DE6607499U - Elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem wege selbstgesteuerte schwinger- oder motorenanordnung, insbesondere fuer zeithaltende geraete. - Google Patents

Description

DIPL.-1 NG. KUAUS BEHN DIPL-PHYS. ROBERT MUNZHUBER PATENTANWÄLTE

β MÜNCHEN 22 WlDEhMAYERSTRASSE E TSL. (0311) 22 25SO-2S51 SS

A 204 61

12. Sept. 1961

Firma Gebrüder Junghans GmbH.,

Schramberg (Württ) > Geißhaldenstraße

Elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege selbstgesteuerte Schwinger- oder Motorenanordnung, insbesondere für zeithaltende Geräte

uie isrrindung betrirrt eine elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege selbstgesteuerte» Schwinger- oder Motorenanordnung- insbesondere für zeithaltende Geräte, mit einer «üiit einer Triebspule zusammenwirkenden Permanentmagnetanordnung und einem mit dem Permanentmagneten in Verbindung stehenden, eine kurzzeitige Kopplung zweier im Eingangs- und Ausgangskreis eines Halbleiterverstärkers liegender Spule bewirkenden Dämpfungskörper.

Es ist ein elektrisches Zeitmeßgerät bekannt, bei welchem ein LC-Schwingkreisgenerator vorgesehen ist, dessen im Eingangs- und Ausgangskreis des Verstärkers liegende Spulen parallel zueinander, einen Luftspalt bildend, angeordnet sind, wobei durch den Luftspalt eine mit dem Gangordner in Verbindung stehende elektrisch leitende Scheibe mit einem

Bankhaus Merck, Flnck Jh Co, Mönchen, Nr. 25 464 I Eankhaus H. Aufh&user, Manchen. Nr. 261 3OO Postschock: München 2Ο9Ο4

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radial verlaufenden Schlitz bewegt wird, welcher beim Durchschwingen des Luftspaltes zwischen den Spulen eine kurzzeitige Kopplung zwischen den Spulen bewirkt. In Reihe mit der Ausgangsspule ist dabei eine Triebspule geschaltet, welche auf einen mit dem Gangordner verbundenen Weicheisenanker einwirkt. Diese bekannte Anordnung ermöglicht einen Selbstanlauf aus dem Stillstand, jedoch ist es schwierig, einen exakten, kurzzeitig wirkenden Impuls für den Antrieb des Gangordners zu erzeugen-

Es ist weiterhin eine Pendelanordnung bekannt, bei welcher der Pendel einen Permanentmagneten trägt, welcher mit einer einzigen Steuer- und Triebspule darstellenden Spule zusammenwirkt. Eingangs- und Ausgangskreis des elektronischen Verstärkers sind dabei durch einen Transformator miteinander gekoppelt, dessen Manetflußweg unterbrochen ist, wotei durch die Unterbreehungsstelle eine mit einem radial verlaufenden Schlitz versehene Scheibe bewegt wird, durch welche der Magnetkreis periodisch geschlossen und unterbrochen wird. Diese Anordnung ist infeige des e?för^eFlichen Transformators verhältnismäßig aufwendig. Außerdem ist ein Selbstanlauf nicht möglich, da der Steuerstrom von deai schwingenden Permanentmagneten erzeugt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege selbstgesteuerte Schwinger- oder Motorenanordnung zu schärfen, die selbsttätig anlaufen kann und bei welcher ein kurzer und steilflankiger Impuls zum Antrieb des Gangordners erreichbar ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet;, daS die Permanentmagnet anordnung und der Dämpfungskörper zusammengefaßt sind ■und gemeinsam unmittelbar mit den im Eingangskreis und Ausgangskreis des elektronischen Verstärkers liegenden Spulen

; zusammenwirkt. Bei dieser Anordnung entstehen in der Nullage

I des Gangordners bzw. des Rotors antreibend wirkende Rückkopp-

\ lungsschwingungen, so daß die Anordnung aus dem Stillstand

I anlauffähig ist. Mit größer werdender Amplitude bzw. wachsen-

Ij der Umfangsgeschwindigkeit der Anordnung gewinnt dabei die

I von dem Permanentmagneten erzeugte Steuerspaiinung an Wirksam-

I keit, wodurch die Rückkopplungsschwingung weitgehend unter-

[ drückt wird und außerordentlich kurze und steilflankige An-

j triebsimpulse erzeugt werden können.

ξ Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an einem

\ Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

J Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Motoreaanordnung

; gemäß der Erfindung,

ι _

i Fig· 2 einen Schnitt nach der i»inie ΐΙ-ΙΙ äer Pig· i,

I Flg. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1,

j Fig. 4 bis 9 Darstellungen der auftretenden Impulse.

In den Figuren 1 bis > ist mit 10 die Rotorwelle bezeichnet, an welcher die Seheiben 11 und Ig aus magnetisch gut leitendem Material befestigt sind. Die Scheiben 11 und 12 sind durcüi die Welle 10 umgebende Mittel 15 aus ebenfalls magnetisch gut leitendem Material miteinander verbunden. 3äi der I Nähe des Umfanges der Seheiben 11 und 12, die vorzugsweise

I schwalbenschwanzformig ausgebildet sind, sind die Pennanent-

¹ magneten 14 und 15 eingelassen, die einander gegenüberliegen

und gleichsinnig polarisiert sind, so daß durch den von ihnen gebildeten Luftspalt ein stark gebündelter Magnetfluß verläuft. Der Abstand der Magneten 14, 15 vom Umfang der Scheiben 11 und 12 entspricht verzugsweise mindestens der halben Stärke der Scheiben. Den Magneten 14 und 15 im bezug auf die Welle gegenüberliegend sind Gegengewichte 16 und 17 angeordnet.

Gleichfalls mit der Welle 10 fest verbunden sind die Scheiben l8 und 19 aus elektrisch gut leitendem Material, beispielsweise aus Kupfer oöer Aluminium. Die Scheiben l8 und 19 enthalten radial verlaufende Schlitze 20 und 21, welche vom Magnetfluß der Permantentmagneten 14 und 15 durchsetzt werden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel durchsetzen die Pole der Magneten 14 und 15 die Schlitze 20 und 21. In dem von den Scheiben l8 und I9 und den Magneten 14 und 15 gebildeten Luftspalt sind die Spulen 22 und 23, welche im Eingangs- und Ausgangskreis eines nicht dargestellten elektronischen Verstärkers liegen, angeordnet. Vorzugsweise sind die Spulen eng benachbart und koaxial angeordnet.

Statt der Gegengewichte 16 und IT können ebenfalls Permanentmagneten vorgesehen sein, in welchem Falle die Scheiben l8 und 19 an diesen Stellen ebenfalls Schlitze aufweisen. Es entfällt dann die magnetisch gut leitende Verbindung 13 zwischen den Scheiben 11 und 12.

Die Scheiben 11 und 12 können auch mehrarmig, 2. B. dreiarmig oder vierarmig, ausgebildet werden, wobei jedem Arm bzw. jedem Armpaar ein oder zwei Permanentmagneten zugeordnet werden. Die elektrisch gut leitenden Scheiben l8 und 19 können statt der Schlitze 20 und 21 auch Stellen vermindeter Leitfähigkeit enthalten« Beispielsweise können sie an den von den Schlitzen eingenommenen Stellen im Querschnitt verringert sein.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Die Spuelen 22 und 23, die im Eingangs- und Ausgangskreis einer nicht dargestellten elektrischen Verstärkerschaltung liegen, sind so stark miteinander gekoppelt, daß eine Rückkopplungsschwingung entsteht. Diese Rückkopplungsschwingung

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wird durch die elektronisch gut leitenden Seheiben 18 und 19 so stark gedämpft, daß sie abreißt, wenn sich die Schlitze 20 und 21 außerhalb des Bereichs der Spulen 22 und 23 befinden. In der in den Figuren gezeigten Stellung befinden sieh die Schlitze 20 und 21 unmittelbar in der Nähe der Spulen 22 und 23j so daß die Rückkopplungsschwingungen einsetzen, welche in Verbindung mit den Permanentmagneten 14 und 15 auf den

Rotor einen Antriebs impuls bewirken, durch welchen beispieIs-I
weise der Rotor um den Winkel c<- (Pig. 2) gedreht wird. Dabei

gelangen die Schlitze 20 und 21 aus dem Bereich der Spulen 22 und 23, wodurch die Rückkopplungsschwingungen abreißen« Durch die nicht -dargestel-1 te Spiralfeder des Drehschwingers wird nun das Permanentmagnetsystem in entgegengesetzter Richtung bewegt, wodurch die Schlitze 20 und 21 wiederum in den Bereich der Spulen 22 und 23 gelangen. Die entstehenden Rückkopplungsschwingungen bewirken nunmehr einen weiteren Antriebsimpuls, welcher den Schwinger in die entgegengesetzte Richtung auslenkt.

Mit größer werdender Amplitude bzw. mit wachsender Umfangsgeschwindigkeit des Schwingers wird in der Steuerspule 22 durch den von den Permanentmagneten 14 und 15 erzeugten Magnetfluß eine größer werdende Steuerspannung erzeugt, duroh welche die Rückkopplungsschwingungen in immer stärkerem Maße

unterdrückt werden. Bei voller Schwingungsamplitude ergeben sich damit sehr kurzzeitige auftretende und steilflankige Antriebsimpulse, wie sie zur /lufrechterhaltung des Isochro-

'! nismus erwünscht sind.

In den Fig. 4 bis 9 sind die entstehenden Impulse dargestellt. In der Nullage des Schwingers entstehen dauernde Rückkopplungsschwingungen, wie sie in FIg= 4 dargestellt sind. Dabei ist Ι», der Strom in der Steuerspule und X_n der Strom in der Antriebsspule.

• · β β ·

In Pig. 5 sind die auftretenden Impulse i, und i bei einer Amplitude von ^O dargestellt

Fig. 6 zeigt die auftretenden Impulse bei einer Amplitude von 90°.

Wie aus den Fig. 7 und 8 hervorgeht, wird die zeitliche Dauer der Impulse mit zunehmender Amplitude geringer, und es werden die Rückkopplungsschwingungen in immer stärkerem Maße verdrängt, so daß sich bei einer normalen Schwingungsamplitude von 270° (Fig. 8) außerordentlich scharfe und ■kurzzeitig wirkende Impulse in der Nullage ergeben.

Die Anordnung kann natürlich auch als Motüranordnung ausgebildet werden, in welchem Falle ähnliche Impulsbilder entstehen.

Wird der Schwinger gemäß Fig. 1 bis J5 um 90°aus seiner Ruhelage gedreht, so sind die Spulen 22 und 23 praktisch stromlos, wie es der Fig. 9 zu entnehmen ist. Der stromlose Zustand in den Spulen setzt praktisch ein, sobald der Auslenkungswinkel des Schwingers 30° übersteigt.

Claims (11)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Elektrodynamisch angetriebene, auf kontaktlosem Wege selbst gesteuerte Schwinger- oder Motorenanordnung, insbesondere für zeithaltende Geräte, mit einer mit einer Triebspule zusammenwirkenden Permanentmagnetanordnung und einem mit dem Permanentmagneten in Verbindung stehenden, eine kurzzeitige Kopplung zweier im Eingangs- und Ausgangskreis eines elektronischen Verstärkers liegender Spulen Dewirkenden Därnpfungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß Permanentmagnetanordnung (11 - 15) und Dämpfungskörper (18, 19) zusammengefaßt sind und gemeinsam unmittelbar mit den im Eingangs- und Ausgangskreis des elektronischen Verstärkers liegenden Spulen (22, 23) zusammenwirken.

2. Anordnung nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskörper als den Spulen benachbarte Scheibe (18, 19) mit guter elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet ist und wenigstens einen vom Permanen tmagnetfluß durchsetzten Bereich (20, 21) verminderter Leitfähfekeit aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Dämpfungskörpers bzw. fler Scheibe (18, 19) in dem vom Magnetfluß durchsetzten Bereich verringert ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskörper (18, 19) oder die Dämpfungsscheibe einen vom Magnetfluß durchsetzten, radial verlaufenden Schlitz (20, 21) aufweist.

113« «Ο

-C-

5· Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (20, 21) von einem Pol des Permanentmagneten (14, 15) durchsetzt ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dämpfungskörper oder die Dämpfungsscheibe (l8, 19) kreisringförmig ausgebildet ist.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- i durch gekennzeichnet, daß zwei einen Luftspalt bildende Dämpfungskörper oder Dämpfungsseheiben (l8, 19) und ein j zwei gegeneinander gerichtete zylindrische Permanentmag- ; neten (14, 15) enthaltendes Magnetsystem vorgesehen ist, \ und daß die Spulen (22, 2>) koaxial eng benachbart, den Luftspalt durchsetzend, angeordnet sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Permanentmagnetsystem aus zwei mit der Sohwinger- oder Rotorwelle (10) befestigten, magnetisch gut leitenden Scheiben (11, 12) besteht, die in der Nähe der Welle (11) durch magnetisch gut leitende Mittel (1J>) miteinander verbunden sind, und daß in die magnetisch gut leitenden Scheiben (11, 12) zwei einander gegenüberliegende, gleichsinnig polarisierte Perimanentmagneten (14, 15) eingelassen sind, welche die ebenfalls an der Welle (10) befestigten Dämpfungsscheiben (18, 19) in ihren Bereich (20, 21) verringerter elektrischer Leitfähigkeit durchsetzen.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisch gut leitenden Scheiben (11, 12) schwalbenschwanzartig ausgebildet sind.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagneten (14, 15) um mindestens

halbe Stärke der magnetisch gut leitenden Scheiben ρ (11, 12) vom Umfang der Scheiben angeordnet sind. |

11. Anordnung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeich- >' net, daß mehrere, gegeneinander versetzte Permanent- Γ systeme vorgesehen sind.