DE2540014A1

DE2540014A1 - ELECTROMAGNETIC DRIVE DEVICE, IN PARTICULAR FOR A SYNCHRONOUS MOTOR

Info

Publication number: DE2540014A1
Application number: DE19752540014
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Kitai
Original assignee: Seiko Koki KK
Current assignee: Seiko Koki KK
Priority date: 1974-09-09
Filing date: 1975-09-09
Publication date: 1976-03-25
Also published as: FR2284211A1; DE2540014C3; DE2540014B2; FR2284211B1; GB1489129A

Description

DIPL.-PHYS. F. ENDLICH D-8034 unterpfaffenhofen 9. Sept. 1975DIPL.-PHYS. F. ENDLICH D-8034 unterpfaffenhofen 9 September 1975

PATENTANWALT postfach _E/_EiPATENTANWALT postfach _E / _E i

™ MÜNCHEN, 84 35 38™ MUNICH, 84 35 38

TELEGRAMMADRESSE: _{pATENDUCH MUNC}HEN CABLE ADDRESS: DIPL.-PHYS. F. ENDLICH, D-8O34 UNTERPFAFFENHOFEN, POSTFACHTELEGRAM ADDRESS: _{PATENDUCH MUNC} HEN CABLE ADDRESS: DIPL.-PHYS. F. FINALLY, D-8O34 UNTERPFAFFENHOFEN, POSTBOX

TELEX: 52 1730TELEX: 52 1730

Meine Akte: S-3790My file: S-3790

Anmelder: Seiko Koki Kabushik'i Kaisha, Tokyo, Japan Applicant: Seiko Koki Kabushik'i Kaisha, Tokyo, Japan

Elektromagnetische Antriebseinrichtung, insbesondere für einen SynchronmotorElectromagnetic drive device, in particular for a synchronous motor

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Antriebseinrichtung, die beispielsweise für einen Synchronkleinstmotor oder ein Amperemeter verwendbar ist.The invention relates to an electromagnetic drive device, which can be used, for example, for a synchronous miniature motor or an ammeter.

Bei bekannten Synchronkleinmotoren wird ein Eisenstück angeordnet, um den polaren Läufer um einen bestimmten Winkel gegenüber der zentralen Richtung des durch eine kernfreie Erregerspule erzeugten Magnetfelds zu versetzen. Obwohl dadurch das Selbstanlaufen begünstigt wird, ist dabei der Anziehungsbereich zwischen dem Läufer und dem Eisenstück klein, so daß die Bremswirkung auf den Läufer lokal groß wird und der Nachteil besteht, daß das maximal erzielbare Drehmoment verringert wird.In known synchronous small motors, a piece of iron is arranged, around the polar rotor at a certain angle with respect to the central direction of the through a coreless excitation coil generated magnetic field to move. Although this encourages self-starting, the area of attraction is between the runner and the iron piece small, so that the braking effect on the runner locally becomes large and there is the disadvantage that the maximum achievable torque is reduced.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine elektromagnetische Antriebseinrichtung der eingangs genannten Art unter Vermeidung der genannten Nachteile und Schwierigkeiten derart zuIt is therefore the object of the invention to avoid an electromagnetic drive device of the type mentioned at the beginning of the disadvantages and difficulties mentioned

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verbessern, daß ein sehr guter Selbstanlauf und ein vergrößerter Wirkungsgrad erzielt werden kann. Ferner soll ermöglicht werden, daß die Antriebsleistung über die Zusatzeinrichtung abgegeben werden kann. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.improve that a very good self-start and an increased efficiency can be achieved. Furthermore, it should be made possible that the drive power can be delivered via the additional device. This object is achieved by the subject matter of the claim 1 solved. Advantageous further developments of the invention are the subject of the subclaims.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is to be explained in more detail, for example, with the aid of the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung;Fig. 1 is a plan view of a first embodiment according to the invention;

Fig. 2 und Fig. 2a zur Erläuterung der Arbeitsweise dienende schematische Darstellungen des Ausführungsbeispiels in Fig. 1?FIG. 2 and FIG. 2a are schematic representations of the exemplary embodiment in FIG Fig. 1?

Fig. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung?3 and 4 a plan view and side view, respectively, of a second exemplary embodiment according to the invention?

Fig. 5 zur Erläuterung der Arbeitsweise des zweiten Ausführungsbeispiels in Fig. 3 und 4 dienende schematische Daarstellungen; Fig. 5 to explain the operation of the second embodiment in Fig. 3 and 4 serving schematic representations;

Fig. 6 und 7 ein drittes Ausführungsbeispiel;6 and 7 a third embodiment;

Fig. 8 und 9 ein viertes Ausführungsbeispiel;FIGS. 8 and 9 show a fourth embodiment;

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Line A-A in Fig. 9;Fig. 10 is a sectional view taken along line A-A in Fig. 9;

Fig. 11 ein fünftes Ausführungsbeispiel;11 shows a fifth embodiment;

Fig. 12 eine Schnittansieht entlang der Linie II-II in Fig. 11;FIG. 12 is a sectional view taken along the line II-II in FIG Fig. 11;

Fig. 13 zur Erläuterung der Arbeitsweise dienende schematische Darstellungen des Ausführungsbeispiels in Fig. 11;13 is a schematic diagram used to explain the mode of operation Representations of the exemplary embodiment in FIG. 11;

Fig. 14 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel; 14 shows a longitudinal section through a further exemplary embodiment;

Fig. 15-17 eia weiteres Ausführungsbeispiel;15-17 a further exemplary embodiment;

Fig. 18 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Leerlauf-Läufer; und18 shows an embodiment of the invention with an idle rotor; and

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Fig. 19 eine Ansicht eines Läufers entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung.19 shows a view of a rotor according to further exemplary embodiments of the invention.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Synchronkleinmotor, bei dem auf einer Basisplatte 1 der Träger 3 einer kernfreien Erregerspule 2 befestigt ist. Neben der Erregerspule 2 ist ein antreibender scheibenförmiger polarer Läufer 4 an einer Welle 5 drehbar gelagert, die senkrecht von der Basisplatte hochragt. Schräg neben dem Läufer 4 ist ein zweiter polarer Läufer 6 an einer Welle 7 drehbar gelagert, die parallel zu der Welle 5 auf der Basisplatte angeordnet ist, so daß die beiden Läufer einen kleinen Abstand voneinander aufweisen.The exemplary embodiment shown in FIG. 1 shows a small synchronous motor in which the carrier 3 a core-free excitation coil 2 is attached. A driving disk-shaped polar rotor 4 is located next to the excitation coil 2 rotatably mounted on a shaft 5 which protrudes vertically from the base plate. Diagonally next to the rotor 4 is a second polar one Rotor 6 rotatably mounted on a shaft 7 which is arranged parallel to the shaft 5 on the base plate, so that the two Runners have a small distance from each other.

Der Läufer 4 besitzt zwei Pole NS an diametral gegenüberliegenden Stellen der Scheibe und das Drehzentrum liegt in dem Magnetfeld der Erregerspule 2 in einer zentralen Richtung C in Fig. 2. Der andere Rotor 6 besitzt ebenfalls zwei Magnetpole NS in diametraler Richtung der Scheibe und sein Drehzentrum ist mit einem Winkel θ zu der zentralen Richtung C des Magnetfelds der Erregerspule 2 angeordnet. Der Winkel θ kann beispielsweise 30 , 45 oder 50 betragen und beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 45°.The rotor 4 has two poles NS at diametrically opposite points on the disk and the center of rotation is in that Magnetic field of the excitation coil 2 in a central direction C in FIG. 2. The other rotor 6 also has two magnetic poles NS in the diametrical direction of the disc and its center of rotation is at an angle θ to the central direction C of the magnetic field Excitation coil 2 arranged. The angle θ can, for example, be 30, 45 or 50 and is 45 ° in this embodiment.

Im folgenden soll die Arbeitsweise dieses Synchronkleinstmotors näher erläutert werden. Fig. 2 zeigt den Fall, bei dem die Erregerspule 2 nicht von einem Strom durchflossen wird. Der Nordpol des Läufers 4 und der Südpol des Läufers 6 (oder umgekehrt) ziehen sich in der benachbarten Lage an, ao daß die betreffenden Pole der beiden Läufer entsprechend einer Geraden zum Stillstand gelangen, wobei die Pole des Läufers 4 um einen Winkel θ zu der zentralen Richtung C des Magnetfelds der Erregerspule 2 versetzt sind.The mode of operation of this small synchronous motor will be explained in more detail below. Fig. 2 shows the case in which the Excitation coil 2 is not traversed by a current. The north pole of runner 4 and the south pole of runner 6 (or vice versa) attract each other in the adjacent layer, so that the relevant poles of the two runners come to a standstill in a straight line arrive with the poles of the rotor 4 offset by an angle θ to the central direction C of the magnetic field of the excitation coil 2 are.

Wenn ein Wechselstrom durch die Erregerspule 2 fließt und ein Magnetfeld auftritt, durch das der Südpol des Läufers 4 in Fig. 2 abgestoßen wird, erfährt der um den Winkel θ versetzte Läufer 4 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn, so daß er die inWhen an alternating current flows through the excitation coil 2 and a magnetic field occurs, through which the south pole of the rotor 4 in Fig. 2 is repelled, experiences the rotor 4 offset by the angle θ a torque in the counterclockwise direction, so that he in

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Fig. 2a dargestellte Lage gelangt, so daß der Nordpol angezogen wird und ein Drehmoment erneut im Gegenuhrzeigersinn ausgeübt ■wird, wonach beim Abstoßen des Nordpols durch das Magnetfeld in entsprechender Weise wieder ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn ausgeübt wird. Deshalb dreht sich der Läufer 4 kontinuierlich im Gegenuhrzeigersinn aufgrund der Abstoßung und Anziehung durch das magnetische Wechselfeld, während sich der zweite Läufer 6 kontinuierlich im Uhrzeigersinn wegen der Wechselwirkung mit dem Läufer 4 dreht.Fig. 2a reaches the position shown so that the north pole is attracted and a torque is exerted again in the counterclockwise direction ■ becomes, according to which when the north pole is repelled by the magnetic field in a counterclockwise torque is again exerted in a corresponding manner. Therefore, the rotor 4 rotates continuously counterclockwise due to the repulsion and attraction by the alternating magnetic field, while the second runner 6 rotates continuously in a clockwise direction because of the interaction with the rotor 4.

Auf den Läufer 4 wird aufgrund der Anziehung durch den zweiten Läufer 6 eine Bremskraft ausgeübt, wenn der Läufer 4 aus der Lage in Fig. 2 in die Lage in Fig. 2a gelangt, welche Wirkung sich jedoch von derjenigen eines ortsfesten Magnetpols eines Eisenstücks bei bekannten Motoren unterscheidet, weil der zweite Läufer 6 ebenfalls wie der erste Läufer 4 rotiert, wodurch die Bremswirkung auf den ersten Läufer 4 beträchtlich verringert wird. Ferner wird auf den Läufer 4 ein starkes Drehmoment ausgeübt, weil während dessen Drehung aus der Lage in Fig. 2a im Gegenuhrzeigersinn der Südpol des Läufers 4 und der Nordpol des zweiten Läufers 6 sich gegenseitig anziehen, wobei ein Drehmoment in die Lage mit kürzestem Abstand ausgeübt wird, weshalb auf den ersten Läufer* 4 gleichzeitig ein Drehmoment durch das Magnetfeld der Erregerspule 2 und ein Drehmoment durch denzweiten Läufer 6 ausgeübt wird.A braking force is exerted on the rotor 4 due to the attraction by the second rotor 6 when the rotor 4 moves from the position in Fig. 2 to the position in Fig. 2a, which effect, however, differs from that of a stationary magnetic pole of a piece of iron in known engines differs because of the The second rotor 6 also rotates like the first rotor 4, as a result of which the braking effect on the first rotor 4 is considerably reduced will. Furthermore, a strong torque is exerted on the rotor 4, because during its rotation from the position in Fig. 2a in the counterclockwise direction, the south pole of the rotor 4 and the north pole of the second Runner 6 tighten each other, with a torque is exerted in the position with the shortest distance, which is why on the first Rotor * 4 a torque by the magnetic field of the exciting coil 2 and a torque by the second rotor 6 at the same time is exercised.

Auf der Unterseite des zweiten Läufers 6 ist in Fig. 1 ein Ritzel 8 angeordnet, von denen die Ausgangsleistung abgegeben werden kann. In gewissen Fällen kann die Ausgangsleistung auch von eine)» Ritzel an dem Läufer 4 abgegeben werden.On the underside of the second rotor 6, a pinion 8 is arranged in Fig. 1, from which the output power is delivered can be. In certain cases, the output power can also be delivered by a pinion on the rotor 4.

Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind gegenüber Fig. 1 um 100 vergrößerte Bezugszeichen vorgesehen. Die Mittelachse der Erregerspule 102 verläuft parallel zu der Basisplatte 101 und die Welle 105 des antreibenden Läufers 104 senkrecht zu der Basisplatte. In der dargestellten relativenIn the exemplary embodiment shown in FIGS. 3 and 4, reference numerals enlarged by 100 are provided compared with FIG. 1. The central axis of the excitation coil 102 runs parallel to the base plate 101 and the shaft 105 of the driving rotor 104 perpendicular to the base plate. In the relative shown

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Schräglage ist der zweite Läufer 106 mit seiner Quelle 108 in einem Lager 107 gelagert, das an der Basisplatte befestigt ist. Der Läufer 104 hat zwei Magnetpole NS, die an diametral gegenüberliegenden Stellen der Scheibe ausgebildet sind. Sein Drehzentrum liegt in dem Magnetfeld der Erregerspule 102 und in der zentralen Richtung C (Fig. 5) des Magnetfelds der Erregerspule 102. Der zweite Rotor 106 besitzt ebenfalls zwei Magnetpole NS, die an dessen Scheibe diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Sein Drehzentrum ist unter einem Winkel θ zu der zentralen Richtung C des Magnetfelds der Erregerspule angeordnet, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Aus Fig. 5a ist ersichtlich, daß der zweite Läufer 106 mit seiner Welle 108 unter einem Winkel θ zu der zentralen Richtung C angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel 45 . Der Schnittwinkel θ , der ebenfalls beliebig ausgewählt werden kann, beträgt bei diesem Ausführung sbei spiel 90°. An der Welle 108 des zweiten Läufers 106 ist ein Ritzel 109 angeordnet, welches ein Drehmoment auf ein daran angreifendes Zahnrad überträgt.Second runner 106 with its source 108 is inclined a bearing 107 which is attached to the base plate. The rotor 104 has two magnetic poles NS, which are at diametrically opposite one another Places of the disc are formed. Its center of rotation lies in the magnetic field of the excitation coil 102 and in the central direction C (Fig. 5) of the magnetic field of the excitation coil 102. The second rotor 106 also has two magnetic poles NS, which are arranged diametrically opposite one another on the disc. Its center of rotation is at an angle θ to the central direction C of the magnetic field of the excitation coil, as shown in FIG. From Fig. 5a it can be seen that the second Rotor 106 is arranged with its shaft 108 at an angle θ to the central direction C. In this embodiment this angle is 45. The intersection angle θ, which can also be selected arbitrarily, is in this embodiment for example 90 °. On the shaft 108 of the second rotor 106 a pinion 109 is arranged, which transmits a torque to a gear engaging thereon.

Im folgenden soll die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Wie in Fig. 5 dargestellt ist, ziehen sich der Nordpol und der Südpol der beiden Läufer 104, 106 in Richtung auf die Lage mit kürzestem Abstand gegeneinander an, wenn die Erregerspule 102 nicht erregt wird, so daß der Nordpd. und der Südpol des Läufers 104 um den Winkel θ gegenüber der zentralen Richtung C des Magnetfelds der Erregerspule versetzt sind. Wenn dann ein Wechselstrom durch die Spule 102 geleitet wird, wird ein Drehmoment im Uhrzeigersinn auf den Läufer 104 ausgeübt, so daß dieser im Uhrzeigersinn in die Lage entsprechend Fig. 5a gedreht wird, wenn das erzeugte Magnetfeld den Südpol des Läufers 104 in Fig. 5 abstößt. Danach wird dessen Nordpol angezogen und auf den Läufer wird ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt, während bei einer Änderung des Magnetfelds, bei der eine Abstoßung des Nordpols erfolgt, auf denLäufer wieder inThe mode of operation of this exemplary embodiment will be explained in more detail below. As shown in Fig. 5, pull the north pole and the south pole of the two rotors 104, 106 in the direction of the position with the shortest distance from each other on when the excitation coil 102 is not energized so that the north pd. and the south pole of the rotor 104 by the angle θ opposite offset from the central direction C of the magnetic field of the excitation coil are. Then, when an alternating current is passed through the coil 102, a clockwise torque is applied to the rotor 104 exerted, so that this is rotated clockwise in the position corresponding to FIG. 5a when the magnetic field generated reaches the south pole of the rotor 104 in FIG. 5 repels. Then its north pole is attracted and a clockwise torque is applied to the rotor exerted, while with a change in the magnetic field, in which a repulsion of the north pole occurs, on the rotor again in

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der beschriebenen Weise ein Drehmoment im Uhrzeigersinn ausgeübt wird. Deshalb rotiert der Läufer 104 aufgrund der Abstoßung und
Anziehung durch das magnetische Wechselfeld, und auch der zweite Läufer rotiert kontinuierlich aufgrund der magnetischen Anziehung durch den ersten Läufer.a clockwise torque is exerted in the manner described. Therefore, the rotor 104 rotates due to the repulsion and
Attraction by the alternating magnetic field, and the second rotor also rotates continuously due to the magnetic attraction by the first rotor.

Da die Oberflächen des ersten Läufers 104 und des zweiten Läufers 106 unter einem Winkel von 90 bei diesem Ausführungsbeispiel angeordnet sind, wird der Bereich der gegenseitigen Anziehung zwischen dem Magnetpol N des Läufers 104 und dem Magnetpol S des Läufers 106 während der Drehung des ersten Läufers 104 aus der Lage von Fig. 5 in diejenige von Fig. 5b verhältnismäßig groß, so daß durch den Läufer 104 auf den zweiten Läufer 106 ein Drehmoment in einem großen Bereich ausgeübt wird, damit dieser
Läufer zwangsläufig rotiert, während die Bremswirkung durch Anziehungskräfte zwischen dem zweiten Läufer 106 auf den antreibenden Läufer 104 wesentlich verringert wird.Since the surfaces of the first rotor 104 and the second rotor 106 are arranged at an angle of 90 in this embodiment, the area of mutual attraction between the magnetic pole N of the rotor 104 and the magnetic pole S of the rotor 106 during the rotation of the first rotor 104 becomes from the position of FIG. 5 to that of FIG. 5b is relatively large, so that the rotor 104 exerts a torque in a large area on the second rotor 106, so that the latter
The rotor inevitably rotates, while the braking effect is significantly reduced by the forces of attraction between the second rotor 106 and the driving rotor 104.

Wenn der Läufer 104 aus der Lage in Fig. 5b im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird wegen der relativen Anordnung der Läufer der Magnetpol S des Läufers 104 und der Magnetpol N des Läufers
106 aus dem entfernteren Abstand durch gegenseitige Momentausübung auf den kürzesten Abstand gebracht, so daß der Läufer 104
zuverlässig rotiert und auch durch ein Drehmoment im Uhrzeigersinn in einem großen Bereich von dem zweiten Läufer 106 aufgrund der Anziehung durch diesen Läufer in einem größeren Abstand angetrieben wird.When the rotor 104 is rotated clockwise from the position in FIG. 5b, the magnetic pole S of the rotor 104 and the magnetic pole N of the rotor are due to the relative arrangement of the rotors
106 brought from the more distant distance to the shortest distance by mutual exertion of moments, so that the rotor 104
reliably rotates and is also driven by a clockwise torque in a large area from the second rotor 106 due to the attraction by this rotor at a greater distance.

Bei dem in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Synchronmotors ist ein polarer Läufer im Innenraum
einer Erregerspule angeordnet. Der Läufer 214 ist in einem an
der Basisplatte 211 befestigten Bügel 219 angeordnet und dessen
Welle 215 ist an den gegenüberliegenden Armen des Bügels 219 gelagert, welcher innerhalb des Innenraums 220 des Trägers 213 der Erregerspule 212 angeordnet ist. Ein polarer Hilfsläufer 216 istIn the embodiment of a synchronous motor shown in FIGS. 6 and 7, there is a polar rotor in the interior
an excitation coil arranged. The runner 214 is on in one
the base plate 211 attached bracket 219 arranged and its
Shaft 215 is mounted on the opposite arms of the bracket 219, which is arranged within the interior space 220 of the carrier 213 of the excitation coil 212. A polar auxiliary rotor 216 is

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an seiner Welle 217 relativ zu dem Läufer 214 wie in Fig. 1 gelagert. An der Welle 217 ist ein Ritzel 218 angeordnet.mounted on its shaft 217 relative to the rotor 214 as in FIG. A pinion 218 is arranged on the shaft 217.

Bei diesem Ausführungsbeispiel, dessen Arbeitsweise derjenigen des Synchronmotors in Fig. 1 entspricht, wird beim Fließen eines Wechselstroms ein starkes Drehmoment mit sehr hohem Wirkungsgrad auf den Läufer 214 durch das von der Spule 212 erzeugte magnetische Wechselfeld ausgeübt.In this embodiment, the mode of operation of which corresponds to that of the synchronous motor in FIG. 1, when flowing an alternating current generates a strong torque with very high efficiency on the rotor 214 by that generated by the coil 212 alternating magnetic field exerted.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Läufer 314 in dem Innenraum 312* einer Spule 312 angeordnet. An einem Bügel 320, der an einer Basisplatte 311 befestigt ist, ist die Welle 315 des Läufers 314 gelagert. Für die Welle 317 ist ein Lager 318 vorgesehen und an der Welle 317 ist ein Ritzel 319 befestigt.In the embodiment shown in FIG a rotor 314 is arranged in the interior space 312 * of a coil 312. On a bracket 320, which is attached to a base plate 311, the shaft 315 of the rotor 314 is mounted. A bearing 318 is provided for the shaft 317 and a pinion is provided on the shaft 317 319 attached.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 9 und 10 ist die Welle 428 eines Hilfsläufers 426 in einer Richtung angeordnet, die sich nicht mit der Richtung des ersten Läufers 424 schneidet, der in dem Innenraum 422* der Spule 422 angeordnet ist. Die andere Welle 428 ist an der Basisplatte 421 gelagert. Die übrigen Teile sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 8 ausgebildet. Bei diesen Ausführungsbeispielen können die beiden Läufer auch mehr als zwei Magnetpole aufweisen.In the embodiment in FIGS. 9 and 10, the shaft 428 of an auxiliary rotor 426 is arranged in a direction which is opposite does not intersect with the direction of the first rotor 424, which is arranged in the interior 422 * of the coil 422. The other wave 428 is mounted on the base plate 421. The other parts are designed like the corresponding parts in FIG. With these In embodiments, the two rotors can also have more than two magnetic poles.

Bei Anwendung der Erfindung auf einen Amperemeter wird dessen Zeiger entweder an der Welle des ersten oder des zweiten Läufers angeordnet, so daß eine Bewegung über eine geeignet ausgebildete Skala möglich ist. Wenn der Läufer sich um einen Winkel dreht, welcher der Stromstärke durch die Spule entspricht, wird die Stromstärke durch den Zeiger angezeigt. Wenn der Strom unterbrochen wird, gelangt der Zeiger automatisch in die Ausgangslage, die durch die gegenseitige Anziäaung der Magnetpole der beiden Läufer bestimmt ist.When applying the invention to an ammeter its pointer either on the shaft of the first or the second Runner arranged so that a movement on a suitably designed scale is possible. When the runner turns an angle rotates, which corresponds to the current intensity through the coil, the current intensity is indicated by the pointer. When the power is interrupted the pointer automatically returns to its starting position, which is determined by the mutual drawing of the magnetic poles of the two rotors is determined.

Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 11 und 12 ist auf einer Basisplatbe 501 mit ihrem Träger 503 eine erste Erregerspule 502 angeordnet. Die Mittelachse der Spuleneinheit 504 ver-In the exemplary embodiment in FIGS. 11 and 12, a first excitation coil is on a base plate 501 with its carrier 503 502 arranged. The central axis of the coil unit 504

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läuft parallel zu der Basisplatte. Gegenüber dieser Spule ist ein erster Läufer 505 an einer Welle 506 angeordnet, die in einer senkrechten Lage auf der Basisplatte drehbar gelagert ist. Eine zweite Erregerspule 509 ist mit ihrem Träger 508 an der Basisplatte derart angeordnet, daß ihre Mittelachse parallel zu der Basisplatte und rechtwinklig zu der Mittelachse derersten Spule verläuft. Ein scheibenförmiger zweiter Läufer 510, dessen Welle 511 senkrecht zu der Basisplatte an dieser drehbar gelagert ist, ist in derselben Ebene wie der erste Läufer 505 angeordnet .runs parallel to the base plate. Opposite this coil is a first rotor 505 is arranged on a shaft 506 which is rotatably mounted in a vertical position on the base plate. A second excitation coil 509 is arranged with its carrier 508 on the base plate in such a way that its central axis is parallel to of the base plate and is perpendicular to the central axis of the first coil. A disc-shaped second rotor 510, whose Shaft 511 is rotatably mounted on the base plate perpendicular to the latter, is arranged in the same plane as the first rotor 505 .

An dem ersten Läufer 505 sind zwei Magnetpole NS diametral gegenüberliegend angeordnet und sein Drehzentrum liegt in der Mittelachse C, des Magnetfelds der Spule 504, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist. Auch der zweite Läufer 510 hat zwei Magnetpole NS und sein Drehzentrum liegt auf der Mittelachse C_ des Magnetfelds der zweiten Erregerspule. Wie aus Fig. 13 ersichtlich ist, beträgt der Winkel zu der betreffenden Mittelachse Θ, bzw. ©„. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können diese Winkel 30 , oder 50° betragen. Das Abtriebsritzel 512 kann an der Welle des zweiten Läufers angeordnet sein.Two magnetic poles NS are arranged diametrically opposite one another on the first rotor 505 and its center of rotation is in the Central axis C, of the magnetic field of the coil 504, as can be seen from FIG. The second rotor 510 also has two magnetic poles NS and its center of rotation lies on the central axis C_ of the magnetic field the second excitation coil. As can be seen from Fig. 13, is the angle to the relevant central axis Θ or © „. In this exemplary embodiment, too, these angles can be 30 ° or 50 °. The output pinion 512 can be on the shaft be arranged of the second rotor.

Im folgenden soll die Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Wenn kein Strom durch die beiden Spulen 504 und 509 fließt, ziehen sich der Nordpol des ersten Läufers 505 und der Südpol des zweiten Läufers 510 an, wie in Fig. 13 dargestellt ist, so daß sich ein Stillstand der Läufer ergibt, wobei deren Nordpol bzw. Südpol in kürzestem Abstand auf einer Geraden liegen, wobei mit der Mittelachse C- ein Winkel Θ, und mit der Mittelachse C, ein Winkel G₂ gebildet wird. Wenn dann ein Wechselstrom durch die beiden Spulen fließt, wird der Südpol des ersten Läufers 505 durch das Magnetfeld der ersten Spule 504 abgestoßen und der Nordpol des zweiten Läufers 510 wird durch das Magnetfeld der zweiten Spule 504 abgestoßen, wie aus Fig. 13 ersichtlich ist. Der um den Winkel ©₂ versetzteThe mode of operation of this exemplary embodiment will be explained in more detail below. If no current flows through the two coils 504 and 509, the north pole of the first rotor 505 and the south pole of the second rotor 510 attract, as shown in FIG The south pole lie on a straight line at the shortest distance, an angle Θ being formed with the central axis C- and an angle G _{2 being} formed with the central axis C. Then, when an alternating current flows through the two coils, the south pole of the first rotor 505 is repelled by the magnetic field of the first coil 504 and the north pole of the second rotor 510 is repelled by the magnetic field of the second coil 504, as can be seen from FIG. The one offset by the angle © ₂

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erste Läufer 505 und der um den Winkel O₁ versetzte zweite Läufer 510 werden im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn beim Selbstanlaufen in die in Fig. 13a dargestellte Lage angetrieben. Da abwechselnd Drehmomente im Gegenuhrzeigersinn bzw. im Uhrzeigersinn ausgeübt werden, rotieren die beiden Läufer 505, 510 in entgegengesetzten Richtungen aufgrund der Abstoßung und Anziehung durch die magnetischen Wechselfelder der beiden Spulen.The first runner 505 and the _{second runner 510 offset by the angle O 1} are driven in the counterclockwise direction or in the clockwise direction when starting automatically into the position shown in FIG. 13a. Since torques are exerted alternately in the counterclockwise or clockwise direction, the two rotors 505, 510 rotate in opposite directions due to the repulsion and attraction by the alternating magnetic fields of the two coils.

Bei der Drehung aus der Lage von Fig. 13 in die Lage in Fig. 13a üben die beiden Läufer aufeinander ein Drehmoment in entgegengesetzter Richtung durch die Anziehung zwischen dem Nordpol des ersten Läufers 505 und dem Südpol des zweiten Läufers 510 aus. Danach üben die beiden Läufer aufeinander ein Drehmoment in entgegengesetzter Richtung durch die Anziehung zwischen dem Südpol des ersten Läufers 505 und dem Nordpol des zweiten Läufers 510 aus. Deshalb rotieren die beiden Läufer entsprechend der Erzeugung der magnetischen Wechselfelder durch die beiden Spulen.When rotating from the position of FIG. 13 to the position in FIG. 13a, the two rotors exert a torque on each other in opposite directions Direction by the attraction between the north pole of the first runner 505 and the south pole of the second runner 510. Then the two runners exert a torque on each other in opposite directions due to the attraction between the south pole of the first runner 505 and the north pole of the second runner 510. Therefore the two rotors rotate according to the generation the alternating magnetic fields through the two coils.

Bei dem in Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden Läufer 525, 530 in dem Innenraum 524, 529 der beiden Spulen 524, 529 angeordnet. An der Basisplatte 521 sind in diesen Innenräumen angeordnete Bügel 533, 534 befestigt, an denen die Wellen 526, 531 der beiden Läufer gelagert sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein hoher Wirkungsgrad wegen der Anordnung der Läufer in den Spulen gewährleistet. Die anderen Teile sind wie die entsprechenden Teile in Fig. 11 ausgebildet und angeordnet. Bei dem in den Fig. 15-17 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Läufer 545 unter dem Winkel Θ, gegenüber der Mittelachse C_ der zweiten Spule 549 angeordnet, und der zweite Läufer 550 unter einem Winkel Θ« gegenüber der Mittelachse C. der ersten Spule 544. Wie aus Fig. 17 ersichtlich ist, schneiden sich die Oberflächen des ersten Läufers 545 und des zweiten Läufers 550 um einen Winkel νοηδ» der in der Figur 90° beträgt. Bei diesem Ausführungsbeispfel ist der Anziehungsbereich zwischen den Magnetpolen der beiden Läufer wegen der relativen Anordnung weiter vergrößert. Die übrigen Teile sind wie die entsprechenden Teile inIn the exemplary embodiment shown in FIG. 14, the two runners 525, 530 are in the interior space 524, 529 of the two Coils 524, 529 arranged. On the base plate 521 arranged in these interior brackets 533, 534 are attached to which the Shafts 526, 531 of the two runners are mounted. In this embodiment a high degree of efficiency is guaranteed because of the arrangement of the rotors in the coils. The other parts are designed and arranged like the corresponding parts in FIG. In the embodiment shown in FIGS. 15-17 the first rotor 545 is arranged at the angle Θ, opposite the central axis C_ of the second coil 549, and the second rotor 550 at an angle Θ «with respect to the central axis C. of the first Coil 544. As can be seen from FIG. 17, the surfaces of the first rotor 545 and the second rotor 550 intersect at an angle νοηδ »which is 90 ° in the figure. With this one The area of attraction between the magnetic poles is the embodiment example of the two runners because of the relative arrangement further enlarged. The remaining parts are like the corresponding parts in

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Fig. 14 ausgebildet.Fig. 14 formed.

Fig. 18 betrifft einen Synchronkleinstmotor, bei demzwischen einem ersten Läufer 565 und einem zweiten Läufer 570 ein Leerlauf-Laufer 575 angeordnet ist. Die Läufer weisen jeweils zwei diametral gegenüberliegende Magnetpole auf. Der mittlere Läufer 575 ist unter einem Winkel Θ, zu der Mittelachse C, einer ersten Spule 564 sowie um einen Winkel ©„ zu der Mittelachse C» einer zweiten Spule 569 versetzt, so daß sich die in Fig. 18 dargestellte Relativlage ergibt. An der Welle des Leerlauflaufers ist ein Antriebsritzel 576 angeordnet. Der Leerlauflaufer 575 kann auch derart angeordnet werden, daß der erste Läufer 565 und der zweite Läufer 570 in einer Fig. 15 und Fig. 16 entsprechenden Relativlage angeordnet sind.18 relates to a synchronous micro-motor, in which a first rotor 565 and a second rotor 570 are connected Idle runner 575 is arranged. The runners each point two diametrically opposite magnetic poles. The middle runner 575 is at an angle Θ, to the central axis C, a first coil 564 and at an angle © "to the central axis C" a second coil 569, so that the relative position shown in FIG. 18 results. On the shaft of the idler a drive pinion 576 is arranged. The idler 575 can also be arranged such that the first runner 565 and the second runner 570 in FIGS. 15 and 16 correspond Are arranged relative position.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen an den jeweiligen Läufern jeweils nur ein Nordpol und nur ein Südpol vorgesehen ist, kann es in gewissen Fällen zweckmäßig sein, an den Läufern mehr als zwei Magnetpole vorzusehen, beispielsweise sechs Magnetpole, wie bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 19 dargestellt ist.Although in the exemplary embodiments described there is only one north pole and only one south pole on the respective rotors is provided, it can be useful in certain cases to provide more than two magnetic poles on the rotors, for example six magnetic poles, as shown in the embodiment in FIG.

Da gemäß der Erfindung ein zweiter mit Magnetpolen versehener Läufer zum Versetzen der Anlauflage des ersten Läufers vorgesehen wird, ist es im Gegensatz zu der bekannten Verwendung eines Eisenstücks möglich, die Bremswirkung der magnetischen Verstelleinrichtung auf den angetriebenen Läufer bei Synchronkleinstmotoren zu verringern. Ferner kann die magnetische Anziehung zwischen dem angetriebenen Läufer und dem Hilfsläufer ein Drehmoment auf die angetriebenen Läufer ausüben, wodurch die Drehkraft auf den angetriebenen Läufer erhöht wird, so daß derartige Synchronkleinstmotoren einen besonders großen Wirkungsgrad, besitzen.Since, according to the invention, a second rotor provided with magnetic poles for offsetting the starting position of the first rotor is provided, it is possible, in contrast to the known use of a piece of iron, the braking effect of the magnetic adjustment device on the driven rotor in synchronous micro motors. Furthermore, the magnetic attraction between the driven rotor and the auxiliary rotor exert a torque on the driven rotor, thereby increasing the rotational force is increased on the driven rotor, so that such synchronous micro motors have a particularly high degree of efficiency.

Da der Hilfsläufer ebenfalls rotiert, kann die Ausgangsleistung nicht nur von dem angetriebenen Läufer abgegeben werden, sondern auch durch den Hilfsläufer, weshalb beispielsweise bei dam Einbau derartiger Motoren in Instrumente und Geräte wie UhrenSince the auxiliary rotor also rotates, the output power can not be submitted by the driven runners, but also by the auxiliary rotor, which is why for example in dam installation of such engines in instruments and devices such as watches

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auch der Vorteil erzielt werden kann, daß in konstruktiver Hinsicht mehr Möglichkeiten bestehen.also the advantage can be achieved that in structural terms there are more possibilities.

Bei Anwendung auf ein Amperemeter gelangt die Zeigerwelle automatisch in die Ausgangslage, so daß für die Zeigerwelle keine Rückholfeder erforderlich ist. Dadurch ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß durch Alterungserscheinungen der Rückholfeder bedingte Anzeigefehler auftreten.When applied to an ammeter, the pointer shaft automatically returns to the starting position, so that there is none for the pointer shaft Return spring is required. This results in the particular advantage that the return spring is subject to aging conditional display errors occur.

Ferner kann der Anziehungsbereich zwischen den beiden
Läufern durch entsprechende relative Anordnung der Oberflächen der beiden Läufer noch vergrößert werden, so daß ein Drehmoment von dem ersten Läufer auf den zweiten Läufer ausgeübt werden
kann, durch das der zweite Läufer zuverlässig angetrieben wird, weshalb beispielsweise bei der Verwendung in Uhren der erwähnte Vorteil erzielt werden kann, daß die Ausgangsleistung über den Hilfsiaufer abgegeben wird.Furthermore, the area of attraction between the two
Runners can be enlarged by a corresponding relative arrangement of the surfaces of the two runners, so that a torque can be exerted by the first runner on the second runner
can, by which the second rotor is reliably driven, which is why, for example, when used in watches, the aforementioned advantage can be achieved that the output power is output via the auxiliary rotor.

Bei der Verwendung in Synchronkleinstmotoren kann wegen der relativen Anordnung der beiden Läufer die anziehende Bremswirkung des Hilfsläufers auf den antreibenden Läufer beträchtlich verringert werden. Ferner kann umgekehrt ein Drehmoment
von dem Hilfsläufer auf den antreibenden Läufer übertragen werden, so daß der Wirkungsgrad durch die Kombination der beiden
Effekte erhöht werden kann.When used in synchronous micro motors, the attractive braking effect of the auxiliary rotor on the driving rotor can be considerably reduced because of the relative arrangement of the two rotors. Furthermore, a torque can be reversed
be transferred from the auxiliary rotor to the driving rotor, so that the efficiency through the combination of the two
Effects can be increased.

Wenn der erste Läufer in dem Magnetfeld einer ersten
Spule und der zweite Läufer in dem Magnetfeld einer zweiten
Spule angeordnet wird, werden auf die beidenLäufer Drehmomente durch die beiden Spulen und durch die Anziehung zwischen den Läufern ausgeübt, so daß bei der Verwendung in Synchronkleinstmotoren starke Drehkräfte und ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden kann.When the first runner in the magnetic field a first
Coil and the second rotor in the magnetic field of a second
Coil is arranged, torques are exerted on the two rotors by the two coils and by the attraction between the rotors, so that when used in synchronous micro-motors, strong rotational forces and high efficiency can be achieved.

Wenn ein Leerlauf-Läufer zwischen den beiden Läufern angeordnet wird, ist es beispielsweise bei der Verwendung in einerWhen an idle runner is placed between the two runners it is, for example, when used in a

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Uhr möglich, auch die Ausgangsleistung über den Leerlauflaufer abzugeben, ohne daß sich Schwierigkeiten hinsichtlich der beiden Spulen und der beiden anderen Läufer ergeben, wodurch insbesondere konstruktive Möglichkeiten begünstigt werden.Clock possible, also the output power via the idle dispense without causing difficulties with regard to the two coils and the two other runners, which in particular constructive possibilities are favored.

Bei der Anwendung auf Amperemeter kann durch dessen Zeiger sofort die der Spule zugeführte Stromstärke angezeigt werden. Insbesondere ermöglicht die magnetische Anziehung zwischen dem Rotor, an dem der Zeiger befestigt ist, und dem anderen Rotor, daß der Zeiger inseine Ausgangslage automatisch zurückkehrt,
so daß eine Rückholfeder nicht erforderlich ist.When used on an ammeter, the current intensity supplied to the coil can be displayed immediately by its pointer. In particular, the magnetic attraction between the rotor to which the pointer is attached and the other rotor enables the pointer to automatically return to its original position,
so that a return spring is not required.

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Claims

25400U -13- Sep 9, 1975 S-3790 claims

1.! Electromagnetic drive device, especially for a - ~ s synchronous motor, with a magnetic rotor arranged in the magnetic alternating field generated by a core-free exciter coil, and with a device for offsetting the angular position relative to the central axis of the magnetic field, characterized in that a second magnetic Runner (6, 106, 216, 316, 426) for offsetting the angular position of the first runner (4, 104, 214, 314, 424) is rotatably arranged in a position which deviates by an angle from the central axis of the generated magnetic field.

2. Electromagnetic drive device according to claim 1, characterized in that the surfaces of the two runners are arranged in intersecting planes.

3. Electromagnetic drive device according to claim 1 or 2, characterized in that the first rotor is arranged in the interior of the excitation coil.

4. Electromagnetic drive device according to one of the preceding Claims, characterized in that the first rotor has two diametrically opposite magnetic poles (N, S).

5. Electromagnetic drive device according to claim 1, characterized in that the second rotor is arranged in the magnetic field of a second core-free excitation coil.

6. Electromagnetic drive device according to claim 5, characterized in that a magnetic

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Idle runner (575) between the two runners in an angular position is arranged, which deviates by an angle from the central axis of the two coils.

7. Electromagnetic drive device according to claim 5 or 6, characterized in that the first and the second rotor are arranged in the interior of the coil.

8. Electromagnetic drive device according to one of the claims 5-7, characterized in that at least two pole pairs (N, S) are provided on each rotor.

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