DE2426583A1

DE2426583A1 - Schrittmotor

Info

Publication number: DE2426583A1
Application number: DE19742426583
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Eguchi; Yoshikazu Kawamura
Original assignee: Suwa Seikosha KK
Current assignee: Suwa Seikosha KK
Priority date: 1973-06-01
Filing date: 1974-05-31
Publication date: 1974-12-19
Also published as: CH753874A4; FR2232125A1; US4103191A; GB1457044A

Description

Kabushiki Kaisha Suwa Seikosha 2 4 2 6 b 8 3

3-4, 4-chome, Ginza, Chuo--ku,
!Tokyo, Japan L 10.369/Fl/ost

Schrittmotor

Dia Erfindung betrifft einen Schrittmotor, insbesondere für ' elektrische Armbanduhren und dergleichen ähnlicher Größenordnung, ■ mit einem Stator und einem Rotor. j

An besonders kleine Schrittmotoren, wie sie beispielsweise in i elektronischen Armbanduhren od.dgl. Verwendung finden können, ; müssen einige besondere Anforderungen gestellt v/erden: J

erstens, soll sich der Energiebedarf in der Größenordnung von ! einigen Mikrowatt bewegen, zweitens, soll das Ausgangs-Drehmoment
so hoch wie möglich sein, um den angeschlossenen Mechanismus, I Jwie" beispielsweise eine Kalenderanzeige od.dgl., antreiben zu j können, drittens, soll eine möglichst einfache Anordnung ange- ! strebt werden, viertens, sollen die Einzelteile hinsichtlich der ; Materialauswahl und der Herstellung möglichst wenig aufwendig sein; und fünftens, soll schließlich der Zusammenbau möglichst einfach

sein und zugleich eine einwandfreie Arbeitsweise ermöglichen, ; ohne daß besondere Anforderungen an die Justierung des Motors gestellt werden.

Herkömmliche Schrittmotoren genügen diesen Anforderungen
im Hinblick auf die angesprochene Verwendung nicht.

Schließlich ist darauf zu achten, daß der Rotor in seinen Ruhephasen eine möglichst exakte Drehstellung in Bezug auf den Stator

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J einnimmt, damit die erforderliche gleichbleibende Drehrichtung j nach jedem Schrittimpuls gewährleistet ist.

j Diese Forderungen haben nicht nur Auswirkung auf den Motor in I seiner mechanischen Ausgestaltung unmittelbar, sie betreffen ! auch die Steuereinrichtung für den schrittweisen Betrieb des ! Motors, die in Übereinstimmung mit den angestrebten Zielen mög-I liehst einfach und sparsam ausgestaltet sein soll.

j Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Schrittmotor der eingangs ! genannten Art zur Verfügung gestellt werden, der es ermöglicht, _; j die vorgenannten Ziele zu erreichen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Rotor pro I Schrittimpuls eine volle Drehung von 360° ausführt.

! Geht man davon aus, daß Schrittmotoren der in Frage stehenden ! Art im allgemeinen pro Steuerimpuls nur eine Drehung von 180° j ausführen, so ist bereits die Verdoppelung des Drehwinkels eine j Maßnahme dahingehend, daß der Rotor in der Ruhelage eine möglichst exakte Position zu den Statorpolen einnimmt, da sich aufgrund der größeren Übersetzung Widerstände gegen die Drehbewegung des Rotors entsprechend geringer bemerkbar machen.

In besonders bevorzugter Ausführung wird derart vorgegangen, j

daß der Rotor eine Dauermagneteinrichtung aufweist, die durch j

eine Magnetisierung des Rotors in Durchmesserrichtung ein mag- j

netisches Polpaar ausbildet und daß der den Rotor umfassende j

Stator hoher magnetischer Permeabilität eine Spule und eine zwei-I

polige Dauermagnetpoleinrichtung zur Bestimmung der Ruhelage des Rotors aufweist.

Eine solche Magnetausbildung stellt sicher, daß der Rotor hinsichtlich seines Drehwinkels immer eine ganz bestimmte Ruhelage

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j einnimmt,nämlich diejenige, in der die Rotorpole den Statorpolen

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S in etwa gegenüberliegen. Die Wirkung der Stator-Dauermagnetpole wird durch Aussteuerung der Spule derart überwunden, daß bei i Aufbringen eines entsprechenden Steuerimpulses auf die Spule das elektromagnetisch hervorgerufene Statorfeld das Dauermagnet-Statorfeld überwindet, so daß eine Repulsionskraft auf den Rotor wirkt« Durch entsprechende Anordnung bzw. Ausbildung des Stators insgesamt kann eine bestimmte Drehrichtung des Rotors j sichergestellt werden.

Die Magnetisierung des Rotors kann derart vorgenommen v/erden, daß an dem Rotor zwei Dauermagnete in diametral gegenüberliegender Anordnung vorgesehen sind, die in achsparalleler Richtung zur Drehachse gesehen eine gegensätzliche Polarität aufweisen; der Rotor kann aber auch bevorzugt selbst aus einem Dauermagneten gebildet sein, der in diametraler Richtung polarisiert ist. Der Stator ,der bevorzugt aus einem Werkstoff hoher Permeabilität besteht, kann mit einem Ring aus Dauermagnet-Werkstoff versehen werden, der in diametraler Richtung polarisiert ist und dementsprechend hinsichtlich seines Umfanges zwei Dauermagnetpole bildet.

Zur Bestimmung der Drehrichtung kann grundsätzlich derart vorgegangen werden, daß die Statorausbildung an den Polstellen· im Hinblick auf den Abstand zum Rotor einen geringeren Wert einnimmt als hinsichtlich des übrigen Umfanges, wobei in einer bestimmten Umfangsrichtung der Abstand des Stators vom Rotor mehr oder weniger kontinuierlich anwächst, während er in der Gegenumfang sr ichtung abrupter vergrößert wird. Eine ähnliche Wirkung erzielt man.vorteilhafterweise dadurch, daß man den Stator an den Polstellen mächtiger ausbildet als im übrigen Umfangsbereich, wobei in einer bestimmten Umfangsrichtung diese Mächtigkeit des Stators hinsichtlich gleicher Drehwinkelbereiche weniger stark

abfällt, als in der entgegengesetzten Umfangsrichtung.

Bei erfindungsgemäßer Ausbildung des Motors kann man die Stator- \ erregerspule mit einem Steuerimpuls beaufschlagen, der einphasig

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ist, d.h. der elektrische Steuerimpuls bewegt sich hinsichtlich ■

seiner Amplitude zwischen dem niedrigsten bzw. dem O-Wert und !

dem Spitzenwert in ein und derselben elektrischen Polarität. j

Dadurch wird die elektrische Steuerschaltung maßgeblich verein- ;

facht. j

Der Schrittimpuls für die Auslösung einer vollen Rotorumdrehung wird derart bemessen, daß die Rotor-Magnetpole durch die ausgelöste Repulsionskraft aus dem Anziehungsbereich der Stator-Dauermagnetpole derart weit entfernt wird, daß ein Rückschwingen in die Ruhelage verhindert wird. Nach Überschreiten einer entsprechenden Totpunktlage, die nicht nur geometrisch sondern auch durch die im Rotor bis dahin gespeicherte dynamische Rotationsenergie bestimmt sein kann, dreht der Rotor weiter bis in seine Ruhelage, wenn das von der Erregerspule aufgedrückte Magnetfeld verschwindet.

Der erfindungsgemäße Schrittmotor zeichnet sich durch einen geringen Energiebedarf bei gleichzeitig hohem Drehmoment aus, der Luftspalt zwischen Rotor und Stator kann relativ groß gewählt werden, so daß Staubablagerungen weniger gefährlich sind und ein einfacher, von Justierarbeiten praktisch freier Zusammenbau ermöglicht wird.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung wiedergegebenen ι Beispiele im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Beispiel eines Schrittmotors j

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dessen Rotor pro Steuerimpuls nur eine halbe Umdrehung ausführt;

Fig. 2 ein Beispiel einer elektrischen Steuerschaltung zum Betrieb der Erregerspule des Beispiels gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schrittmotors mit einer vollen RotorUmdrehung pro Schrittimpuls;

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß ausgestalteten Schrittmotors;

Fig. 5 eine Querschnittskizze gemäß der Linie A-A in Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht und eine Teil-Seitenansicht eines und 7 weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgestalteten Schrittmotors.

Nach der Schemaskizze gemäß Fig. 1 ist der dort wiedergegebene Schrittmotor mit einem Rotor 1 versehen, der aus einem in Durchmess er richtung diametral magnetsierten Permanentmagneten besteht, der damit ein magnetisches Polpaar aufweist. Weiterhin ist ein Paar von Statorpolschuhen 2 und 3 vorgesehen, die jeweils den Rotor 1 etwa halbkreisförmig umfassen und die durch ein Verbindungsteil 4 zusammengehalten sind. Um den Verbindungsteil 4 ist eine Spule 5 gewickelt, die bei Erregung über die Statorpolschuhe einen magnetischen Flüß rund um den Rotor 1 erzeugt.

Die den Rotor jeweils etwa halbkreisförmig umfassenden Bereiche der Polschuhe 2 und 3 sind in Durchmesserrichtung des Rotors gesehen etwas gegeneinander versetzt, damit der Rotor 1 mit Sicherheit in einer bestimmten Drehrichtung als Folge eines

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Erregerimpulsstromes durch die Spule 5 weiterdreht. Wird die Größenordnung der Versetzung S in geeigneter gewählt , wie dies Fig. 1 wiedergibt, so bleibt der Rotor 1 in einer stabilen Lage stehen, in der seine Pole in Richtung des Pfeiles 6 ausgerichtet sind. Wird ein Impulserregerstrom unter diesen Bedingungen durch die Spule 5 geleitet, derart, daß der .Statorpolschuh 2 einen magnetischen Nordpol und der Statorpolschuh 3 einen magnetischen Südpol aufweist, so wird durch die damit ausgelösten Repulsions-bzw. Anziehungskräfte zwischen den Polen des Rotors 1 und denen der Statorpolschuhe 2 und 3 der Rotor in Drehung versetzt. Nach einer Umdrehung von im we-sentlichen 180° bleibt der Rotor stehen. Schickt man nun einen weiteren Erregerimpulsstrom in umgekehrter Richtung durch die Spule bzw. kehrt man den Spulenstrom hinsichtlich seiner Richtung um, so vollführt der j Rotor eine weitere Drehung um 180° und bleibt wieder stehen. j Dieser Prozess wiederholt sich. ^!

Die vorstehende Beschreibung behandelt einen Rotor, der derart

ι magnetisiert ist, daß er lediglich zwei magnetische Pole auf- j weist. Versieht man dagegen einen Rotor mit sechs Magnetpolen, j

so verursacht ein einzelner Schrittimpuls jeweils eine Drehbe- ■

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wegung um 60 . Betrachtet man einen Rotor mit zehn Polen oder I mehr so arbeitet er in ähnlicher Weise. Ein solcher Schrittmotor {

genügt zwar einigen Anforderungen, die an ihn bei Einsatz in *|

einer elektronischen Armbanduhr verlangt werden, er hat aber eine ganze Reihe von Nachteilen, die Schwierigkeiten bereiten, so daß der Betrieb nicht zufriedenstellend ist.

Zunächst muß die Größenordnung der Versetzung cT der Statorpolschuhe gegeneinander genau gewählt sein. Ist diese Versetzungsgröße S nicht richtig abgestimmt, können eine Reihe von Fehlern auftreten, nämlich erstens, der Motor arbeitet überhaupt nicht, zweitens, der Motor arbeitet , aber praktisch ohne Ausgangs-Drehmoment und schließlich kann der Motor auf einen einzigen

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jImpuls hin zwei oder mehr Schritte ausführen, was ihn ebenfalls
^!für den beabsichtigten Betrieb unbrauchbar macht. Um all dies zu : vermeiden, besteht für die Versetzungsgröße α nur eine sehr ' geringe Toleranz. Bei einem vielpoligen Schrittmotor , bei dem j jdas Winkelinkrement per Schritt entsprechend klein ist, sind die : 'vorerwähnten Fehlermöglichkeiten ein sehr ernstes Problem. i jEin funktionsfähiger Motor dieser Art verlangt demnach eine sehr
hohe Fertigungs- und Montagegenauigkeit, was die Kosten dieses
Motors in die Höhe treibt und insbesondere bei der angestrebten
kleinen Abmessung des Motors praktisch nicht auszuführen ist.
Man kann sich mit einer Feinjustiereinrichtung helfen, die die
!Positionierung des Stators genau zu justieren gestattet. Eine
!solche Einrichtung treibt aber wiederum die Kosten des Schritt-
!motors in die Höhe und verlangt entsprechend geschultes Personal
für die Justierung selbst.

|Zum zweiten muß der Spalt zwischen dem Rotor und dem Stator sehr ' eng gewählt werden, um eine hohe Arbeitsleistung sicherzustellen.

!Das Dauermagnetmaterial des Rotors muß aus einem Magnetmaterial : I i

■hoher Koerzitivkraft bestehen. Der enge Luftspalt zwischen Rotor ;

und Stator führt dazu, daß Staub- bzw. Schmutzeinfall die Ver- j idrehbarkeit des.Rotors beeinträchtigen bzw. behindern. Die Ver- !

wendung eines Magnetmaterials hoher Koerzitivkraft erhöht die | Kosten.

Drittens ist es schließlich erforderlich, die Erregerstromrichtung; durch die Spule von Schritt zu Schritt umzukehren. Fig. 2 zeigt
eine Schaltungsanordnung zu diesem Zweck, die mit vier MOS-Transistoren 7,8,9 und 10 bestückt ist. Da der Spitzenwert der

Antriebsstromimpulse sehr hoch sein muß, muß man Transistoren : entsprechend hoher Leistung einsetzen, was-wiederum die Kosten j jin die Höhe treibt und sich auf den Raumbedarf ungünstig auswirken: kann.

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Darüberhinaus führen viertens bei vielpoligen Schrittmotoren I Abweichungen in der Richtung der Magnetisierung des Rotors dazu, daß unterschiedliche Winkelzunahmen pro Schritt auftreten.

jWird ein solcher Schrittmotor als Antrieb einer elektronischen jühr verwendet, so ändert sich die Fortbewegung des Sekundenzeigers

j ι

von Sekunde zu Sekunde um einen unterschiedlichen Betrag, was als ■ störend empfunden werden muß.

Selbst v/enn man also einen solchen, zuvor geschilderten Motor , jbei einer Armbanduhr grundsätzlich einsetzen kann, verbleiben doch jeine Reihe von Nachteilen, die mit den erfindungsgemäßen Motor j vermieden v/erden können.

Das Ausführungsbeispiel eines solchen Motors gemäß Fig. 3 ent- j hält einen Rotor 11, der aus einem in diametraler Richtung magnetijsierten Dauermagneten besteht und von einem Paar von Polschuhen j J12 und 13 umgriffen ist. Die Polschuhe sind durch ein Verbindungs-: !teil 14 zusammengehalten, welches Verbindungsteil 14 den Kern i

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jeiner Erregerspule 15 bildet. Ein von der Spule 15 ausgehender !Magnetfluß tritt somit rings um den Rotor 11 auf.

!im Gegensatz zu dem zuvor beschriebenen Beispiel ist der Stator j j j

'nun mit einer Dauermagneteinrichtung versehen, die den Rotor hin- ; ! ι

sichtlich seiner Drehstellung in der Ruhephase bestimmt. Beim vor-:

liegenden Ausführungsbeispiel tragen die Polschuhe 12 und 13 jeiweils einen Dauermagneten 16 bzw. 17, die Dauermagnete 16 und 17 b.iegen sich dabei mit unterschiedlichen magnetischen Polaritäten hinsichtlich der Drehachse des Rotors 11 symmetrisch gegenüber. Die Pole des Rotors 11 werden von den entsprechenden Polen der Magnete 16 und 17 angezogen, so daß der Rotor seine Ruhestellung in Richtung des in Fig. 3 wiedergegebenen Pfeils 18 einnimmt.

Jm die Drehrichtung festzulegen, sind die Dauermagnetpole des !stators aus der Mitte der Statorpolschuhe verschoben angeordnet.

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Im vorliegenden Beispiel ist die Verschiebung aus der Mitte der ]

Polschuhe heraus in Gegenuhrzeigersinn erfolgt, der Rotor dreht !

daher bei Erregung der Spule 15 und dem damit erzeugten Magnet- j feld ringsum den Rotor ebenfalls im Gegenuhrzeigersinn.

Bei geeigneter Wahl der Lage und der Anziehungskraft der Magnete 16 und 17 dreht der Rotor 11 um 360°, d.h. er führt eine volle Umdrehung aus, wenn ein geeignet kurzer Erregerimpuls die Spule 15 durchfließt, so daß der Statorpolschuh 12 einen magnetischen Nordpol und der Statorpolschuh 13 einen magnetischen Südpol bildet.

In einem besonderen konstruktiven Ausführungsbeispiel besteht der Rotor 11 aus einem seltene Erde-Kobalt, dafür repräsentativ Samarium-Kobalt SaCo₁- ; er hat einen Außendurchmesser von 2 mm und ist 0,5 mm dick.Die den Rotor umgebenden Statorteile 12 und 13 umschließen einen Raum mit einem Innendurchmesser von 3 mm; die Spule besteht aus 9000 Windungen eines Kupferdrahtes mit einem Durchmesser von 25 ju , die einen Gleichstrcmwiderstand von 1,7 bis 1,8 kß. darstellen. Die Magnete bestehen aus einem Magnetmaterial, das Eisen, Kobalt und Vanadium enthält.(Vicalloy). Wird eine Antriebsimpulsspannung von 1,5 V und einer Impulsbreite von 4 bis 12 Millisekunden Dauer angelegt, so entspricht dies einem Stromspitzenwert von 800 μΑ. Bei dieser Aussteuerung dreht der Rotor 11 um 360° pro Impuls, das auftretende äußere Drehmoment ist für den Betrieb einer elektronisch gesteuerten Uhr ausreichend. Es wurde festgestellt, daß die Anzugskraft zwischen! dem Rotor 11 und den Magneten 16 und 17 wie auch die Lage der Magnete in großen Toleranzbereichen schwanken darf, was ausgezeichnete Voraussetzungen für eine Massenherstellung sind.

Aufgrund seiner stabilen Arbeitsweise und der großen Toleranzgrenzen bedarf es keiner Justierung und keiner entsprechenden Einrichtungen ; wodurch sich der erfindungsgemäße Schrittmotor

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-10-von dem zuerst erwähnten Beispiel vorteilhaft abhebt.

Aufgrund des bislang unbekanrt großen Winkelschrittes von 360° j pro Schrittimpuls kann der Fehler eines mehrmaligen Winkelschrit- ' tes pro Schrittimpuls leicht ausgeschaltet werden. Da der Rotor [ von Schritt zu Schritt immer wieder die gleiche Drehstellung j einnimmt, sind Abweichungen in der Magnetisierungsrichtung der ! Magneten unerheblich, weil sie von Schritt zu Schritt den gleichen Verdrehwinkel von 360° nicht beeinträchtigen. Der Werkstoff des ^; Rotors 11 muß nicht aus einem Magnetwerkstoff besonders hoher i

ι !

j Leistung bestehen; der Luftspalt zwischen Rotor und Stator kann ■

! groß gewählt werden, er muß manchmal sogar erhöht werden. Auch I

j hierdurch ist ein großer Toleranzbereich hinsichtlich der Her- !

j stellung der Teile gegeben, weiterhin ist das Problem der Dreh- j

behinderung des Rotors durch einfallenden Staub oder sonstige

Verschmutzung praktisch nicht mehr gegeben. j

Der Antriebsstromimpuls für diesen Schrittmotor kann einphasig ■

(einseitig, einpolig) sein. Dadurch ergibt sich im Vergleich mit ;

der Antriebsschaltung für wechselgerichtete Stromimpulse gemäß I

Fig. 2 eine erhebliche Vereinfachung, die Antriebsschaltung für j

den erfindungsgemäßen Motor bedarf lediglich eines einzigen An- j triebs-MOS-Transistors, wodurch weiterhin eine Vereinfachung und
eine Verbilligung erreicht wird.

Vergleicht man weiterhin die Impulsbreite der Antriebsimpulse
einmal des Motors gemäß Fig. 1 und zum anderen des Motors gemäß
Fig. 3, so erkennt man, daß bei gleicher Leistung die Impulsbrei- · te beim erfindungsgemäßen Motor verringert werden kann, wodurch \ sich eine Verminderung des Energiebedarfes bei gleicher Leistung
ergibt.

Der Motor nach den Fig. 4 und 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schrittmotors. Der Rotor 21 ist

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ähnlich gestaltet wie der des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. Auch er wird von einem Paar von Statorpolschuhen 22 und 23 umgeben, eine Spule 25 ist um einen Verbindungsteil 24 gewunden, der die Statorteile 22 und 23 zusammenhält. Die Stator-Dauermagnete werden von einem dünnen kreisförmigen Magnetring 26 gebildet, der ander inneren Peripherie des Stators bzw. der Statorteile 22 und 23 angeordnet ist. Dieser Magnet 26 ist diametral magnetisiert und bildet somit ein magnetisches Polpaar. Der Rotor 21 nimmt daher eine Ruhelage ein, in der die Pole des Magneten 26 und die Pole des Rotors miteinander fluchten, wie dies auch bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 der Fall war. Die Arbeitsweise dieses Motors entspricht ebenfalls derjenigen des Beispiels nach Fig. 3.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schritt- ! motors ist in den Fig. 6 und 7 wiedergegeben. Dieses Ausführungs-. beispiel umfaßt einen Rotor 34, der einen Teil 31 aus einem j Werkstoff hoher Permeabilität und ein Paar axial magnetisierter j Dauermagneten 32 und 33 umfaßt, die derart angeordnet ist, daß ί ihre Magnetisierungsrichtung parallel zur Drehachse des Rotors { verläuft. Unterhalb des Rotors 34 bzw. der Magneten 32 und 33 j ist ein Paar von Statorpolschuhen 35 und 36 angeordnet; ein Ver- i bindungsteil 37 zwischen den Statorteilen 35 und 36 dient als Kern für eine Spule 38. Auch hier wieder wird bei Erregen der Spule 38 der Rotor aufgrund der halbkreisförmigen Ausbildung der Statorpolschuhe ringsum einem magnetischen Fluß ausgesetzt. Um die Ruhelage des Rotors festzulegen, ist ein Ring 39 vorgesehen, der konzentrisch zu der Rotorachse angeordnet ist und aufgrund diametraler Magnetisierung ein Polpaar bildet. Wie dargestellt, befindet sich der Rotor 34 in seiner Ruhelage, wenn er sich nach der Linie A-A in Fig. 6 ausrichtet, auf der auch die Magnetpole des Ringes 39 liegen, die eine entsprechende Anziehungskraft auf die Rctorpole ausüben. Auch in diesem Falle sind die Magnetpole des Ringes derart angeordnet, daß sie außer-

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halb der Mitte der Statorpolschuhe liegen, so daß eine bestimmte ' Drehrichtung des Rotors sichergestellt ist. Wählt man die An- ; ziehungskraft zwischen dem Rotor 34 und den Polen des Ringes 39 :

und deren Lage in geeigneter Weise, so beginnt der Rotor 34 im j

Uhrzeigersinn zu drehen, sobald aufgrund eines geeigneten Stromimpulses kurzer Dauer durch die Spule 38 in entsprechender Rieh- ! tung der Statorpolschuh 35 einen magnetischen Südpol und der i Statorpolschuh 36 einen magnetischen Nordpol aufweist. Im Laufe ; der Drehung des Rotors nähern sich die unteren Pole der Rotor- j Dauermagnet32 und 33 den magnetischen Polen gleicher Polarität S

des Ringes 39 , so daß sich die Rotationsgeschwindigkeit des j

ι Rotors 34 allmählich verringert. Wählt man aber den Wert der ;

Impulsbreite bzw. die Zeitdauer der an die Spule angelegten i Spannung in geeigneter Weise, so setzt der Rotor 34 seine Dreh- J

bewegung fort/ seine Magnetpole bewegen sich an den Polen gleicher Polarität des Ringes 39 vorbei, und der Rotor vollendet seine j volle Umdrehung bis er in seine stabile Ruhelage gelangt, in der [

die Dauermagneten des Rotors und des Ringes 39 verschiedener \

Polarität einander gegenüberliegen. Nachdem die Pole gleicher j

Polarität aneinander vorbeibewegt wurden, üben die Dauermagneten j

auf den Anker demnach wiederum eine Kraft in der beabsichtigten ; Drehrichtung aus.

Wie im Zusammenhang mit dem Beispiel gemäß Fig. 1 erwähnt, hat
die Größenordnung der Versetzung der Statorteile gegeneinander j in einer gemeinsamen Ebene einen großen Einfluß auf die Leistung,

und zwar mit dem Ergebnis, daß besondere Einrichtung erforderlich ;

- i sind, um die Lage des Stators einzujustieren. Die Versetzung in ] der Motorebene, die bei dem in Zusammenhang mit Fig. 1 wiedergegebenen Beispiel so erhebliche Schwierigkeiten mitsichbringt,
findet bei dem hier geschilderten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ihre Entsprechung in unterschiedlichen axialen Höhen j der Statorteile 35 und 36, die auf einer Platte 41 angeordnet I sind und sich unterhalb der Rotormagnete 32 und 33 befinden, deren

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i Lage von der Halterung des Rotors in Lagern 42 und 43 abhängt, j

wobei das untere Lager 43 an der Platte 41 gehalten ist, während

das obere Lager 42 an einer oberen Halterung 40 sich befindet. j

i Es lassen sich die axialen Versetzungen aber insgesamt in ;

j praktischen Toleranzgrenzen halten, ohne daß sich dadurch die ! Herstellung schwierig gestaltet. Im übrigen ist der Motor nach ^! dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 6 und 7 nur wenig beeinflußt durch Versetzungen der Statorteile in ihren Ebenen, ^; der Motor arbeitet ohne jede Justierung mit der in der Praxis !

J üblichen Genauigkeit. Für die Positionierung des Ringes 39 ist j

! ein beträchtlicher Toleranzbereich gegeben , wodurch auch hier ! i

Justierungen entfallen. Insgesamt führt dies dazu, daß dieser ; Motor hinsichtlich seiner zuverlässigen Arbeitsweise unproblema- j tisch ist. .

Die Erfindung wurde vorstehend anhand von einigen Ausführungs- ! beispielen beschrieben, sie ist jedoch nicht auf diese Ausführung^ beispiele beschränkt. Es ist offensichtlich, daß der erfindungsj gemäße Schrittmotor mit einem eine volle Umdrehung ausführenden

Rotor pro Schritt vielfältige Abwandlungen erfahren kann.

ANSPRÜCHE

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Schrittmotor, insbesondere für elektrische Armbanduhren und dergleichen ähnlicher Größenordnung, mit einem Stator und eiaem Rotor, dadurch gekennzeichnet, daß äer Rotor (11_# 21, 34) pro Schrittimpuls eine volle Drehung von j |36O ausführt.

2. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Rotor (11, 21) eine Dauermagnet-' einrichtung aufweist bzw. aus einer Dauermagnet-Werkstoffscheibe J Desteht, die durch eine Magnetisierung in Durchmesserrichtang ein ! nagnetisches Polpaar bildet, und daß der den Rotor umfassende I

Stator (12, 13; 22, 23) hoher magnetischer Permeabilität eine jSpule (5; 25) und eine zweipolige Dauermagnetpoleinrichtung (16, [17; 26) zur Bestimmung der Ruhelage des Rotors aufweist.

J. Schrittmotor nach Anspruch 1, dadurch g e -

cennzeichnet , daß der Rotor (34) zwei Dauermagnete (32, 33) aufweist, die einander diametral gegenüberliegend an dem totor vorgesehen sind und die in axialer Richtung polarisiert äine gegensätzliche Polarität aufweisen, unter welchen Dauermagneten zwei etwa halbkreisförmige Statormagnetpole (35, 36) ange-ί
ordnet sind, deren zugehöriger Stator eine Spule (38) sowie eine Dauermagnetpoleinrichtung (39) zur Bestimmung der Ruhelage des Rotors aufweist.

4. Schrittmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Dauermagnetpoleinrichtung (26;

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39) des Stators (12, 12; 35, 36) durch ein diametral dauermagnetisiertes Ringelement gebildet ist.

5. Schrittmotor nach einem oder mehreren der vorhergehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse für jeden Schritt des Rotors die gleiche Phase aufweisen.

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