DE2241637C3 - Anzeigevorrichtung mit rotierenden Ringen, insbes. für die Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr - Google Patents
Anzeigevorrichtung mit rotierenden Ringen, insbes. für die Zeitanzeige an einer elektronischen UhrInfo
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Description
Auf vielen Gebieten der Technik besteht das Bedürfnis,
digital ermittelte Daten gerau, billig und zuverlässig anzuzeigen. Ein solches Anwendungsgebiet
ist in der Zeitanzeige zu sehen und insbesondere in der Zeitanzeige von elektrische 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 24 017.1 beschrieben. Die dort offenbarte rotierende Anzeigevorrichtung
besitzt mindestens einen rotierenden Ring oder auch Rotor genannt, der mit den anzuzeigenden
Markierungen oder Kennzeichen versehen ist. Dieser Rotor wird jeweils schrittweise durch
eine Einrichtung angetrieben, die mit mehreren magnetischen Abschnitten auf dem Rotor und mit
mehreren Antriebsein richtungen in der Form von zwei o^er 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 aul die magnetischen Abschnitte ausgeübte
Effekt verändert wird, und zwar so, daß auf den Rrtor 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 in die einzelnen Ruhestellungen zu groß wird.
Die Erfindung besteht darin, daß die elektromagnetischen Einrichtungen aus mit mehreren PoI-stückcn
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 Phasen versehenen Stromstößen veränderbar sind.
Durch diese Ausgestaltung wird es möglich, cfen Rotor sehr fest in den Ruhelagen zu halten, weil
gleichzeitig jeweils mehrere der magnetischen Ab-
schnitte auf dem Rotor mit einer entsprechenden Anzahl von Luftspalten zwischen den Polstücken
in Wirkverbindung gebracht sind. Dabei kann ebenso wie bei der bereits vorher erwähnten Anmeldung
zur Aufrechterhaitung 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 r zweckmäßig, in einer
periodischen Folge die Magnetisierung der Statoren /u 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 Luftspj'lten
Jcr Statoren aufrechterhalten wird, bei der Erregung der Spule vermindert und vorzugsweise sogar ganz
neutralisiert. Die Statoren werden dahei so angeordnet, daß dann, wenn die Luftspalte eines der
Statoren mit den Rotorabschnilten 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
■t5 sind, den Rotor in den Ruhelagen halten, während
sich die Kräfte der beiden nicht mit den Rotorabschnitten fluchtenden Statoren jeweils gegenseitig
aufheben. Es ist dadurch auch möglich, den Rotor aus einer Ruhelage in die nächste zu bewegen, indem
5" die Spule eines der beiden nicht ausgerichteten Statoren
erregt wird, so daß die zunächst im Gleichgewicht stellenden Kräfte aufgehoben sin.d. Welche
der beiden nicht ausgerichteten Staturen dabei durch die Spule beaufschlagt wird, hängt davon ab, in
welcher Richtung sich der Rotor drehen soll
Zum gleichen Zeitpunkt kann vorteilhaft auch die Spule des zunächst noch mit den Abschnillen auf
dem Rotor fluchtenden Stators erregt werden, so daß das von den Permanentmagneten ausgeübte
Magnetfeld abgeschwächt oder aufgehoben wird und der AnMicb sehr leicht erfolgen kann. Diese
Erregungen können in sehr einfacher Weise durch einen dreiphasigen Strom hervorgerufen werden.
Durch ilic crfindungsgemüße Ausgestaltung sind also
die Luftspalle dei drei Statoren niemals gleichzeitig
mit d^n Abschnitter, auf den Rotoren ausgerichtet,
so daß der Rotor sich schrittweise immer von einer »Ruhelage« in die nächste bewegen kann, in der keinr
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Energie zum Festhallen des Rotors notwendig ist. mal der Anzahl der Statoren pro Rotor reduziert
Die Antriebsenergie kann dadurch sehr niedrig gc- werden kann.
halten werden. Dazu wird vorgesehen, daß die Vorrichtung zum
Die Luftspalte jedes Stators können jeweils kreis- konstanten Magnetisieren mit einem Satz der drei
bogenförmig verteilt werden, so daß sich die magne- 5 Statoren einer Phase verbunden ist und die Einrichtischen
Abschnitte der rotierenden Ringe durch tung zum Ändern der Magnetisierung aus einer gcdiese
Luftspalte hindurchbewegen müssen. Wird meinsamcn Einrichtung zur Magnetfcldänderung
dann jeder Stator mit einem Permanentmagneten der Statoren einer anderen Phase und aus einer Einverbunden,
der über die Luftspalte hinweg ein richtung besieht, mit der individuell mindestens die
Magnetfeld erzeugt, dann kann, wie bereits angc- 10 Magnetisierung eines der Statoren der dritten Phase
deutet, eine Veränderung des Magnetfeldes durch unabhängig von den anderen Statoren durch eine
eine elektrische Spule vorgesehen sein. Bei dieser Impulsfolge veränderbar ist, die phasenverschoben zu
Ausgestaltung ist es besonders zweckmäßig, wenn denen der anderen Statoren ist. Durch diese Aussich
jeder Stator etwa über ein Drittel des Umfangcs gestaltung kann die Anzahl der Permanentmagnete,
des rotierenden Ringes erstreckt und mit einem Paar 15 die nötig gewesen wäre, wenn für jeden Stator ein
kreisbogenförmig angeordneter magnetischer Arme solcher Magnet vorgesehen wird, wesentlich reduversehen
ist, von denen jeder mit Polzähnen versehen ziert werden. Diese Ausgestaltung, bei der also eine
ist, die sich zu denen des anderen Armes hin erstrek- gemeinsame Spule oder ein gemeinsamer Permanentken
und jeweils einen Abstand zueinander aufweisen, magnet (oder beide) jeweils für verschiedene Rotoder
dem Abstand der magnetischen Abschnitte der 20 ren eingesetzt sind (was im folgenden als Mehrfachrotierenden
Ringe entspricht. rotorspule bzw. -magnetcrfindung bezeichnet ist),
Ein weiterer entscheidender Vorteil kann durch kann am günstigsten bei Anzeigevorrichtungen eindie
Erfindung dadurch erreicht werden, daß die gesetzt werden, bei denen mehrere, mit Kennzeichen
magnetischen Abschnitte auf den rotierenden Ringen versehene Rotoren vorgesehen sind. Auch für die
gleichmäßig auf den ganzen Umfang des Ringes ver- as Mehrfachrotorspule bzw. -magneterfindung sind geteilt
sind, ein Abschnitt als Bezugspunkt ausgebildet meinsame Mittel vorgesehen, um periodisch die
ist und zur magnetischen Lagenkontrolle des Rin- Magnetisierung aller der Statoren einer Phase zu verges
gegenüber den anderen beträchtlich abwei- ändern. Auch hierbei wird eine erste Serie von clekchende
magnetische Eigenschaften besitzt. Es kann trischen Impulsen vorgesehen. Wie im folgenden
dann eine magnetische Abtastvorrichtung zur Erfas- 30 noch beschrieben werden wird, können diese gesung
des Bezugspunktes vorgesehen sein, so daß auf meinsamen Mittel zur Veränderung der Magnetisicverhältnismäßig
einfache Weise jede Lage des Rotors rung aus einer einzigen elektrischen Spule bestehen,
erfaßt werden kann, indem der Bezugspunkt ermittelt die magnetisch mit allen dieser Statoren der gegebewird*
Das kann beispielsweise in sehr einfacher Art nen Phase gekoppelt ist. Beispielsweise kann vordadurch
geschehen, daß einer der Rotorabschnitte 35 gesehen sein, daß diese einzige Spule mit den ersten
fehlt, so daß jedesmal, wenn der fehlende Abschnitt Statoren (die im folgenden die Phase-II-Statoren bean
der Abtastvorrichtung vorbeiläuft, eine eindeutige zeichnet sind) in Wirkverbindung gebracht wird und
Lagekontrolle möglich ist. Mit dieser Methode kann daß dann die zweiten Statoren (die im folgenden als
der Rotor beispielsweise automatisch in eine Null- Phase-I-Statoren bezeichnet sind) konstant magnetiposition
zurückgestellt oder auch in seinem Lauf 40 siert sind, und zwar durch einen einzigen Permanentkorrigiert
werden. magneten. Schließlich sind dann noch individuelle
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Aus- Mittel vorgesehen, um die Magnetisierung von min-
gcstaltung mit Mehrfachpol-Statoren besteht darin, destens einem der dritten Statoren (die im folgenden
daß ein ausgezeichneter Abschirmeffekt gegen äußere als Phase-III-Statoren bezeichnet sind) periodisch zu
Magnetfelder und gegen elektrische Felder erreicht 45 verändern, und zwar jeweils abgestimmt auf jeden
wird. Rotor, und zwar unabhängig von den anderen Sta-
Wie vorher be-sits angedeutet wurde, ist es vor- toren. Das wird erreicht durch eine zusätzliche Im-
leühaft, die Statoren jeweils so auszulegen, daß sich pulsserie, die in ihrer Phase verschieden von der
jeder etwa über ein Drittel des Umfanges des Rotors ersten Impulsserie ist. Dadurch, daß die Magnetisie-
erstreckt. Dadurch kann nämlich die aus dieser An- 50 rung des einen oder anderen des zweiten oder drit-
ordnung resultierende asymmetrische Antriebskraft, ten Stators geändert wird, der einem bestimmten
die zwangläufig mit einer Seitenkraft auf die Rotor- Rotor zugeordnet ist, kann dieser Rotor auch unab-
Iager verbunden ist, gegenüber einer Anordnung mit hängig von den anderen Rotoren bewegt werden,
jeweils einem vorgesehenen Pol pro Stator wesent- auch dann, wenn die Magnetisierung der ersten Sta-
iich erniedrigt werden. 55 toren aller Rotoren gemeinsam verändert wird und
Bei Ausführungsformen von Anzeigevorrichtun- auch dann, wenn alle zweiten Statoren aller Rotoren
gen, bei denen mehrere Anzeigeringe vorgesehen ebenfalls konstant durch einen einzigen Magnet
sind, die jeweils nach den Prinzipien der vorliegen- magnetisiert sind. Auf diese Weise reicht es aus, eine
den Erfindung ausgestattet sind, wird insbesondere einzige Spule und, falls gewünscht, einen Magnet vordann,
wenn die Abmessungen, das Gewicht und die 60 zusehen, um eine bestimmte Anzahl von Statoren
Kosten zu wesentlichen Faktoren werden, die An- sämtlicher Rotoren der Anzeigevorrichtung in Funkzahl
der einzusetzenden Spulen zu groß, wenn jeweils tior, zu bringen. Ein getrennter Magnet und eine geeine
für jeden Stator und drei pro Rotor vorgesehen trennte Spule für jeden der Statoren' wird daher einsmd.
Die vorliegende Erfindung zeigt daher in wei- gespart
terer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedan- 65 Die Anzeigevorrichtung der Mehrfachrotorspule
kens eine Lösung, wie die Anzahl der nötigen Spu- bzw. -magneterfmdung kann zwei ganz spezifische
len für eine Anzeigevorrichtung mit mehreren An- Ausfühnmgsformen einnehmen. In der ersten Aus-
zeigeringen auf weniger als die Anzahl der Rotoren führungsform ist vorgesehen, die individuellen Mittel
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zur periodischen Änderung der Magnetisierung eines weise auch die Anzeige einer Fahrzeuggeschwindig-
oder des anderen der zweiten und dritten Statoren keit, die Anzeige der zurückgelegten Kilometer, der
jedes Rotors mit einer getrennten Spule zu versehen, Füllung des Kraftstofftanks und des Öldrucks in
die ausschließlich mit jedem der zweiten Statoren einem Fahrzeug ein; es ist auch möglich, die Zeit in
verbunden ist. Die dritten Statoren sind dabei mit 5 einer Armbanduhr oder einer Standuhr anzuzeigen,
einer" gemeinsamen Mittel ausgerüstet (so wie das und es können auch eine ganze Reihe von anderen
auch bei den ersten Statoren vorgesehen ist), so daß Daten angezeigt werden, und zwar ohne Rücksicht
deren Magnetisierung periodisch verändert werden darauf, ob sie kontinuierlich veränderlich sind oder
kann, und zwar zusammen und infolgs von einer drit- sich jeweils nur in bestimmten nicht regelmäßig auf-
ten Impulsserie, deren Phase gegenüber den beiden 10 tretenden Intervallen verändern,
der ersten Impulsserien für die ersten Statoren und Die Anzeigevorrichtung ist relativ unempfindlich,
die zusätzliche Impulsfolge für die zweiten Statoren weil keine mechanischen Verbindungselemente zwi-
verschieden ist. sehen den bewegten Teilen vorgesehen sind. Sie ist
Diese Ausführungsform der Erfindung kann als auch genau, da sie im wesentlichen auf einem digiein
Dreiphasenantrieb beschrieben werden, von dem 15 talen Prinzip arbeitet. Sie ist billig herzustellen, da
zwei Phasen dem ersten und dem dritten Stator der sie im Prinzip mechanisch herstellbar ist, und sie ist
Rotoren zugeordnet sind und dessen verbleibende auch gegenüber magnetischen Feldern sehr widerPhase
individuell zur Veränderung der ständigen standsfähig, und zwar auf Grund des Abschirmeffek-Magnetisierung
der zweiten Statoren jedes Rotors tes der eingesetzten Statoren.
ausgenutzt wird. Nimmt man nun an, daß alle der ao In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von
gemeinsam vorgesehenen Einrichtungen aus einer Ausführungsbeispielen dargestellt und in der nacheinzigen
Spule bestehen, was zweifellos die günstigste folgenden Beschreibung erläutert.
Ausführungsform der Erfindung ist, dann läßt sich In der Zeichnung zeigt
Ausführungsform der Erfindung ist, dann läßt sich In der Zeichnung zeigt
die zuletzt beschriebene Dreiphasen-Ausführungsform F i g. 1 eine mögliche Ausführungsform der be-
der Erfindung durch N + 2-Spulen kennzeichnen, a5 schriebenen Vorrichtung mit einer Mehrfach-Ring-
wenn /V die Anzahl der Rotoren der Anzeigevorrich- anzeigevorrichtung, wobei die Ringe mit verschiede-
tung ist. nen Typen von Kennzeichenmarkierungen ausgestat-
".i einer zweiten Ausführungsform der Mehrfach- tet sind,
rotorspule bzw. -magneterfindung sind die individuel- F i g. 2 ein Funktionsschema einer Anzeigevorrichlen
Einrichtungen zur periodischen Änderung der 3O tung, welche mit der beschriebenen Vorrichtung ausMagnetisierung
eines oder beider der zweiten und gestattet ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß
dritten Statoren pro Rotor mit einer eigenen Spule jeder der drei Mehrfachstatoren sich etwa über ein
versehen, die magnetisch ausschließlich mit jedem Drittel des Umfangs des zugehörigen Rotors erder
dritten Statoren verbunden ist. Diese Ausfüh- streckt,
rungsform kann als eine Zweiphasen-Antriebsein- 35 Fig. 3 ein Impulsfolgediagramm, das den Ring
richtung gekennzeichnet werden, von der eine Phase der Fig. 2 in vier aufeinanderfolgenden Stellungen
zum gemeinsamen Antrieb für alle ersten Statoren und die entsprechende Erregung der drei Statoren
aller Rotoren dient und deren andere Phase den in- zeigt,
dividuellen Antrieb für die dritten Statoren der F i g. 4 eine perspektivische Darstellung, die eine
Rotoren liefert. Im Gegensatz zu der zuerst beschrie- 40 praktische Ausgestaltung der Anzeigevorrichtung der
benen Ausführungsform wird bei dieser Ausführungs- F i g. 2 darstellt,
form die konstante Magnetisierung der zweiten Sta- Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch
toren der verschiedenen Rotoren nicht verändert. mit einer anderen Ausführungsform für die Anzeige-
Diese zweite Ausführungsform läßt sich daher durch vorrichtung der F i g. 2,
<V 4-1-Spulen kennzeichnen, wenn N dieselbe Bedeu- 45 Fig. 6 einen Querschnitt, der im Detail zeigt, wie
tung wie oben hat. die Ausfühmngsform der F i g. 4 aufgebaut sein kann,
Aus der vorhergegangenen kurzen Beschreibung F i g. 7 einen ähnlichen Querschnitt, der im Detail
wird ersichtlich, daß die Anordnung der Anzeigevor- die Art und Weise zeigt, in der die Ausführungsform
richtung der vorliegenden Erfindung es ermöglicht, der F ν g. 5 hergestellt sein kann,
die Anzahl der Spulen von 3 N auf N 4-1 oder 5c Fig. 8a bis 8c drei Ausführungsformen des Ro- N 4- 2 und damit sehr wesentlich zu reduzieren. So tors, der schemaliseh in der F i g. 2 gezeigt ist,
wird Z. B. die Verringerung der Spulenanzahl für eine F i g. 9 eine schematische Darstellung einer AusAnzeigevorrichtung mit fünf Rotoren von fünfzehn führungsform der Mehrfachrotorspule bzw. -magnetauf sechs oder sieben erreicht, was einer Reduzie- vorrichtung, bei der jeweils zwei von drei Statoren, rung von mehr als die Hälfte der Spulen entspricht 55 die jedem Rotor zugeordnet sind, durch eine gemein-
die Anzahl der Spulen von 3 N auf N 4-1 oder 5c Fig. 8a bis 8c drei Ausführungsformen des Ro- N 4- 2 und damit sehr wesentlich zu reduzieren. So tors, der schemaliseh in der F i g. 2 gezeigt ist,
wird Z. B. die Verringerung der Spulenanzahl für eine F i g. 9 eine schematische Darstellung einer AusAnzeigevorrichtung mit fünf Rotoren von fünfzehn führungsform der Mehrfachrotorspule bzw. -magnetauf sechs oder sieben erreicht, was einer Reduzie- vorrichtung, bei der jeweils zwei von drei Statoren, rung von mehr als die Hälfte der Spulen entspricht 55 die jedem Rotor zugeordnet sind, durch eine gemein-
Da die vorliegende Erfindung es auch erlaubt, nur same Spule beaufschlagt sind und bei der die stän-
einen einzigen Magnet zum Anschluß an einen Sta- dige Magnetisierung des dritten Stators jeweils ver-
torsatz zu verwenden, der mit allen Rotoren zusam- schieden und periodisch verändert werden kann,
menwifkt, wird auch eine ganz beträchtliche Er- F i g. 10 einen Querschnitt durch eine Anzeigevor-
niedrigung der Anzahl der nötigen Magnete erreicht. 60 richtung, bei der eine einzige Spule magnetisch mit
Die beschriebene Anzeigevorrichtung besitzt viele den Statoren der drei Rotoren verbunden ist,
Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile. Sie kann Fig. 11 eine Draufsicht auf die Einzelspulenan-
beispielsweise dazu benutzt werden, verschiedene In- Ordnung und die von dieser hervorgerufenen magne-
formationskanäle direkt nebeneinander anzuzeigen, tischen Fhaßlinien and auf die der Spule zugeord-
und es können diese Kanäle entweder gegenseitig in 65 neten Statoren, die in der Fig. 10 gezeigt sind, wo·
eine Beziehung gebracht werden oder nicht. Die Art bei jedoch der KnnststorlkörperV in den alle EIe-
der Information, die hier zur Anzeige gebracht wer- mente eingebettet sind, zum besseren Verständnis
den soll, ist völlig unbegrenzt und schließt beispiels- weggelassen ist,
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Fig. 11a eine perspektivische Ansicht der in der ringspule bzw. -magnetvorrichtung abgeändert wer-
Fig. 11 gezeigten Elemente, den kann, um mit einer wesentlich kleineren Anzahl
Fig. 12 ein Impulsfolgediagramm, in dem einer von Spulen und Magneten betrieben zu werden,
der Rotoren der F i g. 9 in vier aufeinanderfolgenden Zur Vereinfachung der Darstellung ist eine Anstellungen gezeigt und die entsprechende Energie- 5 zeigcvorrichtulig 27, die schematisch in der F i g. 2 beaufschlagung seiner drei Statoren angegeben ist, dargestellt ist, so gezeichnet, als würde sie nur einen Fig. 13 ein weiteres Impulsfolgediagramm, das die einzigen Anzeigering besitzen. Diese Anzeigevor-Dauer der elektrischen Impulse andeuten soll, welche richtung 27 besteht im wesentlichen aus einem Rotor die drei Statoren der F i g. 9 beaufschlagen, oder Ring 29, der mehrere magnetische Abschnitte Fig. 14 eine schematische Darstellung der zwei io 31 aufweist, die vorzugsweise gleichmäßig auf dem grundsätzlichen Ausführungsformen der beschriebe- Umfang verteilt sind. Da das Aussehen des Rotors 29 nen Vorrichtung, bei der verschiedene Rotoren der noch in Einzelheiten beschrieben werden wird, geAnzeigevorrichtung durch eine einzige gemeinsame nügt es jetzt, darauf hinzuweisen, daß die magneti-Spule und durch eine zusätzliche Spule angetrieben sehen Abschnitte 31 solche Bereiche auf dem Rotor werden, die jedem Stator jedes der Rotoren zugeord- 15 29 sind, die einen besseren magnetischen Fiuß zunet ist, wobei aber dem dritten Statorsatz, der stan- lassen als andere Bereiche auf dem Rotor,
dig magnetisiert ist, und zwar vorzugsweise durch Es soll auch klar darauf hingewiesen werden, daß einen oder mehrere Permanentmagnete, keine Spule der Ausdruck »magnetischer Abschnitt« hier nicht zugeordnet ist, in dem Sinne verwendet wird, als ob er ein in einer Fig. 15 wieder ein Impulsfolgediagramm, das ao Richtung gesättigtes ferromagnetisches Kristall beeinen der Rotoren der Fig. 14 in vier aufeinander- zeichnen soll; eine Bedeutung, die dieser Ausdruck folgenden Stellungen zusammen mit der entsprechen- in der theoretischen Physik hat.
den Energiebeaufschlagung von zwei seiner drei Sta- An dem Umfang des Rotors 29 entlang erstrecken toren zeigt, sich drei Statoren 33 a, 33 b, und 33 c, von denen Fig. 16 ein zusätzliches Impulsfolgediagramm, das 35 jeder etwa ein Drittel des Umfangs des Ringes überähnlich der F i g. 13 ist und die Dauer der einzelnen deckt. Die Statoren 33 α bis 33 c werden jeweils mit elektrischen Inpulse zeigt, die den Stator der F i g. 14 drei verschiedenen Phasen eines Antriebstroms bc- -; beaufschlagen, aufschlagt und dienen nacheinander dazu, den Ro-Fig. 17 eine schematische Darstellung, welche den tor 29 aus einer vorgegebenen Ruheposition in die ; Permanentmagnet und die zugeordneten Magnetfluß- 30 nächste Ruheposition zu bringen. In dem Ausfüh-■■:· linien zeigt, die einen der Statoren der Anzeigevor- rungsbeispiel der Fig. 2 besitzt jeder der Statoren ■ richtung der F i g. 9 oder F i g. 14 magnetisieren, wo- 33 α bis 33 c ein erstes Polstück 35 und ein zweites bei auch die elektrische Spule zur Änderung der stan- Polstück 37, die jeweils mehrere Zähne 41 und 43 digen Magnetisierung der Statoren der F i g. 9 gezeigt besitzen, die gegeneinander gerichtet sind. Jedes ■„« ist, und 35 Zahnpaar 41 und 43 bildet zusammen einen Stator- >j Fig. 18 schließlich eine Draufsicht, teilweise in pol 41 und 43 mit einem Luftspalt, und die ganze ':] aufgebrochenem Zustand, einer möglichen tatsäch- Reihe dieser Zahnpaare 41 und 43 jedes Stators bil-V liehen Ausführungsform, in welcher die Anordnung det mehrere ringförmig verteilte rnd gegeneinander ,_': der Fig. 17 verwirklicht werden kann. - abgesetzte Luftspalte39, durch die die magnetischen : :l In der F i g. 1 ist eine Ausführungsform der Mehr- 4.0 Abschnitte 31 des Rotors sich hindurchbewegen müs-S-: fachring-Anzeigevorrichtung 11 dargestellt. Wie in sen, wenn sich der Rotor dreht. Der Ausdruck :; dieser Fig. 1 gezeigt ist, besteht diese Anzeigevorrich- »Luftspalt« wird in der folgenden Beschreibung und tung 11 aus einem Gehäuse 13, das mit einem Zifferblatt in den Ansprüchen in dem Sinn verwendet, daß er 'I 15 versehen ist, unter dem mehrere Ringe 17,19 und einen Luftspalt bezeichnen soll, über den ein magne- ■\ 21 konzentrisch gelagert sind. Vorzugsweise, obwohl 45 tischer Stator ein magnetisches Feld erzeugt, und \; nicht notwendig, ist jeder dieser Anzeigeringe für zwar unabhängig von der jeweiligen Geometrie des ; sich in dem Gehäuse 13 abgedichtet geführt und in Stators, die zur Erzeugung dieses Luftraums und des ν jeweils einer eigenen, konzentrisch zu der anderen Magnetfeldes vorgesehen ist. Um nun ein solches " angeordneten Nut gehalten. Jeder dieser Ringe ist mit Magnetfeld gleichzeitig in jedem der verschiedener Markierungen versehen, die beispielsweise die Form 50 Spalte 39 eines Stators zo erzeugen, ist jeder Statoi eines bewegten kreisförmigen Bandes 22 oder eines mit Magnetisierungseinrichtungen 45 verseilen. Dies* Zeigerdreiecks haben können, wobei sich beide Einrichtungen können einen Permanentmagnet 4' gegenüber einer stationären Skala auf dem Ziffer- und ein magnetisches Verbindungsstück 49 aufwei blatt bewegen und daran abgelesen werden können. sen, das das Magnetfeld quer über die Polstücke 3f Die Markierungen können aber auch die Form von 55 und 37 laufen läßt Es sind auch Einrichtungen vor Zahlen 23 besitzen, die durch ein transparentes Fen- gesehen, dieses magnetische Feld verändern zu kön ster 25 über eine Linse angezeigt werden können. nen, das von dem Magnet 47 in dem Luftspalt 39 er Selbstverständlich ist auch jede Kombination dieser zeugt wird. Das ist im Ansführungsbeispiel mit Hilf Kennzeichenmarkierungen möglich, so wie das in der einer Spule 51 erreicht, die um das magnetische Ver Fig. 1 auch gezeigt ist. 60 bindungsstück 49 (Magnetjoch) herumgewickelt isi Die beschriebene Vorrichtung zeigt nun verseife- das mit einem Ende mit dem Polstück 35 und mi dene Möglichkeiten, die Ringe 17, 19 und 21 anzu- dem anderen Ende mit dem Polstück 37 verbund« treiben. So wird zunächst an Hand der F i g. 1 bis 8 ist.
der Rotoren der F i g. 9 in vier aufeinanderfolgenden Zur Vereinfachung der Darstellung ist eine Anstellungen gezeigt und die entsprechende Energie- 5 zeigcvorrichtulig 27, die schematisch in der F i g. 2 beaufschlagung seiner drei Statoren angegeben ist, dargestellt ist, so gezeichnet, als würde sie nur einen Fig. 13 ein weiteres Impulsfolgediagramm, das die einzigen Anzeigering besitzen. Diese Anzeigevor-Dauer der elektrischen Impulse andeuten soll, welche richtung 27 besteht im wesentlichen aus einem Rotor die drei Statoren der F i g. 9 beaufschlagen, oder Ring 29, der mehrere magnetische Abschnitte Fig. 14 eine schematische Darstellung der zwei io 31 aufweist, die vorzugsweise gleichmäßig auf dem grundsätzlichen Ausführungsformen der beschriebe- Umfang verteilt sind. Da das Aussehen des Rotors 29 nen Vorrichtung, bei der verschiedene Rotoren der noch in Einzelheiten beschrieben werden wird, geAnzeigevorrichtung durch eine einzige gemeinsame nügt es jetzt, darauf hinzuweisen, daß die magneti-Spule und durch eine zusätzliche Spule angetrieben sehen Abschnitte 31 solche Bereiche auf dem Rotor werden, die jedem Stator jedes der Rotoren zugeord- 15 29 sind, die einen besseren magnetischen Fiuß zunet ist, wobei aber dem dritten Statorsatz, der stan- lassen als andere Bereiche auf dem Rotor,
dig magnetisiert ist, und zwar vorzugsweise durch Es soll auch klar darauf hingewiesen werden, daß einen oder mehrere Permanentmagnete, keine Spule der Ausdruck »magnetischer Abschnitt« hier nicht zugeordnet ist, in dem Sinne verwendet wird, als ob er ein in einer Fig. 15 wieder ein Impulsfolgediagramm, das ao Richtung gesättigtes ferromagnetisches Kristall beeinen der Rotoren der Fig. 14 in vier aufeinander- zeichnen soll; eine Bedeutung, die dieser Ausdruck folgenden Stellungen zusammen mit der entsprechen- in der theoretischen Physik hat.
den Energiebeaufschlagung von zwei seiner drei Sta- An dem Umfang des Rotors 29 entlang erstrecken toren zeigt, sich drei Statoren 33 a, 33 b, und 33 c, von denen Fig. 16 ein zusätzliches Impulsfolgediagramm, das 35 jeder etwa ein Drittel des Umfangs des Ringes überähnlich der F i g. 13 ist und die Dauer der einzelnen deckt. Die Statoren 33 α bis 33 c werden jeweils mit elektrischen Inpulse zeigt, die den Stator der F i g. 14 drei verschiedenen Phasen eines Antriebstroms bc- -; beaufschlagen, aufschlagt und dienen nacheinander dazu, den Ro-Fig. 17 eine schematische Darstellung, welche den tor 29 aus einer vorgegebenen Ruheposition in die ; Permanentmagnet und die zugeordneten Magnetfluß- 30 nächste Ruheposition zu bringen. In dem Ausfüh-■■:· linien zeigt, die einen der Statoren der Anzeigevor- rungsbeispiel der Fig. 2 besitzt jeder der Statoren ■ richtung der F i g. 9 oder F i g. 14 magnetisieren, wo- 33 α bis 33 c ein erstes Polstück 35 und ein zweites bei auch die elektrische Spule zur Änderung der stan- Polstück 37, die jeweils mehrere Zähne 41 und 43 digen Magnetisierung der Statoren der F i g. 9 gezeigt besitzen, die gegeneinander gerichtet sind. Jedes ■„« ist, und 35 Zahnpaar 41 und 43 bildet zusammen einen Stator- >j Fig. 18 schließlich eine Draufsicht, teilweise in pol 41 und 43 mit einem Luftspalt, und die ganze ':] aufgebrochenem Zustand, einer möglichen tatsäch- Reihe dieser Zahnpaare 41 und 43 jedes Stators bil-V liehen Ausführungsform, in welcher die Anordnung det mehrere ringförmig verteilte rnd gegeneinander ,_': der Fig. 17 verwirklicht werden kann. - abgesetzte Luftspalte39, durch die die magnetischen : :l In der F i g. 1 ist eine Ausführungsform der Mehr- 4.0 Abschnitte 31 des Rotors sich hindurchbewegen müs-S-: fachring-Anzeigevorrichtung 11 dargestellt. Wie in sen, wenn sich der Rotor dreht. Der Ausdruck :; dieser Fig. 1 gezeigt ist, besteht diese Anzeigevorrich- »Luftspalt« wird in der folgenden Beschreibung und tung 11 aus einem Gehäuse 13, das mit einem Zifferblatt in den Ansprüchen in dem Sinn verwendet, daß er 'I 15 versehen ist, unter dem mehrere Ringe 17,19 und einen Luftspalt bezeichnen soll, über den ein magne- ■\ 21 konzentrisch gelagert sind. Vorzugsweise, obwohl 45 tischer Stator ein magnetisches Feld erzeugt, und \; nicht notwendig, ist jeder dieser Anzeigeringe für zwar unabhängig von der jeweiligen Geometrie des ; sich in dem Gehäuse 13 abgedichtet geführt und in Stators, die zur Erzeugung dieses Luftraums und des ν jeweils einer eigenen, konzentrisch zu der anderen Magnetfeldes vorgesehen ist. Um nun ein solches " angeordneten Nut gehalten. Jeder dieser Ringe ist mit Magnetfeld gleichzeitig in jedem der verschiedener Markierungen versehen, die beispielsweise die Form 50 Spalte 39 eines Stators zo erzeugen, ist jeder Statoi eines bewegten kreisförmigen Bandes 22 oder eines mit Magnetisierungseinrichtungen 45 verseilen. Dies* Zeigerdreiecks haben können, wobei sich beide Einrichtungen können einen Permanentmagnet 4' gegenüber einer stationären Skala auf dem Ziffer- und ein magnetisches Verbindungsstück 49 aufwei blatt bewegen und daran abgelesen werden können. sen, das das Magnetfeld quer über die Polstücke 3f Die Markierungen können aber auch die Form von 55 und 37 laufen läßt Es sind auch Einrichtungen vor Zahlen 23 besitzen, die durch ein transparentes Fen- gesehen, dieses magnetische Feld verändern zu kön ster 25 über eine Linse angezeigt werden können. nen, das von dem Magnet 47 in dem Luftspalt 39 er Selbstverständlich ist auch jede Kombination dieser zeugt wird. Das ist im Ansführungsbeispiel mit Hilf Kennzeichenmarkierungen möglich, so wie das in der einer Spule 51 erreicht, die um das magnetische Ver Fig. 1 auch gezeigt ist. 60 bindungsstück 49 (Magnetjoch) herumgewickelt isi Die beschriebene Vorrichtung zeigt nun verseife- das mit einem Ende mit dem Polstück 35 und mi dene Möglichkeiten, die Ringe 17, 19 und 21 anzu- dem anderen Ende mit dem Polstück 37 verbund« treiben. So wird zunächst an Hand der F i g. 1 bis 8 ist.
eine Dreiphasen-Drehringanzeigevorrichtung be- Um den Rotor 29 zu drehen, werden die jeweil
schrieben, bei der jeder Stator eine eigene Spule und 65 mit I, Π, HI bezeichneten Spulen 51 von einem Drei
einen Magnet besitzt In den Fig. 9 bis 18 werden phasenimpulsgenerator53 mit Stromimpulsen beaul
dann weitere Verbesserungen erläutert, durch die schlagt Die Einzelheiten emes solchen Generator
die Vorrichtung der Fig. 2 an Hand der Mehrfach- brauchen nicht beschrieben zu werden, da jede
Fachmann auf dem Gebiet der Elektronik fähig ist, einen solchen zu konstruieren, wenn ihm gesagt wird,
in welcher Folge und Beziehung zueinander diese Impulse auf die Spulen 51 gegeben werden sollen. Diese
Phasenbeziehungen sind in der F i g. 3 gezeigt, in der die Lage des Rotors 29 zu vier verschiedenen Zeiten
I1, t.„ Λ, und /4 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 33 a, 33 b und 33 c
gezeigt und jeweils mit dem entsprechenden Symbol I, Π und III bezeichnet ist.
Es ist zweckmäßig zum Verständnis der folgenden Erläuterungen, die Stellung der Statoren 33 α bis 33 c
relativ zum Rotor 29 zu betrachten. So kann festgestellt werden, daß in der Phase 1 der Stator 33 a mit
seinen Polzähnen 41 und 43 den Rotorabschnitten 31, die sich zwischen den Zähnen befinden, exakt
gegenüberliegt. Zum selben Zeitpunkt befinden sich die Pkase-II- und Phase-II I-Statoren 33 b und 33 c
nicht in Übereinstimmung mit den magnetischen Abschnitten, die sich zwischen ihnen in gleichen, aber
entgegengesetzt gerichteten Abständen befinden. Der Phase-II-Stator 33 b 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 Abschnitts. Zum anderen steht der Phase-II-Stator
33 c mit seinen Polen 41, 43 hinter den magnetischen Abschnitten 31, und zwar hängen diese Polstücke
zwei Drittel der Länge des Umfangs eines magnetischen Bereichs 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-T-Stator 33 α 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 zwischen den Polen der Phase-II- und Phase-III-Statoren 33 b und
33 c existiert, übt gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Drehkräfte auf den Ring 29 aus, so daß der
Rotor in Ruhelage verbleibt. Alles das ist notwendig, damit dann, wenn das Gleichgewicht der auf den Rotor
29 von dem Phase-II- und Phase-III-Stator 33 b
und 33 c ausgeübten Kräfte aufgehoben wird, der Rotor 29 bewegt werden kann. Es ist zwar nicht notwendig,
aber wünschenswert, daß in diesem Augenblick auch die Haltewirkung des Phase-I-Stators 33 a
verkleinert oder vorzugsweise aufgehoben wird, damit der Rotor sehr leicht bewegt werden kann.
Um den Rotor 29 von der Ruhelage der F i g. 2 in seine nächste Ruhelage zu bewegen, muß lediglich
ein Stromimpuls auf die Spulen 51 der Phase-I- und Phase-ITI-Statoren gegeben werden, und zwar so, daß
das Magnetfeld der Permanentmagnete 47 im Bereich der Luftspalte dieser Statoren verkleinert wird. Das
führt dazu, daß der Rotor im Uhrzeigersinn weitergedreht wird, weil die vom Phase-H-Stator 33 b auf
ihn ausgeübten Kräfte, die den Rotor im Uhrzeigersinn
zu verdrehen versuchen, dann größer sind als die entsprechende Kraft, die vom Phase-III-Stator
33 c ausgeübt wird und deren Wirkung normalerweise den Ring fan Gegenuhrzeigersinn bewegen
winde. Dieser Zustand ist in der Fig.3 so gezeigt,
als ob er zum Zeitpunkt £, stattfindet, wo ein magnetischer
Abschnitt 31 gerade mit dem Polzahn 41 des Phase-I-Stators fluchtet und ein Stromstoß auf die
Phase-I- und Phase-III-Spulen, aber nicht auf dis
Phase-II-Spule gegeben wird, was durch die Bezeichnung
1 am Phase-I- und Phase-III-Polzahn 41 und durch die Zahl 0 am Phase-lI-Pol 41 zum Ausdruck
gebracht werden soll.
Die Stellung, die der Ring 29 nach dem Auftreten der vorher erwähnten Strominipulse einnimmt, wird
zur Zeit tt in der F i g. 3 gezeigt. Diese Stellung ist
so, daß der Polzahn 41 des Phase-II-Stators mit den
ίο Rotorabschnitten 31 fluchtet. Demzufolge besteht
also die nächste Impulskombination darin, daß die Spulen 51 des Phase-I- und Phase-II-Stators 33 a und
33 b 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 auf Grund
der Zugkraft des Phase-III-Stators 33 c. Dieser bringt
den Rotor 29 in die Lage, die zum Zeitpunkt /, auftritt,
wobei die magnetischen Abschnitte dann mit
so den/ Polzahn 41 des Phase-II-Stators 33 b fluchten. Aus den bereits erwähnten Gründen werden dann
Stromimpulse dem Phase-I- und Phase-II-Stator 33 a und 33 b zugeleitet, so daß der Rotor 29 wieder über
einen Winkel von zwei Drittel des Winkels weiter-
»S bewegt wird, der von einem der magnetischen Bereiche
31 überdeckt wird, so daß er also die in der Fig. 3 zum Zeitpunkt /2 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 Wirkungs-
weise der Anzeigevorrichtung auch dann nicht ernsthaft
in Frage gestellt werden, weov. beispielsweise zu einem gegebenen Zeitpunkt weniger als alle diese
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 Weir; zu
ändern, so daß ein magnetischer oder elektrost-dsch
abgreifbarer Bezugspunkt auf dem Rotor entsteht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausfühnmgsform der
Gemäß einer vorteilhaften Ausfühnmgsform der
beschriebenen Vorrichtung, wie es in der Fig. 2 gezeigt
ist, ist deshalb in dem Bereich 55 mitten zwischen den magnetischen Abschnitten 31 α und
31 b, 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 5β, 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 Ro-
tors 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
Abföhlpolen 58 einen gewissen magnetischen Schluß
zulassen. In einer einzigen Ruhelage des Rotors, nämlich dann, wenn der abschnUtfreie Bereich 55 des
Rotors zwischen den Abtastpolen 58 Hegt, ist der magnetische Widerstand des Abtastweges, der mit
der Abfuhlspule 60 in Verbindung steht, größer, und zwar deshalb, weil die Verbindung zwischen den Abtastpolen 58 fehlt Durch bekannte Mittel kann diese
Widerstandsdifferenz von der Abfuhlspule 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 Dreiphasenimpulsgebcr
53 die Statoren 33 a bis 33 c beaufschlagt, und zwar so lange, als jeweils ein maencuscher
Abschnitt 31 von der Abtasteinrichtung 57 erfaßt wird und daß solche Stromimpulse aber unter-
bunden 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 as
auch möglich, den Bereich auf dem Rotor, der normalerweise
von einem magnetischen Bereich eingenommen werden würde, leitfähig zu gestalten, so daß
er durch kapazitive Mittel abgegriffen werden kann.
Bei dem in den F i g. 4 und 6 dargestellten bevorzugten Ausfiihrungsbcispiel der Anzeigevorrichtung,
die auf dem an Hand der F i g. 2 erläuterten Prinzip arbeitet, ist ein im wesentlichen als Flachring 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 S"gmenten 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 versehen 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 Verbindungsslreifen 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 Permanent- Go magnet 75 aufrechterhalten, der mit Hilfe eines
magnetischen Joches 77 zu einem nach unten verlaufenden
Teil 73 α des unteren Polstückvcrbindungsgliedes
73 und mil dem oberen Polstück 61 durch einen nach unten verlaufenden Teil 69a des Verbinaungsstreifens
69 verbunden ist Um dieses Magnetjoch 77 herum ist eine Spule 78 gewunden, die er-
gt werdcn kann, so daß das Magnetfeld in dem
Luftspalt zwischen den Polstöcken 61 und 63 geändert werden kann.
Wie am besten aus der Fig.6 ersichtlich ist, isl
die gesamte Anordnung in einem aus Kunststoff bestehenden püJenförmigen Gehäuse untergebracht,
das einen Kunststoffkörper 81, ein Unterteil 83 und einen Deckclteil 79 besitzt Zur Erleichterung des Zusammenbaus
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 Zähne 71 des unterer Polstücks 63 getragen werden können. Die Spule 78
des Magnetjochs 77 und der Magnet 75 werfen dann in einer Ausnehmung 85, die im Gehäuse angeordnet
ist, in ihre Lage gebracht.
Zusammen mit dem unteren Polstück 63 der Spuk 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 Gehäuseausnehmung
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 situ nach unten erstreckenden Rand 89
versehen, der sowohl zur Befestigung des Deckelteil' im Gehäuseteil 81 als auch zum Halten des Vorsprunges
89 α des oberen Polstückes 61 dient. Zurr Sdiluß wird der Gehäuseboden 83 eingedrückt, se
daß die Gesamtanordnung abgedichtet ist. Es ist klar daß die anderen beiden Anordnungen der oberen unc
unteren Polstücke, so wie in der F i g. 2 schematisch gezeigt, verteilt angeordnet sind, so daß jede etwi
einen Winkel von 120 überdeckt. Es wird auch deutlich, daß verschiedene Anzeigevorrichtungen
wie sie in den F i g. 4 und 6 gezeigt sind, in einem gemeinsamen Gehäuse konzentrisch zueinander angeordnet
werden können, z. B. so, wie es schematisch in der F i g. 1 gezeigt ist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel der Anzeigevorrichtung, die nach den schematisch in der F i g. 2 erläuterten
Prinzipien arbeitet, ist in den Fig. 5 und Ί
dargestellt. Diese Ausführungsform unterscheidet siel· von den F i g. 4 und 6 zunächst darin, daß der Rotoi
91 T-förmig im Querschnitt ist und mit seinem mittleren Steg 93 parallel zur Rotationsachse verläuft. Je
der der drei Statoren der Einrichtung, von denen nui einer in der F i g. 5 gezeigt ist, besitzt nun ein innere;
Polstück 95. das sich auf der Innenseite des Rotor: 91 erstreckt, und ein äußeres Polstück 97, das sicr
außen am Rotor erstreckt. Das innere Polstück 9f besitzt ein sich kreisförmig erstreckendes Verbin
dungsglied 99, von de maus mehrere im Abstand zu einander angeordnete Zähne 101 sich axial und paral
IeI zu dem Rolorkörpcr 91 erstrecken. In gleiche Weise setzt sich auch das äußere Polstück 97 au:
einem Verbindungsglied (nicht gezeigt) zusammen von dem sich mehrere Zähne 103 aus erstrecken
wobei jeweils ein Zahn 103 gegenüber einem Zaht 101 des inneren Polslückes 95 angeordnet ist um
jeweils ein Paar von gegenüberliegenden Zähnei einen Stalorpol 101, 103 bildet. Magnetische Ab
schnitte 105 sind wiederum in gleichen Abstände!
auf dem Rotorkörper 91 angebracht, wobei die Längi eines solchen Bereichs mit der eines Zahns 101 un<
103 übereinstimmt und wobei der Zwischenraun zwischen einander benachbarten Abschnitten gleicl
denen ist, die zwischen den einander benachbartei Polen 101 und 103 bestehen. Für eine brauchbar!
15 16
Anzeigevorrichtung ist der zentrale Rotor 93 mit dünne Rotorteile 143 und 145 zu bilden, wobei die
einem flachen, vorzugsweise unmagnetischen Quer- dicken Rotorteile als die magnetischen Bereiche
stück 107 verschen. dienen.
Um das magnetische FeJd in den Spalten zwischen Eine weitere Ausführungsform für den Rotor det
den Polen 101, 103 zu bilden, ist ein Permanent- 5 vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 8c gezeigt
magnet 109 vorgesehen, der in einem Magnetkreis Sie besteht aus einem einzigen wellenartig gebogenen
zwischen dem Polstück 95 und 97 über ein magnet- metallischen Ring 147, der aus Gründen der Festig-
jochähnliches Verbindungsstück 111 eingesetzt ist, keit zwischen einem Paar flacher Kunststoffringe
um das eine Spule 113 gewickelt ist, um das Magnet- 149 und 151 eingefügt sein kann, die nicht raagne-
feld in den Spalten des Stators verändern zu können. 10 tisch sind. Bei dieser Ausführungsform besteht jeder
Der Rotor 93 bildet auf diese Weise ein Beispiel magnetische Bereich aus einem Paar gegenüberliegenfür
eine Anzeigevorrichtung, bei der der Rotor selbst der Metallbereiche, wie beispielsweise die Bereiche
keine Markierungen aufweist, aber dafür einen un- 153 und 155, und aus dem sich quer dazu erstreckenmagnetischen
Ring trägt, auf dem diese Kennzeich- den Ringteil 156, der die beiden anderen Teile vernungen
angebracht sind. Wenn also der Ausdruck 15 bindet. Drei magnetische Bereiche des Ringes der
»Rotor mit aufgebrachten Markierungen« benutzt Fig. 8c sind beispielsweise mit A, B und C bezeichwiid,
so ist damit auch ein Rotor gemeint, der solche net. Da die Wirkung eines magnetischen Bereiches
Markierungen entweder direkt, wie in der Fig. 4, darin bestehen soll, eine magnetische Kupplung
oder indirekt aul einem weiteren Ring, wie in der zwischen den gegenüberliegenden Zähnen 41 und 43
Fig. 5. trägt. 20 eines Polstückes zu bewirken, ergibt sich, daß auf
Sind bei dieser Ausführungsform die Polstücke in Grund der speziellen geometrischen Ausbildung der
ihrem Gehäuse eingebracht und auch der Magnet magnetischen Bereiche in der Fig. 8c jedes Paar
109. das Veibirdungsstück 111 und die Spule 113 gegenüberliegender Polzähne 41 und 43 gegencin-
in die richtige Lage gebracht und in der Öffnung 121, ander versetzt sein muß, und zwar in Richtung der
die dafür in dem Gehäusekörper 115 vorgesehen ist, 25 Bewegung des Ringes, so daß dann, wenn eine
verankert, so kann danach der Boden 119 einge- Hälfte eines magnetischen Bereiches einem Polzahn
drückt werden. Der Rotor 91 sitzt dann zwischen benachbart ist, die andere Hälfte dem gegenüber-
den Zähnen des äußeren und inneren Polstückcs 95 liegenden Polzahn benachbart sein muß, so daß
und 97, so daß dann der Gehäusedeckelteil 117 mit wiederum die Voraussetzung erfüllt ist, daß die
dem Teil 115 verbunden wird. Dazu ist dieser Ge- 30 magnetischen Bereiche mit den Polen fluchten und
häiiseteil 115 mit einem Paar Kreisnuten 127 ver- ein magnetischer Kupplungseffekt zwischen dem Pol
•,ehen und das Gehäuscdeckelteil 117 mit einem Paar und dem magnetischen Bereich auftritt,
kreisförmiger Zungen 129, die dicht in die Nuten 127 Fig. 9 zeigt die Anwendung auf eine mit drei
einsetzbar sind und so eine abgedichtete Kammer 131 Ringen versehene Anzeigevorrichtung, die auf Grund
für den Rotor 91 bilden. Eine ähnliche abgedichtete 35 der Prinzipien ausgelegt ist, die bei der Erläuterung
Kammer ist auch in der Ausführungsform der Fig. 6 der Fig. 2 angegeben wurden, die aber kleinere
für den Rotor 65 vorgesehen. Änderungen aufweisen, die im folgenden beschrie-
Der Rotor 29 der in den vorhergegangen Figuren ben werden sollen. In der Fig. 9 sollen die drei
gezeigten Anzeigevorrichtung kann verschiedene For- konzentrischen Rotoren 229-1, 229-2 und 229-3
men haben, von denen drei in den Fig. 8a, 8b und 40 jeweils die Funktion des Sekunden-, Minuten- und
8 c gezeigt sind. Um die gegenseitige Zuordnung zu Stundenringes 21, 19 und 17 übernehmen, die in der
zeigen, ist jeder der drei Statoren 31 a, 31 b und 31 c F i g. 1 dargestellt sind. Jeder dieser Rotoren trägt
<ler Fig. 2 durch einen seiner Pole 41, 43 dargestellt, mehrere magnetische Bereiche, wie jene, die in der
und zwar in ihrer richtigen Stellung, angrenzend an Fig. 2 für den Rotor 29 gezeigt sind. Darüber hin-
dcn Rotor und durch die Phase I, II und III gekenn- 45 aus ist jeder Rotor der F i g. 9 mit drei Mchrfachpol-
zcichnet. Statoren ausgerüstet, wie auch die Statoren 33<7, 33 b
Der in der Fig. 8a im Querschnitt dargestellte und 33c der Fig. 2. Um nun die Erläuterungen zu
Rotor ist vollständig aus einem magnetischen Mate- judrr der folgenden Figuren zu verstehen, muß nochrial
hergestellt, das beispielsweise ein magnetischer mais herausgestellt werden, daß jeder dieser Rotoren
Kunststoff sein kann, der vorstehende oder verdickte 50 drei Mchrfachpolstatoren besitzt und daß die Stator-Teile
135 aufweist, die als die magnetischen Ab- pole der Anzeigevorrichtung, die in den Fi g. 9 bis 18
schnitte dienen. Dadurch wird klar, daß der magne- gezeigt sind, dieselben geometrischen Beziehungen
tische Kupplungseffekt zwischen den Phase-I-Polen dem Rotor gegenüber haben wie auch die Statorpole
41 und 43 durch den verdickten Rotorteil 135 wesent- der F 1 g. 2 Während jedoch in der F i g. 2 jeder der
lieh größer ist, als er sein würde, wenn die relativ 55 drei Statoren mit einem Permanentmagnet 47 ausdünne
Zone 137. die zwischen den einander bcnach- gerüstet war, wird bei der Ausführungsform der
harten magnetischen Bereichen 135 liegt, zwischen F i g. 9 dagegen vorgesehen, daß nur einer dieser
diesen Polen liegen würde. Auf diese Weise kann der- Statoren einen Permanentmagnet besitzt. In der
selbe Effekt erzielt werden, als wenn der Rotor einen F i g. 9 ist dazu der Phase-1-Stator für jeden der drei
gleichbleibenden Querschnitt hätte und dabei mehrere 60 dargestellten Rotoren ausgewählt worden und die
Segmente aufweisen würde, die aus magnetischem Magnete wurden jeweils mit den Bezugszeichen
Material bestehen, während der übrige Teil des Ro- 247-1, 247-2 und 247-3 gekennzeichnet.
tors aus unmagnetischem Material hergestellt ist. Eine weitere Änderung gegenüber der Ausfüh-
tors aus unmagnetischem Material hergestellt ist. Eine weitere Änderung gegenüber der Ausfüh-
Auch der Rotor der Fi g. 8 b beruht auf dem glei- rungsform der F i g. 2 besteht darin, daß an Stelle
clien Prinzip. Er besteht aus einem Paar gewellter 65 einer getrennten Spule 51, die die Magnetisierung
magnetischer Ringe 139 und 141, die vorzugsweise jedes Stators eines jeden Rotors ändern sollte (so
aus Weicheisen bestehen und miteinander verbunden daß also drei Spulen für die Statoren jedes Rotors
sind, um ebenfalls abwcchslungsweisc dicke und nötig waren), bei der Einrichtung der F i g. 9 nur
noch eine einzige'Spule ZSl-Z 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-ill-Stator aller der Rotoren der Anzeige- s
vorrichtung verbunden.
Die Fig. 10, Il und IIa zeigen weitere zweckmäßige
Ausbildungen, wie sie scheroatisch in der
Fig. 9 dargestellt sind, und sie zeigen vor allem, wie eine Einzelspule 251-2 magnetisch mit jedem
der drei Phase-II-Statoren 336-1, 336-2 und 336-3
verbunden werden kann. Das geht am besten aur den F i g. 11 und 11 a 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, weiche die Arme und den Kern 301 mit den Polstücken 235-1, 235-2 und
235-3 der drei Statoren 336-3, 336-2 und 336-1
verbinden. In ähnlicher Weise besitzen auch die drei Arme, die sich vom rückwäitigen 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 336-1, 33 6-2 und 336-3
gleichzeitig aus.
Eine weitere Armanordnung, die ebenso ausgebildet ist, wie sie in der Fig. lla dargestellt ist,
kann auch zur Anwendung der magnetischen Antriebskraft der Phase-III-Spule 351-3 der F i g. 9 auf
die Phase-III-Statoren aller Rotoren vorgesehen sein.
In der Fig. 10 ist der mit einer Spule versehene
Dreifachstator in Kunststoff eingebettet, und zwar auf dieselbe Weise, wie vorher schon bei der F1' g. 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 F i g. 7 erläutert wurde.
Nach der Erläuterung der elektromagnetischen Antriebsteile für die Phasen II und III der Einrichtung
der F i g. 9 soll nun der die Phase I betreffende Teil beschrieben werden. Aus der F i g. 9 geht hervor,
daß jeder der verschiedenen Statoren 33a, die jeweils
den Rotoren 229-1, 229-2 und 229-3 zugeordnet tind und in der Fig. 9 nicht dargestellt sind, mit
einer Einrichtung zur ständigen Magnetisierung versehen ist. Diese Einrichtung kann aus einzelnen
Permanentmagneten 247-1, 247-2 und 247-3 bestehen, von denen jeder einem der drei Statoren 33«
zugeordnet ist, welche zur Phase I der drei gezeigten Rotoren gehören. Wie später noch an Hand der
Fig. 18 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
F i g, 9 der Fall ist, dann kann die elektromagnetische Gestaltung, durch die das Magnetfeld jedes einzelnen
Permanentmagneten auf den zugeordneten Stator 33 c gegeben wird, dieselbe sein wie die, weiche in den
F i g. 5 und 7 bereits beschrieben wurde.
Die Funktionsweise des Antriebes für jeden Rotor der F i g. 9 kann aus den Fi g. 12 und 13 entnommen
werden. Der innere Rotor 229-1 ist in der Fig. 12 in vier aufeinanderfolgenden Stellungen, und zwar
jeweils zum Zeilpunkt I1, h, ta und r4 gezeigt, von
denen der letzte wieder eine Rückkehr zu der ersten Stellung zum Zeitpunkt rt 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 35σ, 356
und 35 c ist ebenfalls nur durch einen seiner Polzähne 41 dargestellt, wie das auch in der F i g. 3 der
Fall war. Zum Zeitpunkt I1 nimnn Jci Rotor 229-1
eine seiner stabilen Stellungen ein, in der er durch den Permanentmagnet 247-1 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. Um den Rotor 229-1 von der ersten Lage zu seiner nächsten Stellung
zum Ze;tpunkt /., zu bewegen, werden die Phase-I- und Phase-Ilf-Spulen 251-1-1 und 251-3
kurz beaufschlagt (Fig. 13). Die Erregung der Phase-I-Spule 251-1-1 dient dabei dazu, die Magnetisierung
des Phasc-I-Slators des Rotors 229-1 über den Permanentmagent 247-1 so zu verändern, daß
die Haltekraft, die vom Phase-I-Stator auf den Rotor ausgeübt wird, verkleinert wird. Dieser Umstand
erlaubt es, den Rotor 229-1 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-III-Spule ausgeübt wird. Keiner der anderen Rotoren wird dabei weiterbewegt,
obwohl deren Phase-III-Stator in ähnlicher Weise beaufschlagt
ist, weil deren Phase-1-Permanentmagneten 247-2 und 247-3 diese Ringe nach wie vor in einer
Lage halten, da die Spulen, die diesen Magneten zugeordnet sind, nicht erregt wurden. Natürlich
können auch alle Rotoren gleichzeitig weiterbewegt werden, wenn die Ausglcichsspulen, die mit ihren
Permanentmagneten verbunden sind, ebenfalls erregt werden.
Es muß darauf hingewiesen werden, daß die einzigen stabilen Lagen des Rotors 229-1 die in der
Fig. 12 zu den Zeiten Z1 und /4 dargestellt sind. Die
Zwischenlagen zu den Zeitpunkten t, und Λ, existieren
nur kurzzeitig. Sie sind nämlich diejenigen durch die der Rotor 229-1 bewegt wird, um von einer
seiner stabilen Stellungen (/,) zu der nächsten stabilen Stellung (<4) bewegt zu werden. Die Spule 2511-1-1
(Fig. 13) verbleibt dabei erregt, wenn der Rotor von seiner ersten Zwischenstellung zum Zeitpunkt I2
zu seiner zweiten Zwischenstellung zum Zeitpunkt f., bewegt werden soll, aber die Erregung der Spulen
251-2 und 251-3 erfolgt im umgekehrten Sinn, so daß die Phase-II-Spule dann erregt ist. während die
Phase-III-Spule nicht erregt ist. Dadurch wird eine linksgerichtete Kraft (wie in der Fig. 12 dargestellt)
auf den Ring 229-1 vom Phasc-II-Stator aus ausgeübt,
so daß noch ein nach links gerichtetes Drehmoment (Fig. 12) auf den sich schon bewegenden
Ring 229-1 ausgeübt wird. Um die Fortbewegung des Rotors 229-1 bis zur zweiten stabilen Lage
bei I1 zu vervollständigen, wird zum Zeitpunkt 1.,
vorgesehen, alle drei der dargestellten Spulen in den Zum Zeitpunkt I3, also dann, wenn der Ring 229-i
nicht erregten Zustand zu bringen. Dadurch kommt sich nach links bewegt hat (wie in der Fig. 15 zu
die magnetische Anzugskraft vom Phase-J-Stator33a sehen ist) und den vorher erwähnten Bereich in eine
ins Spiel, und zwar als Folge des Permanentmagnet- Lage gebracht, in der er mit dem Polzahn des Stators
feldes, das sich zwischen den Zähnen 241 durch den 5 33r der Phase UI ausgerichtet ist, wird die Spule
Permanentmagnet 247-1 aufgebaut hat. Als Folge 251-3-1 der Phase IH nicht mehr erregt und die
dieser Anzugskraft bewegt sich der Rotor 229-1 so Spule 251-2 der Phase II durch einen Impuls trrregt
weit, bis er mit dem Stator 33a ausgerichtet ist und (Fig. 16). Die geometrische Ausbildung des Ringes
seine zweite dargestellte stabile Lage zum Zeitpunkt/4 229-1 und des Polzahnes 241 des Stators 33 a, 336
erreicht hat. 10 und 33 c ist so gewählt, daß dann, wenn die Bereiche
Eine zweite Ausführungsform der beschriebenen mit den Polzähnen des, Stators 33 c der Phase III
Vorrichtung ist in der Fig. 14 schematiscn darge- übereinstimmen, wie in der Fig. 15 gezeigt ist, die
stellt Diese Ausführungsform ist wie jene der F i g. 9 sich zu diesem Zeitpußkt zwischen den Polzähnen
als eine Mehrfachringanzeigevorrichtung ausgebildet, 241 der anderen beiden Statoren 33a und 33Z>
hin-
die nach der an Hand der F i g. 2 erläuterten Methode 15 durchbewegenden Bereiche nicht mit diesen Statoren
arbeitet. In der schematischen Darstellung der ausgerichtet sind, und zwar jeweils um gleiche, aber
Fig. 14 sind die Statoren 33a, 336 und 33c als entgegengesetzte Beträge, wie es zum Zeitpunkt U
solche nicht gezeigt, sondern lediglich an Hand ihrer in der Fig. 15 gezeigt ist. Die magnetische Kraft,
Permanentmagnete 247-1, 247-2 und 247-3 sowie die durch die Erregune Jer Spule 251-2 ausgeübt
an Hand ihrer Spulen 251-2, 251-2, 251-3-2 und 20 wird, wird daher die Ma;, <etkraf c überwinden, die
251-3-3 angedeutet. vom Stator 33a auf den Rotor 229-i auf Grund des
Grundsätzliche Unterschiede zwischen der Aus- Permanentmagneten 247-1 in entgegengesetzter Richgestaltung
der Fig. 9 und der Fig. 14 bestehen tung aufgebracht wird. Sobald diese Bedingung eindarin,
daß bei der Vorrichtung der F i g. 9 jeder tritt, wird der Ring 229-1 bei Erregung der Spule
Stator (33a, 336, 33c) jeweils durch einen getrenn- 25 251-1 der Phase II sich nach links in die zum Zcitten
Impuls beaufschlagt wird, so daß diese Vorrich- punkt/., in der Fig. 15 dargestellten Stellung betung
tatsächlich auch als ein Dreiphasenantrieb be- wegen, wo die Rotorbereiche 231 mit den Polzahnen
zeichnet werden kann. Im Gegensatz dazu sind in 241 des Stators 33fc der Phase II ausgerichtet sind
der Fig. 14 nur die Statoren der Phase II und und die Bereiche, die sich innerhalb des Phase-I-Phase
III 33/? und 33c durch Impulse beaufschlagt, 30 und Phase-Ill-Stators 33a bzw. 33c befinden, jeweils
während die Statoren 33a der Phase I durch einen vor und hinter ihren zugeordneten Statorzähnen um
Permanentmagnet oder eine äquivalente Einrichtung jeweils gleiche Beträge liegen,
ständig magnetisiert bleiben. Diese Magnetisierung Um den Rotor 229-1 aus der Lage zum Zeitwird dabei nicht durch eine Spule verändert, die in punkt /s in die zwc.ee stabile Lage zum Zeitpunkt r4 der Art, in der die Phase-ll- und Phase-Ill-Spulen 35 zu bewegen, bleiben die beiden Spulen 251-2 und erregt werden, mit Stromimpulsen beaufschlagt wird. 25i-3-l der Phase II und Phase III unerregt Die Statoren 33a der Phase I in der Fig. 14 können (Fig. 16). Die magnetische Zugkraft die von dem daher jeder so ausgebildet sein, wie das in den Stator 33a der Phase I ausgeübt wird, der dem F i g. 5 und 7 gezeigt war. so daß jeder von ihnen Rotor 221-1 zugeordnet ist. bleibt Jäher unausmit seinem eigenen Permanentmagnet 247-1, 247-2 40 geglichen und vervollständigt die Bewegung des und 247-3 ausgerüstet ist. so daß eine ständige Ma- Ringes aus der Lage zum Zeitpunkt;, zu der Lage gnetisierung dieser Statoren bewirkt wird. Es kann /um Zeitpunkt iy wo die magnetischen Bereiche 231 auch, wie nachher noch an Hand der Fig. 18 erläu- mit den Polzähnen 241 des Stators 33« der Phase I tert wird, ein gemeinsamer Permanentmagnet alle ausgerichtet sind,
drei Phasc-I-Slatoren 33a magnetisieren. 45 Eine vorteilhafte Ausgestaltung, bei der nur ein
ständig magnetisiert bleiben. Diese Magnetisierung Um den Rotor 229-1 aus der Lage zum Zeitwird dabei nicht durch eine Spule verändert, die in punkt /s in die zwc.ee stabile Lage zum Zeitpunkt r4 der Art, in der die Phase-ll- und Phase-Ill-Spulen 35 zu bewegen, bleiben die beiden Spulen 251-2 und erregt werden, mit Stromimpulsen beaufschlagt wird. 25i-3-l der Phase II und Phase III unerregt Die Statoren 33a der Phase I in der Fig. 14 können (Fig. 16). Die magnetische Zugkraft die von dem daher jeder so ausgebildet sein, wie das in den Stator 33a der Phase I ausgeübt wird, der dem F i g. 5 und 7 gezeigt war. so daß jeder von ihnen Rotor 221-1 zugeordnet ist. bleibt Jäher unausmit seinem eigenen Permanentmagnet 247-1, 247-2 40 geglichen und vervollständigt die Bewegung des und 247-3 ausgerüstet ist. so daß eine ständige Ma- Ringes aus der Lage zum Zeitpunkt;, zu der Lage gnetisierung dieser Statoren bewirkt wird. Es kann /um Zeitpunkt iy wo die magnetischen Bereiche 231 auch, wie nachher noch an Hand der Fig. 18 erläu- mit den Polzähnen 241 des Stators 33« der Phase I tert wird, ein gemeinsamer Permanentmagnet alle ausgerichtet sind,
drei Phasc-I-Slatoren 33a magnetisieren. 45 Eine vorteilhafte Ausgestaltung, bei der nur ein
Die Statoren der Phase II in der Fig. 14 sind so einziger Permanentmagnet 247 benötigt wird, um die
gezeichnet, daß sie dieselbe Form wie in der F i g. 9 Phase-I-Statorcn 33 «-1, 33 α-2 und 33 r-3 der Robesitzen.
Die Staioren selbst sind in der Fig. 14 torcn 229-1, 229-2 und 229-3 ständig zu magnctinicht
dargestellt, sondern jeweils durch ihre gemein- sicrcn. die in der Fig. 9 ge/.cigt sind, ist schcmatiscli
same Spule 251-2 angedeutet, die magnetisch mit 50 ·η dcr Fig. 17 und in proben Umrissen in der
allen dreien verbunden ist. Die Ausgestaltung d^r Fig. IX dargestellt. Der Permanentmagnet 247 is1
F i g. 11 a kann im übrigen vorgesehen werden. dabei pillenförmig ausgebildet und mit einem Paar
Die Statoren 33c der Phase III der drei Rotoren ,on maizneiischen Armgebilden 331 und 333 aus^iii
229-1. 229-2 und 229-3 werden jeweils individuell stet. Das erste magnetische Gebilde 331 dient da hei
durch die Spulen 251-3-1, 251-3 2 und 251-3-3 ma- 35 dazu, den Permanentmagneten 247 mit dem inneren
gnetisicrt. Die Funktionsweise der Einrichtung der Polstück 235-1, 235-2 und 235-3 der Statoren der
Cig. 14 kann an i land der Fig. 15 und 16 erläutert Phase I 33a-l, 33«-2 und 33 «-3 /u ve rhi mien. In
werden. Diese Figuren erläutern wiederum, wie der ähnlicher Weise ist das magnetische Glied 333 vorRotor
229-1 von einer stabilen Lage zum Zeitpunkt /, gesehen, um diesen Permanentmagneten 247 mit dem
zu der nächsten stabilen Lage zum Zeitpunkt /, be- 60 äußeren Satz von Polstücken 237-1, 237-2 und 237-3
wegt werden kann. Der Ring wird aus der ersten derselben drei Statoren zu verbinden. Das erste
gezeigten stabilen Lage dadurch bewegt, daß ein magnetische Glied 331 ist mit einem im allgemeinen
Stromimpuls auf die Spule 251-3-1 der PIk.se III pillcnförmigen Kern versehen, der eine besonders
gegeben wird (F i 11. 16). Dadurch wird \on dem Pol- sniie magnetische Verbindung zu dem Boden des
zahn des Stators 33c der Phase III ein magnetischer ^5 pillenlörmigcn Magnet 247 herstellt. Eine Anordnung
Zug auf den magnetischen Bereich ausgeübt, der von drei Armen 337. 339 und 341 erstreckt sich von
gerade oberhalb und rechts von dem Polzahn 241 der Oberseite dos magnetischen Gliedes 331, und
lieut, der an Stelle des Stators 33c dargestellt ist. auf diesen Armen sind die drei individuellen Korn-
pensationsspulen 251-1-1, 251-1-2 und 251-1-3 aufgewickelt.
Diese drei Arme 337, 339 und 341 enden in den Polstücken 235-1, 235-2 und 235-3, die mit
den Bezugszahlen 343, 345 und 347 bezeichnet wurden, so daß ein magnetischer Pfad zu jedem von
ihnen vom Boden des Permanentmagneten 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 F i g. 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, 151-1-2 und
251-1-3 erregt wird, um dem Fluß entgegenzuwirken, der sonst ständig vom Permanentmagnet 247 über
die Zähne der Statoren 33d-l, 33a-2 und 33«-3
fließen würde, der von ihnen hervorgerufene Fluß den Permanentmagneten 247 nicht entmagnetisieren
kann. Dagegen kann aber der durch irgendeine der drei Spulen hervorgerufene Fluß durch die magnetische
Anordnung der beiden anderen dieser Spulen fließen, so daß nun eine Art Bypass um den Permanentmagneten
247 herumgclcgt ist, der eine Entmagnetisierung verhindert. Wäre diese Anordnung
ίο nicht getrolfcn worden und wäre an Stelle dessen
jeder Stator mit einem eigenen Permanentmagnet und mit einer eigenen individuellen Spule ausgerüstet,
wie das im Beispiel der F i g. 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 Verfügung
steht. Dadurch, daß der Kompensierungsfluß durcr
ao die magnetischen Teile der anderen zwei Spuler zurückfließen kann, verläuft dieser Fluß auch ii
einer Richtung, in der er den in diesen magnetischei Wegen durch den Permanentmagnet 247 hervor
gerufetion Fluß noch bestärkt.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (18)
1. Anzeigevorrichtung, insbesondere für die
Zeitanzeige an einer elektronischen Uhr, bestehend aus mindestens einem mit mehreren
magnetischen Abschnitten versehenen rotierenden Ring, der durch eine mit einem Satz von
mindestens drei elektromagnetischen Einheiten ausgerüstete Antriebseinrichtung dadurch in Be- xo
wegung versetzt wird, daß diese elektromagnetischen Einheiten wechselweise mit Strom beaufschlagt
werden, dadurchgekennzeichn e t, daß die elektromagnetischen Einrichtungen
aus mit mehreren Polstücken (35, 37) versehenen Mehrfachpol-Statoren (33 a, 33 ft, 33 c) bestehen,
von denen mindestens einer mit einer Vorrichtung (45) in Verbindung steht, die eine ständige
Magnetisierbar hervorruft und daß die Magnetfelder der anderen beiden Statoren unabhängig
voneinander duch eine Folge von mindestens zwei mit verschiedenen Phasen versehenen
Stromstößen veränderbar sind.
2. Anzeigevorrichtung nach Anspiuch 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
Ringe (29) r,n zugeordnet sind, daß sie in aufeinanderfolgenden Stellungen der Ringe mit den
magnetischen Abschnitten fi.-chten und daß die
Mehrfachpol-Statoren (13«, 33 b, 33 c) jeder für sich mit der Vorrichtung (4;.,' zum konstanten
Magnetisieren verbindbar sind und die Folge der Stromstöße mit einem dreiphasigen Strom (Drehstrom)
erzeugt wird.
3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Stator (33 a)
mehrere kreisbogenförmig verteilte Luftspalte (39) besitzt, durch die die magnetischen Abschnitte
(31) der rotierenden Ringe 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 (33 a,
33 b, 33 c) etwa über ein Drittel des Umfanges des rotierenden Ringes (29) erstreckt (F i g. 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, 316) auf den rotierenden Ringen gleichmäßig auf dem ganzen Umfang des
Ringes verteilt sind, ein Abschnitt als Bezugspunkt (55) ausgebildet ist und zur magnetischen
Lagekontfolle 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.
8. Anzeigevorrichtung nach Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der als Bezugspunkt ausgebildete Abschnitt (55) im 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, Sc).
12. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 mit
mehreren Anzeigeringen, von denen jeder mit Markierungen od. dgl., mit magnetischen Abschnitten
und mit drei Statoren ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
zum konstanten Magnetisieren mit einem Sat? (33 α) der drei Statoren einer Phase verbunden
ist und die Einrichtung zum Ändern der Magnetisierung aus einer gemeinsamen Einrichtung
(251-2) zur Magnetfeldänderung der Statoren (336) 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.
13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur individuellen Änderung des Magnetfeldes aus je
einer ausschließlich mit den Phase-I-Statoren (33 a) verbundenen Spule (251-1-1, 251-1-2.
251-1-3) besteht und die Phase-III-Statoren (33 c) mit einer gemeinsamen Einrichtung (251-3) zur
gemeinsamen Magnetfeldänderung versehen sind, die von einer dritten Impulsfolge auslösbar ist,
die phasenverschoben zu den anderen beiden Impulsfolgen ist.
14. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur
individuellen Magnelfeldänderung 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-II-Statorcn (33 b) verbundene Spule (251-2) ist.
16. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum
konstanten Magnetisieren ein mit allen Phase-I-
Statoren (33 β) in Verbindung stehender Permanentmagnet (2474, 347-2, 247-3) ist (Fig, 14).
17. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß dio gemeinsame Einrichtung zur MagnetfeldUnderung eine mit allen
Phase-lll-Slaloren (33 c) in Verbindung stehende
Spule(251-3) ist (Fig.y).
18. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die gemeinsame Einrichtung zur periodischen Änderung der Magnetfelder
aller Phasc-I-Statoren eine magnetisch mit allen Phase-II-Staloren (33 b) in Verbindung
stehende Spule (251-2) ist (Fig. 14).
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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 |