DE2241637A1 - Anzeigevorrichtung mit rotierenden ringen - Google Patents
Anzeigevorrichtung mit rotierenden ringenInfo
- Publication number
- DE2241637A1 DE2241637A1 DE19722241637 DE2241637A DE2241637A1 DE 2241637 A1 DE2241637 A1 DE 2241637A1 DE 19722241637 DE19722241637 DE 19722241637 DE 2241637 A DE2241637 A DE 2241637A DE 2241637 A1 DE2241637 A1 DE 2241637A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- stators
- magnetic
- phase
- display device
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K37/00—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors
- H02K37/10—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type
- H02K37/20—Motors with rotor rotating step by step and without interrupter or commutator driven by the rotor, e.g. stepping motors of permanent magnet type with rotating flux distributors, the armatures and magnets both being stationary
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B19/00—Indicating the time by visual means
- G04B19/20—Indicating by numbered bands, drums, discs, or sheets
- G04B19/202—Indicating by numbered bands, drums, discs, or sheets by means of turning discs
-
- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
- G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
- G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
- G04C3/146—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor incorporating two or more stepping motors or rotors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromechanical Clocks (AREA)
- Displays For Variable Information Using Movable Means (AREA)
- Indicating Measured Values (AREA)
Description
Pnfentonv/alte
DIPL-INO. F. Ω
DIPL-INO. F. Ω
HC K f r
iiumstr. 31 3
Tel 0711/29 Π 33
Tel 0711/29 Π 33
Betr.: Patent- und Gebrauchsmueterhilfeanaeldung D 4291/54a
Anm.: Hans G. D i 1 1
2870 Tabago Place
Anzeigevorrichtung mit rotierenden Ringen
Auf vielen Gebieten der Technik besteht das Bedürfnis, digital
ermittelte Daten genau, billig und zuverläßig anzeigen. Ein solches
Anwendungsgebiet ist in der Zeitanzeige zu sehen und insbesondere in der Zeitanzeige von elektrischen Uhren, die auf digitalen
Prinzipien arbeiten. Eine Anzeigevorrichtung, die ganz besonders für die Zeitanzeige von elektronischen Uhren entwickelt wurde,
die aber auch zur Anzeige von anderen Datengattungen geeignet ist, ist in der Patentanmeldung P 22 24 OI7.I-3I -(D 4241/54a) beschrieben.
Die dort offenbarte rotierende Anzeigevorrichtung besitzt mindestens einen rotierenden Hing oder auch Rotor genannt, der mit
den anzuzeigenden Markierungen oder Kennzeichen versehen ist.
Meeer Rotor wird Jeweils söhiltfcwelee durch eine Einrichtung
309810/0755
angetrieben, die mit mehreren magnetischen Abschnitten auf dem Rotor und mit mehreren Antriebseinrichtungen in der Form von
zwei oder drei magnetischen Statoren versehen ist, die um den Umfang des Rotors herum angeordnet sind. Jeder Stator besitzt
dabei einen Permanentmagnet, der mit den anderen Magneten jeweils so an dem Umfang des Ringes angeordnet ist, daß dieser
Ring in mehreren jeweils in gleichen Abständen zueinander liegenden Ruhestellungen festgehalten wird. Die Statoren besitzen
aber auch elektrische Spulen, die um sie herumgewickelt sind und die nacheinander erregt werden, so daß der von den Magneten
auf die magnetischen Abschnitte ausgeübte Effekt verändert wird und zwar so, daß auf den Rotor eine resultierende Kraft wirkt,
die ihn von einer gegebenen Ruhestellung in die nächste bewegt. Ein entscheidender Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß
keine Energie nötig ist, um den Rotor in den Ruhestellungen zu halten, weil diese Aufgabe von den Permanentmagneten übernommen
wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Anzeigevorrichtung zu schaffen, die nach den oben angegebenen Prinzipien arbeitet. Dabei soll eine Anzeigevorrichtung geschaffen
werden, die in ihren Ruhelagen ganz besonders stabil gehalten ist, ohne daß zusätzliche Energie notwendig wird und ohne daß der Energieaufwand zum Fortbewegen des Ringes Ln die einzelnen Ruhestellungen zu groß wird.
Die Erfindung beateht darin, daß die elektromagnetischen Einrichtungen aiii! mit mehreren PoLstücken versehenen Mehrfachpol-Statoren
bestehen, von denen mindestens einer mit einer Vorrichtung in Verbindung steht, die eine ständige Magnetisierung hervorruft und daß
die Magnetfelder der anderen beiden Statoren unabhängig voneinander durch eine Folge von mindestens zwei mit verschiedenen Phauen verswhenen StromutüUen veränderbar sind. Durch diese Ausgestaltung
wird es möglich, den Rotor sehr fest Io den Ruhelagen zu halten,
weil gleichzeitig Jeweils mehrere der magnetischen Abschnitte auf
3099 10/0755 *''"
dem Rotor mit einer entsprechenden Anzahl von Luftspalten zwischen
den EjIstücken in Wirkverbindung gebracht sind. Dabei kann ebenso
wie bei der bereits vorher erwähnten Anmeldung zur Aufrechterhaltung des Magnetfeldes in den Statorluftspalten ein Permanentmagnet
vorgesehen sein, so daß keine Energie aufzuwenden ist, wenn der Rotor in einer Ruhelage ist.
Um den Rotor nun aus einer Ruhelage in die nächste zu bewegen, ist es zweckmäßig, in einer periodischen Folge die Magnetisierung
der Statoren zu ändern. Zu diesem Zweck kann sehr vorteilhaft jeder Stator mit einer elektrischen Wicklung versehen und alle
Polstücke jeweils einer entsprechenden Anzahl der magnetischen Abschnitte der Ringe so zugeordnet sein, daß sie in aufeinanderfolgenden
Stellungen der Ringe mit den magnetischen Abschnitten fluchten und daß die Mehrfachpol-Statoren jeder für sich mit der
Vorrichtung zum konstanten Magnetisieren verbindbar sind und die Folge der Stromstöße mit einem dreiphasigen Strom (Drehstrom)
erzeugt wird. Durch diese Ausgestaltung wird das Magnetfeld, das von
den Permanentmagneten in den Luftspalten der Statoren aufrecht erhalten wird, bei der Erregung der Spule vermindert und vorzugsweise
sogar ganz neutralisiert. Die Statoren werden dabei so angeordnet, daß dann, wenn die Luftspalte eines der Statoren
mit den Rotorabschnitten fluchten, die anderen beiden Statoren mit ihren Polstücken nicht mit den Rotorabschnitten übereinstimmen
und zwar jeweils so, daß die Abweichung bei den beiden Statoren gleich groß, aber in entgegengesetzter Richtung ist.
Dadurch kann der dritte Stator, dessen Polstücke mit den Rotorabschnitten
ausgerichtet sind, den Rotor in den Ruhelagen halten, während sich die Kräfte der beiden nicht mit den Rotorabschnitten
„luchtenden Statoren jeweils gegenseitig aufheben. Es ist dadurch
auch möglich, den Rotor aus einer Ruhelage in die" nächste zu bewegen, indem die Spule eines der beiden nicht ausgerichteten
Statoren erregt wird, so daß die zunächst im Gleichgewicht stehenden Kräfte aufgehoben sind. Welche der beiden nicht ausgerichteten
Statoren dabei durch die Spule beaufschlagt wird, hängt davon ab, in welcher Richtung sich der Rotor drehen soll.
309810/0755 ' „
Zum gleichen Zeitpunkt kann vorteilhaft auch die Spule des zunächst noch mit den Abschnitten auf dem Rotor fluchtenden Stators
erregt werden, so daß das von den Permanentmagneten ausgeübte , Nagnetfeld abgeschwächt oder aufgehoben wird und der Antrieb
sehr leicht erfolgen kann. Diese Erregungen können in sehr einfacher Weise durch einen dreiphasigen Strom hervorgerufen werden·
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung sind also die Luftspalte
der drei Statoren niemals gleichzeitig mit, den Abschnitten auf den
Rotoren ausgerichtet, so daß der Rotor sich schrittweise immer von einer "Ruhelage" in die nächste bewegen kann, in der keine
Energie zum Festhalten des Rotors notwendig ist. Die Antriebsenergie kann dadurch sehr niedrig gehalten werden.
Die Luftspalte jedes Stators können jeweils kreisbogenförmig verteilt
werden, so daß eich die magnetischen Abschnitte der rotierenden Ringe durch diese Luftspalte hindurch bewegen müssen. Wird
dann jeder Stator mit einem Permanentmagneten verbunden, der über die Luftspalte hinweg ein Magnetfeld erzeugt, dann kann, wie bereits
angedeutet, eine Veränderung des Magnetfeldes durch eine elektrische Spule vorgesehen sein. Bei dieser Ausgestaltung ist
eS>besonders zweckmäßig, wenn sich jeder Stator etwa über ein
Drittel des Umfanges des. rotierenden Ringes erstreckt und mit einem Paar kreisbogenförmig angeordneter magnetischer Arme versehen
ist, von denen jeder mit Folzähnen versehen ist, die sich zu denen des anderen Armes hin erstrecken und jeweils einen Abstand
zueinander aufweisen, der dem Abstand der magnetischen Abschnitte der rotierenden Ringe entspricht.
Ein weiterer entscheidender Vorteil kann durch die Erfindung dadurch
erreicht werden, daß die magnetischen Abschnitte auf den rotierenden Ringen gleichmäßig auf den ganzen Umfang des Ringes
verteilt sind, ein Abschnitt als Bezugspunkt ausgebildet ist und zur magnetischen Lagenkontrolle des Ringes gegenüber den anderen
beträchtlich abweichende magnetische Eigenschaften besitzt. Es kann dann eine magnetische Abtastvorrichtung zur Erfassung des
309810/0755 ~5"
Bezugspunktes vorgesehen sein, so daß auf verhältnismäßig ein fache Weise jede Lage des Rotors erfaßt werden kann, indem der
Bezugspunkt ermittelt wird. Das kann beispielsweise in sehr einfacher
Art dadurch geschehen, daß einer der Rotorabschnitte fehlt, so daß jedesmal, wenn der fehlende Abschnitt an der Abtastvorrichtung
vorbeiläuft, eine eindeutige Lagekontrolle möglich ist. Mit dieser Methode kann der Rotor beispielsweise automatisch
in eine Nullp,osition zurückgestellt oder auch in seinem Lauf
korrigiert werden.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mit Mehrfachpol-Statoren besteht darin, daß ein ausgezeichneter Abschirmeffekt gegen äußere Magnetfelder und gegen elektrische Felder erreicht wird.
Wie vorher beredte angedeutet wurde, ist es vorteilhaft die Sta-·
toren jeweils so auszulegen, daß sich jeder etwa über ein Drittel des Umfanges des Rotores erstreckt. Dadurch kann nämlich die aus
dieser Anordnung resultierende asymmetrische Antriebskraft, die
zwangsläufig mit einer Seitenkraft auf die Rotorlager verbunden ist, gegenüber einer Anordnung mit jeweils einem vorgesehenen
Pol pro Stator wesentlich erniedrigt werden.
Bei Ausführungsformen von Anzeigevorrichtungen, bei denen mehrere Anzeigeringe vorgesehen sind, die jeweils nach den Prinzipien
der vorliegenden Erfindung ausgestattet sind, wird insbesondere dann, wenn die Abmessungen, das Gewicht und die Kosten zu wesentlichen
Faktoren werden, die Anzahl der einzusetzenden Spulen zu groß, wenn jeweils eine für jeden Stator und drei pro Rotor vorgesehen
sind. Die vorliegende Erfindung zeigt daher in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens eine Lösung, wie
die Anzahl der nötigen Spulen für eine Anzeigevorrichtung mit mehreren Anzeigeringen auf weniger als die Anzahl der Rotoren
mal der Anzahl der Statoren pro Rotor reduziert werden kann.
Dazu wird vorgesehen, daß die Vorrichtung zum konstanten Magnetisieren
mit einem Satz der drei Statoren einer Phase verbunden
3098 10/0755
-6-
ist und die Einrichtung zum Ändern der Magnetisierung aus einer
gemeinsamen Einrichtung zur Magnetfeldänderung der Statoren einer anderen Phase und aus einer Einrichtung besteht, mit der individuell
mindestens die Magnetisierung eines der Statoren der dritten
Phase unabhängig von den anderen Statoren durch eine Impulsfolge veränderbar ist, die phasenverschoben zu denen der anderen Statoren
ist. Durch diese Ausgestaltung kann die Anzahl der Permanentmagnete, die nötig gewesen wäre, wenn für jeden Stator ein solcher Magnet
vorgesehen wird, wesentlich reduziert werden. Diese Ausgestaltung, bei der also eine gemeinsame Spule oder ein gemeinsamer Permanentmagnet
(oder beide) jeweils für verschiedene Rotoren eingesetzt sind (was im folgenden als Mehrfachrotorspule bzw. -magnet-Erfindung
bezeichnet ist) kann am günstigsten bei Anzeigevorrichtungen eingesetzt werden, bei denen mehrere,mit Kennzeichen
versehene Rotoren vorgesehen sind. Auch für die Mehrfachrotorspule bzw. -magnet-Erfindung sind gemeinsame Mittel vorgesehen,
um periodisch die Magnetisierung aller der Statoren einer Phase zu verändern. Auch hierbei wird eine erste Serie von elektrischen
Impulsen vorgesehen. Wie im folgenden noch beschrieben werden wird, können diese gemeinsamen Mittel zur Veränderung der Magnetisierung
aus einer einzigen elektrischen Spule bestehen, die magnetisch mit allen dieser Statoren der gegebenen Phase gekoppelt ist. Beispielsweise
kann vorgesehen sein, daß diese einzige Spule mit den ersten Statoren (die im folgenden die Phase Il-Statoren bezeichnet
sind) in Wirkverbindung gebracht wird und daß dann die zweiten Statoren (die im folgenden als Phase I-Statoren bezeichnet sind)
konstant magnetisiert sind und zwar durch einen einzigen Permanentmagneten.
Schließlich sind dann noch individuelle Mittel vorgesehen um die Magnetisierung von mindestens einem der dritten
Statoren (die im folgenden als Phase III-Statoren bezeichnet sind) periodisch zu verändern und zwar jeweils abgestimmt auf
jeden Rotor und zwar unabhängig von den anderen Statoren. Das wird erreicht durch eine zusätzliche Impulsserie, die in ihrer
Phase verschieden von der ersten Impulsserie ist. Dadurch, daß die
-7-3098 10/0755
Magnetisierung des einen oder anderen des zweiten oder dritten Stators geändert wird, der einem bestimmten Rotor zugeordnet ist,
kann dieser Hotor auch unabhängig von den anderen Eotoren bewegt werden, auch dann, wenn die Magnetisierung der ersten Statoren
aller Rotoren gemeinsam verändert wird und auch dann, wenn alle zweiten Statoren aller Rotoren ebenfalls konstant durch einen einzigen
Magnet magnetisiert sind. Auf diese Weise reicht es aus, eine einzige Spule und, falls gewünscht, einen Magnet vorzusehen,
um eine bestimmte Anzahl von Statoren sämtlicher Rotoren der Anzeigevorrichtung in Punktion zu bringen. Ein getrennter Magnet
und eine getrennte Spule für jeden der Statoren wird daher eingespart .
Die Anzeigevorrichtung der Mehrfachrotorspule bzw. -magnet-Erfindung
kann zwei ganz spezifische Ausführungsformen einnehmen. In der ersten Ausführungsform ist vorgesehen, die individuellen
Mittel zur periodischen Änderung der Magnetisierung eines oder des anderen der zweiten und dritten Statoren jedes Rotors mit einer
getrennten Spule zu versehen, die ausschließlich mit jedem der zweiten Statoren verbunden ist. Die dritten Statoren sind dabei
mit einem gemeinsamen Mittel ausgerüstet (so wie das auch bei den ersten Statoren vorgesehen ist), so daß deren Magnetisierung
periodisch geändert werden kann und zwar zusammen und infolge von einer dritten Impulsserie, deren Phase gegenüber den beiden
der ersten Impulsserien für die ersten Statoren und die zusätzliche
Impulsfolge für die zweiten Statoren verschieden ist.
Diese Ausführungsform der Erfindung kann als ein Dreiphasenantrieb
beschrieben werden, von dem zwei Phasen dem ersten und dem dritten Stator der Rotoren zugeordnet sind und dessen verbleibende
Phase individuell zur Veränderung der ständigen Magnetisierung der zweiten Statoren jedes Rotors ausgenützt wird.
Nimmt man nun an, daß alle der gemeinsam vorgesehenen Einrichtungen aus einer einzigen Spule bestehen, was zweifellos die
günstigste Ausführungsform der Erfindung ist, dann läßt sich die
• -8-309810/0755 ,
zuletzt beschriebene Dreiphasen-Ausführungeform der Erfindung
durch N+2- Spulen kennzeichnen, wenn N die Anzahl der Rotoren
der Anzeigevorrichtung ist.
In einer zweiten Ausführungsform der Hehrfachrotorspule bzw. magneterfindung,
sind die individuellen Einrichtungen zur periodischen Änderung der Magnetisierung eines oder beider der zweiten
und dritten Statoren pro Rotor mit einer eigenen Spule versehen» die magnetisch ausschließlich mit jedem der dritten Statoren ververbunden
ist. Biese Ausführungsform kann als eine Zweiphasen-Antriebseinrichtung gekennzeichnet werden, von der eine Phase
zum gemeinsamen Antrieb für alle ersten Statoren aller Rotoren dient und deren andere Phase den individuellen Antrieb für die
dritten Statoren der Rotoren liefert. Im Gegensatz zu der zuerst beschriebenen Ausführungsform wird bei dieser Ausführungsform die
konstante Magnetisierung der zweiten Statoren der verschiedenen Rotoren nicht verändert. Diese zweite Ausführungsform läßt sich
daher durch N+1 Spulen kennzeichnen, wenn IT dieselbe Bedeutung
wie Oben hat.
Aus der vorhergegangenen kurzen Beschreibung wird ersichtlich, daß die Anordnung der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung
es ermöglicht, die Anzahl der Spulen von 3N auf N+1 oder N+2 und damit sehr wesentlich zu reduzieren. So wird zum Beispiel
die Verringerung der Spulenanzahl für eine Anzeigevorrichtung mit fünf Rotoren von fünfzehn auf sechs oder sieben erreicht, was
einer Reduzierung von mehr als die Hälfte der Spulen entspricht.
die vorliegende Erfindung es auch erlaubt, nur einen einzigen Magnet zum Anschluß an einen Statorsatz zu verwenden, der mit
allen Rotoren zusammenwirkt, wird auch eine ganz beträchtliche
Erniedrigung der Anzahl der nötigen Magnete erreicht.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
-9-
309810/0755
In der Zeichnung zeigen:
Pig. 1 eine mögliche Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einer Mehrfach-RinganZeigevorrichtung,
wobei.die Ringe mit verschiedenen Typen von Kennzeichenmarkierungen
ausgestattet si£d,
Fig. 2 ein Funktionsschema einer Anzeigevorrichtung, welche
nach der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß jeder der drei Mehrfach-Statoren
sich etwa über ein Drittel des ümfangs' des zugehörigen Rotors erstreckt,
Fig. 5 ein Impulsfolgediagramm, das den Ring der Fig. 2 in
vier aufeinanderfolgenden Stellungen und die entsprechende Erregung der drei Statoren zeigt,
Fig. 4· eine perspektivische Darstellung, die eine praktische
Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung der Fig. 2 darstellt,
Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch mit einer anderen
Ausführungsform für die Anzeigevorrichtung der Fig. 2,
. TT
Fig. 6 einen Querschnitt, der im Detail zeigt, wie die Ausführungsform
der Fig. 4- aufgebaut sein kann,
Fig. 7 einen ähnlichen Querschnitt, der im Detail die Art und
Weise zeigt, in der die Ausführungsform der Fig. 5 hergestellt sein kann,
Fig. 8a drei Ausführungsformen des Rotors, der schematisch
bis 8c in der Fig 2 gezeigt
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform
der "Mehrfachrotorspule bzw.- magnet - Erfindung, bei
-10-309810/0755
der jeweils zwei von drei Statoren, die jedem Rotor zugeordnet sind, durch eine gemeinsame Spule beaufschlagt
sind und bei der die ständige Magnetisierung des dritten Stators jeweils verschieden und periodisch
verändert werden kann,
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Anzeigevorrichtung, bei der eine einzige Spule magnetisch mit den Statoren der
drei Rotoren verbunden ist,
Fig. 11 eine Draufsicht auf die Einzelspulenanordnung und die
von dieser hervorgerufenen magnetischen Flußlinien und auf die der Spule zugeordneten Statoren, die in der
Fig. 10 gezeigt sind, wobei jedoch der Kunststoffkörper,
in den alle dieser Elemente eingebettet sind, zum besseren Verständnis weggelassen ist,
Fig. 11a eine perspektivische Ansicht der in der Fig. 11 gezeigten
Elemente,
Fig. 12 ein Impulsfolgediagramm, in dem einer der Rotoren der Fig. 9 in vier aufeinanderfolgenden Stellungen gezeigt
und die entsprechende Energiebeaufschlagung seiner drei Statoren angegeben ist,
Fig. 13 ein weiteres Impulsfolgediagramm, das die Dauer der elektrischen Impulse andeuten soll, welche die drei
Statoren der Fig. 9 beaufschlagen,
Fig. 14- eine schematische Darstellung der zwei grundsätzlichen
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, bei der verschiedene Rotoren der Anzeigevorrichtung durch eine
einzige gemeinsame Spule und durch eine zusätzliche Spule angetrieben werden, die jeden Stator jedes der
-11-
309810/0755
Rotoren zugeordnet ist, wobei aber dem dritten Statorsatz,
der ständig magnetisiert ist und zwar vorzugsweise dur0h einen oder mehrere Permanentmagnete, keine Spule
zugeordnet ist, ;
Fig. 15 ist wieder ein Impulsfolgediagramm, das einen der Rotoren
der Fig. 14 in vier aufeinaäderfolgenden Stellungen
zusammen mit der entsprechenden Energiebeaufschlagung »On zwei seiner drei Statoren zeigt,
Fig. 16 ein zusätzliches Impulsfolgediagramm, das ähnlich der
Fig. 13 ist und die Dauer der einzelnen elektrischen Impulse zeigt, die den Stator der Fig. 14 beaufschlagen,
Fig. 17 eine schematische Darstellung, welche den Permanentmagnet
und die zugeordneten Magnetflußlinien zeigt, die einen der Statoren der Anzeigevorrichtung der Fig.
oder Fig. 14 magnetisieren, wobei auch die elektrische
Spule zur Änderung der ständigen Magnetisierung der·
Statoren der Fig. 9 gezeigt ist und
Fig. 18 schließlich eine Draufsicht, teilweise in aufgebrochenem Zustand, einer möglichen tatsächlichen Ausführungsform,
in welcher die Anordnung der Fig. 17 verwirklicht werden
kann.
In der Fig. 1 ist eine Mehrfachring-Anzeigevorrichtung 11 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Wie in dieser Fig. 1 gezeigt
ist,.besteht diese Anzeigevorrichtung 11 aus einem Gehäuse 13, das mit einem Zifferblatt 15 versehen ist, unter dem mehrere Ringe
19 und 21 konzentrisch gelagert sind. Vorzugsweise, obwohl nicht notwendig, ist jeder dieser Anzeigeringe für sich in dem
Gehäuse 13 abgedichtet geführt und in jeweils einer eigenen, konzentrisch zu der anderen angeordneten Nut gehalten. Jeder dieser
-12-
309810/0755
-12" 22A1637
Binge ist mit Markierungen versehen, die beispielsweise die Form
eines bewegten kreisförmigen Bandes 22 oder eines Zeigerdreieckes haben können, wobei sich beide gegenüber einer stationären Skala
auf dem Zifferblatt bewegen und daran abgelesen werden können. Die Markierungen können aber auch die Form von Zahlen 23 besitzen, die durch ein transparentes Fenster 25 über eine Linse
angezeigt werden können. Selbstverständlich ist auch Jede Kombination dieser Kennzeichenmarkierungen möglich, so wie das in der
Fig. 1 auch gezeigt ist.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit verschiedenen
Möglichkeiten, die Ringe 17, 19 und 21 anzutreiben. So wird zunächst anhand der Fig. 1 bis 8 eine Dreiphasen-Drehringanzeigevorrichtung beschrieben, bei der jeder Stator eine eigene Spule
und einen Magnet besitzt. In den Fig. 9 bis 18 werden dann weitere Verbesserungen erläutert, durch die die Vorrichtung der
Fig. 2 anhand der "Mehrfachringspule bzw. - magnet - Erfindung"
abgeändert werden kann, um mit einer wesentlich kleineren Anzahl von Spulen und Magneten betrieben zu werden.
Zur Vereinfachung der Darstellung ist eine Anzeigevorrichtung 27t
die schematisch in der Fig. 2 dargestellt ist, so gezeichnet, als würde sie nur einen einzigen'Anzeigering besitzen. Biese Anzeigevorrichtung 27 besteht im wesentlichen aus einem Rotor oder Ring
29, der mehrere magnetische Abschnitte 31 aufweist, die vorzugsweise gleichmäßig auf dem Umfang verteilt; sind. Da das Aussehen
des Rotors 29 noch in Einzelheiten beschrieben werden wird, genügt es Jetzt darauf hinzuweisen, daß die magnetischen Abschnitte
31 solche Bereiche auf dem Rotor 29" sind, die einen besseren
magnetischen Fluß zulassen, als andere Bereiche auf dem Rotor.
Es soll auch klar darauf hingewiesen werden, daß der Ausdruck.
"magnetischer Abschnitt" hier nicht in dem Sinne verwendet wird,
als ob er ein in einer Sichtune gesättigtes ferromagnetisches
Kristall bezeichnen sollt ein· Bedeutung, dl« dieser Ausdruck la
der theoretischen Riyeik hat·
309810/0755 "15"
An dem Umfang des Rotors 29 entlang erstrecken sich drei Statoren
33a, 33b und 33c, von denen jeder etwa ein Drittel des Umfanges
des Ringes überdeckt. Die Statoren 33a bis 33c werden jeweils
mit drei verschiedenen Phasen eines Antriebstromes beaufschlagt
und dienen nacheinander dazu, den Rotor 29 aus einer vorgegebenen Ruheposition in die nächste Ruheposition zu bringen. In dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 2 besitzt jeder der Statoren 33a bis 33c ein erstes Polstück 35 und ein zweites Polstück 37» die jeweils
mehrere Zähne 41 und 4-3 besitzen, die gegeneinander gerichtet
sind. Jedes Zahnpaar 41 und 4-3 bildet zusammen einen
Statorpol 41 und 43 mit einem Luftspalt und die ganze Reihe dieser
Zahnpaare 41 und 43 jedes Stators bildet mehrere ringförmig verteilte und gegeneinander abgesetzte Luftspalte 39» durch die die
magnetischen Abschnitte 31 des Rotors sich hindurchbewegen müssen,
wenn sich der Rotor dreht. Der Ausdruck "Luftspalt" wird in der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen in dem Sinn verwendet,
daß er einen Luftspalt bezeichnen soll, über den ein magnetischer Stator ein magnetisches Feld erzeugt und zwar unabhängig von der jeweiligen Geometrie des Stators, die zur Erzeugung
dieses Luftraumes und des Magnetfeldes vorgesehen ist. Um nun ein solches Magnetfeld gleichzeitig in jedem der verschiedenen
Spalte 39 eines Stators zu erzeugen, ist jeder Stator
mit Magnetisierungseinrichtungen 45 versehen. Diese Einrichtungen
können einen Permanentmagnet 47 und ein magnetisches Verbindungsstück
49 aufweisen, das das Magnetfeld quer über die Polstücke 35 und 37 laufen läßt. Es sind auch Einrichtungen vorgesehen,
dieses magnetische Feld verändern zu können, das von dem Magnet 47 in dem Luftspalt 39 erzeugt wird. Das ist im Ausführungsbeispiel mit Hilfe einer Spule 51 erreicht, die um das magnetische
Verbindungsstück 49 (Magnetjoch) herumgewickelt ist, das mit einem
Ende mit dem Polstück 35 und mit dem anderen Ende mit dem Polstück
37 verbunden ist.
Um den Rotor 29 zu drehen, werden die jeweils mit I, II, III bezeichneten
Spulen 51 von einem Dreiphasenimpulsgenerator 53 mit
-14-309810/0755
Stromimpulsen beaufschlagt. Die Einzelheiten eines solchen
Generators brauchen nicht beschrieben zu werden, da jeder Fachmann auf dem Gebiet der Elektronik fähig ist, einep solchen zu konstruieren,
wenn ihm gesagt wird, in welcher Folge und Beziehung
zueinander diese Impulse auf die Spulen 51 gegeben werden sollen.
Diese Fhasenbeziehungen sind in der Fig. 3 gezeigt, in der die Lage des Rotors 29 zu vier verschiedenen Zeiten t^., tpi t, und t^
gezeigt ist. Diese aufeinanderfolgenden Lagen des Ringes werden
jeweils in bezug auf die Lage der Statorpolfinger 41 gezeigt, von denen einer für jeden der drei Statoren 33a, 33h und 33c gezeigt
und jeweils mit dem entsprechenden Symbol I, II und III bezeichnet
ist.
Es ist zweckmäßig zum Verständnis der folgenden Erläuterungen, die
Stellung der Statoren 33a Ms 33c relativ zum Rotor 29 zu beibrachten.
So kann festgestellt werden, daß in der Phase I der Stator 33a mit seinen Polzähnen 41 und 43 den Rotorabschnitten 31, die sich
zwischen den Zähnen befirden, exalvt gegenüberliegt. Zum selben
Zeitpunkt befinden sich die Phase II und Phase III-Statoren 33b
und 33c nicht in Übereinstimmung mit den magnetischen Abschnitten, die sich zwischen ihnen in gleichen aber entgegengesetzt gerichteten
Abständen befinden. Der Phase Il-Stator 33b hat dabei seine Polstücke 41, 43 jeweils vor den magnetischen Abschnitten 31»
die zwischen ihm liegen und diese Vorgabe beträgt zwei Drittel der Länge des Kreisbogens eines magnetischen Abschnittes. Zum
anderen steht der Phase Il-Stator 33c mit.seinen Polen 41, 43 hinter
den magnetischen Abschnitten 31 und zwar hängen diese Polstücke
zwei Drittel der Länge des Umfanges eines magnetischen Bereiches hinten nach. Diese Vorgabe- und Nachhalteanordnung
garantiert eine Drehung des Rotors 29 im Uhrzeigersinn. Wenn
keine der Statorspulen 51 mit Strom beaufschlagt ist, dann hält
der Phase I-Stator 33a den Ring 29 sicher fest und zwar deshalb, weil die Abschnitte 31 genau auf die Polstücke 41 und 43 dieses Stators
ausgerichtet sind. Das permanentmagnetische Feld, das
-15-309810/0755
zwischen den Polen der Phase II- uisd Phase HI-Statoren 33b und
33c existiert, übt gleiche aber entgegeagesetzt gerichtete Drehkräfte auf den Ring 29 aus, so daß der Rotor in Buhelage verbleibt.
Alles das ist notwendig, damit dann, wenn das Gleichgewicht der auf den Rotor 29 von dem Phase II- und Phase HI-Stator
33b und 33c ausgeübten Kräfte aufgehoben wird, der Rotor 29 bewegt
werden kann» Es ist swap nicht notwendig aber wünschenswert,
daß in diesem Augenblick auch die HaltewirkuLSg des Phase I-Stators
33a verkleinert oder Torzugsweise aiäffefe^toeB wiri^ damit der
Rotor sehr leicht bewegt werdes
Um den Rotor 29 von der Ruhelage der Fig® 2 in seine nächst© Ruhelage
zu bewegen, muß lediglich ein Stromimpuls auf die Spulen 51 der Phase I- und Phase HI-Statoren gegebea werden und zwar so,
daß das Magnetfeld der Permanentmagnete 47 im Bereich der Luftspalte
dieser Statoren verkleinert werden. Das führt dazu, daß der Rotor im Uhrzeigersinn weitergedreht wird, weil die vom Phase
II-Stator 33b auf ihn ausgeübten Krifte?die den Rotor im Uhrzeigersinn
zu verdrehen versuchen, dann größer sind als die entsprechende
Kraft, die vom Phase HI-Stator 33c ausgeübt wird und deren Wirkung normalerweise den Ring im Gegenuhrzeigersinn bewegen
würde. Dieser Zustand ist in der Fig. 3 so gezeigt, als ob er zum Zeitpunkt t* stattfindet, wo ein magnetischer Abschnitt
gerade mit dem Polzahn 41 des Phase I-Stators fluchtet und ein
Stromstoß auf die Phase I- und Phase HI-Spulen, aber nicht auf die Phase Il-Spule gegeben wird, was durch die Bezeichnung 1 am
Phase I- und Phase Ili-Polzahn 41 und durch die Zahl 0 am Phase II-PoI
41 zum Ausdruck gebracht werden soll.
Die Stellung, die der Ring29 nach dem Auftreten der vorher erwähnten
Stromimpulse einnimmt, wird zur Zeit t^ in der Fig. 3
gezeigt. Diese Stellung ist so, daß der Polzahn 41 des Phase II-Stators
mit den Rotorabschnitten 31 fluchtet« Demzufolge besteht
also die nächst Impulskombination darin, daß die Spulen 51 des
-16-30981 0/07SS
Phase I- und Phase Il-Stators 33a und 33b erregt werden. Aus demselben
Grund wie vorher erwähnt wurde, wird der Ring 29 über einen Winkel von zwei Drittel des Winkels weiterbewegt, den ein Abschnitt
31 einnimmt und zwar aufgrund der Zugkraft des Phase III-Stators 33c. Dieser bringt den Rotor 29 in die Lage, die zum Zeitpunkt
t* auftritt, wobei die magnetischen Abschnitte dann mit dem
Polzahn 41 des Phase Il-Stators 33b fluchten. Aus den bereits
erwähnten Gründen werden dann Stromimpulse dem Phase I- und Phase II-Stator 33a und 33b zugeleitet, so daß der Rotor 29 wieder
über einen Winkel von zwei Drittel des Winkels weiterbewegt wird, der von einem der magnetischen Bereiche 31 überdeckt wird,
so daß er also die in der Fig. 3 zum Zeitpunkt t2 angezeigte
Lage erreicht, aus der er zur nächsten Ruhestellung weiterbewegt werden kann, wenn Stromimpulse auf den Phase II- und Phase III-Stator
gegeben werden.
Die Anordnung einer Vielzahl von Polen 41, 43 für jeden Stator
ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch sowohl die Haltekraft des Stators bei einer gegebenen magnetischen Feldstärke verbessert
wird, als auch das auf den Rotor ausgeübte Drehmoment im Vergleich zu dem, das ausgeübt werden könnte, wenn der Stator nur einen
einzigen Pol hätte. Da verschiedene magnetische Abschnitte zum selben Zeitpunkt mit einem Stator zusammenwirken, würde die
Wirkungsweise der Anzeigevorrichtung auch dann nicht ernsthaft
in Frage gesteift werden, wenn beispielsweise zu einem gegebenen
Zeitpunkt weniger als alle dieser Pole des Stators mit den magnetischen Abschnitten auf dem Rotor zusammenarbeiten. Es wird daher
möglich, einen der Rotorabschnitte entweder wegzulassen oder seine Charakteristik auf andere Weise zu ändern, so daß ein magnetischer
oder elektrostatisch abgreifbarer Bezugspunkt auf dem Rotor entsteht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung, wie es' in der Fig· 2 gezeigt ist, ist deshalb in dem Bereich 55 mitten
-17-309810/0755
zwischen den magnetischen Abschnitten 31a und 31b, wo normalerweise
ein weiterer magnetischer Bereich angeordnet sein sollte,
der Rotor ohne einen solchen Abschnitt ausgestaltet; mit anderen Worten, dieser magnetische Bereich ist dort fortgelassen. Um
diesen so auf dem Rotor geschaffenen Bezugspunkt abzugreifen, ist eine magnetische Abtasteinrichtung 57 vorgesehen. Sie besteht aus einem Paar von Polen 58, die auf gegenüberliegenden
Seiten des Rotors liegen, aus einem magnetischen Verbindungsstück 59 (Magnetjoch), das die Pole 58 verbindet und aus einer Abfühlspule
60, die auf dem Verbindungsglied 59 angeordnet ist. In jeder der Ruhelagen des Rotors 29 wird der magnetische Widerstand des
aus dem magnetischen Verbindungsglied 59 und den Polen 58 bestehenden
magnetischen Pfades auf einem bestimmten relativ niedrigen Wert sein und zwar deshalb, weil die magnetischen
Abschnitte 31 zwischen den Abfühlpolen 58 einen gewissen magnetischen
Schluß zulassen. In einer einzigen Ruhelage des Rotors aber, nämlich dann, wenn der abschnittfreie Bereich 55 des Rotors
zwischen den Abtastpolen 58 liegt, ist der magnetische Widerstand des Abtastweges, der mit der Abfühlspule 60 in Verbindung steht,
größer und zwar deshalb, weil die Verbindung zwischen den Abtastpolen 58 fehlt. Durch bekannte Mittel kann diese Widerstandsdifferenz
von- der Abfühlspule 60 ermittelt werden. Eine solche
Einrichtung ist beispielsweise durch die Nullpunktkontrolleinrichtung
62 gegeben, deren Ausgang wiederum mit dem Dreiphasenimpulsgeber 53 verbunden ist. Die Einrichtung 62 kann auch zusätzlich
noch eine automatische Nullpunktkontrolle aufweisen, bei der der Dreiphasenimpulsgeber 53 die Statoren 33a bis 33o
beaufschlagt und zwar so lange, als jeweils ein magnetischer
Abschnitt 31 von der Abtasteinrichtung 57 erfaßt wird und daß
solche Stromimpulse aber unterbunden werden, wenn der "Leerbereich
55" diese Abtasteinrichtung erreicht. Es ist klar, daß der Bezugsbereich 55 sich von den magnetischen Abschnitten des
Rotors auch in anderer Weise unterscheiden kann, beispielsweise durch seine Leitfähigkeit. Es ist auch möglich, den Bereich auf
dem Rotor, der normalerweise von einem magnetischen Bereich ein-
-18-3 0 9 8 10/0755
genommen werden würde, leitfähig zu gestalten, so daß er durch
kapazitive Mittel abgegriffen werden kann.
Bei dem in den Fig. 4 und 6 dargestellten bevorzugten Ausführungabeispiel
der Anzeigevorrichtung, die auf dem anhand der Fig. 2 erläuterten Prinzip arbeitet, ist ein im wesentlichen als Flach^-
ring ausgebildeter Rotor 65 vorgesehen, dessen Hauptebene im rechten Winkel zu seiner Rotationsachse steht. Auf diesem Ring
sind mehrere magnetische Bereiche 66 jeweils in gleichem Abstand zueinander angeordnet, wobei jeder Bereich ein Segment
des Rotors einnimmt, das in seinen Maßen den zwischen den einander benachbarten Bereichen liegenden Segmenten entspricht.
Auf einer Seite des Rotors 65 ist ein oberes Polstück 61 aus
magnetischem Material, wie beispielsweise Weicheisen angeordnet, das mit mehreren radial nach innen zeigenden Zähnen 67 verseien
ist, die durch einen bogenförmigen Streifen 69 miteinander verbunden sind. Die Zähne 67 sind im wesentlichen so lang wie die
entsprechenden magnetischen Bereiche 66. Auf der anderen Seite des Ringes 65 ist ein unteres Polstück 63 aus demselben Material
wie das obere Polstück angeordnet, das ebenfalls mit mehreren radial nach außen sich erstreckenden Zähnen 71 versehen ist, die
durch einen Verbindungsstreifen 73 zusammengehalten werden und mit den oberen Zähnen 67 fluchten. Alle jeweils aus den Zähnen
67 und 71 gebildeten Zahnpaare bilden daher mehrere ringförmig
angeordnete Pole, die zwischen sich Luftspalte bilden, durch die die magnetischen Bereiche 66 bewegt werden müssen, wenn der Rotor
65 gedreht wird. In jedem dieser Luftspalte wird ein magnetisches Feld durch einen Permanentmagnet 75 aufrechterhalten, der mit
Hilfe eines magnetischen Joches 77 zu einem nach unten verlaufenden
Teil 73a des unteren Polstückverbindungsgliedes 73 und mit dem oberen Polstück 61 durch ein nach unten verlaufenden Teil
69a des Verbindungsstreifens 69 verbunden ist. Um dieses Magnetjoch
77 herum ist eine Spule 78 gewunden, die erregt werden kann,
so daß das Magnetfeld in dem Luftspalt zwischen den Polstücken und 63 geändert werden kann.
-19-309810/0755
Wie am besten aus der Fig. 6 ersichtlich ist, ist die gesamte Anordnung
in einem aus Kunststoff bestehenden pillenförmigen Gehäuse untergebracht, das einen Kunststoffkörper 81, ein Unterteil 85 und
einen Deckelteil 79 besitzt. Zur Erleichterung des Zusammenbaues sind die oberen und unteren Polstücke 61 und 63 jeweils im Deckelteil
79 bzw. in dem Kunststoffkörper 71 eingegossen. Auf diese
Weise können Querstücke 82 durch den Gehäusekörper 81 gebildet werden, auf denen die Zahne 71 des unteren Polstückes 63 getragen
werden können. Die Spule 78 des Magnetjo©hs 77 und der Magnet
werden dann in einer Ausnehmung 85» die im Gehäuse angeordnet ist,
in ihre Lage gebracht.
Zusammen mit dem unteren Polstück 63 der Spule 78, dem Magnetjoch
77 und dem Magnet 75» die in dem Gehäuse 71 angeordnet sind,
wird auch der Rotor 65 oberhalb der Zähne 71 in die Gehäuse-ausnehmung
85 eingelegt, wonach dann der Gehäusedeckelteil 79» der das obere Polstück 71 trägt, in den Gehäuseteil 81 eingesetzt
wird. Dazu ist der Deckelteil 79 mit einem sich nach unten
erstreckenden Rand 89 versehen, der sowohl zur Befestigung des Deckelteiles im Gehäuseteil 81 als auch zum Halten des Vorsprunges
89a des oberen Polstückes 61 dient. Zum Schluß wird der Gehäuseboden 83 eingedrückt, so daß die Gesamtanordnung abgedichtet ist.
Es ist klar, daß die anderen beiden Anordnungen der oberen und unteren Polstücke, so wie in der Fig. 2 schematisch gezeigt, verteilt
angeordnet sind, so daß jede etwa einen Winkel von 120° überdeckt. Es wird auch deutlich, daß verschiedene Anzeigevorrichtungen,
wie sie in den Fig. 4 und 6 gezeigt sind, in einem
gemeinsamen Gehäuse konzentrisch zueinander angeordnet werden können, z. B. so wie es schematisch in der Fig. 1 gezeigt ist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Anzeigevorrichtung, die nach den schematisch in der Fig. 2 erläuterten Prinzipien arbeitet,
ist in den Fig. 5 und 7 dargestellt. Diese Ausführungsform unter
scheidet sich von der . Fig. 4 und 6 zunächst darin, daß der
Rotor 91 T-förmig im Querschnitt ist und mit seinem mittleren
. -20-/ 309810/0756
Steg 93 parallel zur Rotationsachse verläuft· Jeder der drei
Statoren der Einrichtung, von denen nur einer in der Fig. 5 gezeigt ist, besitzt nun ein inneres Polstück 95» das sich auf der Innenseite
des Rotors 91 erstreckt und ein äußeres Polstück 97ν das
sich außen am Rotor erstreckt. Das innere Polstück 95 besitzt ein sich kreisförmig erstreckendes Verbindungsglied 99t von dem
aus mehrere im Abstand zueinander angeordnete Zähne 101 sich axial und parallel zu dem Rotorkörper 91 erstrecken. In gleicher
Weise setzt sich auch das äußere Polstück 97 aus einem Verbindungsglied (nicht gezeigt) zusammen, von dem sich mehrere Zähne 105
aus erstrecken, wobei jeweils ein Zahn 103 gegenüber einem Zahn
101 des inneren Folstückes 95 angeordnet ist und jeweils ein
Paar von gegenüberliegenden Zähnen einen Statorpol 101, 103 bildet. Magnetische Abschnitte 105 sind wiederum in gleichen
Abständen auf dem Rotorkörper 91 angebracht, wobei die länge eines solchen Bereiches mit der eines Zahnes 101 und 103 übereinstimmt
und wobei der Zwischenraum zwischen einander benachbarten Abschnitten gleich denen ist, die zwischen den einander benachbarten
Polen 101 und 103 bestehen. Für eine brauchbare Anzeigevorrichtung ist der zentrale Rotor 95 mit einem flachen vorzugsweise
unmagnetischen Querstück 107 versehen.
Um das magnetische Feld in den Spalten zwischen den Polen 101, zu bilden, ist ein Permanentmagnet 109 vorgesehen, der in einem
Magnetkreis zwischen dem Polstück 95 und 97 über ein magnetjochähnliches
Verbindungsstück 111 eingesetzt ist, um das eine Spule 113 gewickelt ist, um das Magnetfeld in den Spalten des Stators
verändern zu können.
Der Rotor 93 bildet auf diese Weise ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung,
bei der der Rotor selbst keine Markierungen aufweist aber dafür einen unmagnetischen Ring trägt, auf dem diese Kennzeichnungen
angebracht sind. Wenn also der Ausdruck "Rotor mit aufgebrachtes Markierungen" benutet wird, so ist damit auch ein
-21-309810/0755
Rotor gemeint, der solche Markierungen entweder direkt wie in der Fig. 4· oder indirekt auf einem weiteren Hing, wie in der
Pig. 5 trägt.
Sind bei dieser Ausführungsform die Polstücke in ihrem Gehäuse
eingebracht und auch der Magnet 109, das Verbindungsstück 111 und die Spule 113 in die richtige Lage gebracht und in der öffnung
121, die dafür in dem Gehäusekörper 115 vorgesehen ist, verankert,
so kann danach der Boden 119 eingedrückt werden. Der Rotor 91 sitzt dann zwischen den Zähnen des äußeren und inneren Polstückes
95 und 97i so daß dann der Gehäusedeckelteil 117 mit dem Teil
115 verbunden wird. Dazu ist dieser Gehäuseteil 115 mit einem Paar Kreisnuten 127 versehen und das Gehäusedeckelteil 117 mit
einem Paar kreisförmiger Zungen 129, die dicht in die Nuten einsetzbar sind und so eine abgedichtete Kammer 121 für den Rotor
91 bilden. Eine ähnliche abgedichtete Kammer ist auch in der Ausführungsform
der Fig. 6 für den Rotor 65 vorgesehen.
Der Rotor 295 der in den vorhergegangenen Pig. gezeigten Anzeigevorrichtung
kann verschiedene Formen haben, von denen drei in den Fig. 8a, 8b und 8c gezeigt sind. Um die gegenseitige Zuordnung
zu zeigen, ist jeder der drei Statoren 31a, 31b und 31c der Fig. durch einen seiner Pole 41, 43 dargestellt und zwar in ihrer
richtigen Stellung angrenzend an den Rotor und durch die Phase I, II und III gekennzeichnet.
Der in der Fig. 8a im Querschnitt dargestellte Rotor ist vollständig
aus einem magnetischen Material hergestellt, das beispielsweise
ein magnetischer Kunststoff sein kann, der vorstehende oder verdickte Teile 135 aufweist, die als die magnetischen Abschnitte
dienen. Dadurch wird klar, daß der magnetische Kupplungseffekt zwischen den Phase I-Polen 4-1 und 4-3 durch den verdickten Rotorteil
135 wesentlich größer ist, als er sein würde, wenn die relativ dünne Zone 137» die zwischen den einander benachbarten
magnetischen Bereichen 135 liegt, zwischen diesen Polen liegen
-22-3098 10/0755
würde. Auf diese Weise kann derselbe Effekt erzielt werden, als wenn der Rotor einen gleichbleibenden Querschnitt hätte und dabei
mehrere Segmente aufweisen wurden, die aus magnetischem Material bestehen, während der übrige Teil des Rotors aus unmagnetischem
Material hergestellt ist.
Auch der Rotor der Fig. 8b beruht auf dem gleichen Prinzip. Er
besteht aus einem Paar gewellter magnetischer Ringe 139 und 141,
die vorzugsweise aus Weicheisen bestehen und miteinander verbunden
sind, um ebenfalls abwechslungsweise dicke und dünne Rotorteile und 145 zu bilden, wobei die dicken Rotorteile als die magnetischen
Bereiche dienen.
Eine weitere Ausführungaform für den Rotor der vorliegenden Erfindung
ist in der Fig. 8c gezeigt. Sie besteht aus einem einzigen wellenartig gebogenen metallischen Ring 147, der aus Gründen c?r
Festigkeit zwischen einem Paar flacher Kunststoffringe 149 und
eingefügt sein kann, die nicht magnetisch sind. Bei dieser Ausführungaform
besteht jeder magnetische Bereich aus einem Paar gegenüberliegender Metallbereiche, wie beispielsweise die Bereiche
153 und 155» und aus dem sich quer dazu erstreckenden Ringteil 156,
der die beiden anderen Teile verbindet. Drei magnetische Bereiche des Ringes der Fig. 8c sind beispielsweise mit A, B und C bezeichnet.
Da die Wirkung eines magnetischen Bereiches darin bestehen soll, eine magnetische Kupplung zwischen den gegenüber- ■
liegenden Zähnen 41 und 43 eines Polstückes zu bewirken, ergibt
sich, daß aufgrund der speziellen geometrischen Ausbildung der magnetischen Bereiche in der Fig. 8c jedes Paar gegenüberliegender
Polzähne 41 und 43 gegeneinander versetzt sein muß und zwar in Richtung der Bewegung des Ringes, so daß dann, wenn eine Hälfte
eines magnetischen Bereiches einem Polzahn benachbart ist, die andere Hälfte dem gegenüberliegenden Polzahn benachbart sein muß,
so daß wiederum die Voraussetzung erfüllt ist, daß die magnetischen Bereiche mit den Polen fluchten und ein magnetischer Kupplungseffekt zwischen dem Pol und dem magnetischen Bereich auftritt.
-23-
309810/0755
Fig. 9 zeigt die Anwendung der Erfindung auf eine mit drei Ringen versehene Anzeigevorrichtung, die aufgrund der Prinzipien ausgelegt ist, die bei der Erläuterung der Fig. 2 angegeben wurden, die
aber kleinere Änderungen aufweist, die im folgenden beschrieben werden sollen. In der Fig. 9 sollen die drei konzentrischen Rotoren
229-1, 229-2 und 229-3 jeweils die Funktion des Sekunden-, Minuten- und Stundenringes 21, 19 und 17 übernehmen, die in der Fig. 1 dargestellt
sind. Jeder dieser Rotoren trägt mehrere magnetische Bereiche, wie jene, die in der Fig. 2 für den Rotor 29 gezeigt sind,
Darüberhinaus ist jeder Rotor der Fig. 9 mit drei Mehrfachpolstatoren ausgerüstet, wie auch die Statoren 33a» 33b und 33c der
Fig. 2. Um nun die Erläuterungen zu jeder der folgenden Figuren zu verstehen, muß .nochmals herausgestellt werden, daß jeder
dieser Rotoren drei Mehrfachpolstatoren besitzt und daß die Statorpole der Anzeigevorrichtung, die in den Fig. 9 bis 18 gezeigt
sind, dieselben geometrischen Beziehungen dem Rotor gegenüber haben, wie auch die Statorpole der Fig. 2. Während jedoch in der
Fig. 2 jeder der drei Statoren mit einem Permanentmagnet 47 ausgerüstet
war, wird bei der Ausführungsform der Fig. 9 dagegen vorgesehen, daß nur einer dieser Statoren einen Permanentmagnet
besitzt. In der Fig. 9 ist dazu der Phase I-Stator für jeden
der drei dargestellten Rotoren ausgewählt worden und die Magnete wurden jeweils mit den Bezugszeichen 247-1, 247-2 und 247-3 gekennzeichnet.
Eine weitere Änderung gegenüber der Ausführungsform der Fig. 2 besteht darin, daß anstelle einer getrennten Spule 51» die die
Magnetisierung jedes Stators eines jeden Rotors ändern sollte (so daß also drei Spulen für die Statoren jedes Rotors nötig
waren), bei der Einrichtung der Fig. 9 nur noch eine einzige Spule 251-2 magnetisch mit dem Phase II-Stator aller der Rotoren ·
der Anzeigevorrichtung gekuppelt ist. In ähnlicher Weise ist in der Fig. 9 auch eine gemeinsame Spule 251-3 mit dem Phase III-Stator
aller der Rotoren der Anzeigevorrichtung verbunden.
-24-309810/0755
Die Fig. 10,' 11 und 11a zeigen weitere zweckmäßige Ausbildungen,
wie sie schematisch in der Fig. 9 dargestellt sind und sie zeigen vor allem, wie eine Einzelspule 251-2 magnetisch mit jedem der
drei Phase II-Statoren 33b-1, 33b-2 und 33b-3 verbunden werden
kann. Das geht am besten aus den Fig. 11 und 11a hervor, wo die Spule 251-2 auf einen Kern 301 aus magnetischem Material aufgewickelt
ist von dem aus drei Arme ausgehen. Vom Vorderende des Kernes 301 erstrecken sich die Arme 303» 311 und 315- Vom hinteren
Ende des Kernes gehen die Arme 307, 313 und 319 ab. Die
ersten drei Arme besitzen sich nach oben erstreckende Finger 305» 311 und 317, welche die Arme und den Kern 301 mit den „Polstücken
235-1, 235-2 und 235-3 der drei Statoren 33b-3, 33b-2
und 33b-1 verbinden. In ähnlicher Weise besitzen auch die drei Arme, die sich vom rückwärtigen Ende des Kernes 301 erstrecken,
nach oben gehende Finger 309, 313 und 321 die mit den inneren Polstücken 237-3, 237-2 und 237-1 derselben drei Statoren in
Verbindung stehen. Wenn also die Spule 251-2 erregt wird, dann bildet sich ein magnetisches Feld zwischen den Zähnen aller drei
Statoren 33b-1, 33b-2 und 33b-3 gleichzeitig aus.
Eine weitere Armanordnung, die ebenso ausgebildet ist, wie sie in der Fig. 11a dargestellt ist, kann auch zur Anwendung der magnetischen
Antriebskraft der Phase Ill-Spule 351-3 der Fig. 9 auf
die Phase III-Statoren aller Rotoren vorgesehen sein.
In der Fig. 10 ist der mit einer Spule ve.rsehene Dreifachstator in Kunststoff eingebettet und zwar auf dieselbe Weise wie vorher
schon bei der Fig. 7 erklärt wurde. So ist die gesamte Anordnung in einem Kunststoffkörper 2115 eingelegt, wobei der Boden durch
eine Kappe 2119 und das Oberteil durch eine transparente Linse 2117 abgedichtet wird, durch die jeder der drei Rotoren 229-1,
229-2 und 229-3 sichtbar ist. Jeder der zuletzt erwähnten Rotoren bewegt sich frei auf einer Kreisbahn die unterhalb der Linse
2117, die in der gleichen Art ausgebildet ist, wie es im einzelnen
vorher bei der Fig. 7 erläutert wurde.
-25-309810/0755
Nach der Erläuterung der elektromagnetischen Antriebsteile für"
die Phasen II- und III der Einrichtung der Fig. 9 soll nun der die
Phase I betreffende Teil beschrieben werden. Aus der Fig. 9 geht hervor, daß jeder der verschiedenen Statoren 33a die jeweils
den Rotoren 229-1, 229-2 und 229-3 zugeordnet sind und in der Fig. 9 nicht dargestellt sind, mit einer Einrichtung zur ständigen
Magnetisierung versehen ist. Diese Einrichtung kann aus einzelnen Permanentmagneten 24-7-1, 24-7-2 und 24-7-3 bestehen, von denen jeder
einem der drei Statoren 33a zugeordnet ist,welche zur Phase I der
drei gezeigten Rotoren gehören. Wie später noch anhand der Fig. erläutert werden wird, kann auch ein einzelner Permanentmagnet zu
diesem Zweck dienen; Wenn für den Phase I-Stator jedes Rotors jeweils
ein Permanentmagnet verwendet wird, wie es in der Fig. 9
der Fall ist, dann kann die elektromagnetische Gestaltung, durch die das Magnetfeld jedes einzelnen Permanentmagnetes auf den zugeordneten
Stator 33c gegeben wird, dieselbe sein wie die, welche in den Fig. 5 und 7 bereits beschrieben wurde.
Die Funktionsweise des Antriebes für jeden Rotor der Fig. 9 kann aus den Fig.12 und 13 entnommen werden. Der innere Rotor 229-1
ist in der Fig. 12 in vier aufeinanderfolgenden Stellungen und zwar jeweils ,zum Zeitpunkt t,,, t~, t, und t^ gezeigt, von denen
der letzte wieder eine Rückkehr zu der ersten Stellung zum Zeitpunkt t,- ist. Der Einfachheit halber ist der Rotor als flacher
Streifen gezeigt und es sei vorausgeschickt, daß die lineare Vorwärtsbewegung nach links einer Rotation des Rotors im Gegenuhrzeigersinn
entspricht. Jeder der Statoren 35a, 35b und 35c
ist ebenfalls nur durch einen seiner Polzähne 4-1 dargestellt, wie
das auch in der Fig. 3 der Fall war. Zum Zeitpunkt t^ nimmt der
Rotor 229-1 .eine seiner stabilen Stellungen ein, in der er durch den Permanentmagnet 24-7-1 gehalten wird und zwar mit Hilfe des
Polzahnes des Phase I-Stators 33a» von denen einer gerade mit
einem der verschiedenen im Abstand zueinander angeordneten magnetischen Bereiche 231 des Ringes fluchtet, TJm den Rotor 229-1 von
-26-309810/0755
der ersten Lage zu seiner nächsten Stellung zum Zeitpunkt t^ zu
bewegen, werden die Phase I und Phase Ill-Spulen 251-1-1 und
251-3 kurz beaufschlagt (Fig. 13). Die Erregung der Phase I-Spule
25I-I-I dient dabei dazu, die Magnetisierung des Phase
I-Stators des Rotors 229-1 über den Permanentmagnet 24-7-1 so zu
verändern, daß die Haltekraft, die vom Phase I-Stator auf den Rotor ausgeübt wird, verkleinert wird. Dieser Umstand erlaubt es,
den Rotor 22°/-1 nach links vorwärts zu bewegen (Gegenuhrzeigersinn)
und zwar unter dem Einfluß der Zugkraft, die auf den Bereich
231 von dem rechts gelegenen Stator 251-3 durch die Erregung
der Phase HI-Spule ausgeübt wird. Keiner der anderen Rotoren wird dabei weiterbewegt, obwohl deren Phase III-Stator
in ähnlicher Weise beaufschlagt ist, weil deren Phase I-Permanentmagneten
24-7-2 und 247-3 c'iese Ringe nach wie vor in einer Lage
halten, da die Spulen, die diesen Magneten zugeordnet sind, Licht erregt wurden. Natürlich können auch alle Rotoren gleichzeitig
weiterbewegt werden, wenn die Ausgleichsspulen, die mit ihren Permanentmagneten verbuchen sind, ebenfalls erregt werden.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die einzigen stabilen Lagen
des Rotors 229-1 die in der Fig. zu den Zeiten t,- und t^ dargestellt
sind. Die Zwischenlagen zu den Zeitpunkten to und t,
existieren nur kurzzeitig. Sie sind nämlich diejenigen durch die der Rotor 229-1 bewegt wird,.um von einer seiner stabilen Stellungen
(t^j) zu der nächsten stabilen Stellung (t^) bewegt zu
werden. Die Spule 251-1-1 (Fig. 13) verbleibt dabei erregt, wenn der Rotor von seiner ersten Zwischenstellung zum Zeitpunkt
tp zu seiner zweiten Zwischenstellung zum Zeitpunkt t, bewegt
werden soll, aber die Erregung der Spulen 251-2 und 251-3 erfolgt
im umgekehrten Sinn, so daß die Phase Il-Spule dann erregt
ist, während die Phase Ill-Spule nicht erregt ist. Dadurch wird
eine linksgerichtete Kraft (wie in der Fig. 12 dargestellt) auf <ien Ring 229-1 vom Phase Il-Stator aus ausgeübt, so daß noch
ein nach links gerichtetes Drehmoment (Fig. 12) auf den sich
-27-
3098 10/0755
schon bewegenden Ring 229-1 ausgeübt wird. Um die Fortbewegung
des Rotors 229-1 bis zur zweiten stabilen Lage bei t^ zu vervollständigen,
wird zum Zeitpunkt t^ vorgesehen, alle drei der dargestellten
Spulen in den nicht erregten Zustand zu bringen. Dadurch kommt die magnetische Anzugskraft vom Phase I-Stator 33a
ins Spiel und zwar als Folge des Permanentenmagnetfeldes, das sich zwischen den Zähnen 241 durch den Permanentmagnet 247-1
aufgebaut hat,, Als Folge dieser Anzugskraft bewegt sich der Rotor
229-1 so weit, bis er mit dem Stator 35a ausgerichtet ist und
seine zweite dargestellte stabile Lage zum Zeitpunkt t^ erreicht
hat.
Eine zweite Ausführungsform der Erfindung ist in der Fig. 14
schematisch dargestellt. Diese Ausführungsform ist wie jene der Fig. 9 als eine Mehrfachringanzeigevorrichtung ausgebildet, die
nach der anhand der Fig. 2 erläuterten Methode arbeitet. In der schematischen Darstellung der Fig. 14 sind die Statoren 33a, 33b
und 33c als solche nicht gezeigt, sondern lediglich anhand ihrer Permanentmagnete 247-1, 247-2 und 247-3 sowie anhand ihrer Spulen
251-2, 251-2, 251-3-2 und 251-3-3 angedeutet.
Grundsätzliche Unterschiede zwischen der Ausgestaltung der Fig. und der Fig. 14 bestehen darin, daß bei der Vorrichtung der Fig.
jeder Stator (33a, 33b, 33c) jeweils durch einen getrennten Impuls
beaufschlagt wird, so daß diese Vorrichtung tatsächlich auch als ein Dreiphasenantrieb bezeichnet werden kann. Im Gegensatz dazu
sind in der Fig. 14 nur die Statoren der Phase II und Phase III 33b und 33c durch Impulse beaufschlagt, während die Statoren 33a
der Phase I durch einen Permanentmagnet oder eine äquivalente Einrichtung ständig magnetisiert bleiben. Diese Magnetisierung
wird dabei nicht durch eine Spule verändert, die in der Art, in der die Phase II und Phase Ill-Spulen erregt werden, mit
Stromimpulsen beaufschlagt wird. Die Statoren 33a der Phase I in der Fig. 14 können daher jeder so ausgebildet'sein, wie das
-28-309810/0755 - ·
in den Pig.'5 und 7 gezeigt war, so daß Jeder von ihnen mit seinem
eigenen Permanentmagnet 24-7-11 2*7-2 und 2*7-3 ausgerüstet ist,
so daß eine ständige Magnetisierung dieser Statoren bewirkt wird. Es kann auch, wie nachher noch anhand der Fig. 18 erläutert wird,
ein gemeinsamer Permanentmagnet alle drei Phase I-Statoren 33a magnetisieren.
Die Statoren der Phase ΪΙ in der Fig. 1* sind so gezeichnet, daß
sie dieselbe Form wie in der Fig. 9 besitzen. Die Statoren selbst sind in der Fig. 1* nicht dargestellt, sondern jeweils durch ihre
gemeinsame Spule 251-2 angedeutet, die magnetisch mit allen dreien verbunden ist. Die Ausgestaltung der Fig. 11a kann im übrigen vorgesehen
werden.
Die Statoren 33c der Phase III der drei Rotoren 229-1, 229-2 und
229-3 werden jeweils individuell durch die Spulen 251-3-1, 251-3-2 und 251-3-3 magnetisiert. Die Funktionsweise der Einrichtung
der Fig. 1* kann anhand der Fig. 15 und 16 erläutert werden. Diese Figuren erläutern wiederum, wie der Rotor 229-1 von einer stabilen
Lage zum Zeitpunkt t* zu der nächsten stabilen Lage zum Zeitpunkt
tj, bewegt werden kann. Der Ring wird aus der ersten gezeigten
stabilen Lage dadurch bewegt, daß ein Stromimpuls auf die Spule ■251-3-1 der Phase III gegeben wird (Fig. 16). Dadurch wird von
dem Polzahn des Stators 33c der Phase III ein magnetischer Zug auf den magnetischen Bereich ausgeübt, der gerade oberhalb und rechts
von dem Polzahn 241 liegt, der anstelle des Stators 33c dargestellt
ist.
Zum Zeitpunkt t~, also dann, wenn der Ring 229-1 sich nach links
bewegt hat (wie in der Fig. 15 zu sehen ist) und den vorher erwähnten Bereich in eine Lage gebracht hat, in der er mit dem Polzahn
des Stators 33c der Phase III ausgerichtet ist, wird die Spule 251-3-1 der Phase III nicht mehr erregt und die Spule 251-2
der Phase I durch einen Impuls erregt (Fig. 16). Die geometrische
Ausbildung des Ringes 229-1 und des Polzahnes 241 des Stators 33a,
33b und 33e ist so gewählt, daß dann, wenn die Bereiche mit den
309810/0755 -29~
Polzähnen des Stators 33c der Phase III übereinstimmen, wie in der
Pig. 15 gezeigt ist, die sich zu diesem Zeitpunkt zwischen den Polzähnen 241 der anderen beiden Statoren 33a und 33b hindurchbewegenden
Bereiche nicht mit diesen Statoren ausgerichtet sind und zwar jeweils um gleiche aber entgegengesetzte Beträge, wie es zum Zeitpunkt
to in der Pig. 15 gezeigt ist. Die magnetische Kraft, die
durch die Erregung der Spule 251-2 ausgeübt wird, wird daher die
Magnetkraft überwinden, die vom Stator 33a auf den Rotor 229-1
aufgrund des Permanentmagneten 247-1 in entgegengesetzter Sichtung
aufgebracht wird. Sobald diese Bedingung eintritt, wird der
Ring 229-1 bei Erregung der Spule 251-1 der Phase Il sich nach
links in die zum Zeitpunkt t, in der Fig» 15 dargestellten Stellung
bewegen, wo die Rotorbereiche 231 mit den Polzähnen 241 des
Stators 33b der Phase II ausgerichtet siad und die Bereiche, die
sich innerhalb des Phase I und Phase HI-Stators 33a bzw» 33c
befinden, jeweils vor und hinter ihren zugeordnetem Statorzähnen
um jeweils gleiche Beträge liegen.
Um den Rotor 229-1 aus der Lage zum Zeitpunkt t, in die zvreite
stabile Lage zum Zeitpunkt t^ zu bewegen, bleiben die beiden Spulen
251-2 und 251-3-1 der Phase II und Phase III unerregt (Fig. 16). Die magnetische Zugkraft, die von dem Stator 33a der Phase I ausgeübt
wird, der dem Rotor 221-1 zugeordnet ist, bleibt daher unausgeglichen und vervollständigt die Bewegung des Ringes aus der Lage
zum Zeitpunkt t-, zu der Lage zum Zeitpunkt t^, wo die magnetischen
Bereiche 231 mit den Polzähnen 241 des Stators 33a der Phase I ausgerichtet sind.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung, bei der nur ein einziger Permanentmagnet
247 benötigt wird, um die Phase I-Statoren 33a-1, 33a-2 und
33c-3 der Rotoren 229-1 j 229-2 und 229-3 ständig zu magnetisieren,
die in der Fig. 9 gezeigt sind, ist schematisch in der Fig. 17
und in groben Umrissen in der Fig. 18 dargestellt. Der Permanentmagnet
247 ist dabei pillenförmig ausgebildet und mit einem Paar von magnetischen Armgebilden 331 und 333 ausgerüstet. Das erste
magnetische Gebilde 331 dient dabei dazu, den Permanentmagneten
3 0 9810/0755
247 mit dem inneren Polstück 235-1, 235-2 und 235-3 der Statoren
der Phase I, 33a-1, 33a-2 und 33a-3 zu verbinden. In ähnlicher
Weise ist das magnetische Glied 333 vorgesehen, um diesen Permanentmagneten 247 mit dem äußeren Satz von Polstücken 237-1»
237-2 und 237-3 derselben drei Statoren zu verbinden. Das erste magnetische Glied 331 ist mit einem im allgemeinen pillenförmigen
Kern versehen, der eine besonders gute magnetische Verbindung zu
dem Boden des pillenförmigen Magnet 247 herstellt. Eine Anordnung
von drei Armen 337 j 339 und 341 erstreckt sich von der Oberseite
des magnetischen Gliedes 331 und auf diesen Armen sind die drei individuellen Kompensationsspulen 251-1-1, 251-1-2 und 251-1-3
aufgewickelt. Diese drei Arme 337» 339 und 341 enden in den Polstücken
235-11 235-2 und 235-3, die mit den Bezugszahlen 343,
und 347 bezeichnet wurden, so daß ein magnetischer Pfad zu Jedem
von ihnen vom Boden des Permanentmagnetes 247 ausgeht. Die entgegengesetzte oder auch obere Seite des Permanentmagneten ist in
ähnlicher Weise mit dem Kopf des zweiten magnetischen Verbindungsgliedes 333 verbunden, der auch mit einem Satz von drei Armen ausgerüstet
ist, von denen zwei bei 349 und 333 gezeigt sind und die jeweils wieder die Statorpolstücke 237-1, 237-2 und 237-3
an den Punkten 353, 355 und 357 berühren.
Die Anordnung der Fig. 17 und 18 hat zwei ganz wesentliche Vorteile
Der am meisten ins Auge springende ist dabei der, daß ein einziger Permanentmagnet die Funktion übernimmt, die vorher von dreien ausgeübt
wurde, so daß Gewicht, Abmessungen und Kosten gespart werden können. Ein nicht sofort ins Auge springender Vorteil ist der,
daß dann, wenn eine der Spulen 251-1-1, 251-1-2 und 251-1-3 erregt wj.rd um dem Fluß entgegenzuwirken, der sonst ständig vom Permanentmagnet
247 über die Zähne der Statoren 33a-1, 33a-2 und 33a-3 fließen würde, der von ihnen hervorgerufene Fluß den Permanentmagneten
247 nicht entmagnetisieren kann. Dagegen kann aber der durch irgendeine der drei Spulen hervorgerufe Fluß durch die
magnetische Anordnung der beiden anderen dieser Spulen fließen, so daß nun eine Art Bypaß um den Permanentmagneten 247 herum-
3098 10/0755
gelegt ist, der eine Entmagnetisierung verhindert. Wäre diese Anordnung
nicht getroffen worden und wäre anstelle dessen jeder Stator mit einem eigenen Permanentmagnet und mit einer eigenen
individuellen Spule ausgerüstet, wie das im Beispiel der Fig. 7 gezeigt ist, dann würde die magnetische Antriebskraft, die in dem
Moment auftritt, in dem die Spule erregt wird, dazu führen, den Permanentmagnet zu entmagnetisieren, weil ja kein anderer Weg für
den durch die Erregung der Spulen erzeugten Fluß zur Verfugung steht. Dadurch, daß der Korapensierungsfluß durch die magnetischen
Teile der anderen zwei Spulen zurückfließen kann, verläuft dieser Fluß auch in einer Richtung, in der er den in diesen magnetischen
Wegen durch den Permanentmagnet 24-7 hervorgerufenen Fluß noch bestärkt
.
Es ist offensichtlich, daß die offenbarte Anzeigevorrichtung
viele Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile besitzt. Sie kann beispielsweise dazu benutzt werden, verschiedene Informationskanäle
direkt nebeneinander anzuzeigen und es können diese Kanäle entweder gegenseitig in eine Beziehung gebracht werden oder nicht.
Die Art der Information, die hier zur Anzeige gebracht werden soll, ist völlig unbegrenzt und schließt beispielsweise auch die Anzeige
einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die Anzeige der zurückgelegten Kilometer, der Füllung des Kraftstofftankes und des Öldruckes in
einem Fahrzeug ein; es ist auch möglich, die Zeit in einer Armbanduhr oder einer Standuhr anzuzeigen und es können auch eine ganze
Reihe von anderen Daten angezeigt werden und zwar ohne Rücksicht darauf, ob sie kontinuierlich veränderlich sind oder sich jeweils
nur in bestimmten nicht regelmäßig auftretenden Intervallen verändern.
Die Anzeigevorrichtung ist relativ unempfindlich, weil keine
mechanischen Verbindungselemente zwischen den bewegten Teilen vorgesehen sind. Sie ist auch genau, da sie im wesentlichen
auf einem digitalen Prinzip arbeitet. Sie ist billig herzustellen, da sie im Prinzip mechanisch herstellbar ist und sie ist
. -32-309810/0755.
auch gegenüber magDetiacheii Feldern sehr widerstandsfähig und
zwar aufgrund des Abschirmeffektes der eingesetzten Statoren.
-33-309810/0755
Claims (18)
- Patent- und Schutzansprüchetssaasssaasa ss sasAnzeigevorrichtung insbesondere für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr, bestehend aus mindestens einem mit mehrerjen magnetischen Abschnitten versehenen rotierenden Ring» der durch eine mit einem Satz von mindestens drei elektromagnetischen Einheiten ausgerüstete Antriebseinrichtung dadurch in Bewegung versetzt wird, daß diese elektromagnetischen Einheiten wechselweise mit Strom beaufschlagt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Einrichtungen aus mit mehreren Polstücken (35».37) versehenen Mehrfachpol-Statoren (33a, 33b, 33c) bestehen, von denen mindestens einer mit einer Vorrichtung (45) in Verbindung steht, die eine ständige Magnetisierung hervorruft und daß die Magnetfelder der anderen beiden Statoren unabhängig voneinander durch eine Folge von mindestens zwei mit verschiedenen Phasen versehenen Stromstößen veränderbar sind.
- 2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stator mit einer elektrischen Wicklung (51) versehen ist und alle Polstücke (35» 37) jeweils einer entsprechenden Anzahl der magnetischen Abschnitte (31) der Hinge (29) so zugeordnet sind, daß sie in aufeinanderfolgenden Stellungen der Ringe mit den magnetischen Abschnitten fluchten und daß die Mehrfachpol-Statoren (33a» 33b» 33c) Jeder für sich mit der Vorrichtung (4-5) zum konstanten Magnetisieren verbindbar sind und die Folge der Stromstöße mit einem dreiphasigen Strom (Drehstrom) erzeugt wird.3 Oi) 810/0755
- 3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stator (33a) mehrere kreisbogenförmig verteilte Luftspalte (39) besitzt, durch die die magnetischen Abschnitte (31) der rotierenden Singe hindurchbewegt werden müssen und daß jeder Stator mit einem Permanentmagnet (47) verbunden ist, der über die Luftspalte hinweg ein Magnetfeld erzeugt, wobei eine elektrische Spule (51) zur Veränderung dieses Magnetfeldes vorgesehen ist.
- 4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß sich jeder Stator (33a, 33b, 33c) etwa über ein Drittel des Umfanges des rotierenden Ringes (29) erstreckt (Fig. 2).
- 5· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stator mit einem Paar kreisbogenförmig angeordneter magnetischer Arme (35» 37) versehen ist, von denen jeder mit Polzähnen (41, 43) versehen ist, die sich zu denen des anderen Armes hin erstrecken und jeweils einen Abstand zueinander aufweisen, der dem Abstand der magnetischen Abschnitte (31) der rotierenden Ringe (29) entspricht.
- 6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Abschnitte (31a, 31b) auf den rotierenden Ringen gleichmäßig auf dem ganzen Umfang des Ringes verteilt sind, ein Abschnitt als Bezugspunkt (55) ausgebildet ist und zur magnetischen Lagekontrolle des Ringes gegenüber den anderen Abschnitten beträchtlich abweichende magnetische Eigenschaften besitzt;.
- 7· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine magnetische Abtastvorrichtung (57) zur Erfassung des Bezugspunktes vorgesehen ist.-35-309810/0 7 55
- 8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der als Bezugspunkt ausgebildete Abschnitt (55) ini wesentlichen unmagnetisch ist.
- 9· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Abschnitte (31) gleichmäßig auf den Umfang der Ringe (29) verteilt sind, wobei aber der als Bezugspunkt (55) dienende Abschnitt fehlt und daß eine magnetische Abtastvorrichtung (57) das Fehlen dieses Abschnittes erfaßt.
- 10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Ringe aus einem homogenen magnetischen Material bestehen und die Abschnitte durch eine regelmäßige Querschnittsänderung (135) gebildet sind (Fig. 8a).
- 11. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierenden Ringe aus einem gewellten homogenmagnetischen Material bestehen (Fig. 8b, 8c).
- 12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 mit mehreren Anzeigeringen von denen jeder mit Markierungen o.dgl., mit magnetischen Abschnitten und mit drei Statoren ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum konstanten Magnetisieren mit einem Satz (33a) der drei Statoren einer Phase verbunden ist und die Einrichtung zum Ändern der Magnetisierung aus einer gemeinsamen Einrichtung (251-2) zur Magnetfeldänderung der Statoren (33b) einer anderen Phase und aus einer Einrichtung (251-3-1, 251-3-2, 251-3-3) besteht, mit der individuell mindestens die Magnetisierung eines der Statoren (33c) der dritten Phase unabhängig von den anderen Statoren durch eine Folge von Impulsen veränderbar ist,.die phasenverschoben zu denen der anderen Statoren ist.-36-309810/0755
- 13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur individuellen Änderung des Magnetfeldes aus je einer ausschließlich mit den Phase I-Statoren (33a) verbundenen Spule (251-1-1, 251-1-2, 251-1-3) besteht und die Phase III-Statoren (33c) mit einer gemeinsamen Einrichtung (251-3) zur gemeinsamen Magnetfeldänderung versehen sind, die von einer dritten Impulsfolge auslösbar ist, die phasenverschoben zu den anderen leiden Impulspolfolgen ist.
- 14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur individuellen Magnetfeldänderung aus je einer ausschließlich den Phase III-Statoren zugeordneten Spule (251-3-1, 251-3-2, 251-3-3) bestehen (Fig. 14).
- 15· Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Einrichtung zur Änderung der Magnetfeldänderung eine mit allen Phase Il-Statoren (33b) verbundene Spule (251-2) ist.
- 16. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum konstanten Magnetisieren ein mit allen Phase I-Statoren (33a) in Verbindung stehender Permanentmagnet (247-1, 247-2, 247-3) ist (Fig. 14).
- 17. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Einrichtung zur Magnetfeldänderung eine mit allen Phase III-Statoren (44c) in Verbindung stehende Spule (251-3) ist(Fig. 9)·
- 18. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Einrichtung zur periodischen Änderung der Magnetfelder aller Phase I-Statoren eine magnetisch mit allen Phase Il-Statoren (33b) in Verbindung stehende Spule (251-2) ist (Fig. 14).309810/075537 Leerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17469571A | 1971-08-25 | 1971-08-25 | |
US22093072A | 1972-01-26 | 1972-01-26 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2241637A1 true DE2241637A1 (de) | 1973-03-08 |
DE2241637B2 DE2241637B2 (de) | 1974-03-14 |
DE2241637C3 DE2241637C3 (de) | 1974-10-17 |
Family
ID=26870473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19722241637 Expired DE2241637C3 (de) | 1971-08-25 | 1972-08-24 | Anzeigevorrichtung mit rotierenden Ringen, insbes. für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5341541B2 (de) |
CH (3) | CH581859B5 (de) |
DE (1) | DE2241637C3 (de) |
FR (1) | FR2155246A5 (de) |
GB (1) | GB1385714A (de) |
IT (1) | IT964202B (de) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5277080U (de) * | 1975-12-06 | 1977-06-08 | ||
JPS5390079A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-08 | Takao Izuhara | Stitching means |
CH672042B5 (de) * | 1987-10-22 | 1990-04-30 | Kinetron Bv | |
EP0316501A1 (de) * | 1987-11-20 | 1989-05-24 | Richdale Corporation | Zeitmessgerät |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5226470A (en) * | 1975-08-23 | 1977-02-28 | Fujitsu Ltd | Method of mounting ceramic substrate |
-
1972
- 1972-07-19 GB GB3371572A patent/GB1385714A/en not_active Expired
- 1972-07-31 JP JP7606472A patent/JPS5341541B2/ja not_active Expired
- 1972-08-24 CH CH1255472A patent/CH581859B5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-08-24 DE DE19722241637 patent/DE2241637C3/de not_active Expired
- 1972-08-24 CH CH1255472D patent/CH1255472A4/xx unknown
- 1972-08-24 CH CH1678073A patent/CH582931A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1972-08-24 IT IT2843972A patent/IT964202B/it active
- 1972-08-25 FR FR7230424A patent/FR2155246A5/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2155246A5 (de) | 1973-05-18 |
GB1385714A (en) | 1975-02-26 |
DE2241637C3 (de) | 1974-10-17 |
CH581859B5 (de) | 1976-11-15 |
CH582931A5 (de) | 1976-12-15 |
CH1255472A4 (de) | 1976-03-15 |
JPS5341541B2 (de) | 1978-11-04 |
DE2241637B2 (de) | 1974-03-14 |
JPS4830950A (de) | 1973-04-23 |
IT964202B (it) | 1974-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2538372C3 (de) | Elektrischer Schrittmotor | |
EP0159005B2 (de) | Elektrisch gesteuerter Elektromotor | |
DE2611319C3 (de) | Schrittschaltmotor für eine elektronische Uhr | |
DE60200499T3 (de) | Stellungsfühler, besonders zur Feststellung von Verdrehung einer Lenksäule | |
DE2305384C2 (de) | Anordnung zur Bestimmung der Windelstellung und Drehzahl | |
DE2157501B2 (de) | Synchronmotor niedriger Drehzahl | |
EP0221228A1 (de) | Elektrischer Antrieb | |
DE2224017B2 (de) | Rotierende Anzeigevorrichtung, insbesondere für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr | |
DE2600840A1 (de) | Schrittmotor | |
DE2628583C3 (de) | Schrittmotor, insbesondere zum Antrieb einer elektrischen Uhr | |
DE2644238A1 (de) | Schrittmotor | |
DE2147361B2 (de) | Elektrischer schrittmotor | |
DE2738789B2 (de) | Elektrischer Schrittmotor | |
DE69820982T2 (de) | Mehrpoliger magnetischer Ring | |
DE2335717C3 (de) | Elektrischer Miniatur-Synchronmotor | |
DE2241637A1 (de) | Anzeigevorrichtung mit rotierenden ringen | |
DE1548028B2 (de) | Motor und Gangwerk für Uhren | |
DE19753775A1 (de) | Meßvorrichtung zur berührungslosen Erfassung eines Drehwinkels | |
DE68913625T2 (de) | Vielpoliger Schrittmotor. | |
DE2401135A1 (de) | Bistabiler elektromechanischer wandler | |
DE3782339T2 (de) | Elektrischer motor mit einem vielpoligen dauermagnetlaeufer. | |
DE3049191A1 (de) | Elektrischer schrittmotor und ihn verwendende kombination motor-untersetzungsgetriebe | |
EP0982839A2 (de) | Synchronlinearmotor | |
DE2720053A1 (de) | Elektromagnetischer schrittmotor | |
DE2321918B2 (de) | Kleinsynchronmotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |