DE2006549A1

DE2006549A1 - Magnetic indexing device for converting an oscillating movement into a rotary movement

Info

Publication number: DE2006549A1
Application number: DE19702006549
Authority: DE
Inventors: Hanns F Dipl Ing 7220 Schwenningen Bertsch
Original assignee: Mauthe Friedr GmbH
Current assignee: Mauthe Friedr GmbH
Priority date: 1970-02-13
Filing date: 1970-02-13
Publication date: 1971-08-26

Description

Magnetische Fortschaltvorrichtung zur Umwandlung einer Schwingbewegung in eine Drehbewegung Zusatz zu Patent .-...(Pat:entanmg P 19 11 651.9) Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung einer schwingbewegung in eine Drehbewegung, die aus einem Schwinger, insbesondere einem Drehschwinger, mit wenigstens einem Fortschaltmagneten und einem Schaltrad mit an seinem Umfang vorgesehenen zahn- oder speichenähnlichen Fortsätzen besteht. Die Fortsätze sind hierbei derart ausgebildet und mit dem Schwinger magnetisch gekoppelt, daß das Schaltrad durch die parallel zur Schaltradebene erfolgende Schwingbewegung des Schwingers in Drehbewegung gehalten wird. Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, daß die Erstreckungsrichtung der Fortsätze bei ruhendem schaltrad bezüglich der Bewegungsbahn des Fortschaltmagneten schräg verl;uSt, so daß das Fortschaltrad infolge der magnetischen Kopplung zwischen dem schwingenden Magneten und den Fortsätzen in Bewegung versetzt wird. Magnetic indexing device for converting an oscillating movement in a rotary movement Addition to patent.-... (Pat: entanmg P 19 11 651.9) The invention relates to a device for converting an oscillating movement into a rotary movement, that of an oscillator, in particular a rotary oscillator, with at least one Incremental solenoids and a ratchet wheel with toothed or provided on its circumference spoke-like projections. The extensions are designed in this way and magnetically coupled to the oscillator that the ratchet by the parallel the oscillating movement of the oscillator held in rotary motion to the ratchet plane will. This is essentially achieved in that the extension direction of the Continuations when the indexing wheel is at rest with regard to the path of movement of the indexing magnet obliquely verl; uSt, so that the progressive wheel as a result of the magnetic coupling between the oscillating magnet and the extensions are set in motion.

Damit das Schaltrad bei derartigen Anordnungen stets in einer bestimmten Drehrichtung anläuft, können die speichenähnlichen Fortsätze so dimensioniert sein, daß die magnetische Kraft in einer Drehrichtung überwiegt.So that the ratchet wheel in such arrangements always in a certain Direction of rotation starts, the spoke-like extensions can be dimensioned so that that the magnetic force predominates in one direction of rotation.

Bei der nach dem älteren Patent .......... (Patentanmeldung P 19 11 651.9) vorgeschlagenen Vorrichtung wird zur Erzwingung des Selbatanlaufes in einer Vorzugsrichtung nicht die sich infolge unterschiedlicher Dimensionierung der Schaltzähne oder Pole ergebende Kräftedifferenz, sondern die infolge unterschiedlich großer Luftspalte auftretende Kräftedifferenz ausgenutzt. Da die magnetische Kraft dem Quadrat der Entfernung proportional ist, ist diese Kräftedifferenz wesentlich größer als bei den bisher bekannten Anordnungen.In the case of the earlier patent .......... (patent application P 19 11 651.9) proposed device is to force the self-start in a The preferred direction is not the result of the different dimensions of the shift teeth or poles resulting force difference, but the result of differently large Air gap occurring force difference exploited. Since the magnetic force is the Square is proportional to the distance, this force difference is much larger than with the previously known arrangements.

Nach dem mit dem älteren Patent ......... (Patentanmeldung P 19 11 651.9) offenbarten Grundgedanken sind der oder die Fortschaltmagnete und die weichmagnetischen Fortsätze des Schaltrades so angeordnet, daß sich der Luftspalt zwischen ihnen längs der Schwingungsbahn des Fortschaltmagneten derart ändert, daß bei Umlauf des Schaltrades in einer Drehrichtung die magnetische Kopplung des Fortsohaltmagneten mit dem Jeweils gekoppelten Fortsatz abnimmt und mit dem nachfolgenden zunimmt.After the one with the older patent ......... (patent application P 19 11 651.9) are the basic idea (s) and the magnetically soft ones Projections of the ratchet wheel arranged so that the air gap between them is longitudinal the oscillation path of the indexing magnet changes in such a way that when the ratchet wheel rotates in one direction of rotation the magnetic coupling of the holding magnet with the respective one coupled process decreases and increases with the following.

Während die bereits vorgeschlagene Lösung wenigstens zwei Fortschaltmagnete erfordert, wird mit der vorliegenden Erfindung ein vereinfachtes Ausführungsbeispiel vorgeschlagen, bei welchem nur ein Fortschaltmagnet am Schwinger vorgesehen ist. Hierbei ist das S haltrad nach Art eines Zahnrades ausgebildet, dessen Zähne Jeweils aus zwei gegeneinander und bezüglich der Schwingungsbahn des Fortschaltmagneten sohragverlaufenden Schenkeln gebildet sind, welche gemeinsam eine annähernd sinusförmige Schaltbahn für den einzigen Fortschaltmagneten darstellen. Die Veränderung des Luftspaltes wird zweckmäßigerweise dadurch erreicht, daß die Schenkel zwischen den Umkehrpunkten bzgl.While the already proposed solution has at least two indexing magnets requires, the present invention becomes a simplified embodiment proposed, in which only one switching magnet is provided on the transducer. Here, the S holding wheel is designed in the manner of a toothed wheel, the teeth of which are each of two against each other and with respect to the oscillation path of the indexing magnet sohrag running Legs are formed which together form an approximately sinusoidal switching path represent for the only incremental magnet. The change in the air gap is expediently achieved in that the legs between the reversal points concerning.

der Schwingungsebene des Fortschaltmagneten flach geneigt sind und in den Umkehrpunkten über ein Teilstück steiler und entgegengesetzt gerichteter Neigung Jeweils miteinander verbunden sind.the plane of oscillation of the indexing magnet are flat inclined and in the reversal points over a section steeper and more oppositely directed Inclination respectively connected to each other.

Bei der Schwingbewegung des Schwingers, der eine Frequenz zwischen 15 und 40 Hz und eine Amplitude zwischen 10 und 300 besitzen kann, bleibt die magnetische Eopplung zwischen dem Fortschaltmagneten und der sinusförmigen Schaltbahn erhalten, wodurch das Schaltrad in Dri} bewegung versetzt und gehalten wird. Die flache Neigung der Schenkel bewirkt, daß sich die magnetische Kopplung beim Schwinger in der einen Richtung verstärkt, in der anderen Richtung dagegen abschwächt. Da an den Umkehrpunkten ein Teilstück entgegengesetzt gerichteter steilerer Neigung vorgesehen ist, überwiegt in diesen Punkten die Kopplung des Portschaltmagneten mit dem nachfolgenden Schenkel. Hierdurch wird die Weiterdrehung des Schaltrades in einer Drehrichtung erzwungen.During the oscillating movement of the oscillator, which has a frequency between 15 and 40 Hz and an amplitude between 10 and 300, the magnetic remains Coupling obtained between the indexing magnet and the sinusoidal switching path, whereby the ratchet wheel is set in motion and held. The flat slope the leg causes the magnetic coupling in one of the transducers Increased direction, but weakened in the other direction. Because at the turning point a section of oppositely directed steeper inclination is provided predominates in these points the coupling of the port switching magnet with the following leg. This forces the ratchet wheel to continue turning in one direction of rotation.

Daneben hat eine mit diesem Schaltrad arbeitende Fortschaltvorrichtung den Vorteil, daß das Schaltrad allein durch die Schwingerbewegung stets in der gleichen Richtung in Drehung versetzt wird. Auch wirkt sie amplitudenstabilicierend, wenn der am wohwinger angebrachte Permanentmagnet ueber die sinusförmige ;;chaltbahn hinausschwingt, da eine Verringerung der Kopplung zwischen dem Schaltmagneten und der Bahn eine Amplitudenver Größerung verhindert.In addition, has an indexing device that works with this ratchet wheel the advantage that the ratchet wheel is always in the same position due to the rocker movement alone Direction is set in rotation. It also has an amplitude-stabilizing effect, if the permanent magnet attached to the wellwinger over the sinusoidal ;; switching track swings out because of a reduction in the coupling between the solenoid and prevents the path from increasing in amplitude.

Zweckmäßigerweise besteht ein nach diesen Vorschlägen ausgebildetes Schaltrad aus einer zentralen Nabe, welche die von den Schenkeln gebildete Schaltbahn mittels schmaler Speichen trägt. Hierbei sollten die Speichen mit dem bezüglich der Schwingungsebene des Fortschaitmagneten tiefergelegenen Ende der Schenkel verb'inden und im wesentlichen außerhalb der Schwingungsbahn des Magneten gelegen sein. Auf diese Weise wird eine unerwünschte Kopplung des Fortsöhaltmagneten mit den Speichen weitgehend vermieden.Appropriately, there is one designed according to these proposals Ratchet wheel from a central hub, which the switching path formed by the legs by means of narrow spokes. Here, the spokes should be related to the the lower end of the legs connect to the oscillation plane of the progress magnet and be located substantially outside of the oscillation path of the magnet. on this will result in an undesirable coupling of the holding magnet to the spokes largely avoided.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit Vorteil für eine Uhr, insbesondere eine transistorgesteuerte Uhr, verwendet werden, bei welcher der Drehsehwinger als Gangordner, d.h. also als Unruhe, dient. In diesem Fall sind zusätzlich zum Fortschaltmagneten ein oder mehrere Steuer- und Antriebsmagnete vorgesehen, die in an sich bekannter Weise mit einer aus einer Steuer- und Antriebsspule bestehenden Spulenanordnung zusammenwirken.The device according to the invention can advantageously be used for a watch, in particular a transistor-controlled clock can be used, in which the swivel chair acts as a Aisle folder, i.e. as a restlessness, serves. In this case, in addition to the indexing magnet one or more control and drive magnets are provided, which are known per se Way with a coil arrangement consisting of a control and drive coil cooperate.

Bei derartigen Uhren induziert der Steuermagnet in der Steuerspule einen Steuerimpuls, welcher einen Steuertransistor öffnet bzw. schließt, in dessen Arbeitsatromkreis die Antriebespule angeordnet ist. Das von der Antriebsspule erzeugte Magnetfeld wirkt hierbei antreibend auf den mit einem Antriebsmagneten versehenen Schwinger.In such watches, the control magnet induces in the control coil a control pulse, which opens or closes a control transistor, in its Working circuit the drive coil is arranged. The one generated by the drive coil The magnetic field has a driving effect on the one provided with a drive magnet Schwinger.

Ferner ist es möglich, die erläuterte Anordnung zur magnetischen Hemmung eines Federwerkes zu verwenden.It is also possible to use the above arrangement for magnetic escapement to use a spring mechanism.

Der Gegenstand der Erfindung ist nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, das in den Zeichnungen dargestellt ist, im einzelnen erläutert. In diesen zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Uhrwerksteiles mit erfindungsgemäßem Schaltrad, Fig. 2 eine Aufsicht der erfindungsgemäßen Anordnung bestehend aus Schaltrad, Unruhe und Steuer- und Antriebsspule, Fig. 3 eine Seitenansicht der Amordnung gemäß Fig. 2, Fig. 4 eine Aufsicht des erfindungsgemäßen Schaltrades in vergrößerter Darstellung, Fig. 5 eine Seitenansicht des Schaltrades gemäß Fig. 4 und Fig. 6 Abwicklung der aus den Schenkeln gebildeten Schaltbahn des Schaltrades gemäß Fig. 4 und 59 In den Zeichnungen sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Teile der Fortschaltvorrichtung für eine Uhr dargestellt.The subject matter of the invention is based on a preferred one below Embodiment, which is shown in the drawings, explained in detail. In these show: Fig. 1 is a side view of a clockwork part with ratchet wheel according to the invention, FIG. 2 is a plan view of the arrangement according to the invention consisting of ratchet wheel, balance and control and drive coil, Fig. 3 is a side view the arrangement according to FIG. 2, FIG. 4 shows a plan view of the ratchet wheel according to the invention in an enlarged view, FIG. 5 is a side view of the ratchet wheel according to FIG. 4 and FIG. 6 Development of the switching path of the switching wheel formed from the legs 4 and 59 in the drawings are only those for understanding the Invention shown important parts of the indexing device for a clock.

Gemäß Fig. 1 ist zwischen zwei Werkßplatinen 1 und 2 ein als Unruhe wirkender Drehschwinger angeordnet, auf dessen Welle 3 im Abstand voneinander zwei Trägerplatten 4 und 5 angebracht sind. Das Direktionsmoment der Unruhe wird mittels einer Schraubenfeder 6 erzeugt, welche einerends mit der Platine 1 und andererends mit der Scheibe 4 verbunden ist. Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, tragen die Scheiben 4 und 5 Steuer- und Antriebsmagnete 7 und 8 sowie den Fortschaltmagneten 9.According to Fig. 1 is between two work plates 1 and 2 as a restlessness acting rotary oscillator arranged, on the shaft 3 at a distance from each other two Carrier plates 4 and 5 are attached. The moment of direction of the unrest is by means of a helical spring 6 is generated, which at one end with the circuit board 1 and at the other end is connected to the disc 4. As can be seen in particular from FIGS is, the disks 4 and 5 carry control and drive magnets 7 and 8 and the indexing magnet 9.

Achsparallel zur Unruhwelle 3 ist zwischen den Platinen 1 und 2 ferner die Schaltradwelle 10 drehbar gelagert, welche das erfindungsgemäße Schaltrad 11 trägt. Die Drehbewegung des Schaltrades wird mittels einer Schnecke 12 auf das Uhrwerk übertragen, von dem lediglich ein Zahnrad 13 dargestellt ist. Koaxial zum Schaltrad ist außerdem eine Schwungscheibe 14 angeordnet, die auf einem Bund 15 der Schaltradwelle 10 reibungsschlüssig gelagert ist.Axially parallel to the balance shaft 3 is also between the plates 1 and 2 the ratchet shaft 10 is rotatably mounted, which the ratchet wheel 11 of the invention wearing. The rotary movement of the ratchet wheel is controlled by a worm 12 on the clockwork transmitted, of which only one gear 13 is shown. Coaxial to the ratchet a flywheel 14 is also arranged on a collar 15 of the ratchet shaft 10 is mounted in a friction-locked manner.

Dem Antrieb des Drehschwingers dient eine Spulenanordnung 16, welche aus bifilar, koaxial oder scheibenförmig gewickelten Antriebs- und Steuerspulen bekannter Bauart besteht. Diese Spulenanordnung erzeugt zusammen mit dem Steuer- und Antriebsmagneten 7 und 8 impulsartig Msgnetfelder, welche den Drehschwinger z. B. mit einer Frequenz von 15 bis 40 Hz und einer Amplitude zwischen 10 bis 30Q in Schwingungen versetzen. Hierbei bewegt sich der Fortschaltmagnet 9 auf einer mit dem Doppelpfeil a angedeuteten Bahn. Da der Fortschaltmagnet 9 mit der aus den Schenkeln lla und lib des Schaltrades 11 gebildeten Schaltbahn magnetisch verkoppelt ist, wird das Schaltrad hierbei mitgenommen und infolge der nachstehend noch erläuterten Luftspaltänderung in eine Drehbewegung mit eindeutigem Drehsinn versetzt.A coil arrangement 16 is used to drive the rotary oscillator, which made of bifilar, coaxial or disk-shaped wound drive and control coils known design. This coil arrangement, together with the control and drive magnets 7 and 8 pulse-like Msgnetfelder, which the rotary oscillator z. B. with a frequency of 15 to 40 Hz and an amplitude between 10 to 30Q make them vibrate. Here, the indexing magnet 9 moves on one with the double arrow a indicated path. Since the switching magnet 9 with the from the Legs lla and lib of the ratchet 11 formed switching path magnetically coupled is, the ratchet is taken along and as a result of the below explained Change of air gap in a rotary movement with a clear direction of rotation.

Die besondere Ausbildung des Schaltrades gemäß der Erfindung ist anhand der Fig. 4 - 6 erläutert. Das Schaltrad wird zweckmäßigerweise aus einer einstückigen Scheibe aus weichmagnetischem Material gestanzt und geprägt. Dieses Schaltrad 11 besitst eine zentrale Nabenscheibe 11c, welche die aus einzelnen Schenkeln 11a und 11b zusammengesetzte Bohaltbahn mit sternförmig angeordneten Speichen lid trägt. Die Schenkel sind gegenüber der Schwingungsebene des Fortschaltmagneten schwach geneigt, wie insbesondere die Abwicklung der Schaltbahn in Fig. 6 zeigt.The special design of the ratchet wheel according to the invention is based on 4-6 explained. The ratchet is expediently made of a one-piece Disc made of soft magnetic material punched and embossed. This ratchet 11 possesses a central hub disk 11c, which consists of individual legs 11a and 11b composite boardwalk with spokes arranged in a star shape lid wearing. The legs are weak compared to the oscillation plane of the indexing magnet inclined, as in particular the development of the switching path in FIG. 6 shows.

Uberträgt man die Bewegungsbahn des Fortschaltmagneten in Fig. 4 bzw. in die die Abwicklung gemäß Fig. 6 darstellende Zeichenebene, so durchläuft der Magnet die mit dem Pfeil a' gekennzeichnete Bahn. Diese Darstellung veranschaulicht, daß sich der Luftspalt zwischen dem Fort schaltmagneten und den jeweils angekoppelten Schenkeln 11a bzw.If the movement path of the indexing magnet in Fig. 4 or in the plane of the drawing representing the development according to FIG. 6, the Magnet the path marked with the arrow a '. This illustration illustrates that the air gap between the Fort switching magnet and each coupled Legs 11a or

lib der Fortschaltbahn vergrößert und damit die magnetische Kopplung verkleinert, bis der Fortschaltmagnet seinen Umkehrpunkt erreicht hat. Diesem Umkehrpunkt ist das kurze Teilstück ile der Schaltbahn mit stärkerer und entgegengesetzt gerichteter Neigung zugeordnet. Diese sprungaFtige Luftspaltänderung gewährleistet, daß das Schaltrad stets in einer bestimmten Vorzugsrichtung umläuft.lib of the incremental path increased and with it the magnetic coupling until the indexing magnet has reached its reversal point. This turning point is the short section ile of the switching path with stronger and oppositely directed Associated with inclination. This sudden change in the air gap ensures that the Ratchet wheel always revolves in a certain preferred direction.

Patentansprüche: Patent claims:

Claims

Claims: X Device for converting a swinging motor into a rotary movement, consisting of an oscillator, in particular a rotary oscillator, with at least one indexing magnet and a ratchet wheel on its circumference provided tooth-like or spoke-like ones made of soft magnetic material Projections, the direction of extension of which is inclined with respect to the path of movement of the magnet and which are inclined with respect to the oscillation plane of the oscillator in such a way that that the air gap between the indexing magnet and the extensions extends lengthways the oscillation path changes, whereby the magnetic coupling of the magnet with the Each coupled extension decreases as the ratchet wheel rotates in one direction of rotation and increases with the following, according to patent (patent application P 19 11 651.9) thereby characterized in that the ratchet wheel (11) is designed in the manner of a gearwheel, whose teeth 'each consist of two against each other and with respect to the oscillation path of the Switching magnets (9) inclined legs (? Yes, body) are formed, which represent an approximately sinusoidal switching path for the indexing magnet (9), where the legs (lla, lib) between the reversal points of the indexing magnet (9) with respect to its plane of oscillation are flat inclined and in the reversal points above a section (Ile) of steep and opposite inclination, each with one another are connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the ratchet wheel (11) consists of a central hub disc (mio), which consists of the legs (11a, 11b) formed switching path by means of narrow spokes (led), which with the Regarding the vibration level of the indexing magnet (9) lower end of the Legs (11a) are connected and essentially outside of the oscillation path of the magnet.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the rotary oscillator serves as a gear folder of a preferably transistor-controlled clock and in addition to the switching magnet (s) (9) one or more control and drive magnets (7, 8), which with a coil arrangement (16), consisting from a control and drive coil, interaction.