DE1918678C3

DE1918678C3 - Elektromagnetisches Anzeigegerät

Info

Publication number: DE1918678C3
Application number: DE1918678A
Authority: DE
Inventors: Frederick A. Buuck; Phillip L. Harden; Samuel M. Thomas Jun.
Original assignee: Bowmar Instrument Corp
Current assignee: Mercury Systems Inc
Priority date: 1968-04-12
Filing date: 1969-04-12
Publication date: 1974-02-14
Also published as: DE1918678A1; US3478349A; JPS4818680B1; FR2006124A1; GB1202836A; DE1918678B2

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Anzeigegerät, dessen einen permanentmagnetisch polarisierten Rotor umschließender Stator einen Magnetkern mit mindestens einer der Anzahl der gewünschten Rotorstellungen entsprechenden geraden Zahl von wenigstens sechs ausgeprägten Polen sowie mit ao einer Anzahl in Umfangsrichtung verteilt auf dem Magnetkern angeordneter Feldwicklungen aufweist, deren eine Enden miteinander verbunden sind und deren andere Enden mittels einer die gleiche Anzahl von Schaltstellungen wie die gewünschten Rotorstel- *$ lungen aufweisenden und der gewünschten Rotorstellung entsprechend steuerbaren Schalteinrichtung wahlweise an die positive oder an die negative Klemme einer Gleichspannungsquelle anschaltbar sind.

Elektromagnetische Anzeigegeräte der vorgenannten Art werden hauptsächlich zur Ausspeicherung von elektronischen Rechnern verwendet und müssen deshalb in der Lage sein, aus jeder im Augenblick vorhandenen Rotorstellung heraus eine beliebige andere Rotorstellung einzunehmen. Dabei ist es erwünscht, einerseits bei minimaler Stromaufnahme in allen Schaltstellungen ein größtmöglichstes Drehmoment für den Rotor zu srzielt.i und andererseits _mjt einer möglichst einfachen Schalteinrichtung aus₊₀ zukommen, in welcher nur 2-Stellungs-Schalter be-_IU,t_zt werden und die Anzahl der Außenleitungen kleiner ist als die der Stellungen des Gerätes.

Ej_n bekanntes Anzeigegerät der eingangs genannten Art (USA.-Pententschrift 3 371 333) erfüllt zwar die letztere Bedingung, nämlich die Bedingung, daß die Zahl der angesteuerten Anschlußleitungen kleiner ist als die der möglichen Anzeigestellungen. Auch werden bei einer Ausführungsform des bekannten Gerätes stets alle Feldwicklungen erregt. Die Stromaufnehme des Gerätes wie auch die Leistung, gemessen an der den Rotor einstellenden magnetomotorischen Kraft, sind jedoch in den verschiedenen Stellungen sehr unterschiedlich.

Gleiche Stromaufnahme und somit gleiche Leistung in bezug auf die resultierende magnetomotorisehe Kraft konnten bisher nur mit solchen Geräten erzielt werden, bei denen die Feldwicklungen so viele Leitungen und Code-Eingänge aufweisen, wie Rotor-Stellungen vorhanden sind.

in Verbindung mit einem Schrittschaltmotor ist es auch bereits bekannt (USA.-Patentschrift 3 042 819), den Potor mit einer einzigen Umschaltung der Schalteinrichtung zu verstellen, wobei die Anzahl der Anschlußleitungen lediglich halb so groß wie die der Schrittschaltstellungen ist. Entsprechend der Benennung dieses Gerätes wird dabei der Rotor jedoch nur schrittweise in die nächste benachbarte Stellung weitergeschaltet, während die Einnahme beliebiger

Schaltstellungen, wie dies für elektromagnetische Anzeigegeräte gefordert wird, nicht möglich ist. Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektrische? Anzeigegerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem alle Feldwicklungen in allen Stellungen des Rotors erregt sind, um bei minimalem Stromverbrauch optimale Leistung zu erhalten, und bei dem gleichzeitig die Anzahl der Anschiußleitungen auf ein Minimum beschränkt ist, so daß auch der Aufwand für die Schalteinrichtung und dessen Steuerung so klein wie möglich gehalten werden kann. Erfindiingsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anzahl der Feldwicklungen gleich der halben Anzahl der gewünschten Rotorstellungen ist und die Schalteinrichtung derart ausgebildet ist, daß jede Feldwicklung stets eingeschaltet ist und dabei entweder die gleiche Anzahl Feldwicklungen an die positive und an die negative Klemme der Gleichspannungsquellc angeschlossen sind oder dazwischen höchstens eine Differenz von zwei Feldwicklungen besieht.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiclr: der Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, wobei auch Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß den Unteransprüchen verdeutlicht werden. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein elektrisches Anzeigegerät gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 durch den inneren Teil des Gerätes,

F i g. 3 eine schematische Ansicht des Stators d;s Gerätes nach Fig. 1 mit den Feldwicklungen und der diese mit einer Gleichspannungsquelle verbindenden Schaltung,

Fig.4 einen Stromlaufplan der Wicklungen nach Fig. 3 in der dort gezeigten Stellung der Schalteinrichtung,

Fig. 5 einen mit dem Anzeigegerät nach Fig. 1 bis 3 für ζ .hn Rotorstellungen benutzten Code.

Fig. 6 einen Stator ähnlich dem nach Fig. 3. jedoch mit sechs Wicklungen und zwölf Anzeigestellungen,

Fig. 7 A und 7 B Stromlaufpläne für zwei vermiedene mit dem Stator nach Fig. 6 und dessen Bewicklung erzielbare Schaltstellungen,

Fig. 8 einen mit den Statorwicklungen nach Fig. 6 benutzbaren Code für zwölf Schaltstellungen,

F i g. 9 den Stator einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit zehn Anzeigestellungen,

Fig. 10 einen Code für die Ausführungsform nach F i g. 9,

Fig. 11 noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit zehn Anzeigestellungen,

Fig. 12 einen Stromlauf plan der Schaltwicklungen der Ausführungsform nach Fig. 11 für eine bestimmte Schaltstellung,

Fig. 13 einen Code für die Ausführungsform nach Fig.ll,

Fig. 14 einer. Stator ähnlieh dem nach Fig. 11, jedoch für zwölf Schaltstellungen, und

Fig. 15 einen Code für die Ausführungsform nach Fig. 14.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein elektromagnetisches Anzeigegerät 20 zum Anzeigen von zehn Einzeldaten, z.B. der Ziffern 0 bis 9, nach Maßgabe eines vorbestimmten Codes. Das Gerät 20 hat ein Gehäuse 22 mit Seitenwänden 24 und 26, einem Boden 28 und einer oberen Wandung 30, die ein Fenster 32 zum Ablesen der angezeigten Ziffern enthält.

Ein runder, schalenförmiger Teil 34 aus magnetischem Material sitzt in einer Vertiefung 36 nn der Innenseite der Seitenwandiing 24. Eine Achse 38 greift mit einem Ende 40 in eine Öffnung des Teils 34 ein und ist darin befestigt. Mit Wälzlagern 42 ist ein eine Anzeigetrommel tragender drehbarer Rotoraufbau 44 auf der Achse 38 gelagert.

Der Rotoraufbau 44 hat eine auf den Lagern 42 angeordnete Büchse 46, an welcher ein ringförmiger,

ίο permanentmagnetischer Rotorteil 48 befestigt ist. Die Anzeigetrommel 50 besteht aus einem äußeren Teil 52 und einem inneren kragenförmigen Teil 54, der auf der Büchse 46 sitzt, so daß der permanentmagnetische Rotorteil 48, die Büchse 46 und die Anzeigetrommel 50 zusammen auf der Achse 38 rotieren. Die äußere Mantelfläche des Teils 52 trägt die Ziffern, die durch das Fenster 32 abgelesen werden sollen.

Der Kern 56 des Stators is; in an sich bekannter

ao Weise aus einer Vielzahl von dünnen Blechen aus magnetischem Material hergestellt und besteht aus einem Ringjoch 58, von dem aus sich in gleichen Winkelabständen zehn ausgeprägte Pole 60 bzw. 64 radial nach innen erstrecken. Der Statorkern 56 ist innerhalb eines Kingkragens 62 des Teils 34 montiert, das den magnetischen Rückfluß zu führen vermag. Die inneren Enden der Pole 60 bzw. 64 bilden eine Bohrung, die den permanentmagnetischen Rotorteil 48 aufnimmt.

Der permanentmagnetische Rotorteil 48 hat, diametral gegenüberliegend zwei Vorsprünge 66, die im Winkel gegen die gestrichelt angedeutete magnetische Achse 68 des Rotorteils versetzt sind. Wie aus F 1 g. 2 zu ersehen ist, bilden diese Vorsprünge 66

kleinere Luftspalte mit den inneren Enden eines diametral gegenüberliegenden Paars von Polen 60 als die übrige Umfangsfläche des daucrma^netischen Rotorteils mit den anderen Polen. Wenn die auf den Polen sitzenden Feldwicklungen erregt werden, rich-

ten sich daher die Vorsprünge 66 auf Grund der durch die kleineren Luftspalte hervorgerufenen Reluktanz auf das betreffende Polpaar aus. Wenn die Erregung fortgenommen wird, dieht der Rotor 48 um einen kleinen Betrag, so daß sich seine magneti-

sehe Achse 68 auf das zuvor magnetisierte Polpaar ausrichtet. Dadurch vermag sich der Dauermagnetrotor 48 auch bei einer anschließenden erneuten Erregung derselben Feldwicklung, jedoch mit umgekehrter Polung, :iu drehen.

In dieser Anordnung, in der zehn Drehstellungen de, Rotorteils 48 vorgesehen sind,,hat der mit zehn Polen 60 bzw. 64 versehene Statorkern fünf auf diesen sitzende Feldwicklungen. Jede Feldwicklung besteht aus einer Spule 70, die fünf Polo überspannt.

Die Spulen 70 sind in gleichen Winkelabständen und symmetrisch mit Bezug auf die Pole 60 angeordnet, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Wie im folgenden genauer beschrieben, bewirkt bei miteinander verbundenen einen Enden der Spulen 70 das wahlweise

Verbinden der anderen Enden von y.wei bestimmten Spulen mit einer Klemme einer Gleichstromquelle und die anderei. Enden der übrigen Spulen mit der anderen Klemme der Gleichstromquelle eine magnetomotorische Kraft im Statorkern 56, und dies hat wiederum eine entsprechende Orientierung des Rotorteils 48 zur Folge.

Fig. 3 zeigt, daß die Spule 70-/1 die Pole 60-3, 60-4, 60-5, 60-6 und 60-7 überspannt. Die Spule

5 6

70-ß überspannt die Pole 60-5, 60-6, 60-7, 60-8 und Schalterstellungen die im Statorkern 56 erzeugten

60-9; die Spule 70-C überspannt die Pole 60-7, 60-8, magnetomotorischen Kräfte nur in dem gegenüber-

60-9, 60-10 und 60-1; die Spule 70-D überspannt die liegenden Polpaar 60-2, 60-7 gleich und entgegenge-

PoIc 60-9, 60-10, 60-1, 60-2 und 60-3, und die Spule setzt gerichtet sind, so daß sich die Vorsprünge 66

70-E überspannt schließlich die Pole 60-1, 60-2, 5 des permanentmagnetischen Rotorteils 48 am Nord-

60-3, 60-4 und 60-5. Die Spulen 70 sind im wescntli- bzw. Südpol (F i g. 2) auf die Pole 60-7 und

chen identisch, d. h., sie haben alle dieselbe Win- 60-2 ausrichten, wie durch den Pfeil 102 angezeigt

dungszahl aus Draht derselben Stärke und sind im ist.

selben Wicklungssinn auf den Polen 60 angeordnet, F i g. 5 zeigt einen Code für den Betrieb des Syso daß der Stromfluß in derselben Richtung zu einer io stems 78, um zehn verschiedene Schaltstellungen des magnetomotorischen Kraft derselben Polarität im permanentmagnetischen Rotorteils 48 zu schaffen. Statorkern 56 führt. Die Ausspeicherungszahlen 0 bis 9 sind aufeinander-Die inneren Enden 72 der Spulen 70 sind mitein- folgend auf der äußeren Mantelseite des Teils 52 der ander verbunden, und zwar bei 74, und die äußeren Anzeigetrommel 50 angeordnet. Die Fig.3 und4 Enden 76 sind herausgeführt, um die bei A, B, C, D 15 zeigen, daß, wenn die Schalter 80 der Schaltungsein- und E gezeigten Verbindungen herzustellen. richtung 78 darstellungsgemäß stehen, d. h. die Spu-Die in F i g. 3 schematisch dargestellte Schaltein- len A, B, C an der negativen und die Spulen D und E richtung 78 besteht aus fünf einpoligen 2-Stellungs- an der positiven Klemme der Gleichspannungsquelle Schaltern 80-/4, 80-fl, 80-C, 80-D und 80-E. Die be- 96 liegen, der permanentmagnetische Rotorteil 48 so weglichen Schaltkontakte 82 sind mit den äußeren »ο steht, daß die Zahl »7« angezeigt wird. Das Studium Enden 76 der Spulen 70 verbunden, während die bei- der F i g. 5 in Verbindung mit den F i g. 3 und 4 zeigt den festen Schaltkontakte 84 und 86 eines jeden auch, daß jede der neuen anderen Stellungen der Schalters 80 durch gemeinsame Verbindungen 88 Schalter 80 eine andere Stellung des Rotorteils 48 und 90 an die positive Klemme 92 bzw. die negative und somit die Anzeige einer anderen Zahl bewirkt. Klemme 94 einer Gleichspannungsquelle 96 ange- »5 wobei jeweils zwei Spulen an eine Klemme und die schlossen sind. Die Schalteinrichtung 78 kann somit anderen «!«ei an die andere Klemme der Gleichspanoffensichtlich normale statische Schaltungsglieder, nungsquelle angeschlossen sind.
Relais, eine Schaltungsmatrix od.dgl. umfassen, wie Die Fig. 6, 7 und 8, in welchen entsprechende dies an sich bekannt ist. Teile mit denselben Bezugszdchen versehen sind. Es werden zehn Schaltstellungen geschaffen, für 30 zeigen ein elektromagnetisches Anzeigegerät, das welche fünf Schalter 80 vorgesehen sind, und in jeder dem nach den F i g. 1 bis 5 entspricht. Der Statorkern Schalterstellung sind die äußeren Enden 76 zweier 56 hat jedoch zwölf in gleichen Winkelabständen am vorbestimmter Spulen 70 mit einer der Klemmen 92, Umfang des Jochs 58 verteilte ausgeprägte FoIe und 94 und daher mit einem Pol der Gleichstromquelle sechs Spulen 70, die in gleichen Winkelabständen 96 und die äußeren Enden 76 der anderen drei Spu- 35 und symmetrisch auf den Polen 60 angeordnet sind len 70 mil der anderen Klemme der Gleichstrom- und wiederum je fünf Pole übergreifen. Hier besteht quelle verbunden. Die Schalter 80 können auf diese die in Fig.6 nicht gezeigte Schaltungseinrichtung 78 Weise zehn verschiedene Stellungskombinationen aus sechs einpoligen 2-Stellungs-Schaltern, deren beeinnehinen, wobei in fünf Schaltstellungen zwei Spu- " wegliche Kontakte an die äußeren Enden 76-/4 bis len mit der positiven Klemme der Gleichspannungs- 40 76-F der Spulen 70 angelegt sind, während die festen quelle und in den anderen fünf Schaltstellungen mit Kontakte wieder mit den positiven und negativen der negativen Klemme der Gleichstromquelle ver- Klemmen der Gleichspannungsquelle verbunden bunden sind. Außerdem sind alle Spulen 70 in jeder sind, so daß dieses System zwölf verschiedene Stel-Schaltsteilung erregt. lungen des permanentmagnetischen Rohrteils 48 Hein F i g. 3 verbinden die Schalter 80-D und 80-E 45 fert.

die äußeren Enden 76-D und 76-E der Spulen 70-D Bei dieser Ausführungsform sind in jeder der

und 70-E mit der positiven Klemme 92 und die zwölf Schaltstellungen zwei oder drei der äußeren

Schalter 80-/1, 80-fl und 80-C die äußeren Enden Enden der Spulen mit einer Klemme der Gleicl.span-

der Spulen 70-/4, 70-B und 70-C mit der negativen nungsquelle verbunden und die übrigen drei oder

Klemme 94. Dies ergibt die in F ig. 4 gezeigte Rei- 50 vier äußeren Spulenenden mit deren anderer Klemme.

hen-Parallel-Schaltung, in welcher die Spulen 70-D Die F i g. 7 A und 7 B zeigen, daß in jeder der zwölf

und 70-E parallel' zueinander und in Reihe mit den Stellungen die Summe der auf der positiven Seite

wiederum parallel untereinandergeschalteten Spulen fließenden Ströme der Summe der auf der negativen

70-/4, 70-B und 70-C verbunden sind. Es ist auch zu Seite fließenden Ströme entspricht,

ersehen, daß die Summe der in den Spulen 70-D und 55 Wenn wie in den F i g. 6 und 7 A die Spulen 70-/4

70-E fließenden Ströme, wie die Pfeile 98-D bzw. und 70-B mit der positiven Klemme 92 und die übri-

98-E andeuten, gleich der Summe der Ströme ist, gen Spulen 70-C bis 70-F mit der negativen Klemme

die durch die Spulen 70-/4, 70-B und 70-C fließen 94 verbunden sind, ist zu ersehen, daß gleiche und

(Pfeile 98-/4, 98-B,98-C). Es liegt auf der Hand, daß entgegengesetzte. magnetomotorische Kräfte nur in in jeder der zehn Stellungen der Schalter 80 diesel- 60 den diametral gegenüberliegenden Polen 60-1 und ben Bedingungen vorhanden sind, d. h. die Summe 60-7 erzeugt werden, so daß eine magnetische Aus-

der durch die an die eine Klemme angeschlossenen richtung des permanentmagnetischen Rotorteils 48 Spulen fließenden Ströme gleich der Summe der nach Maßgabe des Pfeils 104 zustande kommt. Fer-

Ströme ist, weiche durch die an die andere Klemme ner ist aus Fig. 7B zu ersehen, daß, wenn die Spu-

angescnlossenen Spulen fließen, so daß der Strom- 85 len 7Q-A, 70-ß und 70-C an der positiven Klemme

fluß im System (Pfeile 100) für alle Schaltstellungen und die übrigen Spulen 70-D, 70-E und 70-F an dei

derselbe ist. negativen Klemme 94 liegen, maximale gleiche unc

F i g. 3 zeigt nun weiter, daß in den dargestellten entgegengesetzte magnetomotorische Kräfte nur ii

7 8

den diametral gegenüberliegenden Polen 60-2 und teile wieder auf dem Joch 58 des Statorkerns 56 an-

80-8 erzeugt werden, wodurch eine neue magnetische geordnet, wobei jeder Wicklungsteil zwei diametral

Ausrichtung des permanentmagnetischen Rotorteils auf dem Joch 58 gegenüberliegende Spulen umfaßt.

48 zustande kommt, wie durch den gestrichelten Pfeil Das Joch 58 des Statorkerns 56 hat zehn Pole 60, die

106 !'ngedeutct ist. 5 sich in gleichen Winkelabständen radial nach innen

I-1 g. S zeigt einen Code für die Stellungen der erstrecken und Pollücken 108 bilden.
Schalter der zugehörigen Schalteinrichtung, welcher Die Feldwicklung 118-/1 umfaßt im wesentlichen zwölf verschiedene Kombinationen für die Anzeige zwei gleichgroße Spulen 118-/4 1 und 118-/12, die durch den permanentmagnetischen Rotorteil 48 lie- auf dem Joch 58 im Bereich diametral gegenüberliefert, ίο gender Pollücken 108-10 bzw. 108-5 angeordnet

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Abwandlung eines sind. Die Spulen IiS-A 1 und 118-/1 2 sind im glei-

clektromagnetischen Anzeigegerätes, wobei die Spu- chen Sinne gewickelt, so daß der im gleichen Sinne

len auf dem Joch 58 des Statorkerris 56 in den Pol- hindurchfließende Strom magnetomotorische Kräfte

lücken gewickelt sind und nicht auf den Polen wie derselben Polarität erzeugt. In ähnlicher Weise sind

bei den bisherigen Ausführungsformen. Entspre- 15 identische Spulen 118-ßl und 118-S2 in den PoI-

chend den zehn vorhandenen Polen 60 sind auch lücken 108-6 bzw. 108-1 angeordnet. Spulen 118-C 1

zehn Pollücken 108 vorhanden. und 118-C2 in den Pollücken 108-2 bzw. 108-7,

Auch bei dieser Ausführungsform sind nur fünf Spulen 118-D 1 und 118-D 2 in den Pollücken 108-8

Feldwicklungen vorgesehen, die jeweils aus einer bzw. 108-3 und Spulen 118-E1 und 118-E 2 in den

Spule 110 bestehen. Die Spulen 110 sind in gleichen ™ Pollücken 108-4 bzw. 108-9. Die Enden 120 der

Winkclabständen und symmetrisch auf dem Joch 58 Spulen 118-/12, 118-B2, 118-C2 118-D2 und

angeordnet, und jede Spule besteht aus drei Teilen. 118-E 2 sind bei 74 miteinander verbunden. Die En-

die in je einer von drei aufeinanderfolgenden Pollük- den 122-/1 der Spule 118-/11 und 124-/4 der Spule

ken 108 liegen. So hat die Spule 110-/1 einen Teil 118-/1 2 sind bei 126-/1 durch eine Brücke 126-/1

110-/11 an ihrem Ende 112-/1, der in der Pollückc »5 miteinander verbunden, und ähnliche Verbindungen

108-1 liegt, einen in der Pollückc 108-2 liegenden 126 bestehen zwischen den Enden 122 und 124 der

Teil 110-/1 2 und eine in der Pollücke 108-3 liegen- anderen Spulenpaare 118. Die anderen Enden 128-/1

den Teil IU)-A 3. Die Spule MO-ß hat einen Teil bis 128-E der Wicklungen 118-/1 bis 118-E sind

110-ßl in der Pollücke 108-3. einen mittleren Teil nach außen herausgeführt, um die Verbindung mit

l!0-ß2 in der Pollückc 108-4 und einen Teil 30 den Schaltern 80 der Schalteinrichtung 78 nach

110-ß3 an ihrem anderen Ende 114-ß in der Pol- Fig. 4 herzustellen.

lücke 108-5. Auf diese Weise teilt jede Spule 110 Es l· 1 zu ersehen, daß, wenn die Enden 128-C und

einen ersten und dritten Teil jeweils mit dem dritten 128-E der Wicklungen 118-C (Spulen 118-C 1 und

bzw. ersten Teil der nächstfolgenden Spule. 118-C2) bzw. 118-E (Spulen 118-E 1 und 118-E2)

Die Enden 114 der Spulen 110 sind miteinander 35 durch die Schalter 80-C und 80-E an die positive

verbunden. Die Enden 112 sind durch Bildung der Klemme 92 der Gleichspannungsquelle 96 angelegt

äußeren Ans'chlüsse herausgeführt, wie dies bereits in sind, und die Enden 128-/1, 128-D und 128-/? der

F i g. 3 dargestellt ist. Wie bei der Ausführungsform anderen Wicklungen 118-/1 (Spulen HS-A 1 und

nach Fig. I bis 5 sind in jeder der zehn Schalterstel- 118-/1 2) bzw. 118-D (Spulen 118-D 1 und 118-D 2)

lungen die Enden 112 zweier bestimmter Spulen mit 40 bzw. 118-ß (118-ßl und 118-B2) durch die Schal-

ciner Klemme und die Enden 112 der anderen Spu- ter 80-/4, 80-D und 80-ß mit der negativen Klemme

len mit der anderen Klemme einer Gleichspannungs- 94 der Gleichstromquelle 96 verbunden sind, gleiche

quelle 96 verbunden. Die Äquivalcntschaltung und und entgegengesetzt gerichtete magnetomotorische

Teilung des Stromflusses ist dieselbe wie nach Kräfte nur in den diametral gegenüberliegenden Zäh-

F i g. 4rd.h.. die Summe der durch die beiden an eine 45 nen 60-1 und 60-6 erzeugt werden und dadurch eine

Klemme angeschlossenen Spulen fließenden Ströme bestimmte Drehstellung des permanentmagnetischen

ist gleich der Summe der Ströme, die durch die an Rotorteils 48 nach Maßgabe des Pfeils 130 in

die andere Klemme angeschlossenen Spulen fließen, Fig. 11 erzielt wird.

und der Gesamtstrom des Systems, der aus der Es folgt auch aus dieser Anordnung, daß es hierzu

Stromquelle entnommen wird, ist in allen Schaltstel- 50 keiner Löschung der in irgendeiner Spule erzeugter

lungen konstant. magnetomotorischen Kräfte kommt, sondern daß die

Wie aus F i g. 9 hervorgeht, werden bei an die po- Spulen dem Fluß im Joch in zwei parallele Wege lei-

sitive Klemme angeschlossenen Enden 112-D und ten (Teile 132 und 134), so daß der ganze Fluß mil

112-E der Spulen 110-D. 110-E und bei an die nega- Ausnahme der Streuverluste über die diametral ge-

tive Klemme angeschlossenen Enden 112-/1, 112-ß 55 genüberliegenden Pole 60-1 und 60-6 geleitet wird

und 112-C der anderen Spulen HO-A, HO-B, HO-C In dieser Konstruktion werden die Wicklungen dahei

gleiche und entgegengesetzt gerichtete magnetomoto- im wesentlichen vollständig ausgenutzt, und man er

rische Kräfte nur in den Polen 60-2 und 60-7 er- hält maximale Leistung.

zeugt, was zu einer bestimmten magnetischen Aus- Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, ist der Stromlau

richtung des permanentmagnetischen Rotorteils 48 in 60 der Spulenschaltung nach Fig. 11 derselbe wie nacl

Richtung des Pfeils 116 führt. F i g. 4, d. h., die Summe der durch die Wicklungei

Fig. 10 zeigt einen Code für die Stellungen der 118-C und 118-E fließenden Ströme ist gleich de

Schalter 80 der Schalteinrichtung 78 für die Spulen Summe der durch die drei anderen Wicklungei 110, der zehn verschiedene Siellungen für den Rotor- IiS-A, 118-B und 118-D fließenden Ströme, und de

teil 48 liefert. 65 Gesamtstromverbrauch ist für alle Schaltstellungei

Die Fig. 11, 12 und 13 zeigen eine weitere Aus- derselbe.

führungsform eines elektromagnetischen Anzeigege- Fig. 13 zeigt einen Code, der mit den Schalten

rätes gemäß der Erfindung. Hier sind die Wicklungs- 80 der Schalteinrichtung 78 verwendet werden kann

um zehn verschiedene Stellungen für den permanentmagnetischen Rotorteil 48 innerhalb eines Stators nach Fig. 11 zu liefern.

Fig. 14 zeigt eine Abwandlung des Statorkerns gegenüber. F i g. 11. Der Stator hat zwölf Pole 60, und es sind r-echs Feldwicklungen mit je zwei Spulen vorgesehen, die diametral gegenüberliegend auf dem Joch 58 angeordnet sind, so daß zwölf verschiedene Rotorstellungen erzielbar sind.

Wie in der Anordnung nach F i g. 9 sind auch hier in jeder der zwölf Stellungen der Schalter 80 der Schalteinrichtung 78 entweder zwei oder drei der Enden 128 der Wicklungen 118 (mit je zwei Spulen) an eine Klemme und die anderen vier bzw. drei Wicklungen (mit ebenfalls je zwei Spulen) an die andere Klemme der Gleichstromquelle gelegt. Wenn daher nach Fig. 14 die Enden 128-C und 128-E der Wicklungsteile 118-C bzw. 118-£ (umfassend die Spulen 118-Cl und 118-C 2 bzw. Π8-Ε1 und 118 £2) mit der positiven Klemme 92 und die Enden 128-/4, 128-B, 128-D und 128-F der anderen Wicklungen 118-/4,118-ß, 118-D und 118-F (mit je zwei Spulen) mit der negativen Klemme 94 verbunden sind, werden gleiche und entgegengesetzt gerichtete magnetomotorische Kräfte nur in den Zähnen 60-1 und 60-7 erzeugt, und der permanentmagnetische Rotorteil 48 wird in die Stellung gemäß Pfeil 136 gedreht.

Fig. 15 zeigt einen Code für die Stellung dei Schalter 80, der zwölf verschiedene Stellungen fiii den mit dem Stator nach Fig. 14 zusammenarbeitenden permanentmagnetischen Rotorteil 48 liefert.
5 Obwohl die dargestellten Ausführungen jeweil: nur zehn oder zwölf verschiedene Stellungen mit fünl bzw. sechs Leistungseingängen schaffen und damii die Schaltung des elektronischen Rechners vereinfachen, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungs-

ίο formen beschränkt, sondern es können auch wenigei als zehn oder mehr als zwölf Stellungen geschaffer werden. Auch müssen die Spulen nicht notwendigerweise symn etrisch angeordnet sein, sondern es kanr eine unsymmetrische Anordnung gewählt werden Auch kann der Stator mehr Pole als Stellungen besitzen, z. B. zwölf Pole bei nur fünf Wicklungen, di« zehn Stellungen liefern.

Es ist auch zu ersehen, daß bei jenen Anordnungen, in denen die Zahl der Rotorstellungen dividien

ao durch zwei eine ungerade Zahl ist, der Stromverbrauch für das Anzeigegerät für alle Rotorstellunger derselbe ist. Schließlich werden die Wicklungen nacr Maßgabe der Erfindung voll und ganz genutzt, da sie alle in jeder Rotorstellung erregt werden, wodurcl· die Leistung und Zuverlässigkeit verbessert wird unc ein zuverlässiger Betrieb bei niedrigerem Energieeinsatz möglich ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

! 918 678 Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Anzeigegerät, dessen einen permanentmagnetisch polarisierten Rotor umschließender Stator einen Magnetkern mit mindestens einer der Anzahl der gewünschten Rotorsttllungen entsprechenden geraden Zahl von wenigstens sechs ausgeprägten Polen sowie mit einer Anzahl in Umfangsrichtung verteilt auf dem Magnetkern angeordneter Feldwicklungen aufweist, deren eine Enden miteinander verbunden sind und deren andere Enden mittels einer die gleiche Anzahl von Schaltstellungen wie die gewünschten Rotorstellungen aufweisenden und der gewünschten Rotorstellung entsprechend steuerbaren Schalteinrichtung wahlweise an die positive oder an die negative Klemme einer Gleichspannungsquelle anschaltbar sind, dadurch ee Kennzeichnet, daß die Anzahl der Feldwicklungen (70, 110, 118) gleich der haiben Anzahl der gewünschten Rotorstellungen ist und die Schalteinrichtung (78) derart ausgebildet ist. daß jede Feldwicklung stets eingeschaltet ist und dabei entweder die gleiche Anzahl Feldwicklungen an die positive und an die negative Klemme der Gleichspannungsquelle (96) angeschlossen sind oder dazwischen höchstens eine Differenz von zwei Feldwicklungen besteht.

2. Anzeigegerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in bekannter Weise auf den Polen (60) angeordneten Widmungen aus je einer einzigen Spule bestehen, wek'ne eine Vielzahl von Polen überspannt.

3. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Pole zehn beträgt und jede Spule fünf Pole überspannt.

4. Anzeigegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Pole zwölf beträgt und jede Spule fünf Pole überspannt.

5. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise auf dem Joch (58) des Magnetkerns (56) angeordnete Wicklungen einander mit Bezug auf den Statorumfang übergreifen.

6. Anzeigegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede Wicklung in mehreren aufeinanderfolgenden Pollücken liegt und jeweils der letzte Wicklungsteil in der gleichen Pollücke wie der erste Wicklungsteil der in Umfangsrichtung nachfolgenden Wicklung angeordnet ist.

7. Anzeigegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Pole zehn beträgt und sich jede Wicklung über drei Pollücken eritreckt.

8. Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise das Joch des Magnetkerns umfassenden Wicklungen aus je zwei miteinander verbundenen Spulen bestehen.

9. Anzeigegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulen einer jeden Wicklung in diametral gegenüberliegenden Pollücken des Magnetkerns angeordnet sind.

10. Anzeigegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wicklungsteil in einer Pollücke angeordnet ist.

11. Anzeigegerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Pollückc nur ein Wicklungsieil angeordnet isi.

12. Anzeigegerät nach einem der Anspruches

bis ! 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Pole zehn beträgt.

13. Anzeigegerät nach einem der Anspruches bis II, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Pole zwölf beträgt.