DE603515C - Selbstanlaufender Wechselstrommotor, insbesondere zum Antrieb von elektrischen Uhren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen selbstanlaufenden Wechselstrommotor, insbesondere zum Antrieb von Uhren, Verbrauchszählern oder ähnlichen Apparaten.
Bei dem Motor gemäß der Erfindung werden verhältnismäßig hohe Drehmomente sowohl während des Anlassens als auch während des synchronen Laufes dadurch erzielt, daß die magnetischen Felder des Asynchronläufers und des Synchronläufers in Reihe geschaltet sind. Selbstanlaufende Synchronmotoren für Uhrenantrieb mit einem asynchronen und einem synchronen Läufer sind an sich bekannt, jedoch ist bisher noch nicht vorgeschlagen worden, eine Reihenschaltung für die den Antrieb der beiden Läufer bewirkenden Magnetfelder vorzusehen.

Verglichen mit'.bekannten Ausführungen ist der neue Synchronmotor verhältnismäßig klein, besitzt einen einfachen und gedrungenen Aufbau und läuft mit niedriger synchroner Geschwindigkeit.

Die Beanspruchungen im Läufer sind ausbalanciert, so daß etwaige durch Schwingungen hervorgerufene Geräusche ausgeschaltet werden und der Motor geräuschlos oder praktisch geräuschlos läuft.

' Der Ständer besteht aus verschiedenen Teilen die an einer Stelle ein Drehfeld und an anderer Stelle ein Wechselfeld erzeugen. Das Dreh'feld wirkt auf den asynchronen Teil des Läufers zum Anlassen des Motors und zur Erzeugung und Aufrechterhaltung eines verhältnismäßig hohen Drehmomentes bei normaler oder synchroner Geschwindigkeit. Das Wechselfeld wirkt auf den synchronen Teil des Läufers zur Aufrechterhaltung einer der Netzfrequenz entsprechenden synchronen Geschwindigkeit. Der Läufer besteht vorzugsweise aus einem permanent magnetisierten und aus einem Induktorteil.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, den' Motor so auszubilden, daß der synchrone Teil des Läufers genau synchron mit dem Wechselfeld des Ständers umläuft, während der mit gleicher Geschwindigkeit rotierende asynchrone Teil des Läufers in bezug auf das rotierende Feld des Ständers mit geringerer Geschwindigkeit umläuft. Erreicht wird dies dadurch, daß in dem magnetischen Kreislauf des Ständers mehrere Luftspalte derart angeordnet sind, daß mehrere Polgruppen entstehen, wobei die eine dieser Gruppen eine geringere Anzahl von Polen hat als die andere. Die Dreh-

geschwindigkeit des Drehfeldes wird somit größer als die synchrone Geschwindigkeit, die durch das Wechselfeld dem synchronen Läufer erteilt wird. Infolge des verhältnismäßig großen Schlupfes, der konstant zwischen dem mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit rotierenden Kraftlinienfeld und dem mit beträchtlich geringerer Geschwindigkeit rotierenden Asynchronläufer aufrechterhalten wird, wird in diesem bei der gewünschten synchronen Geschwindigkeit des Motors ein verhältnismäßig hohes Drehmoment aufrechterhalten. Das Drehmoment des Asynchronläufers ist jedoch so abgestimmt, daß es den Synchronläufer nicht auf eine Geig schwindigkeit bringen kann, die größer-ist als die synchrone Geschwindigkeit des Synchronläufers.

Ausführungsformen der Erfindung sind beispielsweise in den Abbildungen dargestellt. ao Fig. ι ist eine perspektivische Darstellung des auseinandergenommenen Motors.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch einen aus den Teilen der Fig. ι zusammengesetzten Motor.

Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene Endansicht des Ständeraufbaues des in Fig. 1 und 2 gezeigten Motors.

Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Ansicht des Läufers nach Fig. 1 und 2.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch den Läufer eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 6 ist eine Ansicht des Ständers eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 7 ist eine Endansicht des in Fig. 6 gezeigten Ständers (Blickrichtung vom entgegengesetzten Ende).

Fig. 8 ist ein Schnitt ungefähr längs der Linie 8-8 der Fig. 7, eine Ausführungsform des Motors, in welcher der in Fig. 6 und 7 dargestellte Ständer benutzt wird.

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses von Geschwindigkeit zu Drehmoment in Motoren nach der Erfindung.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist mit 8 ein zylindrischer, mit geeigneten Flanschen versehener magnetischer Kern bezeichnet, an dessen einem Ende eine Abschlußglocke oder Platte 9 befestigt ist. Die Platte ist so ausgebildet und mit Löchern versehen, daß sie als Auflager beim Anbringen des Motors an einer Uhr, einem Meßinstrument, einer Instrumentenhülle o. dgl. dienen kann. Die Platte besteht natürlich ebenfalls aus magnetischem Material. Ein Zylinder 10 aus magnetischem Material ist an der Abschlußglocke durch Vernieten, Punktschweißen o. dgl. befestigt, und Teile des Zylinders sind ausgeschnitten oder so mit Schlitzen versehen, daß abwechselnd weitere und engere Schlitze entstehen. Die übrigbleibenden hervorragenden Teile des Zylinders bilden auf diese Weise mehrere Zähne oder Pole 11 und 12, die zu einem weiter unten beschriebenen Zweck vorzugsweise paarweise und in Abständen rings um den Zylinder herum angeordnet sind.

Es kann eine beliebige Anzahl von Zähnen gemäß der Anzahl der gewünschten Pole auf dem zylindrischen Teil angeordnet sein. Die Abschlußplatte und der zylindrische Teil bilden sozusagen eine schalenförmige Erweiterung 13 des magnetischen Kernes 8; Platte 9 und zylindrischer Teil 10 können aus einem Stück hergestellt sein.

Die Spule 14 mit schrauben- oder spiralförmiger Wicklung sitzt auf dem Kern 8 und wird von dem schalenförmigen Teil umfaßt. Mittels der Zuleitung 15 wird die Vorrichtung an eine Wechselstromquelle angeschlossen.

Eine Scheibe 16 aus magnetischem Material ist mit einer mittleren Öffnung 18 versehen. Die Scheibe umgreift fest den Flansch 19 des magnetischen Kernes 8 auf der der Platte 9 entgegengesetzten Seite. Am Umfang ist die Scheibe mit einem Ring von rechtwinkligen Zähnen 21 versehen. Ein ringförmiges Teil 22 ist mit nach einwärts gerichteten Zähnen 23 versehen, die in die nach auswärts gerichteten Zähne der Scheibe 16 hineinpassen und mit diesen zusammenarbeiten. Sie werden in einem bestimmten Abstand voneinander festgehalten und in geeigneter Weise z.B. durch nichtmagnetische Niete 24 festgelegt, welche in dem Zwischenraum zwischen den Zähnen der Scheibe 16 und den Zähnen des ringförmigen Teils 22 angebracht sind. Scheibe 16 und die daran vorgesehenen Zähne 21 haben stets die gleiche Kraftlinienpolarität wie das rechte Ende des Kernes 8 (Fig. 1), auf welchem die Scheibe befestigt ist, wohingegen die Zähne 23 auf dem ringförmigen Teil 22 stets die Kraftlinienpolarität des anderen Endes des Kernes aufweisen infolge des durch den schalenförmigen Teil 13 gebildeten Kraftlinienweges, der später beschrieben werden wird. Die zusammenwirkenden Zähne der Scheibe und des ringförmigen Körpers sind durch einen Luftspalt 25, der sich rings um die zusammenwirkenden Zähne herum erstreckt, voneinander getrennt, so daß, wenn an die Spule ein Potential angelegt wird, ein magnetisches Kraftlinienfeld in dem Luftspalt entsteht und die gegenüberliegenden Zähne zu Polen mit entgegengesetzter Polarität werden. Wenn nun ein Wechselstrom in die Spule hineingeschickt wird, wird der magnetische Kraftlinienfluß in den Zähnen 21 in einem bestimmten Augenblick eine gegebene magnetische Polarität, und der KraftlinienfLuß in. den Zähnen 23 die entgegengesetzte Polarität besitzen, und es ist ersichtlich, daß während des nächsten halben Wechsels des "Wechselstromes die Zähne 23 die gleiche magnetische Polarität aufweisen werden wie vorher die Zähne 21·, und die Zähne 21 werden entgegengesetzte Polarität haben. Der

den Luftspalt 25 überbrückende Kraftlinienfiuß ist ein Wechselfeld zwischen Zähnen oder Polen wechselnder Polarität. Dieses Feld soll als das

. innere oder Wechselfeld bezeichnet werden und ebenso diese Gruppe von Polen als die innere Polgruppe, um sie von einem äußeren oder rotierenden Kraftfeld und einer äußeren Gruppe von Polen zu unterscheiden, die weiter unten beschrieben werden.

to Der ringförmige Körper 22 ist mit einem sich in Achsrichtung erstreckenden Flansch versehen, an welchem breite und enge Schlitze angeordnet sind. Auf diese Weise werden mehrere sich in Achsrichtung erstreckende Fortsätze oder Pole 26 und 27 erzeugt, die derart paarweise und in. Abständen voneinander auf dem Umfang des ringförmigen Körpers angeordnet sind, daß der von der Scheibe und dem ringförmigen Körper gebildete Teil 17 in den aus Platte 9 und Zylinder 10 bestehenden, von der entgegengesetzten Seite des Kernes 8 ausgehenden Teil 13 hineinpaßt. Die Polpaare 26 und 27 liegen zwischen den Polpaaren 11 und 12. Die Pole 11 und 12, 26 und 27 haben, wenn sie in der dargestellten Weise zusammengefügt sind, vorzugsweise gleiche Abstände und bilden einen Ring nebeneinander auf einem Kreis angeordneter Pole, so daß sie, wenn sie erregt werden, ein Feld bilden, welches als das äußere oder Drehfeld bezeichnet wird.

Wenn der Spule 14 Wechselstrom zugeführt wird, so erhalten in einem gegebenen Augenblick die Pole 11 und 12 und die Pole 26 und 27 entgegengesetzte Polarität. Die Pole 11 und 12 und 26, 27 wechseln ihre Polarität beim nächsten halben Wechsel der Stromzufuhr. Um ein sich drehendes magnetisches Feld um jedes Paar von Polen herum zu erzeugen, werden Verzögerungsplatten 31 mit Schlaufen 32 so angeordnet, daß die Schlaufen wechselweise jeden zweiten äußeren Pol umfassen. Die Platten 31 sind aus Kupfer oder einem anderen geeigneten, elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt, und da sie jeden zweiten Pol vollkommen umgeben, erzeugen sie eine Phasenverschiebung, welche den Kraftfiuß der so ausgerüsteten Pole hinter dem Kraftfiuß der angrenzenden Pole nachzuhinken veranlaßt und auf diese Weise ein im wesentlichen rotierendes magnetisches Feld um den Ring von Polen herum erzeugen, welches geeignet ist, einen auf dieses rotierende Magnetfeld ansprechenden rotierenden Induktorteil zu drehen.

Statt der Platte 31, deren Teile 33 die Schlaufen 32 zu einer Einheit zusammenfassen, können auch voneinander getrennte Abschirm- . elemente verwendet werden. Durch Anordnen der Schlaufen auf den Polen 12 und 27 wird ein Drehsinn erzeugt, der dem Drehsinn bei An-Ordnung auf den Polen 11 und 26 entgegengesetzt ist. . ;

Wie am besten in Fig. 3 und 4 ersichtlich, bilden die Zwischenräume zwischen den Polen 11, 12 und 26, 27 entgegengesetzter Polarität Teile eines im wesentlichen kreisförmigen Luft-Spalts 95. In diesem Luftspalt wird das rotierende Magnetfeld erzeugt, welches in dem Induktorteil des Läufers das Drehmoment für das Anlassen und den Lauf hervorruft. Dieser Luftspalt 95 und sein rotierendes Magnetfeld sind in Serie mit dem früher erwähnten Luftspalt 25 und dessen magnetischem Wechselfeld geschaltet, und zwar vermittels des Teils des magnetischen Kreises, der sich von der Abschlußplatte 9 an dem einen Ende des Kernes 8 zu der Scheibe 17 an dem entgegengesetzten Ende des Kernes erstreckt. In der Ausführungsform gemäß Fig. 1, 2 und 3 liegen die beiden Luftspalte an ein und demselben Ende des Stators. Gemäß der noch zu beschreibenden Ausführungsform nach Fig. 6 bis 8 dagegen liegen die Luftspalte an entgegengesetzten Enden des Stators, ohne daß hierdurch an der Reihenschaltung etwas geändert wird. Auch mehrere magnetisch in Reihe geschaltete Luftspalte sind denkbar.

Der Läufer des Motors besteht aus zwei in bezug auf den Ständer drehbar angebrachten Teilen, die im Verhältnis zueinander beschränkt drehbar sind. Die beiden Teile des Läufers können zu einer Einheit zusammengefügt sein, _go aber vorzugsweise werden "sie nachgiebig oder durch Reibung miteinander gekuppelt, wie weiter unten beschrieben.

Die Teile sind auf Welle 41 angebracht, welche drehbar in der Mittelbohrung 42 des magnetischen Kernes 8 gelagert ist. Die Lagerung besteht aus im Abstand voneinander angeordneten Lagerringen 43 und einem Kugeldrucklager 44, welches innerhalb des Kernes 8 mit Hilfe der Schraube 45 vor und zurück geschoben werden kann.

Der eine Läuferteil besteht vorzugsweise aus einem U-förmigen permanenten oder Stabmagneten 46, dessen Enden so mit Schlitzen versehen sind, daß an jedem Ende ein Paar Zähne oder Pole 46' und 46" entsteht, die entgegengesetzte Polarität besitzen. Der Magnet 46 wird vor dem Einsetzen in den Motor permanent magnetisiert. Jeder Zahn oder Pol 46' oder 46" hat im wesentlichen die gleiche Breite wie die no Zähne 21 und 23, über die sich der Magnet 46 hinwegbewegt, und der Schlitz zwischen jedem Paar Zähne 46' und 46" ist im wesentlichen so breit wie die Breite eines Zahnes 21 zuzüglich der doppelten Breite des Luftspaltes zwischen benachbarten Zähnen, so daß, wenn beispielsweise ein Zahn 46' sich über einem inneren Zahn 21 befindet, der andere Zahn 46' sich über dem nächsten inneren Zahn 21 befinden wird, während der Schlitz zwischen beiden Polen 46' den äußeren, zwischen den aufeinanderfolgenden inneren Zähnen 21 befindlichen Zahn 23 über-

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spannt. Wenn man eine ungerade Anzahl von Zähnen 21 annimmt und weiter annimmt, daß der Magnet 46 auf dem Durchmesser des von den Zähnen 21 gebildeten Kreises angeordnet ist und die Pole 46' sich über aufeinanderfolgenden inneren Zähnen 21 befinden, werden die Pole 46" am anderen Ende des Magneten 46 sich über den Zähnen 23 befinden; oder wenn die Pole 46' über zwei aufeinanderfolgenden äußeren Zähnen 23 liegen, befinden sich die anderen Enden 46" über zwe'i aufeinanderfolgenden inneren Zähnen 21.

Bei Wechselstromerregung der Spule 14 entsteht an den Polzähnen 21 und 23 ein Wechselfeld, und da die Pole des Magneten 46 dauernd Nord- und Südpole sind, so werden sie, wenn der Magnet mit einer Drehgeschwindigkeit angelassen wird, die im wesentlichen der Drehgeschwindigkeit des Feldes an den Zähnen 21 und 23 synchron ist, nacheinander von den aufeinanderfolgenden Polen des Wechselfeldes angezogen und abgestoßen werden, so daß eine synchrone Geschwindigkeit aufrechterhalten bleibt. Der Magnet ist vorzugsweise an einer nichtmagnetischen, auf Welle 41 befestigten Nabe 47 angebracht und bewegt sich mit dieser. Die nichtmagnetische Nabe besteht gewöhnlich aus Messing 0. dgl.

Der andere Teil des Läufers besteht aus einem schalenförmigen Induktionsteil 48, der mittels der Lagerung 49 auf der Welle 41 angebracht ist. Der Induktionsteil oder Asynchronteil 48 ist auf dem Lager 49 drehbar angeordnet, und ein federnder Arm oder eine Federvorrichtung kuppelt diesen Induktionsteil mit dem permanenten Magneten oder synchronen Teil 46, wie weiter unten beschrieben wird, obwohl die beiden auch fest miteinander verbunden sein können. Der Induktionsteil 48 ist von den permanenten Magneten vermittels der Unterlegscheibe 50 getrennt, welche durch Flansch 51 auf dem Lager festgehalten wird. Ein kleines Stirnrad 52 oder ein anderes Übertragungsglied ist an dem auf Welle 41 angeordneten Lager 49 befestigt, oder ein Teil des Lagers ist als Übertragungselement ausgebildet, um den Mechanismus von Uhren, Zählern und anderen Einrichtungen anzutreiben.

Der schalenförmige asynchrone Läuferteil besteht aus Kupfer oder gleichartigem elektrisch leitendem, aber nichtmagnetischem Werkstoff. Die Schale ist mit Öffnungen 53 versehen, um dem Motor Frischluft zuzuführen und das Gewicht der rotierenden Teile herabzusetzen. Ein magnetisches Band 54 aus Stahl oder Eisen wird vorzugsweise um den äußeren Flansch des schalenförmigen Teiles herumgelegt, um einen Weg zu bilden, längs welchem der magnetische Kraftfluß der Pole 11 und 12, 26 und 27 des Stators von einem Pol zum anderen fließen kann. Das Band dient außerdem dazu, den Kraftfluß so zu lenken, daß er durch das Kupfer des Induktionsteiles hindurchfließt und diesen in bekannter Weise antreibt. Das Band 54 kann auch fortgelassen und der schalenförmige Teil aus magnetischem Material, wie gehärtetem Stahl o. dgl., hergestellt sein.

In einem anderen in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht der Läuferkörper aus einem schalenförmigen Induktionsteil 61 aus Stahl, dessen Umfangsflansch 63 mit Schlitzen 62 versehen ist, um durch geeignete Luftspalte getrennte Zähne oder Pole 64 zu bilden. Die Anzahl der Pole ist wesentlich größer als die Anzahl der Pole auf dem Ständer, und die Anordnung wird immer so getroffen, daß ihre Anzahl ungerade ist, um zu verhindern, daß eine Neigung zum Gehemmtwerden in der Ruhelage entsteht. Auf der Außenseite des Flansches 63 des schalenförmigen Teiles sind ein oder mehrere ringförmige Bänder oder gestanzte Teile 65 vorgesehen, die einen unterlegscheibenartigen Teil und einen im rechten Winkel zu dem unterlegscheibenartigen Teil angeordneten zylindrischen Flansch besitzen und aus Kupfer oder einem anderen elektrisch leitenden Werkstoff hergestellt sind. Sie sind an der Stelle, wo der Flansch an dem unterlegscheibenartigen Teil ansetzt, mit sich in Richtung des Umfanges erstreckenden Öff- go nungen oder Schlitzen versehen, so daß sie an dem schalenförmigen Teil dadurch befestigt werden können, daß man sie über die Zähne 64 hinwegschiebt. Diese Bänder bewirken das auf Induktion beruhende Drehmoment des Läufers, wenn sie in Verbindung mit dem oben beschriebenen Ständer gebracht werden. Solche Läufer haben im allgemeinen ein hohes Anfangsdrehmoment und auch eine ihnen eigentümliche hohe Laufgeschwindigkeit, wodurch auf den Läufer beim Anlaufen und in der Bewegung ein kräftiges Drehmoment ausgeübt wird.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist nun folgende: Wenn die Spule 14 mit Wechselstrom erregt wird, wird ein magnetisches Feld erzeugt, 10g welches wechselweise die Pole 11 und 12 und 26 und 27 zu Nordpolen und Südpolen in Übereinstimmung mit der Richtung des Stromflusses in der Spule 14 magnetisiert. Der Weg des Kraftflusses während eines halben Wechsels geht no vom Kern 8 durch die Abschlußplatte 9, den Zylinder 10, die Pole 11 und 12 hindurch, über den Luftspalt an den Enden dieser Pole hinweg, in das Band 54 hinein und durch dieses oder andere magnetische Teile des asynchronen ng Läuferteiles hindurch zurück zu den Polen 26 und 27, durch den ringförmigen Körper 22 hindurch, über den Luftspalt zwischen den Zähnen 21 und 23 hinweg, durch die Platte 16 hindurch und zum Kern 8 zurück. Während der anderen Hälfte des Wechsels ist die Richtung natürlich umgekehrt. Der Luftspalt 25 an dem

Kernfortsatz 17 veranlaßt das magnetische Feld, weit genug über den Luftspalt hinauszugreifen, um ein verhältnismäßig starkes Feld in diesem Punkt zu erzeugen, welches zur Drehung des permanenten Magneten oder synchronen Läuferteiles nach erreichter synchroner Geschwindigkeit ausreicht. Die Anzahl der Zähne 21 und 23, über die der Magnet bei einer Umdrehung hinwegstreicht, ist beträchlich größer als die Anzahl

to der Pole 11 und 12,26 und 27. Bei der Bewegung des Magneten 46 mit einer gegebenen Geschwindigkeit über die Zähne 21 und 23 hinweg hat der Induktorteil 48 das Bestreben, mit einer viel größeren Geschwindigkeit zu rotieren, da die scheinbare Drehgeschwindigkeit des magnetischen Feldes an den Polen 11 und 12 und 26 und 27 wesentlich größer ist als die scheinbare Drehgeschwindigkeit des Feldes an den Polen . 21 und 23.

ao In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ständer mit 15 Zahnpaaren zur Drehung des permanenten Magneten und nur drei Gruppen entgegengesetzt magnetisierter Pole zur Drehung des Induktionsteiles dargestellt worden. Es

ergibt sich daher, daß die synchrone Geschwindigkeit des Wechselfeldes an den inneren Polen einem Fünfzehntel der Anzahl der in einem gegebenen Zeitabschnitt in der Spule 14 auftretenden Stromwechsel entsprechen wird. Die synchrone Geschwindigkeit des rotierenden Kraftfeldes auf der Außenseite der Pole beträgt nur ein Drittel der Frequenz des zugeführten Wechselstromes. Daher wird der Induktionsteil bestrebt sein, sich mit einer Geschwindigkeit zu drehen, die fünfmal so groß ist als die Geschwindigkeit des permanenten Magneten oder eines anderen synchronen Teiles. Da jedoch der schalenförmige Teil ein Induktionsteil ist, muß er notwendigerweise hinter der scheinbaren Drehgeschwindigkeit der Außenpole zurückbleiben, so daß ein genügend großer Schlupf entsteht, um innerhalb des Kupfers des asynchronen Läuferteiles Wirbelströme zu erzeugen.

Der magnetische oder synchrone Teil und der Induktions- oder asynchrone Teil können fest miteinander verbunden oder lose aneinander befestigt sein. Ihre Stellung zueinander wird so gewählt, wie sie zur Erzeugung eines wünschenswerten Drehmomentes für am günstigsten gehalten wird. Sie können aber auch vermittels der Feder 77 nachgiebig mit Totgang miteinander verbunden sein, wobei die Feder an dem Induktionsteil befestigt wird und mit einem hervorspringenden Teil 78 zur Einwirkung auf die Kante des Magneten versehen ist. Durch die Feder 77 wird verhindert, daß die beschleunigenden Kräfte und das Beharrungsvermögen des asynchronen Läuferteiles den synchronen Läuferteil bei Annäherung an die synchrone Geschwindigkeit durch die synchrone Geschwindigkeit hindurchziehen oder ihm eine höhere Geschwindigkeit verleihen.

Natürlich können die inneren Pole auch am anderen Ende der Spule 14 innerhalb des schalenförmigen Teiles 13 angeordnet sein, wobei die Welle 41 sich vollkommen durch den Kern hindurch bis zur anderen Seite erstreckt, an der dann der permanente Magnet angeordnet wird. Diese Anordnung ist in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellt. Der Ansatz 17" entspricht der Scheibe 16 und dem ringförmigen Körper 22 der oben beschriebenen Einrichtung, aber der Luftspalt 25 ist nicht mehr vorhanden, und der Ansatz besteht aus einem Stück. Der Luftspalt 25^a liegt in dem anderen schalenförmigen Ansatz 13" und wird gebildet von Scheibe g^a, die auf ihrem Umfang mit Zähnen 2ΐ^Λ versehen ist, und dem Zylinder io^a, der sich längs erstreckende Zähne 23^a besitzt, welche mit den Zähnen 2i^a zur Erzeugung eines magnetischen Wechselfeldes abwechseln. Dieses magnetische Feld wird in der gleichen Art verwendet wie das innere Feld des oben beschriebenen Motors, um die Drehbewegung eines permanenten Magneten φ^α aufrechtzuerhalten, der vorzugsweise nach innen gebogene, sich in Achsrichtung über die Enden der Zähne erstreckende Enden besitzt. In der dargestellten Ausführungsform hat der Stator eine gerade Anzahl von Zähnen 2i^lT und 23^s, und der Synchronläufer besteht aus einem Magneten mit vier in einem Abstand von 90 ° voneinander angeordneten Polen φ^α' und φ^α" abwechselnder Polarität. Die Breite jedes Poles ist im wesentlichen gleich der Breite der Zähne 2i^a und 23°. Es ist-aus der Fig. 7 ersichtlich, daß, wenn zwei Pole gleicher Polarität, z. B. die Pole φ^α', sich über einer Gruppe von Zähnen, beispielsweise den Zähnen 2i^a, befinden, die anderen Pole φ^α" sich über den ioo Zähnen 23" befinden werden, und die Wirkungsweise dieser Art magnetischer Läufer ist im wesentlichen die gleiche wie die der oben beschriebenen. Andere zweckmäßige Zahn- und Polkombinationen können verwendet werden. Der asynchrone Teil des Läufers 48* wird drehbar auf der Welle 41^ angebracht und kann mit dieser durch den bereits beschriebenen federnden Finger oder durch die Spiralfeder 77'" verbunden werden. Der innere schalenförmige Ansatz 17* des Kernes ist durch Scheibe 80 aus nichtmagnetischem Werkstoff, wie z. B. Messing, von der Spule I4^fl getrennt. Der äußere Ansatz g^a wird von dem Zylinder το^α durch eine Scheibe 81 in der gleichen Weise getrennt. Die beiden magnetischen Felder in dieser Ausfüh- " rungsform sind ebenfalls in Reihe geschaltet, da der Kraftlinienfluß vom Kern 8^a durch die Scheibe g^a, über den. Luftspalt 25^s, durch den Zylinder xo^a, über den Spalt 95^s an den Enden der Pole ττ^α und i2^a zum Band 54", zurück über die Pole 26" und 27° zu dem Kern 8^a fließt.

Die Laschen 82 des Kernansatzes Ι3^α dienen zur Befestigung des Motors an dem Instrument oder der Vorrichtung, mit welchen er benutzt werden soll.

Die Pole n^a und xz^a sind Verlängerungen des schalenförmigen oder zylindrischen Teiles 13'', und die Pole 26" und -ζη^α sind Verlängerungen des dreieckigen schalenförmigen Körpers V]^a, wie in entsprechender Weise die früher beschriebenen Pole 11 und 12 bzw. 26 und 27 Verlängerungen der schalenförmigen Teile 13 bzw. 17 waren. Die Schirmspulen 31 sind ebenfalls in der gleichen Weise aufgebaut und angeordnet,*^wie bereits früher beschrieben. In bezug auf das Kuppeln des Induktorteiles mit dem permanenten Magneten vermittels einer beweglichen Kupplung sei auf Fig. 9 hingewiesen, in welcher die Drehgeschwindigkeit des Läufers als Abszisse und das Drehmoment als Ordinate aufgetragen sind. Die Gerade PU sei die höchst zulässige Geschwindigkeitsdrehmomentkurve des Induktionsteiles allein, unter der Bedingung, daß die beiden Teile fest miteinander verbunden sind. Wenn das Induktionsdrehmoment VT, welches bei synchroner Geschwindigkeit verfügbar ist, größer ist als ein gewisser Teil des synchronen Drehmomentes, wird der Induktionsteil den magnetischen Teil über die synchrone Geschwindigkeit hinaus beschleunigen, und selbstverständlich wäre ein solcher Motor zum Antrieb eines Uhrmechanismus oder ähnlicher Vorrichtungen unbrauchbar.

Die Gerade VR stellt die synchrone Geschwindigkeit des permanenten Magneten oder synchronen Läufers dar, und die Gerade WZ stellt das unter gewissen anormalen oder schweren Belastungen zur Überwindung der Reibung, Aufnahme der Last und Durchziehen derselben notwendige Drehmoment dar. Unter solchen anormalen oder schweren Belastungen wird der Läufer, wie sich deutlich zeigt, nur eine Geschwindigkeit erreichen, welche durch die Linie ON dargestellt ist, und wird niemals auf synchrone Geschwindigkeit kommen. Wenn jedoch die Feder 77 oder irgendeine Reibungs-, Totgangs- oder nachgiebige Kupplung, wie oben beschrieben, benutzt wird, kann ein asynchroner Teil verwendet werden, dessen durch die Gerade QS dargestelltes Verhältnis von Geschwindigkeit zu Drehmoment einen beträchtlich größeren Wert hat, und das Drehmoment kann einen durch die Gerade VR dargestellten Wert annehmen, weil die Kupplung den Ruck aufnimmt, der dadurch entsteht, daß der Magnet von einem zum anderen Pol übergeht, und durch stabilisierende Wirkung verhindert, daß der Läufer über die synchrone Geschwindigkeit hinaus beschleunigt wird.

Selbst wenn der Läufer durch äußere Mittel auf eine höhere als synchrone Geschwindigkeit gebracht wird, übt die nachgiebige oder Reibungskupplung eine stabilisierende Wirkung, welche den Läufer selbsttätig auf synchrone Geschwindigkeit zurückbringt, aus, wenn die äußeren Kräfte, die den Läufer veranlaßt haben, über die synchrone Geschwindigkeit hinauszueilen, entfallen.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Selbstanlaufender Wechselstrommotor, insbesondere zum Antrieb von elektrischen Uhren, mit einem asynchronen und einem synchronen Läufer und einer beiden gemeinsamen Erreger spule, dadurch gekennzeichnet, daß beide Läufer in Reihe von ein und demselben magnetischen Kraftfluß durchflossen werden.

2. Wechselstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der synchrone Läufer (46) ein Dauermagnet ist,

3. Wechselstrommotor nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Totgangsverbindung (77, 78) zwischen Asynchronläufer (48) und Synchronläufer (46).

4. Wechselstrommotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Asynchronläufer (48) ein federnder Arm (77) angeordnet ist, dessen Ansatz (78) die Kante des Synchronläufers (46) berührt und diesen mitnimmt, go

5. Wechselstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer aus zwei in Serie liegenden Gruppen von Magnetpolen (11, 12; 26, 27; 21, 23) besteht, von denen die mit dem Synchronläufer (46) zusammenwirkende Gruppe (21, 23) eine größere Anzahl von Polen besitzt als die andere, mit dem Asynchronläufer (48) zusammenwirkende Gruppe (11, 12; 26, 27).

6. Wechselstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Magnetpole (21, 23) tragenden Polstücke (16 und 22) als flache, konzentrisch angeordnete Ringe mit ineinandergreifenden Polzähnen ausgebildet sind, die in der Ebene der Polstücke liegen.

7. Wechselstrommotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetpole (21, 23) in ununterbrochener Folge und in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind.

8. Wechselstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole des Synchronläufers (46) in geringer Entfernung von der Ebene der Polstücke (16, 22) und Magnetpole (21, 23) kreisen.

9. Wechselstrommotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Synchronläufer (46) als U-förmig gebogener Stab-. magnet ausgebildet ist.

10. Wechselstrommotor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmig

umgebogenen Polenden des Synchronläufers (46) gezahnt sind.

11. Wechselstrommotor nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (46' bzw. 46") des Synchronläufers (46) ebenso breit wie ein Ständerpolzahn (21 oder 23) sind und daß der Schlitz zwischen den Zähnen (46' und 46") des Synchronläufers gleich der Breite eines Ständerpolzahnes (21 oder 23) zuzüglich der doppelten Breite des Luftspaltes (25) zwischen den beiden Ständerpolzähnen ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen