DE2329499A1

DE2329499A1 - Synchronmotor mit geringer leistung und netzanschlusskabel dafuer

Info

Publication number: DE2329499A1
Application number: DE2329499A
Authority: DE
Inventors: Ralph Hilary Preiser; Anthony Wayne Rigazio; Frank William Stellwagen
Original assignee: GEN TIME CORP
Current assignee: GEN TIME CORP
Priority date: 1972-06-09
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1973-12-20
Also published as: US3873865A; GB1436251A; US3967147A; FR2188332A1; FR2188332B1; GB1436252A; JPS4961608A; FR2322516A7; CA973919A

Description

Synchronmotor mit geringer Leistung und Netzanschlußkabel dafür

Die Erfindung betrifft einen Synchroninduktionsmotor mit geringer Leistung, insbesondere einen Synchroninduktionsmotor mit geringer Leistung zum Antrieb einer Uhr.

Bisher wurden zwei Arten von Synchronmotoren zum Antrieb elektrischer Uhren verwendet: der Hysteresemotor und der Induktionsmotor. Die ersten, in großer Stückzahl hergestellten Uhren mit elektrischem Antrieb verwendeten einen Hysteresemotor mit 3.6ΟΟ Umdrehungen pro Minute. Die beiden Statorpole dieses Motors waren zur Aufnahme großer Kupferabschirmringe, die bewirkten, daß das von der Statorerregerspule erzeugte pulsierende magnetische Feld in ein rotierendes Feld umgewandelt wird, das für die in eine Richtung erfolgende und selbstanlaufende Drehung des Rotors erforderlich ist. Der schnelldrehende Rotor erforderte eine spezielle Bearbeitung der Welle und der Lager des Motors, sowie der Zahnradvorgelege. Des weiteren war eine genaue Fertigung der Bauteile des Zahnradvorgeleges, eine vollständige Verkapselung des Rotors und des Zahnradvorgeleges sowie eine sorgfältige Ausführung der Schmierung des Rotors und des Zahnradvorgeleges erforderlich. Auch bei Beachtung aller erwähnten Voraussetzungen war der Motor kurzlebig und zu laut.

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Später wurde für einen in großen Stückzahlen hergestellten Uhrenantrieb ein achtpoliger Hysteresemotor mit 900 Umdrehungen pro Minute verwendet..Wegen der geringeren Rotorumdrehungsgeschwindigkeit war der Antrieb leiser und langlebiger als die oben beschriebene schnelldrehende Anordnung. Jedoch erforderte dieser Antrieb ebenfalls eine Einkapselung des Rotors und des Zahnradvorgeleges und zusätzlich hinsichtlich der Schmierung und der Qualität der Einzelteile aufwendige Maßnahmen.

Ein weiterer früher in großen Stückzahlen hergestellter Antrieb war ein Induktionsmotor mit einem Rotor, der 200 Umdrehungen pro Minute ausführte. Die Rotorstruktur beinhaltete eine permanentmagnetische Scheibe, deren äußerer Umfangsrand abwechselnd als Nord- und Südpol ausgebildet war. Bei dieser Anordnung trat der von der Statorspule erzeugte Fluß durch den Weg des Permanentmagneten mit hohem magnetischen Widerstand, wodurch im Rotor ein hoher Leistungs- und Wärmeverlust entstand.

Ganz allgemein entwickelten bisher verwendete Uhrantriebsmotoren ein wesentlich größeres Drehmoment, als es zum Antrieb der Uhrzeiger erforderlich war. Typisch ist ein Energieverbrauch der Motoren von zwei Watt bei einer Temperaturerhöhung im Motor auf etwa 40 C. Diese relativ hohe Leistungsaufnahme der herkömmlichen Motoren führt zusätzlich dazu, daß diese Motoren mit Stromstärken arbeiten, die wesentlich größer sind als der Wert von fünf Milliampere, der allgemein als unschädlich für den menschlichen Körper angesehen wird; im Falle einer versehent-/·

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Synchronmotor mit geringer Leistungsaufnahme zu schaffen, der auch im Falle einer versehentlichen Berührung seiner die Erregerspule versorgenden Leitungen oder im Falle eines Kurzschlusses völlig sicher ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Synchroninduktionsmotor mit einem polarisierten Rotor, einem Stator mit

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Erregerspule und einem Kern durch die Erregerspule und mit einer Einrichtung zum Überführen elektrischer Energie von einer Energiequelle zur Erregerspule gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der polarisierte Rotor ein Paar räumlich getrennter Rotorscheiben aufweist, die an ihren Enden eingekerbt sind und eine Vielzahl von in gleichem Abstand voneinander befindlichen Rotorzähnen bilden, einen zwischen den Rotorscheiben befindlichen derart polarisierten Permanentmagneten, daß eine der Rotorscheiben ein Nordpol, der andere ein Südpol ist, daß der Stator ein Paar zueinander komplementärer, am Kern an den entgegengesetzten Enden der Erregerspule befestigter Statorplatten aufweist, die derart gebogen sind, daß sie einen koplanaren Statorabschnitt bilden, der koplanare Statorabschnitt kreisförmig derart ausgeschnitten ist, daß er eine Vielzahl von Polstücken an den entgegengesetzten Seiten des Rotors bildet und daß die Einrichtung zum überführen elektrischer Energie von einer Energiequelle zur Erregerspule eine Vorrichtung zur Begrenzung der Stromstärke durch die Überführungseinrichtung auf einen ungefährlichen Wert aufweist.

Die Erregerwicklung ist "sandwichartig¹¹ zwischen einem Paar von komplementär ausgebildeten Statorplatten angeordnet. Durch die Erregerspule tritt ein Kern hindurch, der magnetisch und mechanisch an den Statorplatten befestigt ist. Jede der Statorplatten ist in rechten Winkeln umgebogen, wodurch ein koplanarer Statorabschnitt ausgebildet wird, der einen eingekerbten, im wesentlichen kreisförmigen Luftspalt aufweist, in dem der Rotor rotiert. Der Rotor umschließt einen Permanentmagneten, der "sandwichartig" zwischen einem Paar von Scheiben angeordnet ist. Diese Scheiben sind ausgekerbt und bilden eine Vielzahl von Rotorpolen, die mit der gleichen Anzahl von durch die Kerben im Stator gebildeten Statorpolen wechselwirken und den Rotor synchron antreiben.

In einen Stecker, der zusammen mit Leitungsdrähten elektrische Energie zur Erreger- oder Statorspule überführt ist ein Paar von Impedanzelementen, beispielsweise Kondensatoren oder Widerstände eingesetzt; jedes der Impedanzelemente ist in Reihe mit der Erregerspule geschaltet, um die Stromstärke zum Motor und /^

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den Energieverlust im Motor zu begrenzen und jede Möglichkeit auszuschalten, daß eine in Berührung mit dem Motor oder den Drähten kommende Person einen Schock erleidet.

Dadurch, daß der Motor mit niederen Drehzahlen und gegenüber herkömmlichen Motoren wesentlich geringerem Drehmoment arbeitet, wird die Lebensdauer des Motors sowie eines nachgeschalteten Uhrwerks vergrößert. Des weiteren ist der Temperaturanstieg im Motor wegen der verringerten Leistung verkleinert, wodurch die Lebensdauer der verschiedenen Motorteile ebenfalls erhöht wird.

Der erfindungsgemäße sehr wirksam arbeitende Motor ist von einer Bauart, die in Fließbandtechnik in einfacher Weise zusammengebaut werden kann.

Um eine größere Produktsicherheit und Verläßlichkeit der Uhr zu erreichen, sollte keine höhere Stromstärke als fünf Milliampere für die Uhr und die Schnur zur Übertragung der elektrischen Energie verwendet werden. Diese Stromstärke gilt allgemein als ein Wert, unter dem Strom ungefährlich für menschliches Leben ist. Der gesamte Widerstand gegenüber der Erde des menschlischen Körpers einschließlich des Übergangswiderstandes zwischen dem Körper und dem Stromkreiselement, des KörperwiderstandsAmd des Widerstands zwischen dem Körper und dem Erdboden beträgt etwa 500 Ohm, wenn der Körper feucht ist und 1.500 Ohm, wenn der Körper trocken ist. Die meisten auf dem Markt befindlichen Uhren, die aus einer normalen Wandsteckdose mit 120 Volt Wechselstrom gespeist werden, verwenden etwa 50 Milliampere Strom, einen Wert, der wesentlich über dem Sicherheitswert vom 5 Milliampere liegt. Deshalb entsteht eine ernsthafte Verletzungsgefahr, wenn jemand in Berührung mit einem elektrischen Stromkreis in einer Uhr kommt oder zufällig eine Leitung zu einer Uhr, die 50 Milliampere benötigt, durchschneidet. Wie dieses Problem erfindungsgemäß gelöst ist, wird im folgenden klar werden.

Anhand schematischer Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise und mit vorteilhaften Einzelheiten beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Steckers, der mit dem Stromversorgungskreis des Motors verbunden ist;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 aus Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Motors und eines

Steckers mit einem Paar von Widerstandselementen im Stecker;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Stromversorgungskreises für den Motor mit einem Paar von Kondensatoren im Stecker;

Fig. 5 eine perspektivische Explosionsansicht des Motors;

Fig. 6 eine perspektivische Teilansicht des im Motor verwendeten Rotors und

Fig. 7 eine Schnittansicht eines zum Antrieb einer Uhr eingebauten Motors.

In Fig. 1 ist ein Stecker 11 aus irgendeinem geeigneten, normalerweise verwendeten isolierenden Kunststoff oder Gummimaterial dargestellt. Nach außen aus dem Stecker tritt ein Paar von Kontaktstiften 13 zum Einschub in eine Wandsteckdose. Die Leitungsdrähte 15 einer Leitung 17 treten rechtwinklig aus dem Stecker. Die Leitungsdrähte sitzen in einer dünnen Isolierung 18. Wie aus dem folgenden klarwerden wird, können die Leitungsdrähte 15 wesentlich kleineren Querschnitt haben als die normalerweise in Leitungen zum Betrieb von Uhren verwendeten Drähte. Vorzugsweise ist der Isolator 18 flach und weist an einer Seite einen druckempfindlichen Kleber auf, so daß die aus dem Isolator und dem Leiter gebildete Leitung an einer Wand oder dem Boden befestigt werden kann. Die Leitung kann zwischen 0,25 und 0,5 mm dick und zwischen 3 und 6 mm breit sein.

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Bezugnehmend auf Fig. 2 ist im Stecker 11 ein Kontaktstift 13 eingebettet, an den ein Widerstandselement 19 angeschlossen ist. Das andere Ende des Widerstandselements 19 ist nit einem Leitungsdraht 15 der Leitung 17 verbunden. Eine Schutzhülle 21 um die Leitung 17 verhindert einen Bruch der Leitung , dort wo die Leitung in den Stecker 11 eintritt. Ein zweites, nicht dargestelltes Widerstandselement ist an einem Ende mit dem anderen Kontaktstift und am anderen Ende mit dem anderen Leitungsdraht der Leitung 17 verbunden. Genau so gut wie die dargestellten Widerstandselemente können auch Kapazitäten oder Induktivitäten verwendet werden. Obwohl die Widerstände im Stecker Energie verbrauchen, wird der Stecker nicht warm werden, weil die Kontaktstifte 13 in Kontakt mit den relativ dicken Leitungen in der Wandsteckdose sind und als Wärmesenke wirken. Auf diese Art bleibt die Temperatur des Steckers nahe der Umgebungstemperatur.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 sei kurz erklärt, wie der Niedrigleistungsstecker, die Leitung und der Uhrmotor zusammenarbeiten. Es sei angenommen, daß eine Person direkte Berührung mit einem der Leitungsdrähte 15 hat, die elektrische Energie von der Wandsteckdose zur durch den Block 23 schematisch dargestellten Uhr übertragen. Wenn die Person an einem trockenen Ort steht, ist ein typischer V/ert des Widerstandes R des Körpers zwischen Leitung und Erde etwa 1.500 Ohm. Bei 120 Volt zwischen den Kontaktstiften 13 wird eine Gesamtstromstärke durch den Stromkreis fliessen, die sich wie folgt errechnet:

I = ——- = 0,005 Ampere R₁ + R

wobei R₁ der mit einem Leitungsdraht in dem Stecker verbundene Widerstand ist und 0,005 Ampere die maximale Stromstärke, die, als allgemeines Gesetz, eine den Stromkreis berührende Person nicht verletzt. Lösung der Gleichung ergibt R₁ = 22 500 0hm. Weil das Gleiche auch am anderen Leitungsdraht geschehen könnte, sollte der Widerstand R₂ den gleichen Wert wie R₁ haben. Wenn zwischen

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den beiden Leitungsdrähten 15 ein Kurzschluß entstünde, wäre die Gesamtstromstärke durch den Stromkreis durch die folgende Gleichung gegeben:

I = 120 ₌ 120 ₌ ο 00267 Ampere

R₁ + R₂ 22 500 + 22 500

Es ist ersichtlich, daß sowohl bei einer Berührung als auch im Falle eines Kurzschlusses niemals mehr als fünf Milliampere durch die elektrische Schaltung fließen, wodurch sichergestellt ist,daß die Schaltung für jeden der sie irgendwie elektrisch berührt, völlig sicher ist.

Bei normalem Betrieb wird die Stromstärke durch die Uhr durch die folgende Gleichung gegeben:

+ R₀ + R_m) 2 + (X_m)2 d. m m

iaT τ ri ο τ'* ^ ι λ η rl

wobei R und X der/Widerstand und der induktive / der Erregerspule des Motors der Uhr sind. Bei einer Spule mit 10 000 Wicklungen aus AWG Nr. 43 Draht,beträgt der Widerstand R 4 400 Ohm und der induktive / 4 600 Ohm. Die durch die Erregerspule fließende Stromstärke beträgt somit 2,44 Milliampere. Bei solchen Stromstärken kann die Leitung 15 einen sehr kleinen Querschnitt haben, wodurch ermöglicht wird, für die Leitung 15 durchsichtige Isolierung zu verwenden, die wegen der sehr kleinen Abmessungen des Drahtes vom menschlichen Auge nicht leicht gesehen wird. Wie bereits erwähnt, werden die Widerstände, obwohl sie Energie aufnehmen, nicht heiß, weil in ihnen nur ein geringer Energieverlust auftritt und die Kontaktstifte 13 direkt mit den relativ dicken Leitungsdrähten in der Wandsteckdose verbunden sind. Weil elektrische Leiter auch gute Wärmeleiter sind, bilden die Kontaktstifte und die Wandsteckdose in ihrer Kombination eine ideale Wärmesenke.

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In Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Ein Paar von in dem Stecker angeordneten Kondensatoren C1 und C2 sind in Reihe mit den Leitungsdrähten 15 geschaltet,die Strom zur Erregerwicklung des Uhrmotors leiten, der durch den Block 23 dargestellt ist. Die Gleichungen für diese Schaltung ergeben, daß bei einer Begrenzung des Stromflusses zur Erde auf fünf Milliampere die Stromstärke im Falle eines Kurzschlusses zwischen den Leitungsdrähten 15 2,5 Milliampere beträgt. Des weiteren beträgt, wenn die Erregerspule 10 000 Windungen aus AWG Nr.A3 Draht hat, die GesamtStromstärke durch den Motor 2,7 Milliampere. Bei Verwendung von 14 500 Windungen von AWG Nr. 43 Draht erhöht

Widerstand

sich der induktive/und entsprechend verringert sich der Gesamtwiderstand der Schaltung. Mit dem verringerten Gesamtwiderstand erhöht sich die Stromstärke durch die Erregerspule auf 3,1 Milliampere. Daraus ist ersichtlich, daß durch eine geeignete Kombination der Kapazitätswerte im Stecker und der Induktivität in der Erregerspule die Stromstärke durch den Motor erhöht werden kann, während die Stromstärke im Falle eines Kurzschlusses oder einer Erdung weniger als fünf Milliampere beträgt.

In Fig. 5 ist der erfindungsgemäße Synchroninduktionsmotor dargestellt. Die Erregerspule 31 ist an ein Paar von Leitungsdrähten 15 angeschlossen. Die Spule ist um einen nicht dargestellten Spulenkörper gewickelt, durch den hindurch ein ferromagnetischer Kern 33 angeordnet ist. Ein Paar von zueinander komplementären Statorplatten 35 und 37 ist an jedem Ende der Erregerspule 31 in mechanischem und elektromagnetischem Kontakt mit dem Kern 33 angeordnet. Die Platten können am Kern mittels irgendeiner bekannten Befestigungsvorrichtung befestigt sein. Die Statorplatten 35, 37 erstrecken sich von der Statorspule aus parallel zueinander und sind dann in rechten Winkeln umgebogen, um einen koplanaren Statorabschnitt 39 zu bilden. In jeder Statorplatte innerhalb des koplanaren Abschnittes 39 ist ein halbkreisförmiger Luftspalt ausgeschnitten, wodurch ein kreisförmiger Luftspalt gebildet wird, in dem ein Rotor 41 angeordnet werden kann. Gekerbte Ausschnitte im Luftspalt bilden eine Vielzahl von voneinander gleich weit entfernten Statorpolen. /o

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Ein Rotor 41 ist an einer Plastikhülse 43 angebracht, an deren einem Ende ein Rotorritzel 44 einteilig mit ihr ausgeformt ist. Durch die Hülse des Rotors ist eine Metallspindel 45 durchgeschoben. Die Art, in der der Rotor im Luftspalt angeordnet ist, wird in Verbindung mit Fig. 7 genauer beschrieben. In räumlicher Entfernung von dem Rotorritzel 44 ist ein erstes Übersetzungferad 47 dargestellt, das aber beim Zusammenbau der Uhr in das Rotorritzel 44 eingreift. Einteilig mit dem Rad 47 ist ein Antriebsritzel 49 ausgebildet, das ein zweites übersetzungs/rad 51 antreibt.

Die Konstruktion des Rotors ist anhand der Fig. 6 genauer beschrieben. Zwischen einem Paar von Rotorscheiben 55, 57 ist ein scheibenförmiger Permanentmagnet 53 "sandwichartig" angeordnet. Der Permanentmagnet besteht aus Barium-Ferrit-Puder in einem geeigneten Bindematerial. Der äußere Umfang der Scheiben 55 und 57 ist mit einer Vielzahl von Nasen oder Zähnen ausgebildet, die rechtwinklig zur Ebene der Scheibe einwärts gebogen sind. Die Scheiben sind an der Scheibe des Permanentmagneten 53 durch geeignete Befestigungsvorrichtungen derart befestigt, daß die Nasen oder Zähne der oberen Platte 55 in die Zwischenräume zwischen den Zähnen der unteren Platte 57 passen.

Der vom Permanentmagneten hervorgerufene magnetische Fluß bewirkt zusätzlich eine Vergrößerung der Flußdichte im Arbeitsspalt. Weil das Drehmoment des Motors ungefähr quadratisch proportional zur Flußdichte im Luftspalt ist, leuchtet ein, daß das Drehmoment des Motors durch die erfindungsgemäße Rotorkonstruktion vergrößert wird. Des weiteren ist mit Ausnahme des Arbeitsluftspaltes zwischen dem Stator und dem Rotor die Motorkonstruktion derart, daß der von der Erregerspule erzeugte magnetische FIuB nur durch Materialien mit hoher Permeabilität durchtritt. Der erregende Fluß tritt nicht durch den Permanentmagneten, was andererseits eine wesentliche Abschwächung des erregenden Flusses wegen des normalerweise hohen magnetischen Widerstandes von permanentmagnet is chen Materialien hervorrufen würde. Auf diese Weise wird, während der Permanentmagnet den Gesamtfluß im Luftspalt

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verstärkt, der dadurch dargestellte Weg mit hohem magnetischen Widerstand durch die Rotorscheiben 55 und 57 umgangen.

Andere Vorteile des Rotors dieser Bauart sind genauer in der US-PS 3 469 131 beschrieben. Wegen seiner Einfachheit ist der gesamte Motor billiger als bekannte Motoren und kann in einfacher Weise in Fließbandtechnik zusammengebaut werden, insbesondere, wenn er in eine Anwendungsvorrichtung, wie eine Uhr, eingebaut wird. Des weiteren kann der Motor, weil er eine große Anzahl von Polen hat, mit relativ geringen Drehgeschwindigkeiten, beispielsweise 240 Umdrehungen pro Minute arbeiten, wodurch die Notwendigkeit aufwendiger Schmierung oder anderer Wartungsarbeiten verringert wird.

In Fig. 7 ist im Schnitt ein erfindungsgemäßer Uhrenantrieb dargestellt. An einer Stirnplatte 61 ist ein Spindelunterstützungselement oder ein Spindelhalter 63 befestigt. Der Spindelhalter kann einteilig mit der Stirnplatte ausgebildet sein oder als getrenntes Teil, wie in Fig. 7 dargestellt. Ein Ende einer Rotorspindel 45 ist im Spindelhalter derart angeordnet, daß sich das andere Ende bis in ein Loch 45 in einer Rückplatte erstreckt. Die Spindel hat zur Vereinfachung des Einbaus, der Reduzierung der Reibung und des Geräusches drei verschiedene Durchmesser. Die Verbindung 64 zwischen dem Abschnitt der Spindel mit dem größten Durchmesser und dem Abschnitt mit dem mittleren Durchmesser ist in Form eines abgestumpften Kegels ausgebildet. Diese Oberfläche ist, wie im folgenden klaijlwird, für die Drehung der Rotorhülse 43 um die Spindel die tragende Fläche. Wie beschrieben, ist die Rotorhülse 43, die aus Kunststoffmaterial mit geringem Reibkoeffizienten besteht, von der Rückplattenseite der Uhr über die Spindel in seine Lage gebracht. Der Rotor 41, der mittels eines geeigneten Binders an der Rotorhülse 43 befestigt ist, ist un+3r den Statorplatten 37 und 39 angeordnet. Das innere Loch der Rotorhülse 43 hat eine kegelförmige Lagerfläche 66, die bei Erregung des Motors gegen den komplementärkegelförmigen Abschnitt der Metallspindel gedrückt wird. Dadurch, daß der magnetische

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Fluß des Motors die Rotorhülse gegen die Spindel drückt, wird die gesamte Oberflächenberührung zwischen der Metallspindel und der Hülse verringert und zusätzlich wird die Exzentrizität verringert, wodurch der Geräuschspiegel des Motors verringert wird. Das Loch am unteren Ende 68 der Hülse 43 hat einen verringerten Durchmesser, um eine zweite Lagerfläche zu bilden, so daß die Wirkungen von Momenten minimalisiert werden, die durch die Wechselwirkung des Rotorritzels 44 der Rotorhülse mit dem ersten Übersetzungszahnrad 47 herrühren.

Die Statorplatte 35 ist an einer Seite des Rotors 41 angeordnet und die Statorplatte 37 an der anderen Seite. Die Statorplatte 37 ist an die Stirnplatte 61 ultraschallgeschweißt. Dies ermöglicht, daß der Stator genau um die Rotorwelle angeordnet ist, um einen gleichförmigen Luftspalt zu schaffen und Konzentrizitätsfehler zu minimalisieren. Wie dargestellt, unterstützen mit der Stirnplatte 61 und der Rückplatte 67 einteilige Wände 72 und 73 den koplanaren Abschnitt der Statorplatten.

Das Rotorritzel 44 treibt ein erstes übersetzungsjrad 47 an.

22thn

_—22th.n^— Das Ritzel 49 des ersten übersetzungs/rades 47 treibt ein zweites

—zahn— .. —zahn—

Übersetzungsjrad 51. Das erste und zweite Übersetzungsjrad sind mittels eines Paars von Halterungen bzw. Lagerzapfen 73 und 74 an ihrem Ort befestigt, die einteilig an einer Verankerung 77 ausgebildet sind. Die Verankerung 77 wiederum ist einteilig an der Stirnplatte 61 ausgebildet. Die Halterungen bzw. Lagerzapfen 73 und 75 haben nahe ihren Basisansätzen Bereiche mit vergrößertem Duchmesser während die Unter set zungs Zahnräder 47 und 51 nahe der Rückplatte 67 beide Löcher mit verringertem Durchmesser haben. Diese Konstruktion minimalisiert die Lagerfläche zwischen dem Zahnrad und dem Lagerzapfen, wodurch die Reibung vermindert wird.

Damit die Drehung des ersten übersetzungsZahnrades 47 in der richtigen Richtung folgt, ist eine "Rückwärtssperre" 79 vorgesehen. Wenn der Rotor anfänglich in falsche Richtung dreht, drückt die Rückwärtssperre das Übersetzungszahnrad 47 in entgegengesetzte Richtung und verursacht dadurch die richtige Drehung

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des Rotors 41. Solche Rückwärtssperren sind bekannt; deshalb ist die dargestellte Rückwärtssperre nicht genauer ausgeführt.

Ein Ritzel 81 des zweiten Übersetzungszahnrades 51 treibt das Sekundenrad 83. Das Sekundenrad ist fest an der Sekundenwelle 85 befestigt, die sich durch die Stirnplatte 61 auf die Vorderseite der Uhr erstreckt. Ein Sekundenzeiger 87 ist an der Sekundenwelle 85 befestigt. Das Ritzel 88 des Sekundenrades 83 treibt ein Zwischenzahnrad 89» das starr mit einer Stellwelle 91 verbunden ist. Die Stellwelle 91 ist durch Löcher 90 und 92 in der Rück- bzw. Stirnplatte drehbar im Bewegungsantrieb der Uhr angeordnet. Die Stellwelle dient zur Einstellung des Minuten- und Sekundenzeigers der Uhr in wohlbekannter Art.

Ein Minutenrad 93 wird von einem Ritzel 95 des Zwischenzahnrades 89 getrieben. Das Minutenrad ist starr mit einer Minutenwelle 97 verbunden, die über die Sekundenwelle 85 gesteckt ist. An den Teil der Minutenwelle, das aus der Frontplatte 61 heraustritt, ist ein Minutenzeiger 98 befestigt.

1Q1 Über einem Ring 101 zwischen dem Ring/und dem Minutenrad ist

eine Reibungsfeder 99 angeordnet. Diese Reibungsfeder bewirkt eine Reibung für das Minuten- und Stundenrad, so daß die Minuten- und Stundenzeiger manuell eingestellt werden können, ohne das gesamte Zahnradgetriebe zu drehen, wie es in der Uhrentechnik bekannt ist. Das Ritzel der Minutenwelle 97 treibt ein Bewegungsrad 103, das drehbar auf der Stellwelle 91 sitzt. Ein Ritzel 105 des Bewegungsrades 103 treibt ein Stundenrad 107, das einteilig mit einer Stundenwelle 109 ausgebildet ist. Die Stundenwelle 109 ist über die Minutenwelle 97, wie in der Figur dargestellt, geschoben. Mit dem Ende der Stundenwelle ist ein Stundenzeiger 111 verbunden. Ein Teil einer Alarmeinstellvorrichtung 113 ist über der Stundenantriebswelle 109 dargestellt. Weil der Alarmeinstellmechanismus kein Teil der Erfindung ist, wird er nicht weiter ausgeführt. Wegen der Fertigung-des Uhrenantriebs aus Kunststoffmaterial mit geringem Reibkoeffizienten ist zwischen den einzel-

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nen übereinandergeschobenen Wellen, die den Sekunden-r, Minuten- und Stundenzeiger antreiben, keine Schmierung erforderlich, wodurch die Wartung des*Uhrentriebes vereinfacht wird.

Weil das gesamte Uhrwerk außer dem Motor und der Spindel aus Kunststoff gefertigt ist, kann die Uhr einfach und wirtschaftlich hergestellt werden, weil die Teile gegossen werden können und in weniger Schritten und mit weniger Teilen hergestellt werden können als sie früher für Metalluhren erforderlich waren. Des weiteren muß, weil Kunststoff mit niederem Reibkoeffizienten selbstschmierend ist, keine spezielle Vorsorge für die Schmierung der verschiedenen beweglichen Teile der Uhr getragen werden.

Bei Betrieb an einer 60-Hz-Steckdose dreht sich der Rotor mit einer Geschwindigkeit von 240 Umdrehungen pro Minute. Die Zähne des Rotorritzels 44 an der Rotorhülse, die mit den Zähnen des ersten Untersetzungszahnrades 47 in Eingriff sind, bewirken eine Geschwindigkeitsuntersetzung von 5 : 1, so daß das erste Ubersetzungszahnrad 47 sich mit 48 Umdrehungen pro Minute dreht. Die Zähne des Antriebsritzels 49 des ersten übersetzungsZahnrades, die mit den Zähnen des zweitön Übersetzungszahnrades 51 in Eingriff sind, bewirken eine weitere Geschwindigkeitsherabsetzung von 6:1. Deshalb dreht sich das Übersetzungszahnrad 51 mit 8 Umdrehungen pro Minute. Die Zähne des Ritzels 81 des zweiten Übersetzungszahnrades, die mit den Zähnen des Sekundenrades 83 in Eingriff sind, bewirken eine weitere Geschwindigkeitsuntersetzung von 8:1, wodurch das Sekundenrad 83 sich mit einer Umdrehung pro Minute dreht. Die Zähne des Ritzels 87 des Sekundenrades treiben das Zwischenzahnrad 89 mit 8 Umdrehungen pro Stunde und die Zähne des Ritzels des Zwischenzahnrades drehen das Minutenrad 93 mit einer Umdrehung pro Stunde. Das Bewegungsrad 103 wird vom Ritzel 96 des Minutenrades mit 1/4 Umdrehung pro Stunde getrieben und das Ritzel 105 des Bewegungsrades treibt das Stundenrad mit 1/12 Umdrehung pro Stunde.

Ansprüche: 6724 309 8 5 1/0970

Claims

1.J Synchroninduktionsmotor mit einem polarisierten Rotor, ei~ lem Stator mit Erregerspule und einem Kern durch die Erregerspule und mit einer Einrichtung zum Überführen elektrischer Energie von einer Energiequelle zur Erregerspule, dadurch gekennzeichnet, daß der polarisierte Rotor (41) ein Paar räumlich getrennter Rotorscheiben (55, 57) aufweist, die an ihren Enden eingekerbt sind und eine Vielzahl von in gleichem Abstand voneinander befindlichen Rotorzähnen bilden, einem zwischen den Rotorscheiben (55, 57) befindlichen und derart polarisierten Permanentmagneten (53), daß eine der Rotorscheiben ein Nordpol, die andere ein Südpol ist, daß der Stator ein Paar zueinander komplementärer, am Kern (33) an den entgegengesetzten Enden der Erregerspule (31) befestigter Statorplatten (35, 37) aufweist, die derart gebogen sind, daß sie einen koplanaren Statorabschnitt (39) bilden, der koplanare Statorabschnitt (39) kreisförmig derart ausgeschnitten ist, daß er eine Vielzahl von Polstücken an den entgegengesetzten Enden des Rotors (41) bildet und daß die Einrichtung zum überführen elektrischer Energie eine Vorrichtung zur Begrenzung der Stromstärke durch die Einrichtung zum Überführen auf einen ungefährlichen Wert aufweist.

2. Synchroninduktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Überführen elektrischer Energie von einer Energiequelle zur Erregerspule einen Stecker (11) aufweist, aus dessen einem Ende ein Paar von Kontaktstiften (13) herausragt und aus dessen anderem Ende ein Paar von Leitungsdrähten (15) hin zur Erregerspule (31) austritt und ein Paar von Impedanzelementen, die in dem Stecker (11) an-

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geordnet sind und deren eines Ende jeweils mit einem der Kontaktstifte (13) verbunden ist und deren anderes Ende jeweils mit einem der Leitungsdrähte (15) verbunden ist.

3. Synchroninduktionsmotor nach Anspruch 2, dadurch g e kenn'ze lehnet , daß die Impedanzelemente Widerstände sind.

4. Synchroninduktionsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Impedanzelemente Kondensatoren sind.

5. Synchroninduktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor (41) an einer Hülse (43) montiert ist, durch die ein Loch hindurchgeht, das einen kegelförmigen Bereich hat, und daß des weiteren eine Spindel (45) mit einem komplementärkegelförmigen Abschnitt (64) vorhanden ist, und, daß die kegelförmigen Abschnitte der Spindel (45) und des Loches durch die Hülse (43) eine Lagerfläche für die Drehung des Rotors (41) um die Spindel (45) bilden.

6. Synchroninduktionsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor (41) von der Ebene des koplanaren Statorabschnittes (39) entfernt ist und in die Ebene des koplanaren Statorabschnittes (39) bei Erregung des Motors gedrückt wird, wodurch der kegelförmige Abschnitt des Loches der Hülse (43) aaj kegelförmigen Abschnitt der Spindel (45) anliegt.

7. Synchroninduktionsmotor nach Anspruch 6, dadurch g e kenn ze lehnet , daß die Hülse (43) des Rotors (41) aus einem Kunststoff mit niederem Reibkoeffizienten besteht.

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