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Elektromagnetisches Antriebssystem, insbesondere polarisi:ertes Antriebssystem,
für Wecker.
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Die Erfindung betrifft ein eleXtromagnetisches Antriebssystem, insbesondere
ein polarisiertes Antriebssystem, für Wecker.
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Derartige Antriebssysteme besitzen einen Anker, der um eine in seinem
mittleren Bereich befindliche Drehachse schwenkbar gelagert ist und der beiderseits
dieser Achse Polflächen bildet, die festen Polflächen des Systems gegenüberliegen.
Mit Rücksicht auf eine vorgegebene Ansprechempfindlic't13reit des Antriebssystems
ist es erforderlich, daß die Schwenkbeun des Ankers so begrenzt ist, daß bei maxmaler
Auslenkung ein vorbesti.mmter Abstand zwischen den Ankerpolflächen und den ihnen
gegenüberliegenden festen Polflächen des Antriebssystems nicht unterschritten wird.
Und zwar muß dieser Abstand so gewählt sein, daß die Haftkraft, die im Zustand maximaler
Auslenkung zwischen den einander in minimalem Abstand gegenüberliegenden Polflächen
wirkt, und die bei einem polarisierten Antriebssystem durch den permanenten Magnetismus
des in dem magnetischen Feld virL-samen Dauermagneten und bei nicht polarisierten
Antriebssystemen durch den remanenten Magnetismus des ferromagnetischen Materials
verursacht wird, kleiner ist als die infolge der Ansprecherregung zwischen den auf
der anderen Seite der Drehachse des Ankers einander gegenüberliegenden Polflächen
wirkende elektromagnetische Kraft. Durch diese mit Rücksicht auf die vorgegebene
Ansprechempfindlichkeit des Antriebssystems erforderliche Begrenzung der Bewegung
des Ankers wird auch die Amplitude der Bewegung des mit dem Anker fest verbundenen
Weckerklöppels begrenzt. Hieraus resultiert eine entsprechende Beschränkung der
Schlagleistung des Antriebssystems.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches
Antriebssystem zu schaffen, das gegenüber den bekannten Antriebssystemen bei gleicher
Ansprechempfindlichkeit eine erhöhte Schlagleistung liefert. Ausgehend von einem
elektromagnetischen Antriebssystem, insbesondere einem polarisierten Antriebs-Systems
für Wecker, mit einem um eine in seinem mittleren Bereich befindliche Drehachse
schwenkbaren Anker, der beiderseits der Achse Polflächen bildet und dessen Bewegung
so begrenzt ist, daß bei maximaler Auslenkung ein vorbestimmter Abstand zwischen
den Ankerpolflächen und den ihnen gegenüberliegenden festen Polflächen des Antriebssystems
nicht unterschritten wird, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch
gelöst, daß zumindest einem der beiderseits der Drehachse liegenden Ankerarme in
an sich bekarmter Weise ein elastisch verformbsres Rückstellelement zugeordnet ist,
daß ferner die Ankerbewegung so begrenzt ist, daß der minimale Abstand des unter
dem Einfluß der Rückstellkraft des Rückstellelementes stehenden Ankerarmes von der
ilm zugeordneten festen Polfläche des Antriebssystems so gering ist, daß in dieser
Lage der Abstand der- Polfläche des anderen Ankerarmes von der ihm zugeordneten
festen Polfläche des Systems eine die Einhaltung der geforderten Ansprechempfindlichkeit
verhindernde Größe aufweist und daß dieser Abstand durch die auf den zuerst erwähnten
Ankerarm einwirkende Rückstellkraft so reduzierbar ist, daß die geforderte Ansprechempfindlichkeit
gewährleistet ist. Damit gleicht das erfindung gemäße Antriebssystem in seiner konstruktiven
Ausbildung einem bekannten Antriebssystem, (OS 1 437 457) bei dem die Ankerarme
ebenfalls unter dem Einfluß von elastischen Rückstellkräften stehen. Bei dieser
bekannten Anordnung wird durch diese Ausbildung jedoch ausschließlich der Zweck
verfolgt, im Ruhezustand des Antriebs systems den Abstand zwischen den Polflächen
des Ankers und den festen Polflächen möglichst groß zu halten, um den Mikrofonieffekt
des Antriebssystems auszuschalten bzw. zu verringern.
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Durch die erfindungsgemäße Verringerung des Mindestabstandes
der
bei maximaler Auslenkung des Ankers zwischen den dem festen Teil des Antriebssystems
zugekehrten Ankerpolflächen und den zugeordneten festen Polflächen wird die Bewegungsbahn
des Ankers und damit die Bewegungsamplitude des Weckerklöppels vergrößert.
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Die Verringerung des erwähnten Mindestabstandes ermöglicht zudem eine
bessere Ausnutzung der in dem elektromagnetischen Peld de hntriebssy-stems speicherbaren
magnetischen Energie, da der Betrag der zwischen zwei Polflächen wirkenden von dem
magnetischen Feld verursachten mechanischen Kraft dem Quadrat dieses Abstandes umgekehrt
proportional ist.
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Trotz der beschriebenen Verringerung des !Iindestabstatlde3 wird die
hnsprechempfindlichkeit des Antriebssystems nicht nachteilig beeinflußt, da durch
die Wirkung des ebenfalls erfindungsgemäGS vorgesehenen Rückstellelementes der Anker
in eine solche Lage zurückgestellt wird, daß die der Ansprecherregung entsprechende
magnetische Kraft zu einer Bewegung des Ankers auareicht. Auf diese Weise wird eine
Vergrößerung der Schlagleistung erzielt, ohne daß gleichzeitig die Ansprecherregung
vergrößert werden muß.
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Eine Begrenzung der Bewegung des Ankers läßt sich auf verschiedene
Art erreichen. So können durch die Glockenschale bzw.
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die Glockensehalen des Weckers im Zusaininenwirken mit dem fest mit
dem Anker verbundenen Weckerklöppel Anschläge für die erwähnte Begrenzung gebildet
werden. Man kann aber eine Begrenzung der erwähnten Bewegung auch dadurch erreichen,
indem man in dem bzw. den Luftspalten des Antriebssystems trennende Zwischenlagen
anordnet. Derartige Zwischenlagen können an den Ankerpolflächen oder auch an den
mit ihnen zusammenarbeitenden festen Polflächen des Antriebssystems angeordnet sein,
z.B. in Form der bekannten Trennstifte.
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Eine vorteilhaft einfach aufgebaute Ausführungsform des erfindungsgemäßen
elektromagnetischen Antriebssystems erhält man,
wenn man nur einem
der beiden Ankerarme ein elastisch verformbares Rückstellelement zuordnet und die
Anschläge zur Begrenzung der Bewegung des Ankers so ausbildet bzw. anordnet, daß
der minimale Abstand des unter dem Einfluß des Rückstellelementes stehenden Ankerarmes
von der ihm gegenüberliegenden festen Polfläche des Systems geringer ist als der
minimale Abstand des anderen Ankerarmes von der ihm gegenüberliegenden festen Polfläche
des Systems. Die unterschiedlichen Minimalabstände lassen sich in diesem Pall auf
äußerst einfache Weise dadurch herstellen, daß man den trennenden Zwischenlagen
eine unterschiedliche Dicke verleiht. Auf diese Weise lassen sich die erforderlichen
Abstände mit großer Genauigkeit einstellen. Eine Vereinfachung im Aufbau des Systems
kann man erreichen, wenn man die trennenden Zwischen lagen als Bestandteil des bzw.
der elastisch verformbaren Rückstellelemente ausbildet.
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Als vorteilhaft für die Arbeitsweise des erfindungsgemäß ausgebildeten
Antriebs systems hat sich eine Anordnung erwiesen, bei der das bzw. die elastisch
verformbaren Rückstellelemente so-angeordnet und/oder ausgebildet sind, daß sie
die Bewegung des Ankers nur in den den Anschlägen benachbarten Teilen seiner Bewegungsbahn
beeinflussen. Dadurch wird es ermöglicht, daß sich der Anker zunächst ohne Beeinflussung
durch die Rückstellelemente frei bewegen kann und auf diese erst dann einwirkt,
wenn seine Bewegungsenergie unter dem Einfluß der mit der Verringerung des Luftspaltes-wachsenden
mechanischen Kräfte des magnetischen Feldes einen Mindestbetrag überschreitet.
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Die elastisch verformbaren Rückstellelemente, die erfindungsgemäß
eine Bewegungsumkehr des Ankers am Orte seiner maximalen Auslenkung ermöglichen
bzw. im Ruhezustand des Antriebssystems einen der vorgegebenen Ansprechempfindlichkeit
entsprechenden Mindestabstand herstellen, können entweder an einem beweglichen Teil
des Antriebssystems (z.B. dem Anker selbst oder dem Weckerklöppel) oder aber an
einem feststehenden Teil des Antriebssystems befestigt sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die durch die Masse der beweglichen Teile des Antriebs systems
und die Rückstellkraft des bzw. der Rückstellelemente bestimmte Eigenfrequenz des
aus ihnen bestehenden schwingungsfähigen Gebildes der Frequenz des das Antriebssystem
speisenden Rufwechselstroms angepaßt ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
anhand deren einige unterschiedliche Möglichkeiten zur Realisierung der erfindungsgemäßen
Maßnahmen verdeutlicht werden sollen. Alle dargestellten Antriebssysteme sind mit
Spulen S ausgestattet, mit deren Hilfe der magnetische Steuerfluß erzeugt wird.
Der diese Spulen S durchsetzende Kern SK bildet an seinen beiden äußeren Enden feste
Polflächen, denen Polflächen des in seinem mittleren Bereich schwenkbar gelagerten
Ankers A gegenüberliegen. Der magnetische Kreis entnält außerdem einen Dauermagneten
P, durch dessen permanenten Magnetismus das Antriebssystem polarisiert wird.
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Bei dem in Pig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen beide Arme
des Ankers A unter dem Rückstelleinfluß einer Feder F, die im mittleren Bereich
des Ankers mit diesem fest verbunden ist und deren äußere Enden derart um die äußeren
Enden der Ankerarme herumgreifen, daß sie trennende Zwischenlagen zwischen den feststehenden
Polflächen des Kerns SK und den Polflächen des Ankers A bilden, wenn dieser sich
im eingeschwungenen Zustand in der einen oder anderen Lage seiner maximalen Auslenkung
befindet. Die Wirkung dieser trennenden Zwischenlagen ist in Fig. 2 veranschaulicht.
Der im Ruhezustand durch den Einfluß der Feder F hergestellte Abstand b zwischen
zwei Polflächen ist so bemessen, daß sich der Anker unter dem Einfluß des dem permanenten
Pluß des Dauermagneten P überlagerten Steuerflusses, der durch die Spulen S aufgebracht
wird, in Bewegung setzen kann. Bei den folgenden unter dem Einfluß des Steuerflusses
erfolgenden Schwingungen des Ankers A werden die jeweils
betroffenen
Teile der Feder F soweit durchgebogen, daß die Schwingungsampl itude des Ankers
A einen Wert erreicht, der nur noch durch den durch die Stärke des Federmaterials
gegebenen Abstand begrenzt ist (Fig. 2). In diesem eingeschvnungenen Zustand liefert
das Antriebssystem über den mit dem Anker .A fest verbundenen Klöppel eine entsprechend
große Schlagleistung an die Glockenschalen G.
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Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen
dem in Fig. t dargestellten Antriebssystem, es unter scheidet sich von diesem jedoch
dadurch, daß der Mindestabstand zwischen den Polflächen des Ankers und den feststehenden
Pol flächen nicht durch eine trennende Zwischenlage in Form der umgebogenen Enden
der Feder F, sondern durch den Anschlag des Weckerklöppels K an Me jeweilige Glockenschale
G festgelegt ist.
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Bei dem in Pig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel steht nur einer
der beiden Arme des Ankers A unter dem Einfluß einer Rückstellfeder F. Der Mindestabstand
der Jeweils einander gegenüberliegenden Polfläche ist durch Trennstifte T1 und T2
gegeben.
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Während der Trennstift T2 so bemessen sein muß, daß der durch ihn
gegebene Abstand ein Ansprechen des Ankers im Ruhezustand ermöglicht, kann der Trennstift
TI an dem unter dem Einfluß der Feder F stehenden Arms des Ankers A wesentlich kleiner
bemessen sein, was in der beschriebenen Weise zu einer Erhöhung der Schlagleistung
führt.
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Während bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1, 3, und 4 die Feder
F Jeweils an dem Anker A befestigt ist, sind die Federn Fl und- F2 in dem Ausführungsbeispiel
nach Pig. 5 an feststehenden Teilen des Antriebssystems befestigt. Es ist möglich,
das Antriebssystem entweder mit beiden Federn F1 und F2 auszustatten, es kann Jedoch
auch alternativ nur eine dieser beiden Federn P1 oder F2 vorgesehen sein. Auch bei
dem Ausführungsbeispiel nach Fig2 5 steht ebenso wie bei dem Antriebssystem nach
Fig. 4 nur
ein Arm des Ankers A unter dem Einfluß einer bzw. zweier
Rückstellfedern. Dementsprechend weisen auch hier die beiden Trennstifte T1 und
T2 eine unterschiedliche Dicke auf.
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5 Figuren 10 Patentansprüche