DE2354692B2 - Elektromechanisches Antriebssystem - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Antriebssystem mit einem zylindrischen Dauermagneten mit diametraler Magnetisierungsrichtung und mit einer elektrischen Drehspule, deren selbsttragende, den Dauermagneten umschlingende Wicklung im Magnetfeld des Dauermagneten drehbar Schwingt.

Derartige elektromagnetische Antriebssysteme für Meßgeräte sind aus dem Artikel von K. S c h ü 1 e r, »Der Einsatz von Dauermagneten in der Feinwerktechnik«, »Feinwerktechnik«, 68. Jg., 1964, Heft 9, S. 369, bekannt. Weiterhin ist aus der DT-OS 14 39 982 ein elektromagnetisches Antriebssystem für einen mechanischen Zähler bekannt, welcher aus einem Elektromagneten besteht, dessen auf einer Drehachse drehbarer Anker mit einem federbelasteten Fortschalthebel verbunden ist. Der Fortschalthebel arbeitet mit einer Außenverzahnung eines auf einer anderen Achse angeordneten Schaltrades zusammen und schaltet dieses im Takt der ankommenden Impulse schrittweise vorwärts. Aus der CH-PS 4 45 388 ist ferner ein Antriebssystem für eine Uhr bekannt, bei welchem ein komplizierter, mit seinen Schenkeln auf zwei Achsen angeordneter Fortschalthebel im Innern eines mit einer Innenverzahnung versehenen Anzeigeringes der Uhr angeordnet ist

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein platzsparendes, elektromagnetisches Drehspulenantriebssystem zu schaffen, dessen Reibungsverluste minimal sind und dessen Justierung leicht und genau durchgeführt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem elektromagnetischen Antriebssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Unterteil der elektrischen Drehspule mit einer Achse verbunden ist, auf welcher sowohl eine Spiralfeder (18) als mechanischer Speicher elektrischer Impulsenergie als auch ein aus einem Schaltglied und aus einem im Inneren eines angetriebenen Teiles angeordneten antreibenden Teil bestehender Fortschaltmechanismus vorgesehen sind, wobei das mit dem Schaltglied verbundene antreibende Teil koaxial innerhalb des angetriebenen Teiles auf der gemeinsamen Achse angeordnet ist, auf welcher ferner ein Zahnrad zur Drehmomenteinstellung der den Speicher bildenden Spiralfeder befestigt ist.

Das elektromagnetische Antriebssystem nach der Erfind ng kann in vorteilhafter Weise als ein einheitliches Bauelement in gedrängter Bauweise zur Verwendung in Baukastensystemen hergesiellt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein elektromagnetisches Antriebssystem in vergrößerter perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung und

F i g. 2 eine Draufsicht auf den Fortschaltmechanismus dieses Systems.

Gemäß der F i g. 1 besteht das elektromagnetische Antriebssystem aus einem zylindrischen Dauermagneten 1 mit diametraler Magnetisierungsrichtung, welcher für ein homogenes Magnetfeld sorgt. Im Magnetfeld bewegt sich drehbar eine selbsttragende, eine elektrische Drehspule 2 bildende Wicklung, die mit Hilfe eines Kunststoffteiles 3 mit Vorsprüngen 4 auf einer kreisförmigen, mit zwei Aussparungen versehenen Lagerplatte 5 zentriert und drehbar gelagert ist. Der Kunststoffteil 3 weist in der Mitte einen kegelförmigen, in den Figuren nicht gezeigten Ansatz auf, welcher in einer kegelförmigen Aussparung der Lagerplatte 5 drehbar angeordnet ist. Der untere Teil der Drehspule 2 ist auf einer Achse 6 zentriert gelagert, welche ein Schaltglied 7 durchdringt und in einem Systemträger 8 gelagert ist. Für die Positionierung und Halterung des Schaltgliedes 7 sorgt ein Halter 9, welcher zugleich die Wicklung der Drehspule 2 festklemmt und dieselbe mit dem Schaltglied 7 verbindet. Als Begrenzung des Ausschlages der Drehspule 2 dienen zwei auf der Lagerplatte 5 befestigte Anschläge 10. Das Schaltglied 7 ist stirnseitig mit einer spiralförmigen, zentrisch angeordneten Aussparung 11 versehen, in welcher sich eine dünne Blattfeder 12 befindet (F i g. 2). Ein Ende der Blattfeder 12 ist im Mittelteil des Schaltgliedes 7 festgeklemmt, während das andere freie Ende aus dem Schaltglied 7 herausragt und in eine sägezahnförmige Innenverzahnung 13 eines auf der Achse 6 drehbar gelagerten Zahnrades 14 eingreift und auf die Zähne drückt. Das herausragende Ende der Blattfeder 12 kann verstärkt werden, um eine einwandfreie Fortbewegung des Zahnrades 14 zu gewährleisten.

Die elektrische Energie, welche pulsierend über Lot-

anschlüsse 15 und über zwei Federn 16 zu den Wicklungsanschlüssen 17 zugeführt wird, speichert sich mittels der dadurch hervorgerufenen Drehbewegung der Drehspule 2 im Magnetfeld des Dauermagneten ί als mechanische Energie in einer auf der Achse 6 mit einem Ende befestigten Spiralfeder 18, deren anderes Ende mit einem Ansatz 19 eines auf der Achse 6 gelagerten Zahnrades 20 verbunden ist. Bei jedem ankommenden Impuls wird die Spiralfeder 18 in der Pfeilrichtung P durch die Verdrehung der Drehspule 2 aufgezogen. Die Entspannung der Spiralfeder 18 erfolgt am Ende jedes Impulses auf die Blattfeder 12, welche hierbei in die Innenverzahnung 13 eingeklinkt und das Zahnrad 14 um einen Schritt in der durch den Pfeil S angegebenen Richtung bewegt. Eine Drehbewegung des Zahnrades 14 entgegen der DrehrL'htung S während der Speicherung der Impulsenergie in der Spiraifeder 18 wird durch eine Sperrfeder 21 verhindert, die in eine Verzahnung 22 am Umfang des Zahnrades 14 eingreift. Der Antrieb kann vom Zahnrad 14 in bekannter Weise, z. B. auf die Minutenachse einer Uhr od. dgl., erfolgen.

Das auf der Achse 6 angeordnete und zur Befestigung eines Endes der Spiralfeder 18 dienende Zahnrad 20 wird zur Einstellung des Drehmomentes der Spiral- .-.5 feder 18 verwendet. Das Zahnrad 20 ist mit Hilfe einer Lagerbüchse 23 im Systemträger 8 kraftschlüssig gelagert. Der walzenförmige Systemträger 8 dient als Gerüst für die beweglichen Teile des Antriebssystems und wird bei der Montage des Antriebssystems mit der Lagerplatte 5 verbunden. Sein Mantel weist zwei symmetrische Aussparungen auf, die mit den Aussparungen der Lagerplatte 5 einen Raum umschließen, in welchem sich die Wicklung der Drehspule ?. bei der Drehbewegung frei bewegen kann.

Damit der Magnetkreis möglichst streuungsfrei geschlossen ist, wird über den Systemträger 8 ein walzenförmiges Joch 24 gestreift und befestigt. Zum Abschluß als Staub- und Berührungsschutz dient ein Kunststoffdeckel 25, welcher über das Joch 24 gestülpt wird und den ganzen Innenbau abdeckt.

Die beschriebene Konstruktion des elektromagnetischen Antriebssystems, insbesondere die koaxiale Anordnung des Energiespeichers und des Fortschaltmechanismus ermöglicht, seine Abmessungen in optimaler Weise zu verringern, so daß es in platzsparender Bauweise in Bausteinausführung hergestellt und in kleinen Schrittschaltern, Impulszählern, insbesondere in kleinen elektrischen Uhren, Schaltuhren u. dgl. verwendet werden kann. Die durch Reibung verursachten Verluste im Fortschaltmechanismus mit einer Achse sind gegenüber den Verlusten der bisherigen Ausführungen mit zwei Achsen auf ein Minimum herabgesetzt, so daß der Antrieb nur sehr wenig Energie verbraucht. Eine genaue Justierung der erforderlichen Antriebskraft ist mit Hilfe des Zahnrades 20 in sehr einfacher Weise durchführbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Antriebssystem mit einem zylindrischen Dauermagneten mit diametraler Magnetisierungsrichtung und mit einer elektrischen Drehspule, deren selbsttragende, den Dauermagneten umschlingende Wicklung im Magnetfeld des Dauermagneten drehbar schwingt, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterteil der elektrisehen Drehspule (2) mit einer Achse (6) verbunden ist, auf welcher sowohl eine Spiralfeder (18) als mechanischer Speicher elektrischer Impulsenergie als euch ein aus einem Schaltglied (7) und aus einem im Inneren eines angetriebenen Teiles angeordneten antreibenden Teil bestehender Fortschaltmechanismus vorgesehen sind, wobei das mit dem Scfsafiglied (7) verbundene antreibende Teil koaxial innerhalb des angetriebenen Teiles auf der gemeinsamen Achse (6) angeordnet ist, auf welcher ferner ein Zahnrad (20) zur Drehmomenteinstellung der den Speicher bildenden Spiralfeder (18) befestigt ist.

2. Elektromagnetisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Teil aus einem mit Innen- und Außenverzahnung versehenen Zahnrad (14) und das antreibende Teil aus einer Blattfeder (12) besteht, die in einer spiralförmigen Aussparung (11) des Schaltgliedes (7) angeordnet und mit ihrem einen Ende fest mit der Achse (6) verbunden ist und die mit ihrem anderen, aus der spiralförmigen Aussparung (11) herausragenden, freien Ende in die Innenverzahnung (13) des Zahnrades (14) eingreift.

3. Elektromagnetisches Antriebssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Blattfeder (12) verstärkt ist.

4. Elektromagnetisches Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Speicher bildende Spiralfeder (18) mit ihrem einen Ende auf der Achse (6) und mit ihrem anderen Ende mit dem auf der Achse (6) befestigten Zahnrad (20) verbunden ist.