a von einem Zustand zum nächsten in der vorge-

sehenen Reihenfolge. Anstatt die zugeordneten Notorwicklungen

je nach dem Richtungsbefehl in der einen oder anderen von

zwei bestimmten Reihenfolgen zu erregeng können die Logik-

und Verstärkereinheiten zur Drehrichtungesteuerung der Motoren

auch so angeordnet sein, daß sie die Notorwicklungen ständig

in der gleichen Reihenfolge erregen, wobei das Richtungssignal

dazu verwendet worden kann, ein oder mehrerd%kwischen den Mo-

toren und.dem angetriebenen Teil vorgesehene kupplungebetätig-

to Umkehrgetriebe zu steuern* In Fig, 3 sind die Notorwick-

lungen der Übersichtlichkeit halber fortgelassen worden,

doch sollen die vier von Jeder Logikeinheit zum Motor

führenden Linien die,Leitung darstelleng durch die die

Wicklungen erregt worden,

Aus den vorstehenden Erläuterungen wird ersichtlich, daß

nicht nur die Wicklungen einen jeden Motors, sondern auch

die Motoren selbst infolge der Phanenverschiebung zwischen

den einzelnen Bekundärreihen in einer schrittweisen Reihen-

folge erregt werden. Daraus und aus der Tatsache, daß die

Läufer der Motoren gezwungen wordeng in gegenseitiger Über-

einstimmung zu rotieren@ ergibt aLbh9 daß das Zahnrad 134

oder ein anderen Kraftabgabeelement mit einer Geschwindig-

keit gedreht wird, die einem Viertel der Geschwindigkeit

entspricht, die erzielt worden wUrdep wenn ein einzelner

Stellmotor unmittelbar durch die primäre Impulereihe be-

tätigt würde, und das auf das Zahnrad od, dgl, übertragene

Drehmoment wird,um einen Faktor von fast vier vergrößert,

Die Arbeitsweine den Antriebe ist besonders gut aus Fig.

ersichtlich, in der die Motoren 112a, 112bp 112c und 112d

in Übereinstimmung mit dem Schema gemäß Fig. 9 dargestellt

sind, Jede waagerechte Reihe gibt den Zustand der Wicklungen

der vier Motoren bei jedem Schritt der Arbeitsweise des An-

triebeaynteme an, Im.Anfangsmustandp Schritt 1, worden die

Wicklungen erregt9 um Nord- und Südpole an den (bezogen auf

ein Uhrzifferblatt) zwölf und sechs Uhr entsprechenden Punkten

einen jeden Motors zu erzeugen, so daß alle Läufer in

die durch die Pfeile bezeichneten senkrechten Stellungen

gezwungen werden. Am rechten Rand der waagerechten# die

Motoren bei Schritt 1 darstellenden Reihe ist ein Schau-

bild nach Art einen Vektordiagramms gezeichnet# in dem

die kleinen Pfeile jeweils einen Läufer der vier Motoren

darstellen. Die Länge jedes der kleinen Pfeile gibt im

wesentlichen die auf den Läufer wirkende magnetische Kraft

an, während die Richtung den Pfeile die Stellung darstellt,

in die der Läufer durch die Erregung der zugeurdneten Stän-

derwicklungen gedrängt wird. Der mit R bezeichnete große

Pfeil ist die durch Addition der kleinen Pfeile erhaltene

Resultante, deren Größe im wesentlichen die Größe der aus

den einzelnen auf die Läufer einwirkenden Kräfte sich er-

gebenden Resultante darstellt, Die Richtung den großen

Pfeile zeigt die tatsächliche Ausrichtung der Läufer, Da

bei Schritt 1 alle kleinen Pfeile nach unten weinen# ist

auch die Resultante R nach unten gerichtet. Nachdem sich

die Wicklungen der Motoren einige Zeit in dem in Schritt 1

dargestellten Zustand befunden haben# wird von der Logik-

einheit 114a ein sekundärer Impuls empfangen, woraufhin

die Wicklung- den Motors 112a von dieser Einheit auf den

nächsten Schritt in der vorgegebenen Reihenfolge der Er-

regung geschaltet werden kann. Infolgedessen wird der Läufer

den Motors 112a im Uhrzeigersinn in die in Schritt 2 ge-

zeigte Stellung gedreht. Da aber die anderen Motoren in dem

dargestellten Erregungszustand.bleiben, und weil die

Läufer fUr eine gemeinsame Bewegung-miteinander verbun-

den sind# dreht sich der Läufer den Motors 112a in Wirk-

lichkeit nicht vollständig in die bei Schritt 2 dargentell-

te Stellung, sondern eiliegt einen kürzeren Weg zurück und

nimmt die Läufer der anderen drei Motoren mit* Daraus er-

gibt sichv daß alle Läufer bewegt worden und eine neue Aue-

richtung erhalteng die durch den Pfeil R dargestellt ist,

Der nächste Vorgangg Schritt 3, ist der Empfang einen sekun-

dären Impulsen durch die Logikeinheit 114b9 die den Zustand

der Wicklungen den Motors 112b in den dargestellten Zustand

W!kek&mg--#- d ---.bero 111?b !k" den detreseebei:t:ben zu-bm

verändert, Dienen Mal summieren sich die tellungeng in die

die Läufer bewegt werden, um zu bewirken, daß sich die er-

gebende oder tatsächliche Stellung R etwas weiter im Uhr-

zeigereinn verschiebt. Bei Weiterverfolgung den Verlaufe

nach Fig, 3 wird ersichtlich, daß, wenn weitere Sekundär-

impulee nacheinander von den Motoren 112o, 112d9 112a# 112b

usw* empfangen worden, der Erregungezustand der Wicklungen

weiter verändert und als Ergebnis jeder Veränderung den

Erregungazustands die Reaultante R im Uhrzeigersinn einen

Schritt weiterbewegt wird. Weiterhin ist aus Fig. 5 ersicht-

lichv daß bei der dargestellten Anordnung acht Schritte er-

forderlich sind, um die Läufer eine Viertelumdrehung aus-

führen zu lassen und daß deshalb insgesamt 32 Schritte er-

forderlich sind für eine volle Umdrehung der Läufer, im

Vergleich zu Fig. 99 wo nur acht Schritte für *In* volle

Umdrehung der Krattabgabewolle einen einzelnen fUr sich

allein arbeitenden Stellmotorn erforderlich sind. Dies ist

insofern von beträchtlicher Wichtigkeit# als die Impuls-

frequenz, mit der jeder einzelne Stellmotor betrieben wer-

den kann, aufgrund der Zeitkonstante der Wicklungen und

anderer Faktoren begrenzt ist, Deshalb kann bei dem darge-

stellten Antrieb eine primäre Impulareihe mit einer nicht

weniger als viermal höheren Frequenz als die ma imale Nenn-

frequenz Jeden einzelnen Motors verwendet werden" woraus

sich eine Steigerung der Geschwindigkeit und der Kraft er-

gibtv mit der das angetriebene Teil bewegt worden kann. Bei

Hinzufügung weiterer Stellmotoren in Übereinstimmung mit

dem Schema nach Fig. 3, können noch hdhere Impulafrequenzen

angewandt werden,

Ein weiterer Vorteil den in Fig, 3 dargestellten Schritt-

schaltwerke besteht darin, daß Stellmotoren konventioneller

Standardausführung als Stellmotoren 112a, 112b, 112c und 112d

verwendet werden können. Die Läufer oder Kraftabgabewellen

der einzelnen Motoren können auch anders als durch die in

Fig. 3 gezeigten Zahnräder miteinander verbunden werden. Wie

aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann beispielsweise eine Anzahl

von Stellm otoren ohne weiteren durch Zusammenkuppeln der

X.raftabgabewellen der einzelnen Motoran verbunden worden, in

der Weise, daß diese Wellen aufeinandar ausgerichtet mind,

so daß sie sich um eine gemeinsame Achse drehen, In Fig,

sind vier Stellmotoren 150 mit ihren Wollen 152 und diene

verbindenden Kupplungen 154 dargestellt* Eine andere Art.

der Zunammenftenmag der Läufer ist in Pige 7 dargentelltu

wo die Läufer 156 auf einer gomäine4men Wolle sitzen und

mit vier zugeordneten Ständern 160 zusammenarbeiten, Bei

dieser Anordnung können# falle *rwUnachtg alle Läufer und

Ständer in-eInem einzigen Gehäuse untergebracht seine Ohne

RUckeicht auf die jeweilige Art der Läuferkupplung ist zu

beachten# daß an wichtig istg die Ständer und Läufer so

anzuordnen und die Läufer so miteinander zu kuppeln@ daß

#oder Läufer in wesentlichen die gleiche Lage gegenüber

seinen Ständer eimimtg die auch die anderen Läufer in

Bezug auf Uwe Ständer einnehmene Da heg wenn die Wick-

lungen aller Noto-,,.,en in der gleichen Weias wie in Schritt

1 oder 5 der Fig, j erreg-t*. ßIndv mUnsen alle Läufer nach

den effektiven magnetischen Nord- und Südpolen Ihrer zu-

geordneten Ständer ausgerichtet *eine Aus Flg. 7 läßt sich

weiter ersahen, daß# falle erwünscht# die einzelnen Läufer

126 durch einen einzigen länglich &ungebildeten Läufer er-

setzt worden können@ dennen-axiale Länge so benennen ist,

daß er gleichzeitig mit jeder der vier ringförnigen Reihen

von Ständerpolen, die von den vier Ständern gebildet vordeng

zusammenarbeiten kmm" Eine derartige Anordnung Ist in Fig. 10

dargestellt, wo 162 einen einzigen länglichen Läufer bezeich-

net# während 164 vier einzelne Ständer bezeichnet, von denen

jeder eine ringfämig angeordnete Reihe von Ständerpolen 166 bildet, In dieser Darstellung sind die Ständer 164 in einem gemeinsamen Gehäuse 168 untemgebracht, in dem auch die Läuferwelle 170 drehbar gelagert ist, so daß die vier Ständer 164 und der Läufer 162 im wesentlichen einen einzigen Motor bilden, Es ist auch erkennbar, daß bei den in Fig. 7 und Fig. 10 dargestellten Stellmotoren die Ständerpole nicht wie dargestellt von einer Anzahl getrennter und axial im Abstand angeordneter Ständer gebildet werden müssen.' sondern auch von einem einstückigen Ständer oder von einem Ständer, der aus weniger Einzelabschnitten besteht als die Anzahl der ringförmigen Ständerpolreihen beträgt.

Bei den Motoren der Fig. 7 und 10 Ist die Anordnung der Läuferpole und Ständerpole so getroffen, daßg wenn zwei oder mehr Pole einer ringförmigen Ständerpolreihe vollständig

mit einer entsprechenden Anzahl der zugeordneten Läuferpole

fluchtet

ausgerichtet istAoder auch zwei oder mehr Pole der anderen

Ständerpolreihe vollständig mit einer entsprechenden Anzahl von Läuferpolen fluchtet. Fig. 5 zeigt die Schritte, die erforderlici sind, um die Erregung der Wicklungen eines derartigen Mo'tors in bestimmter Reihenfolge zu verändern, und aus den Vektordiagrammen am rechten Rand dieser Figur ist ersichtlich, daß die Resultante Rg deren Länge im Verhältnis zu der zwischen Läufer- und Ständerpolen sich ergebenden magnetischen Kraft steht, sich von einem Schritt zum anderen verändert und in Fig. 5 beispielsweise bei denSchrItten 1, 5 und 9 ihren größten und bei den Schritten 3 und 7 ihren klein-

sten Wert in der dargestellten Reihenfolge hat, Diese

Veränderung der sich ergebenden magnetischen Kraft ver-

urnacht auch Schwankungen im Ausgangsdrehmomento

Diese bei verschiedenen Schritten in der Erregungsfolge er-

zeugten Schwankungen im Drehmoment können vermindert - und,

falle erwünscht, vollständig beseitigt - werden, wenn die

Ständer.# und Läuferpole so angeordnet worden, daß jede Reihe

Ständerpole gegenüber der vollständigen Ausrichtung mit

ihren zugeordneten Läuferpolen um.einen von dem zwischen den

anderen Reihen von Ständerpolen und ihren zugeordneten Läufer-

polen gebildeten Winkel abweichenden Winkel versetzt ist, Die-

ser Unterschied in der Vervetzung der Pole kann emicht wer-

den, indem entweder die Winkelausrichtung der Ständerpole,

untereinander beibehalten wird und die Läuferpole winkel-

förmig voneinander versetzt angeordnet worden oder indem

die Winkelausrichtung der Läuferpole beibehalten wird und

die Ständerpole winkelförmig versetzt worden, Als dritte

Möglichkeit bietet mich an, daß sowohl die Ständerpole als

auch die Läuferpole winkelförmig nichtfluchtend angeordnet

sind. Als Beispiel hierzu zeigt Fig, 11 die Endannicht einen

Stellmotors, der dem in Fig. 7 dargestellten entspricht, mit

der Ausnahme, daß die Läufer 156a, 156b, 156c,und 156d winkel-

förmig voneinander versetzt auf ihrer Welle 158 angeordnet

eind,

Der Betrag der Winkelverechiebung zwischen den aufeinander-

folgenden Polsätzen hängt von der Anzahl der Polaätze ab

sowie von der Größe der Drehbewegung der Läuferwelleg die

mit jedem Schritt oder jeder Veränderung den Erregungszu-

stands der Wicklungen erzielt wird, wenn eine Wicklung unab-

hängig von der Erregung der anderen Wicklungen erregt wird,

und von dem gewünochten Maß an Gleichmäßigkeit den Dreh--

momente, Wenn das Drehmoment auf einem genau gleichbleiben-

den Wort gehalten worden soll, maß der zwischen den einzel-

nen Sätzen von Läuferpolen bestehende Unterschied Im Winkel-

abstand gleichder Größe der Bewegung, die durch einen Schritt-

wochsel in der Erregung einer einzigen-Wicklung bewirkt wird$

wenn diese Wicklung allein arbeitet, geteilt durch die An-

zahl der Ständerpolreihen seine Der in Fig. 11 dargestellte

Motor ist beispielsweise von der Art, daß, wie in Verbindung

mit den Fig, 8 und 9 erläutert wurde, bei jedem Schrittwechsel

in der Erregung einer für sich selbst arbdtenden WIcklung

der Läufer 158 um 45 0 gedreht wird* Da vier Ständerpol-

reihen vorhanden sind.muß der Vinkelabstand zwischen den

aufeinanderfolgenden Läuferpolen 450/4 oder 11 1/4 Grad

betragen, wie in Fig. 11 dargestellt ist, damit das bei

Jedem Schritt der Erregungsfolge der Welle 158 aufgedrückte

Drehmoment konstant bleibt..

Die zur Erztelung einen gleichmäßigen Drehmoments erforder-

liche Anordnung der Ständer- und Läuferpole kann In allge-

meingUltigerer Form durch die Gleichung (C i - C:L-1) - a/n

ausgedrückt worden, worin a für die Winkelbewegung den

Läufern äteht# die bot jeder Veränderung im Erregungszu-

stand der Wicklung erzielt wird, wenn eine Wicklung unab-

hängig von der Erregung deranderen Wicklungen erregt wird,

und worin n die Anzahl der Ständerpolreihen und C i die

Winkelverschiebung der 1-ten St"znderpolreihe gegenUber

den vollständigen Fluchten mit den zugeordneten Läufer-

polen darstellen*

Die Wirkung dieser Verteilung der Läufer- und Ständerpole

ist in Fig, 12 dargestellt, die drei Erregungsstufen der

Wicklung den Motors nach Pig. 11 zeigt. Das Schaubild der

Fig. 12 entspricht im wesentlichen dem der-Fig. 5, nur daß

die Pfeile in den Kr£,-"oep der Flg, 12 die jewäilige Stellung

der Läufer 156au 156bu 156c und 156d angibt und nicht die

Stellungen, in die der Läufer gedrängt wird, In den Voktor-

diagraav»u ein rechten Rand der Pigur stelbn die Pfeile au

b@ c und d die zwischen den einzelnen Läufern und den.zu-

geordneten Ständerpolen auftretenden magnetischen Kräfte

dar, Die Läufer 156a und 156d in Schritt 1 liegen beispiele-

weine In einem größeren Abstand von den durch die zugeordne-

ten Statorpole erzeugten effektiven Magnotpolen als die

Läufer 156b und 156c und stehen deshalb unter einem ge-

ringeren Einfluß der magnetischen Kraft als die letzteren

Läufere Bei der Weiterverfolgung von Schritt 1 über Schritt 2

zu Schritt 3 wird ersichtlich, daß die Vektordiagramme bei Durchführung der Schrittfolge derart wechseln, daß lediglich eine Drehung der Resultante R ohne Veränderung ihrer Länge erfolgt und somit auch das der Läuferwelle aufgedrückte Drehmoment nicht verändert wird, Wenn der Winkelabstand zwischen den aufeinanderfolgenden Polsätzen auf einen Wert verändert wird, der größer ist als der Wert a/n. verändert sich das resultierende Drehmoment wieder von Schritt zu Schritt. Deshalb liegt der erwünschte Winkelabstand an jeder beliebigen Stelle des Bereiche zwischen Abstand Null, wie bei den Motoren der Fig. 7 und 10, und dem Abstand von a/n. wie in Fig. 11 dargestellt.

Claims

Patentansprüche 1. Schrittschaltwerk mit irnpulagesteuerten Stenmotoren zur prograrntnier. ten Wegsteuerung von Arbeitsgeräten o. dgl., gekennzeichnet durch einen Impulaumformer (116), welcher eine eingegebene primäre Impulsreihe in n sekundäre Impulsreihen transforrniert, deren Folgefrequenz derjenigen der primären Impulsreihe proportional ist und welche jeweils einen von n Stellmotoren (1 12a»d) steuern, deren Rotoren (13Za»d) zur Erzeugung einer einzigen resultierenden Bewegung den zu steuernden Geräten getrieblich (124) miteinander sowie mit dem zu verstellenden Teil (110) verbunden sind. 2. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1" dadurch gekennzeichnet, daß um der Impulexormer (116) derart arbeitet daß in jeder der sekundären

Impulereihen eine Anzahl von Impulsen erzeugt wird, die niedriger ist als die Anzahl der Impulse in der primären Impulereihe. 3. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Impuleurnformer (116) derart arbeitet, daß in jedeir der sekundären Impulereihen eine Anzahl von Impulsen erzeugt wird, die gleich der Anzahl der Impulse in der primären Impulsreihe geteilt durch die Anzahl der sekundären Impulereihen ist. 4. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennze.chnet, daß mehr als zwei Stellmotore (1 12a, 11 Zb, 11 2c, 11 2d) vorges ehen sind, wobei der Impulaumformer (116) eine Ringzählvorrichtung (44) umfasst. 5. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Stellmotore (36, 38) vorgesehen sind, während der Impulaumformer eine Flip»Flop-Vorrichtung (30) um« fasst. - -6. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bie 5, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung (Getriebeverbindung) (124) der Rotoren (132a, 132b, 132c, 132d) mit dem zu verstellenden Teil (110) eine mechanische SurrAmiervorrichtang enthält, die eine Mehrzahl von angetriebenen Elementen (136a-d) aufweist, von denen jeden mit dem Rotor (132a-d) jeweils eines der Stell- motoren (1 12a-d) getrieblich verbunden ist, sowie ein treibendes Element (134)" das mit dem zu verstellenden Teil (110) antreibend verbunden ist" wobei die Verstellung des treibenden Elemente (134) (Kraftabgabeelernent) zur Suw--ie der Verstellungen der angetriebenen Elemente (136a-d), die unabhängig voneinander bewegbar sind, in vorbestirninter Beziehung steht. 7. Schrittschaltwerk nach Anspruch 6" dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Summiervorrichtung ein Differentialrädergetriebe (42) umfas st. 8. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Getriebeverbindung der Rot,.iren mit dem zu verstellenden Teil Mittel urnfasst" die alle Rotoren zum Zwecke den Gleichlaufs zusammenfassen. 9. Schrittechaltwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuaammenfassen aUer Rotoren (132a-d) zum Zwecke den Gleichlaufs ein erstes, in getrieblicher Verbindung mit dem zu verstellenden Teil (110) stehenden Zahnrad (134) und eine Mehrzahl zweiter. mit dem ersten Zahnrad (134) in kämmendem Eingriff stehender Zahnräder (136a-d) aufweisen, von welch letzteren jedes

mit jeweils einem der Rotoren (132a-d) getrieblich verbunden ist. 10. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Rotoren einen auf seiner eigenen Welle sitzenden Läufer umfasst und die L äuferwellen (152) in Längsrichtung-fluchtend ausgerichtet sind, damit sie sich um eine gemeinsame Achse drehen, wobei die Mittel zum Zusammenfassen der Rotoren zum Zwecke des Gleichlaufs Kupplungen (154) umfassen, die die benachbarten Wellenenden miteinander verbinden. 11. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Rotoren einen Läufer umfasst, während die Mittel zum Zusammenfassen aller Rotoren (156) zum Zwecke des Gleichlaufs eine gemeinsame Welle (158) aufweisen, auf der alle Läufer befestigt sind. 12. Schrittschaltwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer jeweils aus einem Längsabschnitt (162) eines einzigen Läufers bestehen. 13. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche . 1 bis 12, insbesondere nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Stellmotoren eine ringförmige Reihe von Ständerpolen (166)-, einen zusammen. wirkenden Satz Läuferpole (156) an dem zugeordneten Läufer, den Ständerpolen (166) zugeordnete Wicklungen, die zwischen ver- schiedenen Erregungszuständen umschaltbar sind, um den zuge-- ordneten Läufer zu veranlassen, sich schrittweise zu drehen, und Mittel zum Umschalten der Erregungszustände der Wicklungen in einer bestimmten Reihenfolge entsprechend den Impulsen der zuge- ordneten sekundären Irnpulareihe aufweist. 14. Schrittschaltwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen ringförmigen Ständerpolreihen um unterschied- liche Masse von ihren zugeordneten Läuferpolen versetzt sind. 15. Schrittschaitwerk nach Anspruch 13'oder 14, dadurch gekennzeich- net, daß die Anordnung der Läufer;.. und Ständerpole so getroffen ist, daß unter Zugrundelegung folgender Bezeichnungen a erzielte Winkelbewegung eines Läufers bei'jeder Ver- änderung des Erregungszustandes der Wicklungen der zugeordneten Ständerpole, wenn alle anderen Wicklungen strornlos sind, n Anzahl der riigförnügen Statorpolreihen und

C Winkelversetzung der i-ten ringförmigen Ständer#w, polreihe gegenüber völliger Ausrichtung mit,den zugeordneten Läuferpolen -der Unterschied der Winkelversetzung zwischen aufe , inanderfölgen' den Ständerpolreihen (C i - C irn wesentlichen gleich a/n Grad ist. 16. Schrittschaltwerk nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der Läufer- und Ständerpole so'getroffen ist, daß unter Zugrundelegung folgender Bezeichnungenerzielte Winkelbewegung eines Läufers bei jeder Veränderung den' Erregungszustandes der Wicklungen der zugeordneten Ständerpole, wenn alle anderen Wicklungen stromlos sind, n Anzahl der ringförrnigen Ständerpolreihen und C Winkelversetzung der i-ten ringförmigen Ständerpolreihe gegenüber völliger Ausrichtung mit den zugeordneten Läuferpolen der Unterschied der Winkelversetzung zwischen aufeinanderfolgenden Ständerpolreihen (C i C i- 1 ) im Bereich zwischen Null Grad und a/n Grad liegt. 17. Schrittechaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 16, insbesondere nach Anspruch8, 11, 12, 13, 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß alle Stellmotoren in einem gemeinsamen Gehäuse (168) unterge- bracht sind" so daß sie effektiv einen einzigen Motor bilden. 18. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Impulse der sekundären Impulsreihen eine Phasenverschiebung in Bezug aufeinander erfahren, und zwar um 0 Phasenwinkel, cle im wesentlichen gleich 360 geteilt durch die Anzahl der sekundären Irnpulereihen ist. 19. Schrittschaltwerk, gekennzeichnet durch einen Ständer mit einer Anzahl von Ständerpolreihen (160, 166)1 wobei die Pole jeder Reihe um eine gemeinsame Achse (158. 170) angeordnet und die Polreihen im Abstand voneinander entlang dieser Achse vert eilt sind,- einen um diese Achse (158, 170) drehbaren Läufer (13Z, 156, '162) mit einer Anzahl in Bezug aufeinan'der'festgelegten Polen für die Zu- sarmnenarbeit mit den. PQlen jeder, St&nderpolreihe (160, 166), und eine Anzahl von jeweils einer.-entsp:üe>chenden Ständerpolreihe zuge- ordneten Wicklungen (128, 129, 130, 13-1-), von denen jede zwischen verschiedenen Erregungszuständen umschaltbar ist, und zwar in einer vorherbestimmten Reihenfolge. um den Läufer (132, 156, 162) schrittweise zu drehen.