DE1538287A1

DE1538287A1 - Zyklisch laufender Synchronmotor

Info

Publication number: DE1538287A1
Application number: DE19661538287
Authority: DE
Inventors: Cummings Harold K
Original assignee: Amphenol Corp
Current assignee: Amphenol Corp
Priority date: 1965-06-01
Filing date: 1966-05-31
Publication date: 1969-07-03
Also published as: US3434027A; GB1153753A; BE681930A; CH461614A

Description

RATENTANWÄLTE

DR, CLAUS REINLÄNDER

DIPL-INaKLAUSBERNHARDT

D.8 MpNCHEN 8 ZJEEEEtINSTRASSE 73

AMI¹HEUOI COHPORATIOIi
2801 -South-25th. Avenue Broadview, Illinois 60153 U.S.A.

Zyklisch laufender Synchronmotor

Die Erfindung befasst sich mit einem selbstanlaufenden synchronen Reaktionsmotor (Motor mit Wechselstromerregung) und insbesondere mit einem zyklisch laufenden Synchronmotor,

Motoren dieser allgemeinen Art haben ein mehrpoliges Feld, dessen abwechselnde Pole zu einem gegebenen Zeltpunkt entgegengesetzte Polarität aufweisen und ihre Polarität in Phase mit einem der zugeordneten Feldspule zugeführten Wechselstrom ändern, und einen permanentmagnetischen Rotor, dessen Polflächen mit den Feldpolen zusammenarbeiten, um den Rotor in Synchronismus mit den Wechseln des zugeführten Stromes stufenweise zu schalten. Diese Motoren laufen selbst an, wenn aufgrund der anfänglichen Polarisation oder der Polarisationen der Feldpole der Rotor in einer Leerlaufstellung unstabil wird und bald anläuft und in einer Richtung weiterläuft. Für verschiedene Anwendungen . ist es erforderlich, daß diese Motoren zyklisch in entgegengesetzten Richtungen laufen, und zyklisch laufende Vorrichtungen sind für diesen Zweck bekannt.

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Diese zyklisch laufenden Vorrichtungen sind sehr einfach aufgebaut, in_wdem sie einen rotorgetriebenen Teil haben und für eine freie Drehung relativ zu der PeIdanordnung über einen bestimmten Bereich, d.h. dem zyklischen Bereich, gesorgt ist, wobei die Enden des Bereiches durch Anschläge mit einem bestimmten Winkelabstand der Feldanordnung gegeben sind und wobei die Anschläge sich im Wege eines Elementes an dem getriebenen Teil befinden und beim Auftreffen den getriebenen Teil und den treibenden Rotor umkehren. Während diese zyklisch laufenden Vorrichtungen insoweit

vollständig zufriedenstellend arbeiten, als eine periodische Umsind kehr des Motors und seiner Last bezweckt ist, diese aufgrund ihres zyklischen Bereiches von weniger als einer Umdrehung für eine größere Zahl von Anwendungen von Motoren nicht brauchbar, bei denen für einen guten Wirkungsgrad und andere Zwecke zyklisch laufende Vorrichtungen mit einem größeren zyklischen Bereich erforderlich sind.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, einen zyklisch laufenden Synchronmotor zu schaffen, der einen zyklischen Bereich von mehr als einer Umdrehung und bis zu einer wesentlichen Zahl von Umdrehungen innerhalb bestimmter Grenzen aufweist, wobei der Motor ■ für die erwähnte größere Anzahl von Anwendungen, bei denen ein größerer zyklischer Bereich erforderlich ist, angepasst ist.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen zyklisch laufenden Motor zu schaffen, der nicht nur den vorstehend erwähnten größeren zyklischen Bereich hat, sondern der wenigstens auch einfacher als bekannte zyklisch laufende Motoren ist. Dieswild bei einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erreicht, daß der rotorgetriebene Teil mit einer Spur mit mehreren Umdrehungen

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oder einer spiralförmigen Nut versehen ist, deren gegenüberliegende. Enden die erwähnten Anschläge bilden,und daß an der Feldanordnung ein der spur folgendes Element vorgesehen ist, das mit deren Enden zusammenarbeitet, um den getriebenen Teil und mit diesem den treibenden Rotor und die getriebene Motorlast zyklisch umzukehren»

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen zyklisch laufenden Motor der vorstehend erwähnten bevorzugten Ausführungsform zu schaffen, dessen wirksamer zyklischer Bereich ^ irgendwo innerhalb des zyklischen Bereiches gehalten werden kann, der durch das Ausmaß der Spur mit mehreren Umdrehungen auf dem getriebenen Teil gegeben ist, indem an der Feldanprdnung zwei der Spur folgende Elemente angeordnet werden, die den entsprechenden Enden zugeordnet werden, um den wirksamen zyklischen Bereich im gewünschten Umfange zu verkürzen, und zwar auch unterhalb einer Umdrehung» Mit dieser Anordnung kann der zyklisch laufende Motor mit den selben üblichen getriebenen Teilen vorteilhaft für Anwendungen mit sehr unterschiedlichen Anforderungen an den zyklischen Bereich verwendet f werden,indem in einfacher Weise zwei geeignete zugeordnete Elemente , die den üblichen Bahnen in den getriebenen Teilen folgen, vorgesehen werden»

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, für Anlagen zur Temperaturänderung oder Klimaregelung aller Arten eine .Regelung zu schaffen, die zuverlässig und genau auf automatische Bedarf ssignale anspricht und die einen zyklisch laufenden Motor dieser Art enthält und die wesentlich einfacherer als bekannte Steuerungen mit vergleichbar zuverlässigem und genauem

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Signalaiisprechen unter allen Bedingungen."einschließlich der Wiedereinschaltung der Energie nach einer Unterbrechung ist.

für Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Anlage zur Temperaturänderung, z.B.,eine thermostatisch ansprechende Regelung mit einem zyklisch laufenden Motor zu schaffen, wobei der Motor der sofortige Antrieb der Anlage ist, um durch diese eine Temperaturänderung nach oben und nach unten durch einen zyklischen Lauf des Motors in entgegengesetzten Richtungen zu bewirken. Die sonstige Regelung besteht aus einem Arm oder einer Nocke an der Welle des zyklisch laufenden Motors und ein einfacher Kreis hat zusätzlich zu dem Thermostat und der Feldspule des Motors nur zwei normalerweise geschlossene Schalter, die mit der Fgldspule und mit den beiden Signalkontakten des Thermostaten verbunden sind, wobei der Kreis für einen temperaturändernden Zyklus durch den Thermostat an jedem Signalkontakt geschlossen wird und an dem damit verbundenen Sehalter durch die zyklisch laufende Nocke geöffnet wird. Mit der so ausgebildeten Regelung und den mit der Nocke so zusammenwirkenden Schaltern, daß die Nocke bei einem Schließen des Kreises über einen Thermostatkontakt in einer solchen Richtung umläuft, daß der entsprechende Schalter für eine Kreisöffnung unmittelbar vor dem Erreichen des nächsten Endes des zyklischen Bereiches geöffnet wird, veranlasst die Regelung die damit zusammenwirkende Anlage, genau auf die Befehle des Thermostaten unter allen Bedingungen anzusprechen, einschließlich der Wiedereinschaltung der Energie nach einer Unterbrechung und einem Selbstanlaufen des Motors in falscher Richtung.für eine speziell gemeldete Temperaturänderunge .

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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin_ffür Anlagen zur Temperaturänderung od. dgl« eine vorstehend erwähnte auf Signale ansprechende Regelung zu schaffen, bei welcher der zyklisch laufende Motor einen wirksamen zyklischen Bereich hat, der irgendwo zwischen einem Wert kleiner als eine Umdrehung und einer Mehrzahl von Umdrehungen liegt_β Um für den zyklisch laufenden Motor einen zyklischen Bereich mit einer Mehrzahl von Umdrehungen auszuwählen, kann ein Motor von relativ kleinen Abmessungen und Drehmomentausgang durch wesentliche Getriebe-Untersetzungen in seiner Verbindung mit der Anlage diese für eine gemeldete Temperaturänderung wirksam betätigen, wobei der somit größere zyklische Bereich des Motors in der Schaltwirkung der Nooke ausgeglichen wird, indem die Schalter axial zu der Nooke versetzt arbeiten und die Nooke beim zyklischen Lauf axial in wirksamen Eingriff mit den entsprechenden Schaltern zu den geeigneten Zeitpunkten schalten» Andererseits kann die Noeke beim Auswählen eines zyklischen Bereiches von weniger als einer Umdrehung für den zyklisch laufenden Motor ihre vorgezeichneten Schaltvorgänge vorteilhaft bei einer nur drehenden zyklischen Bewegung ausführen und die tfelle, welche die Nooke trägt, kann durch einen einfachen Arm direkt mit der Anlage zu deren Betätigung verbunden werden, solang der Drehmomentausgang des Motors für diesen Zweck geeignet ist.

Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der sind

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Fig. 1 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles des zyklisch laufenden Motors nach der Erfindung,

Fig. 2 und 3 Teilsehnittedurch den Motor längs der Linien 2-2 und 3-3 der Fig. 1,

Fig. 4 eine vergrößerte Teilansicht eines zyklisch laufenden Motors nach der Erfindung in abgeänderter Form,

Fig. 5 und 6 vergrößerte Teilansichten einer Regeleinheit gemäß der Erfindung, welche die Einheit in verschiedenen Betriebszuständen zeigen,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Regeleinheit der Fig. 5 und 6, die bei einer Regelung einer beispielhaften Anlage zur Temperaturänderung angewendet wird,

Fig. 8 ein vergrößerter Teilschnitt durch eine Regeleinheit gemäß der Erfindung in einer abgeänderten Ausführungsform und

Fig. 9 eine vergrößerte Teilansicht einer Regeleinheit nach der Erfindung in einer anderen abgeänderten Ausführungsfοrm.

Gemäß den Fig«, 1 und 2 ist ein zyklisch laufender Synchronmotor mit einem Feld 12 und einem Rotor 14 versehen und weist in der Ausführungsform eine Endwelle 16 und einen Geschwindigkeitsuntersetzungsantrieb 18 zwischen dem Rotor 14 und der Welle 16 auf· Das Feld 12 enthält eine magnetische Feldplatte 20, die üblicherweise an ein (nicht dargestelltes)Gehäuse angebracht ist, das einen Magnetkern 22, eine weitere oder innere magnetische Feldplatte 24, die bei 26 auf den Kern 22 (Fig. 2) aufgebracht sein kann, und eine den Kern 22 umgebende Feldspule 28 trägt» Die

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Platten 20 und 24 haben innere und äußere Feldpole 30 und 32, die zueinander und zu der Rotorachse χ in bekannter Weise passend angeordnet sind«

Der Rotor 14 ist ein Permanentmagnet und hat Polflächen 34 und 36 der entsprechenden angegebenen permanenten Polaritäten (Fig. 1).Der Rotor 14 wird von einer Welle 38 getragen, die mit einem Ende in einer vorzugsweise geschmierten Lageröffnung 40 in dem Kern 22 gelagert ist. Die Welle ist in diesem Falle weiterhin mit ihrem anderen Ende in der Wand der Getriebeab- Λ deckung 44 an der Feldplatte 20 gelagert.

Der Geschwindigkeitsuntersetzungsantrieb 18 ist ein Rädergetriebe, das in diesem Falle zwei Reduktionsstufen enthält, von denen die erste Stufe durch ein Ritzel 46 auf der Rotorwelle 38 und ein damit kämmendes Zahnrad 48 an einer Welle 50 gebildet ist, die mit ihren Enden in der Feldplatte 20 und der Getriebeabdeckung 44 gelagert ist. Die nächste und letzte Reduktionsstufe ist durch ein Ritzel 52, das sich mit dem Zahnrad 48 dreht, und durch ein damit kämmendes Zahnrad 54 an der Endwelle 16 gebildet, die mit ihren Enden in der Feldplatte 20 und der Getriebeabdeckung 44 gelagert·ist.

Im Betrieb des Motors, d.h. nach Anlegen einer Wechselspannung an die Feldspule 28, haben zu einem Zeitpunkt die Feldpole 30 und 32 entgegengesetzte Polaritäten und ihre Polaritäten andern sich mit den Wechseln des der Feldspule zugeführten Stromes, wobei der Rotor 14 in Phase mit dem Strom wie bekannt stufenweise schaltet. Der Rotor 14 läuft nach Erregung der Feldspule an und läuft in einer Richtung weiter, wobei der Rotor in einer Leerlaufstellung bei der ersten oder nachfolgenden Polarisation

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der Feldpole 30 und 32 unstabil wird und bald in der .Richtung anläuft, die eine vorherrschende Wirkung ausübt.

Der zyklisch laufende Motor 10 hat eine zyklisch laufende Vorrichtung 60, die in diesem Falle aus zwei Teilen 62 und 64 gebildet ist. Der Teil 62 ist das vorstehend beschriebene Zahnrad 54 mit seiner Drehachse x', das mit einer kontinuierlichen Bahn 68 um diese Achse in einem Umfang über 360° und vorzugsweise mit einer Mehrzahl von Umdrehungen versehen ist, wobei die Bahn-Schultern 70 und 72 an ihren entgegengesetzten Enden aufweist. Die Bahn 68 ist in diesem Falle in der unteren Fläche 66 des Teiles 62 vorgesehen und ist in ihrer bevorzugten Ausführungsform eine spiralförmige Nut 68 um die Achse x¹ mit einer Mehrzahl von Umdrehungen und gegenüberliegenden Endwänden, welche die Schultern 70 und 72 bilden. Der andere Teil 64 der zyklisch laufenden Vorrichtung 60 ist ein Armelement, das bei 74 an der Getriebeabdeckung 44 schwenkbar gelagert ist und einen Stößel trägt, der sich in die Spiralnut 68 erstreckt. Der spiralförmig genutete Teil 62 und der damit zusammenwirkende Stößelarm 64 sorgen für eine freie Drehung des Teiles 62 und seiner Welle -16 relativ zu dem Feld 12 über einen Winkelbereich, der im wesentlichen dem Umfang der Spiralnut 68 mit mehreren Umdrehungen in

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Längsrichtung gleich ist. Im Betrieb des Motors 10 wird 'mit der Teil 62 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen von dem Rotor angetrieben, wobei der Teil 62 und die damit in Antriebsverbindung stehenden Elemente, einschließlich· des Rotors 14, jedesmal umgekehrt werden, wenn die Endwand 70 oder 72 der Spiralnut 68 mit dem Stößel 76 an dem Arm 64 zusammenstößt. Der Teil 62 läuft somit beim Betrieb des Motors zyklisch zurück und vor, und zwar bei dem dargestellten Beispiel (Fig. 1) in einem Be-

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reich, der etwas weniger als fünf Umdrehungen umfasst.

Der Motor TO mit relativ großem zyklischen Bereich kann für verschiedene Anwendungen dienen. Eine typische Anwendung, für welche dieser Motor geeignet ist, ist ein Ständer mit einem zyklisch laufenden Träger für eine Bildvorrichtung, z.B. einen Weihnachtsbaum, inabesondere wenn eine solche Vorrichtung durch Einstecken in eine in der Nähe angeordnete Netzleitung elektrisch beleuchtet werden kann. Der zyklisch laufende Motor TO kann somit Λ in einen solchen Ständer 80 (Fig. 1) eingebaut werden, wobei der zyklisch laufende Träger 82 ein Zahnrad 84 in Eingriff mit dem Zahnrad 54 an dem Teil 62 des zyklisch laufenden Motors aufweist. Das Verhältnis zwischen dem Zahnrad 84 und dem Zahnrad 54 kann so sein, daß der Träger 82 durch den Teil 62 des zyklisch laufenden Motors ungefähr eine Umdrehung rückwärts und vorwärts zyklisch bewegt wird, wobei die Bildvorrichtung in dem Träger 82, z.B. ein elektrisch beleuchteter Weihnachtsbaum, rundherum gezeigt wird, jedoch das Lichtkabel in eine in der Nähe angeordnete Steckdose eingesteckt werden kann, ohne mit

oder
dem Träger dem Baum verwickelt zu werden« Der eben beschriebene Ständer dreht die Bildvorrichtung, z.B. den beleuchteten Weihnachtsbaum, mit einer relativ geringen Geschwindigkeit, was nicht nur für eine optimale und sehr gute Anzeige der Vorrichtung und eine optimale Sicherheit des Ständers im Betrieb sorgt, sondern auch ein minimales Drehmoment des zyklisch laufenden Motors erfordert, der deshalb von relativ geringen Abmessungen sein kann und entsprechend geringe Kosten verursacht· Dies wird durch den bevorzugten Antrieb des Teiles 62

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des zyklisch laufenden Motors bei' einer gegenüber dem Rotor 14' wesentlich verringerten Geschwindigkeit und" durch den weiter verringerten Antrieb des zyklisch laufenden Trägers 82 bei einer gegenüber dem Teil 62 des zyklisch laufenden Motors verringerten Geschwindigkeit erreicht. . . ■ ■ - X" .--

Während bei dem in den Mg₀ 1 und 2 beschriebenen zyklisch laufenden Motor 10 der Stößelarm 64 für seine Bewegung in Eingriff mit der Spiralnut 68 in dem zyklischen laufenden Teil 62 an dem PeId 12 schwenkbar gelagert ist, zeigt Fig. 4 einen zyklisch laufenden Motor 10a, bei dem der Stößelarm 64a an dem Feld für eine geradlinige Stößelbewegung radial zur Achse xa des Teiles 62a des zyklisch laufenden Motors befestigt ist. Hierfür ist der Stößelarm 64a in geeigneter Weise für eine Bewegung in einer Ebene normal zu der Achse xa gelagert und für eine geradlinige Bewegung in dieser Ebene durch die Wellen 16a und 50a geführt, die durch einen Längsführungsschlitz 87 in dem Stößelarm 64a vorragen.

Zyklisch laufende Motoren dieser Art finden auch vorteilhafte Anwendung bei der Regelung von Anlagen zur Temperaturänderung und dergleichen, die auf automatische Bedarfssignale ansprechen. Fig. 5 und 6 zeigen die Anwendung des beispielhaften Motors 10 der Fig. 1 und 2 in einer Einheit 88 einer Regelung 90 (Fig. 7) für eine (nicht dargestellte) Anlage, welche in diesem Falle eine Stange 92 aufweist, die bei einer Längsverschiebung durch den zyklisch laufenden Motor in entgegengesetzten Richtungen die Anlage veranlasst, bei diesem Beispiel Wärme zu liefern und Wärme abzuschalten. Hierfür trägt die Welle 16 des zyklisch laufenden Motors in diesem Beispiel ein Ritzel 94 (Fig. 7)»

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das im Eingriff mit einem Zahnradsegment 96 auf einer Welle 98 steht, wobei das Zahnradsegment 96 einen Arm 100 aufweist, der mit der Stange 92 verbunden ist.

Die Regeleinheit 88 enthält außer dem Motor 10 mit seiner zyklisch laufenden Vorrichtung 60 zwei normalerweise geschlossene Schalter 102 und 104, die bei 106 an der Getriebeabdeckung 44- an deren Außenseite für eine Verbindung des gesamten Kreises befestigt sind. Die Einheit enthält des weiteren einen Arm oder eine Nooke 108 an der zyklisch laufenden Welle 16, welche die entsprechenden ™ Schalter 102 und 104 zu geeigneten Zeiten öffnen kann· Bei der betrachteten Arbeitsweise der Regelung wird der normalerweise geschlossene Schalter 104 durch den Arm 108 bei dessen zyklischer Bewegung von der Stellung in den Fig. 5 und 7 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Stellung der Fig. 6 geöffnet und der andere normalerweise geschlossene Schalter 102 wird durch den Arm 108 bei dessen zyklischer Bewegung von der bteilung in Fig. 6 im Uhrzeigersinn in die Stellung in den Fig. 5 und 7 geöffnet. Diese Schalter 102 und 104 befinden sich in dem Kreis der Feldspule 28 | des Motors, der auch einen Thermostaten 110 (Fig. 7) mit einer temperaturempfindlichen Betätigungseinrichtung, in diesem Falle einem Bimetall-Blatt 112, und zwei Signalkontakte 114 und 116 enthält. Der Kreis der Feldspule 28 enthält in diesem Falle eine leitung 118, die das Thermostat-Blatt 112 mit einer Seite der Netzleitung 120 verbindet, Leitungen 122 und 124, welche die Thermostatkontakte 114 und 116 mit den Schaltern 102 und 104 verbinden, Leitungen 126 und 128» welche die Schalter 102 und 104 mit der Feldspule 28 verbinden, und eine Leitung 130, welche die Feldspule 28 mit der anderen Seite der Netzleitung 120 ver-

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bindet. Der Kreis der Feldspule wird somit durch den Thermostaten an dem Kontakt τΗ oder 116 geschlossen ,der mit dem dann geschlossenen Schalter 102 oder 104 verbunden ist. In dem beispielhaft dargestellten Zustand der Regelung gemäß Fig. 7 ist somit der Kreis der Feldspule geschlossen, wenn das Blatt 112 des Thermostaten den Kontakt 116 berührt, der mit dem dann geschlossen Schalter 104 verbunden ist. Sobald der Feldspulenkreis somit geschlossen ist und der Motor seinen Lauf fortsetzt, läuft der Arm 108 zyklisch entgegen dem Uhrzeigersinn (Fig. 7), bis der behälter 1C4 öffnet und dadurch der Kreis geöffnet wird. Mit dem dann geöffneten Schalter (Fig. b) tritt das nächste Schließen des Feldspulenkreises üblicherweise auf, wenn das Blatt 112 des Thermostaten den Kontakt 114 berührt, (Fig. 7), der mit dem dann geschlossenen behälter 102 (Fig. b) verbunden ist, wodurch aer Motor wieder in Betrieb gesetzt wird und der Arm 1.C8 aus der Stellung in Fig. 6 im Uhrzeigersinn in die Stellung in den Fig. 5 und 7 läuft, um wieder den Feldspulenkreis an dem Schalter 102 zu öffnen.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß der Arm einen zyklischen Betriebsbereich A von weniger als 360° aufweist (Fig. 5). Um den Arm 108 auf diesen Betriebsbereich A bei allen Selbststarts des Rotors des Motors sowohl in richtiger als auch in falscher Richtung zu beschränken, ist es entsprechend erforderlich, den wirksamen Bereich der zyklisch laufenden Vorrichtung 60 zu verkürzen, d.h. die effektive Länge der Spiralnut 68 mit beispielsweise mehreren Windungen in dem Teil 62 des zyklisch laufenden Motors zu verkürzen. Dies wird

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im Vorliegenden Falle dadurch erreicht, daß zwei Stößelarme 64-' und 64'' vorgesehen werden, die "bei 74' und 74'' an der Feldanordnung des Motors schwenkbar gelagert sind und mit ihren entsprechenden Stößeln 76' und 76^lf in die Spiralnut 68 vorragen. Die Stößelarme 64' und 64'' sind den Schaltern 102 und 104 und der Spiralnut 68 zugeordnet, um den zyklischen Bereich des Armes 108 zu kürzen und festzulegen, der durch die zyklisch laufende Vorrichtung 60 so festgelegt ist, daß bei einem Selbststart des Rotors des Motors in falscher Richtung in eine den Schalter schließende Stellung des Armes 108 (Fig. 5 und 6) der behälter in die richtige Richtung umgekehrt wird, während der entsprechende Schalter noch offen gehalten wird. Nimmt man somit an, daß bei der nächsten Feldspulenerregung der Arm 108 in der den Schalter öffnenden Stellung der Figo 5 in die falsche Richtung" im Uhrzeigersinn starten will, stößt die Endwand 70 der Spiralnut b8 mit dem in der .Nähe liegenden Stößel 76" auf dem Arm 64'' zusammen und kehrt den Motor und den Arm 108 in die richtige Richtung um, während der Arm 108 den Schalter 102 noch offen hält. Nimmt man umgekehrt an, daß bei der nächsten Feldspulenerregung der Arm 108 in der den Schalter offenden Stellung der Fig. 6 in die falsche Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn starten will, stößt die Endwand 72 der Spiralnocke 60 mit dem in der Nähe befindlichen Stößel 76· an dem Arm 64' zusammen und kehrt den Motor und den Arm 108 in die richtige Richtung um, während der Arm 108 den Schalter 104 noch offen hält. Der effektive zyklische Bereich des Armes 108, der durch die zyklisch laufende Vorrichtung 60 gegeben ist, hat beispielsweise den Umfang B in Fig. 5 und erlaubt somit dem Arm 108, aus einer den Schalter

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öffnenden Stellung in die richtige oder ialsche Richtung zu starten. Dieser Arm will normalerweise nur den nächsten programmierten Schalter 102 oder 104 bei der Annäherung in der richtigen vorbestimmten Richtung öffnen.

Wird nun angenommen, daß sich der Arm 108 in der den Schalter öffnenden Stellung in Fig. 5 und 7 befindet, in der die Wärme abgeschaltet wird, und das Thermostatblatt 112 sich bei Verringerung der Temperatur aus dem Eingriff mit dem "Wärme-Aus"-Kontakt 1H in Eingriff mit dem "Wärme-Ein"-Kontakt 116 biegt und somit Wärme anfordert, dann wird der Feldspulenkreis über den Thermostatkontakt 116 und den damit verbundenen geschlossenen Schalter 104 geschlossen. Der Motor wird dann sofort ansprechen, indem er den Arm 108 aus der Stellung in Fig. 7 entgegen dem Uhrzeigersinn in die Stellung in Fig. 6 dreht, in welcher er den Schalter 104 und damit den Feldspulenkreis öffnet. Die Welle 16,

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die somit mit den Arm in die Stellung in Fig. 6 läuft, wird somit über ihr Ritzel 94 und das damit kämmende Zahnradsegment 96 die Stange 92 in die in strichpunktierten Linien dargestellte Lage (Fig. 7) verschieben, in der die Anlage veranlasst wird, Wärme zu liefern. Die Anlage wird somit Wärme liefern, bis die Temperatur auf. einen Punkt ansteigt, an dem sich das Thermostat-Blatt 112 in Eingriff mit dem "Aus"-Kontakt 114 biegt und somit ein Abschalten der Wärme veranlasst. Der Feldspulenkreis wird dann über den Thermostatkontakt 114 und den dann geschlossenen Schalter 102 geschlossen. Der Motor spricht dann sofort an, indem der Arm 108 aus der Stellung in Fig. 6 in Uhrzeigerrichtung in die Stellung in den Fig. 5 und 7 läuft, in der er den Schalter

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102 und damit den Feldspulenkreis öffnet. Die Welle 16 läuft somit mit den Arm 108 in die Stellung in den Fig. 5 und 7 und wird über das Ritzel 94 und das Zahnradsegment 96 die Stange in die in vollen Linien dargestellte Lage (Fig. 7) verschieben, in welcher die Anlage veranlasst wird, die Wärme abzuschalten. Die Anlage spricht somit auf die Befehle des Thermostaten 110 an, der unter .üblichen Bedingungen für eine abwechselnde Wärme-

und)
zufuhiPabschaltung sorgt. Die Anlage spricht auch genau auf die Befehle des Thermostaten bei allen anderen Bedingungen an. Im Fall einer Unterbrechung einer Energiezufuhr ist somit die Regelung bereit, die Anlage in Übereinstimmung mit den Befehlen des Thermostaten zu betätigen, wenn die momentane Energie wieder eingeschaltet ist. Nimmt man z.B. an, daß bei einer Energieunterbrechung der zyklisch laufende Arm 108 sich in der "Wärme-Ein"-Stellung der Fig. 6 befindet, jedoch keine weitere Wärme zugeführt wird, bleibt das Thermostatblatt 112 im Eingriff mit dem"Wärme-Ein^M-Kontakt 116 aufgrund der ungenügenden Wärmezuführung, woraufhin die Anlage bei Wiedereinschaltung der Energie I die unterbrochene Wärmezuführung fortsetzt, bis der Thermostat die Abschaltung der Wärme meldet. Auch wenn während größerer Energieunterbrechungen der Thermostat auf die sich ändernde Temperatur der umgebenden Atmosphäre ansprechen würde, wobei er wiederholt seine Einstellung für die Meldungen der Wärmeeinschaltung und der Wärmeausschaltung ändert, wird sich die Regelung bei der Wiedereinschaltung der Energie im sofortigen Befehlszustand der Anlage befinden, wobei diese auf den besonderen Befehl dea Thermostaten zum Zeitpunkt der Wiedereinschaltung der Energie anspricht, sei es eine Meldung für das

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Einschalten oder für das Ausschalten der Wärme. .Falls des weiteren eine Unterbrechung der Energie zufällig im Laufe einer zyklischen Bewegung des Armes 108 auftreten sollte, wird sich die Regelung trotzdem im unmittelbaren Befehlszustand der Anlage befinden, wenn die Energie wieder eingeschaltet wird,und unabhängig von dem Befehl des Thermostaten zu dem Zeitpunkt der Wiedereinschaltung der Energie. Nimmt man z.B. an, daß aufgrund der Meldung des Thermostaten für eine Abschaltung der Wärme (Pig. 7) der Arm 108 anspricht, indem er aus der Stellung in Fig. 6 im Uhrzeigersinn läuft, jedoch kurz vor dem Schalter 102 infolge der plötzlichen Abschaltung der Energie stoppt, und nimmt man weiter an, daß zu dem Zeitpunkt der Wiedereinschaltung der Energie das Thermostatblatt 112 sich in Berührung mit dem Kontakt 116 befindet, um eine Wärmezuführung zu melden, kann der Arm 108 dann in jeder Richtung starten. Wenn der Arm 108 dann in der richtigen Richtung im Uhrzeigersinn startet, wird er bald den Schalter 104 öffnen und dadurch den Feldspulenkreis öffnen, nachdem die sich zyklisch bewegende Welle 16 über das Ritzel 94 und das Zahnradsegment 96 die Stange 92 in die richtige,in strichpunktierten linien dargestellte Stellung ^wWärme-Ein" (Fig. 7) verschoben hat. Wenn jedoch der Arm 108 in der falschen Richtung im Uhrzeigersinn starten sollte, läuft er somit im Uhrzeigersinn zu dem Ende seines Bereiches B, der durch die zyklische Vorrichtung 60 gegeben ist,und kehrt dann in die richtige Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um und läuft in dieser, bis sich der Sehalter 104 öffnet, nachdem die Stange 92 in die in strichpunktierten Linien dargestellte Stellung '"Wärme-Ein" (Fig. 7) verschoben ist, wobei sich der andere Schalter 102

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durch den Arm 108 im Verlaufe der beschriebenen zyklischen Bewegung kurz öffnet, jedoch ohne Wirkung auf den dann geschlossenen Kreis der Feldspule- des Motors. Der sich zyklisch bewegende Motor ist somit in vollständiger Abhängigkeit von dem Thermostat und spricht auf die Befehle des Thermostaten unter allen Bedingungen an·

Während die beschriebene Regelung 90 aufgrund des beispielhaften Thermostaten 110 für eine Anlage zur Temperaturänderung anwendbar ist, kann dieselbe Regelung mit einer Einrichtung, die auf atmosphärische Zustände anspricht,anstelle eines Thermostaten mit denselben Vorteilen bei einer Anlage zum Ändern einer bestimmten atmosphärischen Bedingung angewendet werden. Die Regelung kann z.B. einen Feuchtigkeitsmesser anstelle eines Thermostaten für die Anwendung bei einer Anlage zur Änderung der Feuchtigkeit aufweisen·

Der beispielhafte zyklisch laufende Motor 10 bei der beschriebenen Regelung 90 hat den Vorteil eines üblichen zyklisch laufenden Teiles 62 mit seiner Spiralnut 68 mit mehreren Umdrehungen mit dem gewünschten effektiv kürzeren zyklischen Bereich der zyklisch laufenden Vorrichtung 60, der durch die Verwendung von zwei Stößelarmen 64' und 64'' erhalten wird. Es ist auch möglich, den Motor bei dieser Regelung mit einer anderen zyklisch laufenden Vorrichtung zu versehen, z.B. der zyklisch laufenden Vorrichtung 60b in Fig. 8, bei welcher der zyklisch laufende Teil 62b einen Arm 140 trägt, der beim Anstoßen an einen festen Anschlag 142 und 144 den Teil 62b und seinen antreibenden Rotor umkehrt. Der wirksame Bereich der zyklisch laufenden Vorrichtung 60b ist somit vom Umfang Bb, während der normale Be-

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triebsbereich des zyklisch laufenden Teiles 62b bei der Regelung der damit zusammenwirkenden Schalter in einer ; Regelung gemäß Fig.»7 vom Umfang Aa sein kann.

Es ist auch möglich, bei einer Steuerung gemäß Fig. 7 einen Motor mit einem zyklischen Bereich von mehreren Umdrehungen zu verwenden. Ein solcher Motor ist bei 10c in Fig. 9 dargestellt, dessen zyklisch laufender Teil 62c in diesem Falle eine Spiralnut von etwas mehr als zwei Umdrehungen aufweist, φ und die Schalter 102c und 104c, die in Bezug auf die Achse der zyklisch laufenden Welle 16c zueinander diametral entgegengesetzt angeordnet sind, sind axial zu der Welle 16c voneinander versetzt. Der den Schalter betätigenden Arm 108c ist in diesem Falle auf die Welle 16c bei 150 aufgekeilt, so daß er mit dieser sowohl drehbar als auch dazu axial verschiebbar ist. Die Nabe 152 des Armes 108o ist mit einer Nockennut mit mehr als zwei Umdrehungen versehen, mit der ein fester Stößel 156 zusammenarbeitet. Bei einer zyklischen Bewegung des Teiles 62c und dessen Welle 16c in entgegengesetzten Richtungen wird der Arm 108c somit axial in die Richtung mit den entsprechenden Schaltern 102c und 104c verschoben, um diese nahe den angrenzenden Enden des zyklischen Bereiches von etwas mehr als zwei Umdrehungen zu-' öffnen. Der somit größere zyklische Bereich des Teiles 62c,des Armes 108c und der Welle 16c erlaubt eine Antriebsverbindung zwischen der zyklisch laufenden Welle 16c und z.B. einer Anlage zur Temperaturänderung, die vorzugsweise ein Rädergetriebe mit einer wesentlichen Geschwindigkeitsuntersetzung sein kann, so daß ein Motor mit geringer Abmessung und geringem Drehmomentausgang in der Lage ist, diese Anlage zu

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betätigen. Ein Rädergetriebe für diesen Zweck ist durch das Ritzel 158 auf der Welle 16c und das damit kämmende Zahnrad 160 angedeutet.

Die vorstehend beschriebene Regeleinheit 88 (Fig. 5 und 6) ist sowohl für eine fertige elektrische Verbindung in einer Regelung als auch für eine Wirkungsverbindung mit einer Anlage, z.B. in der Anordnung nach Fig. 7, vorteilhaft. Die Regeleinheit 88 enthält außer-dem !zyklisch laufenden Motor 10 mit seiner Feldspule und der zyklisch laufenden Einrichtung 60 und den ^ Schaltern 102 und 104 auch die Leitungsverbindungen 126 und zwischen diesen Schaltern und einem Ende der Feldspule. Die Schalter 102 und 104, die für die Verbindung mit dem Kreis die Anschlüsse 162, 164 und 166, 168 aufweisen, sind in diesem Falle mit ihren entsprechenden Anschlüssen 162 und 166 mit der Feldspule durch die Leitungen 126 und 128 verbunden, so daß nur die anderen Anschlüsse 164 und 168 dieser Scnalter und das andere Ende der Feldspule eine Verbindung des Kreises erfordern, um die Regeleinheit 88 an eine Regelung gemäß Fig. 7 anzuschließen.

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Claims

Patentansprüche

1. Zyklisch laufender Synchronmotor, gekennzeichnet durch eine Feldspule, durch einen permanentmagnetischen Rotor, der in jeder Richtung aufgrund der Erregung der Spule anläuft und weiterläuft, durch eine zyklisch laufende Vorrichtung mit einem ersten rotorgetriebenen Teil mit einer Drehachse und einem zweiten festen Teil, von denen ein Teil um seine Achse eine ^ kontinuierliche Spur mit einem Umfang über 360° mit Schultern an den gegenüberliegenden Enden aufweist, und durch ein Element mit einem Stößel in der Spur, das an dem anderen Teil für eine Bewegung mit dem Stößel durch die Bahn angebracht ist, wobei beim Antrieb des Rotors der Stößel an die Schultern anstößt, wobei sich eine Umkehr des ersten Teiles und des getriebenen Rotors bei jedem Anstoß ergibt und der erste Teil rückwärts und vorwärts in einem Bereich, der im wesentlichen dem Umfange der Spur entspricht, zyklisch läuft,

2. Ständer mit einem zyklisch laufenden Träger für eine Ausstellungsvorrichtung mit einem Synchronmotor nach Anspruch.1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spur einen Umfang von mehreren Umdrehungen hat und daß eine Antriebsverbindung zwischen dem ersten Teil und dem Träger vorgesehen ist, so daß dieser vorwärts und rückwärts durch den ersten Teil in einem Bereich zyklisch läuft, der kleiner ist als der Bereich des ersten Teiles. .

3. Ständer nach Anspruch 2, bei dem die Ausstellungsvorrichtung durch Einstecken in eine Netzleitung elektrisch beleuchtet werden kann, gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeitsunter-

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Setzungsantrieb zwischen dem Rotor und dem ersten Teil, wobei der Rotor die höchste Geschwindigkeit hat und der erste Teil in einem Bereich von ungefähr einer Umdrehung zyklisch läuft.

4. Zyklisch laufender Synchronmotor, gekennzeichnet durch eine Feldanordnung mit einer Feldspule, durch einen permanentmagnetischen Rotor, der in jeder Richtung durch Erregung der Spule anläuft und weiterläuft, durch eine zyklisch laufende Vorrichtung mit einem rotorgetriebenen Teil mit einer Drehachse, wobei um diese Achse eine im wesentlichen spiralförmige Nut mit mehreren Umdrehungen mit gegenüberlxegenden Endwänden vorgesehen ist, und durch ein Clement mit einem Stößel, der in die Nut reicht und an der Feldanordnung für eine Bewegung mit dem Stößel auf die Achse zu und von dieser weg befestigt ist, wobei beim Antrieb des Rotors der Stößel an die iiindwände der Nut anstößt, wodurch sich eine Umkehr des Teiles und des getriebenen Rotors bei jedem Anstoß ergibt.

t). Synchronmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element an der Feldanordnung um eine zu der Drehachse parallele Achse schwenkbar angebracht ist.

6. Synchronmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Element an der Feldanordnung für eine geradlinige Bewegung radial zu der Achse und in einer zu der Achse normalen Ebene befestigt ist· -

7. Synchronmotor nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeitsuntersetzungsantrieb zwischen dem Rotor und dem Teil, wobei der Rotor die höhere Geschwindigkeit hat.

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8. Synchronmotor nach Anspruch 4,·gekennzeichnet durch eine Lastwelle und durch einen Geschwindigkeitsuntersetzungs antrieb zwischen dem Rotor und der Welle mit einem Zahnrad, das mit einer anderen Geschwindigkeit als der Rotor angetrieben wird, wobei der Rotor die höchste Geschwindigkeit hat und der Teil als ein Zahnrad ausgebildet ist.

9. Synchronmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Elemente vorgesehen sind, von denen jedes einen Stößel auf-

™ weist, wobei ein Stößel einen bestimmten Winkelabstand von einer Endwand der Nut hat, wenn sich die andere Endwand in Berührung mit dem anderen Stößel befindet, wobei beim Antrieb des Rotors und dem sich ergebenden Anstoßen der Stößel an die entsprechenden Endwände der l\iut der Teil und sein treibender Rotor rückwärts

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und vorwärts mit einem zyklisch Bereich des Teiles laufen, der

gleich dem bestimmten Winkelabstand ist.

10. Regelung für eine Vorrichtung zur Temperaturänderung, gekennzeichnet durch einen Thermostaten mit zwei Signalkontakten,

ψ durch einen zyklisch laufenden Synchronmotor mit einer Feldanordnung, die eine Feldspule enthält, durch einen permanentmagnetischen Rotor, der aufgrund der Erregung der Spule in jeder Richtung anläuft und weiterläuft, durch eine rotorgetriebene Regelwelle, durch Einrichtungen, die eine freie Drehung der Welle relativ zu der Feldanordnung über einen festen Winkelbereich erzeugen, wobei sich eine Umkehr der Welle und des Rotors jedesmal ergibt, wenn die Welle die gegenüberliegenden Enden des Bereiches erreicht, durch einen Kreis, der den Thermostaten und die Spule enthält und zwei normalerweise geschlossene Schalter enthält, die mit den Thermostatkontakten und mit einem Ende der

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Spule verbunden sind, wobei der Kreis durch den Thermostaten an jedem Kontakt geschlossen wird, und durch Einrichtungen, die durch die WeIie betätigt werden, um die Schalter zu öffnen, wenn sich die Welle innerhalb bestimmter Längen des Bereiches befindet, der sich zwischen den gegenüberliegenden Wänden erstreckt.

11. Regelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich kleiner als 360° ist und daß die Einrichtung zum Öffnen des Schalters ein Arm ist, der von der Welle getragen ist.

12. Regelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich über 360 beträgt, daß die Schalter axial von der Welle versetzt sind, daß die Einrichtung zum Öffnen des Schalters einen Arm enthält, der auf die Welle aufgekeilt ist,und daß Einrichtungen vorgesehen sind, die den Arm in wirksamen Eingriff mit den Schaltern bei einer Drehung der Welle in Richtungen zum Öffnen der entsprechenden Schalter axial verschieben,

13· Regelung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeitsuntersetzungsantrieb zwischen dem Rotor und der Welle, wobei der Rotor die höchste Geschwindigkeit hat·

14. Regeleinheit, gekennzeichnet durch einen zyklisch laufenden Synchronmotor mit einer Feldanordnung, die eine Feldspule enthält, durch einen permanentmagnetischen Rotor, der in jeder Richtung aufgrund der Erregung der Spule anläuft und weiterläuft, durch eine rotrgetriebene Regelwelle, durch Einrichtungen, die eine freie Drehung der Welle relativ zu der Peldanordnung über einen festen Winkelbereich erzeugen, wobei sich eine Umkehr der Welle und des Rotors jedesmal ergibt, wenn die Welle die

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entgegengesetzten Enden des Bereiches erreicht, durch zwei normalerweise geschlossene Schalter an dem Motor, von denen jeder einen ersten und einen zweiten Anschluß für eine Verbindung mit einem Kreis hat, wobei die ersten Anschlüsse der beiden Schalter mit einem Ende der Spule verbunden sind, und durch Einrichtungen, die durch die Welle betätigt werden, um die Schalter zu öffnen, wenn sich die Welle innerhalb bestimmter Längen des Bereiches befindet, der sich zwischen den entgegengesetzten Enden erstreckt·

15. Regeleinheit nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Greschwindigkeitsuntersetzungsantrieb zwischen dem Rotor und der Welle, wobei der Rotor die höchste Geschwindigkeit hat.

16. Regelung für eine Einrichtung zur Temperaturänderung, gekennzeichnet durch einen Thermostaten mit zwei Signalkontakten, durch einen zyklisch laufenden Synchronmotor mit einer Feldanordnungjdie eine Feldspule enthält, durch einen permanentmagnetischen Rotor, der in jeder Richtung aufgrund der Erregung der Spule anläuft und weiterläuft, durch einen rotorgetriebenen Teil mit einer Drehachse, wobei um diese Achse eine im wesentlichen spiralförmige Nut mit gegenüberliegenden Endwänden angeordnet ist, durch ein Element mit einem Stößel, der in die Nut reicht und an der Feldanordnung für eine Bewegung mit dem Stößel auf die Achse zu und von dieser weg befestigt ist, wodurch beim Antrieb des Rotors der Stößel an die Endwände der Nut anstößt, wobei sich eine Umkehr des Teiles und des treibenden Rotors bei jedem Anstoß ergibt, durch einen Kreis, der den Thermostaten und die Spule enthält und zwei normalerweise geschlossene Schalter aufweist, die mit den Thermostatkontakten

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und mit einem Ende der Spule verbunden sind, wobei der Kreis durch den Thermostaten an jedem Kontakt geschlossen wird, und durch Einrichtungen, die durch den Teil betätigt werden, um die Schalter zu öffnen, wenn der Stößel sich innerhalb bestimmter Längen der Nut befindet, die sich zwischen den gegenüberliegenden Endwänden erstreckt.

17. Regelung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut mehrere Umdrehungen aufweist und daß zwei Elementevorgesehen sind, von denen jedes einen Stößel aufweist, wobei ein ™ Stößel in einem Abstand von weniger als 36O von einer Endwand der Nut angeordnet ist, wenn die andere Endwand im Eingriff mit dem anderen Stößel ist,und wobei sich ein Arm mit dem Teil dreht.

18. Regelung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen Geschwindigkeitsuntersetzungsnatrieb zwischen dem Rotor und dem Teil, wobei der Rotor die höchste Geschwindigkeit hat.

19. Regeleinheit nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen rotorgetriebenen Teil mit einer Drehachse, wobei um die Achse 'eine im wesentlichen spiralförmige Nut mit gegenüberliegenden ™ Endwänden vorgesehen ist, und durch ein Element mit einem Stößel, der in die Nut reicht und an der leldanordnung für eine Bewegung mit dem Stößel auf die Achse zu und von dieser weg befestigt ist, wobei beim Antrieb des Rotors der Stößel an die Endwände der Nut anstößt^ wobei sich eine Umkehr des Teiles und des getriebenen Motors bei jedem Anstoß ergibt.

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