DE1802357C - Schrittmotor fur elektrische Uhren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schrittmotor für elektrische Uhren mil einem Ringständer und einem Läufer, der einen Dauermagneten mit zahnförmigen Pulaufsätzen aufweist.

Derartige Schrittmotoren sullen bei ihrer Vordrehim» aus einer Sollage in die benachbarte an der Welle ein hohes Drehmoment abgeben und auch bei stromlosem Ständer ein möglichst großes Reaktionsmomeni besitzen, das einer Auslenkung des Läufers aus seiner Sollage entgegenwirkt. Die Größe und die Richtung des an der Welle abgegebenen Anzugsmomentes sind unter anderem von der Asymmetrie der Liiuferpole abhängig, während dan Reaktionsmoment davon abhängt, wie »ausgeprägt*· die F"le gestaltet sind, d. h., wie groß der Unterschied zwisehen der magnetischen Leitfähigkeit des Läufers in der Längs- und der Querachse ist. Da mit zunehmentlcr Unsymmetrie die Querachsenleitfähigkeit zunimmt, können die beiden erwähnten Momente nicht unabhängig voneinander beliebig gesteigert werden, so daß das Problem bei dem Schrittmotor darin liegt, eine optimale Gestaltung des Läufers zu finden, die den Anforderungen bezüglich des Anzugs- und des Reaktionsmomentes gerecht wird.

Ls ist ein Schrittmotor bekannt (deutsche Auslegeschrift I !04 042), der mit Polflügeln ausgestattete Lauferpolaufsüße aufweist. Der Motor enthält keine Vorrichtung zur Dämpfung, so daß der Motor ein ungenügend hohes Reaktionsmom;. .it aufweist.

Ln ist bei einem weiteren Schrittmotor (deutsche Patentschrift 673 170) bekannt, rechteckige PoI-ansät/c mit einem kleinen Absatz in den Ankerpol übergehen zu lassen, um den Anker besser in der gewünschten Lage stehenbleiben /u lassen, da sonst geringe Kräfte zu verhältnismäßig großen AbweiehiuiL'cn führen. Die rechteckigen Polansäl/e wirken sich auf den Verlauf des Drehmomentes besonders ungünstig aus. Der Aufbau des zweipoligen Ständers und das Fehlen einer Dämpfungsvorrichtung bewirken, daß der Schrittmotor nur ein geringes Reaktions- und Anzugsmoment aufweist.

Aus der deutschen Patentschrift ¹MS 631 ist es bekannt, eine Däinpfungscinriclitung sowie eine Rücklaufsperre bei einem elektromagnetischen Schrittschaltwerk /u verwenden.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Anzugs- und das Reaklionsmoment eines Schrillmotors gegenüber den bekannten Schrittmotoren vergleichbarer Abmessungen /11 steigern.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Polaufsäl/c irape/förmig ausgebildet und in ihrer g<in/cn Unite mi'i den sie tragenden Polschciben verbunden sind, daß die dem Stander zugewandte trapezförmige I lache der Poluufsiit/c Slufcnform aufweist und (InU eine I .äuferilämpf Hubvorrichtung mit einer itiif der I.ätiferwcllc sil/enden Scheibe vorgesehen ist, die mit einem am Ständer exzentrisch angeordneten, federbelasteten drehbaren Segment derart in Wechselwirkung steht, daU eine Uliekdrehung des Läufers ausl'esihliisscn ist.

l)ic trapezförmige Ausbildung der Oberfläche der l.aufcrpole ohne lOlunsütze oder l'oliliigvl steigert dun Anzugsmoment (let Motors gait/ wesentlich, wobei gleichzeitig durch die Stufe in der Polobcrflächc das Reaktion· moment stark angehoben wird.

Andererseits bedingt das holte Anzugsmoment des Schrittmotors eine Dämpfung de* Auslauf» des Lütt· fers, um l)rchsdtwingtmgen desselben und damit verbundene Prellungen der Uhrzeiger zu vermeiden. Zur vollständigen Unterdrückung von Drehschwingungen müßte die Dämpfung jedoch so stark ausgelegt werden, daß der Vorteil des hohen Drehmomentes zum Teil wieder verlorenginge. Als optimal erveist sich die Verwendung einer mechanischen Reibungsdämpfung, die gleichzeitig einen Rücklauf des Läufers ausschließt. Die erfindungsgemäß auf der Läuferwelle vorgesehene Scheibe, deren Außenfläche mit einem lederbelasteten, am Ständer drehbar befestigten Segment reibt, ist sehr leicht ausgebildet und vergrößert das Trägheitsmoment des Läufers nur unwesentlich. Die Reibung zwischen Scheibe und Segment kann auf Grund der Klemmwirkung der Dämpfungsvorrichtung bei einer Rückschwingung des Läufers relativ gering eingestellt werden.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Ringständer mit Teilausschnitt und einen Läufer eines Schrittmotors gemäß der Erfindung,

F i g. 2 einen Schrittmotor im Schnitt, F i g. 3 eine rückseitig am Ringständer angeordnete Dämpfungseinrichtung.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, enthält der Schrittmotor den Ringständer 1 und den Läufer 2.

Der Ständer 1 besteht aus den zwei Ringkörpern 3 und 4 mit nach innen gerichteten rechteckigen Zähnen 5 und einer im Innern der Körper 3 und 4 untergebrachten Ringwicklung 6. Der Läufer 2 enthält einen Dauermagneten 7, an dem oben und unten zahnförmige Polaufsätze 8 befestigt sind. Die Zähne der Polaufsätze 8 sind derart trkjXzförmig ausgeführt, daß die dem Ständer 1 zugewandte Stirnfläche jedes Zahnes einen als Stufe 9 ausgebildeten Vorsprung aufweist. Bei einer derartigen Zahnform wird die Wechsclwirkungsfläciie der Läufer- und Ständerpole erhöht, wodurch das Drehmoment an der Läufcrwelle 10 erhöht wird. Darüber hinaus sichert die Stufe 9 ein erhöhtes Fixiermoment beim Ausbleiben des Stromes in der Wicklung 6 des Ständers 1.

Der Luftspalt zwischen den Polen des Läufers 2 und des Ständers 1 wird durch eine radiale Ausdrehung gesichert. Hierbei besitzen Läufer 2 und Ständer I die gleiche Polzahl. Der Schrittmotor ist mit einer Dämpfungsvorrichtung verschen, die den Auslauf der Lätiferzähne vorgibt. Sie besteht aus einer auf der Läufcrwelle 10 sitzenden Scheibe 11 (Fig. 3), die mit einem exzentrisch angeordneten, um eine am Ständer 1 befestigte Achse 13 drehbaren fedcrbelasteten Segment 12 in Wechselwirkung steht. Das Segment 12 wird durch eine Flachfeder 14 gegen die Scheibe 11 gedrückt, die sich zusammen mit dem Läufer 2 nur im Uhrzeigersinn bewegen kann, da das Segment 12 mit geringer Reibung an der Scheibe Ii gleitet. Hierbei bewegt sich der Läufer 2 durch elektrische Impulse jedesmal um einen Schritt fort und läuft in Drehrichtung aus. Der Auslauf wird durch die Dämpfungsvorrichtung fixiert.

{•ine Kiickdrcluing des Läufers 2 ist ausgeschlossen, da dann die Scheiben durch das Segment 12 festgekeilt wird.

Zur Erhöhung der Festigkeit Ist -Jas Segment 12

mis Knpron ausgeführt, während die Scheibe 11 zur

öcwichtserleichtcrung mit Offnungen 15 versehen ist.

Eine Leiste 16 dient als Halterung für die Welle 10. Die Dämpfungsvorrichtung erhöht zusätzlich das

Drehmoment an der Läuferwelle 10 infolge des Auslaufes der Läuferzähne und schließt eine Rückdrehung des Läufers 2 im Uhrwerk aus.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schrittmotor für elektrische Uhren mit einem Ringständer und einem Läufer, der einen Dauermagneten mit zahnförmigen Polaufsätzen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Polaufsätze (8) trapezförmig ausgebildet und in ihrer ganzen Breite mil den sie !ragende,, h seheiben verbunden sind, daü ehe dem Siun.l zugewandte trapezförmige Fläche der I¹OhIHh;,, m Stufenform aufweist und ilaU eine LauU dampfungsvorrichiung mit einer aiii der La₁₁I WClIe(IO) sitzenden Scheibe (II) vorgesehen die mit einem am Ständer^!exzentrisch aniicr neten, federbelas.eten drehbaren Scgn.cn (1 dcnrt in Wechselwirkung steht, da« eine Ruc drehung des Läufers (2) ausgeschlossen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen