DE812615C

DE812615C - Counter or lever escapement

Info

Publication number: DE812615C
Application number: DEP48912A
Authority: DE
Inventors: Cecil Frank Clifford
Original assignee: Horstmann Clifford Magnetics Ltd
Current assignee: Horstmann Clifford Magnetics Ltd
Priority date: 1948-07-28
Filing date: 1949-07-15
Publication date: 1951-09-03

Description

Zählwerk oder Ankerhemmung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ankerhemmung, ein Zählwerk oder eine ähnliche Vorrichtung bei der eine hin und her gehende Bewegung in eine Drehbewegung und umgekehrt umgewandelt werden soll. Sie umfaßt einen Rotor, der so ausgebildet ist, das er ein schwingendes oder hin und her gehendes Element über eine magnetische Verriegelung antreibt bzw. durch dasselbe angetrieben werden kann. Dabei beruht die Wirkung dieser Verriegelung auf einer magnetischen Kraft, die über einen oder mehrere Luftspalte zwischen im Verhältnis zueinander drehbaren und schwingenden magnetischen Elementen wirkt. Von den letzteren besitzt eines wellenförmigen Umfang und bildet während der relativen Schwing- bzw. Drehbewegung einen Wellenpfad entsprechend dem Ort der geometrischen Projektion einer mitwirkenden Polfläche bzw. Polflächen des anderen Elements auf das erstere. . Eine Ankerhemmung, die derartige magnetische Elemente verwendet, ist in dem britischen Patent 596 216 beschrieben. Die Patentschrift zeigt eine Konstruktion, bei welcher das magnetische Element von wellenförmiger Gestalt Verlängerungen an jedem Wellenkamm besitzt, längs welcher die mitwirkende Polfläche des anderen Elements an jedem Ende der Schwingbewegung geführt wird, um die magnetische Verriegelung aufrechtzuerhalten und aus welcher Lage es zu dem Wellenpfad zurückkehrt, sobald das schwingende Element sich wieder der mittleren Lage nähert. Das magnetische Element mit der Wellenform besitzt Verlängerungen an jedem Wellenkamm.Counter or anchor escapement The present invention relates to on an anchor escapement, a counter or a similar device in the case of one reciprocating motion can be converted into rotary motion and vice versa target. It comprises a rotor which is designed so that it is a vibrating or reciprocating element drives or through a magnetic lock the same can be driven. The effect of this locking is based on a magnetic force that has one or more air gaps between in proportion mutually rotatable and oscillating magnetic elements acts. From the latter has an undulating circumference and forms during the relative oscillation resp. Rotational movement creates a wave path corresponding to the location of the geometric projection a cooperating pole face or pole faces of the other element on the former. . An anchor escapement using such magnetic elements is disclosed in U.K. U.S. Patent 596,216. The patent shows a construction in which the magnetic element of wave-like shape extensions at each wave crest along which the cooperating pole face of the other element at each end the oscillating movement is performed to maintain the magnetic lock and from what position it returns to the wave path once the vibrating element approaches the middle position again. The magnetic element with the waveform has extensions on each wave crest.

Gemäß der Erfindung ist das den Wellenpfad bildende Element derart ausgebildet, das die magnetische Kraft zwischen ihm und dem anderen Element von jeder Anschlusstelle der Verlängerungen aus in der einen Richtung größer ist als in der entgegengesetzten Richtung. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das den Wellenpfad bildende Element an einer Seite jeder Verbindung mit einer Verlängerung breiter oder dicker gestaltet, so daß die mitwirkende Polfläche des anderen Elements in der gewünschten Richtung abgelenkt wird, indem sie nach dem breiteren oder dickeren Teil des Wellenpfades zu angezogen wird, sobald sie zum Wellenpfad zurückkehrt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird das gleiche Ergebnis dadurch erreicht, daß man das Element zur Bildung des Wellenpfades so konstruiert, daß die Länge des Luftspaltes zwischen demselben und der mitwirkenden Polfläche des anderen Elements auf einer Seite des Anschlusses der Verlängerung kürzer ist als auf der anderen.According to the invention, the element forming the wave path is of this type formed that the magnetic force between it and the other element of each connection point of the extensions in one direction is greater than in the opposite Direction. In one embodiment of the Invention is the element forming the wave path on one side of each connection with an extension made wider or thicker, so that the active pole face of the other element is deflected in the desired direction by following towards the wider or thicker part of the wave path as soon as it is returns to the wave path. In another embodiment of the invention the same result can be achieved by using the element for forming the wave path constructed so that the length of the air gap between the same and the contributing Pole face of the other element on one side of the connection of the extension is shorter than on the other.

Konstruktionsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt.Design examples of the subject matter of the invention are shown in the drawing shown.

Fig.i zeigt eine perspektivische Ansicht der wesentlichsten Arbeitsteile einer elektrischen Antriebsvorrichtung für einen Zähler, eine Synchronuhr oder dgl. ; Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilansicht des Rotors der in Fig i gezeigten Vorrichtung und Fig.3 eine Ansicht ähnlich der Fig.2, jedoch mit einer anderen Konstruktion des Laufrades bzw. Rotors.Fig.i shows a perspective view of the most important working parts an electric drive device for a counter, a synchronous clock or the like. ; FIG. 2 is an enlarged partial view of the rotor of the apparatus shown in FIG and FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, but with a different construction of the impeller or rotor.

Der in Fig. i dargestellte Mechanismus umfaßt einen Rotor i und eine vibrierende oder schwingende Vorrichtung 2, deren hin und her gehende Bewegung radial zur Achse des Rotors gerichtet ist. In der dargestellten Konstruktion besteht die schwingende Vorrichtung aus einer Zunge (Blattfeder) und kann elektrisch erregt werden, um eine Schwingbewegung zu vollführen.The mechanism shown in Fig. I comprises a rotor i and a vibrating or oscillating device 2, the reciprocating movement of which is radial is directed to the axis of the rotor. In the construction shown there is the vibrating device made of a tongue (leaf spring) and can be electrically excited to perform a swinging movement.

Der Rotor hat die Form eines Rades oder einer Scheibe mit einem Radkranz aus hochpermeablem magnetischem Werkstoff und ist so geformt, daß er einen endlosen magnetischen Pfad 3 von Wellen-oder Zickzackform bildet, in der Axialrichtung des Rades gesehen. Er besitzt ferner radiale Verlängerungen 5, die mit dem Wellenpfad an den Wellenkämmen verbunden sind. Die Verlängerungen 4, die innen an den Wellentälern sitzen, können zweckmäßigerweise die Form von Speichere annehmen, durch welche der Radkranz an der Nabe des Rades befestigt ist, während die Verlängerungen 5 an der Außenseite freie äußere Enden haben.The rotor has the shape of a wheel or a disc with a wheel rim made of highly permeable magnetic material and is shaped so that it has an endless magnetic path 3 forms of wave or zigzag shape, in the axial direction of the Seen the wheel. He also has radial extensions 5, which with the wave path are connected to the crests of the waves. The extensions 4, the inside of the wave troughs sit, can expediently take the form of memory through which the The rim is attached to the hub of the wheel, while the extensions 5 to the Outside have free outer ends.

Die Schwingvorrichtung 2 trägt einen Magneten 6 mit einer Polfläche, die nach dem Rad i zu vorsteht, so daß zwischen der Polfläche des Magnets und dem Kranz des Rades ein schmaler Luftspalt besteht.The oscillating device 2 carries a magnet 6 with a pole face, which protrudes after the wheel i, so that between the pole face of the magnet and the The rim of the wheel has a narrow air gap.

Die Anordnung ist so, daß, wenn das Rad i rotiert, die Polfläche des Magnets dazu neigt, sich 'längs des Wellenpfades 3 zu bewegen. Auf diese Weise erteilt das Rad dem Magneten 6 eine Schwingbewegung infolge der magnetischen Anziehung zwischen dem Magnet und dem Radkranz, wodurch die magnetische Verriegelung gebildet wird. Umgekehrt, wenn der Magnet 6 schwingt, neigt er dazu, dem Rade eine Drehbewegung zu erteilen.The arrangement is such that when the wheel i rotates, the pole face of the Magnet tends to 'move along the wave path 3. Granted this way the wheel to the magnet 6 an oscillating motion due to the magnetic attraction between the magnet and the rim, whereby the magnetic lock is formed. Conversely, when the magnet 6 vibrates, it tends to cause the wheel to rotate granted.

Die Bewegung der schwingenden oder vibrierenden Vorrichtung kann in der Schwingungsweite variabel sein, weil die Polfläche des Magnets 6 sich längs jeder der Verlängerungen 4 und 5 des Wellenpfa@des zwecks vergrößerter Schwingungsweite der Schwingbewegung so weit bewegen kann, wie sie die magnetische Verriegelung nicht 'durchbricht und weil diePolfläche längs der Verlängerung zu dem Wellenteil des Pfades zurückkehrt, wenn sich die Schwingvorrichtung wieder in ihre Mittellage begibt.The movement of the oscillating or vibrating device can be in the oscillation amplitude be variable because the pole face of the magnet 6 is longitudinal each of the extensions 4 and 5 of the wave path for the purpose of increased oscillation amplitude the oscillating movement can move as far as the magnetic lock cannot 'breaks through and because the pole face along the extension to the shaft part of the Path returns when the oscillating device returns to its central position.

Um eine Drehbewegung nach nur einer Seite zu sichern, ist das Rad i so ausgebildet, daß es die Polfläche des Magnets 6 in der geeigneten Richtung jedesmal dann anzieht, wenn diese von einer der Verlängerungen 4 und 5 zu dem Wellenpfad 3 zurückkehrt. Zu diesem Zweck ist der Wellenpfad an den Anschlußstellen zwischen dem Wellenpfad und den Verlängerungen 4 und 5 asymmetrisch gestaltet, so daß er an einer Seite jedes Anschlusses einen breiteren Teil 7 hat und an der anderen. Seite des Anschlusses einen schmäleren Teil 8, wobei der breitere Teil 7 sich auf dem Wege befindet, auf dem sich der Magnet im Verhältnis zum Rotor bewegen soll, entsprechend der gewünschten Drehrichtung des Rotors. Der Magrn:t wird durch den breiteren Teil 7 der beiden ihm dargebotenen Wege angezogen und damit so abgelenkt (im Verhältnis zum Rotor), daß das Rad bestimmt in nur einer Richtung rotiert, und zwar in der durch den Pfeil in Fig. 2 angezeigten Richtung.In order to ensure rotation to only one side, the wheel i is designed so that it attracts the pole face of the magnet 6 in the appropriate direction each time it returns to the wave path 3 from one of the extensions 4 and 5. For this purpose, the wave path is designed asymmetrically at the connection points between the wave path and the extensions 4 and 5, so that it has a wider part 7 on one side of each connection and on the other. Side of the connection a narrower part 8, the wider part 7 being on the path on which the magnet is to move in relation to the rotor, corresponding to the desired direction of rotation of the rotor. The magnet is attracted by the wider part 7 of the two paths presented to it and thus deflected (in relation to the rotor) that the wheel rotates in only one direction, namely in the direction indicated by the arrow in FIG .

Bei dem Betriebe der in den Fig. i und 2 dargestellten Vorrichtung veranlaßt die hin und her gehende bzw. Schwingbewegung des Magneten 6 den Rotor i, bei jeder einzelnen hin und her gehenden Bewegung des den Magnet tragenden Teils durch den Bereich einer Welle des Wellenpfades zu rotieren. Infolge der Form der Anschlüsse zwischen dem Wellenpfad und seinen Verlängerungen erfolgt diese Bewegung stets in der gleichen Drehrichtung des Rotors.When operating the device shown in FIGS causes the reciprocating or oscillating movement of the magnet 6 to drive the rotor i, with every single reciprocating movement of the part carrying the magnet to rotate through the area of a wave of the wave path. Due to the shape of the This movement takes place at connections between the wave path and its extensions always in the same direction of rotation of the rotor.

Die Vorrichtung kann auch als Ankerhemmung verwendet werden, wobei z. B. der Rotor durch eine Feder oder ein Gewicht angetrieben wird und seine Bewegung durch die Schwingung der Zunge 2 oder durch ein Pendel oder durch eine sonstige, den Magnet 6 tragende, schwingende Vorrichtung gesteuert wird. Falls die Vorrichtung als Ankerhemmung gebraucht wird, verbessert die Form der Anschlüsse zwischen dem Wellenpfad und seinen Verlängerungen (wie unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben) die Wirkung und gestattet, die Vorrichtung wirksam bei einem niedrigeren Drehmoment zu betreiben als es erforderlich wäre, wenn der Wellenpfad symmetrisch angeordnet sein sollte.The device can also be used as an anchor escapement, with z. B. the rotor is driven by a spring or a weight and its movement by the oscillation of the tongue 2 or by a pendulum or by some other, the oscillating device carrying the magnet 6 is controlled. If the device is used as an anchor escapement, improves the shape of the connections between the Wave path and its extensions (as described with reference to Fig. 2) the effect and allows the device to operate effectively at a lower torque operate than would be required if the wave path was symmetrically arranged should be.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine andere Konstruktion des Rotors, bei welcher die Teile 7a des Wellenpfades neben den Anschlußstellen der Verlängerungen 4 und 5 dicker ausgeführt sind als die Teile 80 an der anderen Seite der Anschlußstelle. DerDickenunterschied der Teile 7a und 8a hat die gleiche Wirkung wie der Breitenunterschied der Teile 7 und 8 in Fig. 2. Der Magnet 6 wird. bei seiner Rückkehr von jeder der Verlängerungen 4 und 5 zum Wellen- Pfad von den dickeren Teilen 7° angezogen und der Rotor dreht sich daher in Richtung des Pfeils der Fig. 3.Fig. 3 of the drawing shows another construction of the rotor, at which the parts 7a of the wave path next to the connection points of the extensions 4 and 5 are made thicker than the parts 80 on the other side of the connection point. The difference in thickness between parts 7a and 8a has the same effect as the difference in width of parts 7 and 8 in Fig. 2. The magnet 6 becomes. on his return from each of the Extensions 4 and 5 for shaft Path from the thicker parts 7 ° and the rotor therefore rotates in the direction of the arrow in FIG. 3.

Es ist klar, daß der Rotor auch in anderer Weise konstruiert werden kann, um die erforderlicheAsymmetrie zu erhalten, welche den Magnet in der geeigneten Richtung ablenken soll (im Verhältnis zum Rotor) entsprechend der gewünschten Drehrichtung des Rotors. So z. 13. kann ein Rotor aus einem Werkstoff gleicher Stärke durch Treibarbeit erhaben gestaltet werden, so daß der Teil des Wellenpfades auf einer Seite jeder Anschlußstelle etwas höher liegt, mit dem Ergebnis, daß der Luftspalt zwischen Rotor und Magnet 6, wenn der erhabene Teil des Wellenpfades (lern Magnet gegenüber liegt, schmäler ist als der Luftspalt, wenn der Teil des Pfades auf der anderen Seite der Anschlußstelle dem Magnet gegenüber liegt. Wenn der Magnet von jeder der Verlängerungen zum Wellenpfad zurückkehrt, wird er von jenem Teil des Pfades angezogen, der den schmäleren Luftspalt bildet. Somit ist der Rotor gezwungen, in der gewiinschten Richtung zu rotieren.It is clear that the rotor can also be constructed in other ways can to obtain the required asymmetry, which the magnet in the appropriate Direction should deflect (in relation to the rotor) according to the desired direction of rotation of the rotor. So z. 13. Can a rotor made of a material of the same thickness by driving work designed raised so that the portion of the wave path is on one side of each Connection point is slightly higher, with the result that the air gap between the rotor and magnet 6, if the raised part of the wave path (lern magnet is opposite, is narrower than the air gap when the part of the path is on the other side of the Connection point is opposite the magnet. When the magnet from each of the extensions when he returns to the wave path, he will be drawn to that part of the path which is the forms a narrower air gap. Thus, the rotor is forced into the desired Direction to rotate.

Die Änderungen in der Breite des Luftspaltes (oder in den unter Bezugnahme auf die Fig. i und 2 beschriebenen Konstruktionen die Änderungen in der Breite oder Dicke des den Wellenpfad bildenden Werkstoffes) bewirken Änderungen der im Spalt aufgespeicherten Energie, indem die aufgespeicherte Energie während der Drehung des Rotors abwechselnd vermehrt oder vermindert wird. Jede Energiezunahme (infolge Zunahme der Spaltlänge oder einer Abnahme in Breite oder Dicke des aktiven Teils des Wellenpfades) erfolgt zwangsläufig zu einer Zeit wo die Polfläche des mit dem Wellenpfad zusammen arbeitenden Magneten sich längs eines Teils .des Pfades bewegt, dem sie nicht ausweichen kann. Die auf diese Weise gespeicherte Energie wird verwendet, um den Magneten in der gewünschten Richtung im Verhältnis zum Wellenpfad abzulenken, wenn er eine Anschlußstelle bei seiner Rückkehr von einer der Verlängerungen zum Wellenpfad erreicht.The changes in the width of the air gap (or in the reference on the Fig. i and 2 constructions described the changes in width or Thickness of the material forming the wave path) cause changes in the gap stored energy by removing the stored energy during rotation of the rotor is alternately increased or decreased. Every increase in energy (as a result of Increase in gap length or decrease in width or thickness of the active part of the wave path) takes place inevitably at a time when the pole face of the with the The magnet working together with the wave path moves along part of the path, which she cannot avoid. The energy stored in this way is used to deflect the magnet in the desired direction relative to the wave path, if he has a connection point on his return from one of the extensions to the Reached the wave path.

Die Anordnung der Vorrichtung wie in Fig. i gezeigt ist beträchtlicher Änderungen fähig. Zum Beispiel kann der magnetische Wellenpfad durch ein magnetisches Element gebildet werden, welches durch die Schwingvorrichtung getragen wird und so gestaltet ist, daß es mit einem Magnet auf dem Rotor zusammen arbeitet. Der Wellenpfad braucht nicht endlos zu sein, sondern kann sich über eine endliche Zahl von Wellenlängen erstrecken, die so angeordnet sind, daß sie mit einer Reihe von Polstücken auf dem Rotor zusammen arbeiten, die bei der Drehung des Rotors nacheinander in den Bereich des Wellenpfades gelangen.The arrangement of the device as shown in Fig. I is more substantial Capable of changes. For example, the magnetic wave path can be through a magnetic Element are formed, which is carried by the vibrating device and is designed to work with a magnet on the rotor. The wave path does not need to be endless, but can extend over a finite number of wavelengths extend, which are arranged so that they come with a series of pole pieces on the The rotor work together in the rotation of the rotor successively in the field of the wave path.

Das magnetische Element, welches den Wellenpfad bildet oder das Element, welches mit ihm zusammen arbeitet oder auch beide Elemente können permanenten Magnetismus besitzen. Das magnetische Element kann aber auch durch eine magnetisierende Spule oder einen Magneten von außen her polarisiert werden. Teile, die keinen Dauermagnetismus besitzen, aber wechselndem Magnetfluß unterworfen sind, können aus verlustarmem magnetischem Werkstoff hergestellt werden.The magnetic element which forms the wave path or the element which works with him or both elements can have permanent magnetism own. However, the magnetic element can also be a magnetizing coil or a magnet can be polarized from the outside. Parts that do not have permanent magnetism own, but are subject to alternating magnetic flux, can from low-loss magnetic material can be produced.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Counter or armature escapement, in which a rotor drives a vibrating or reciprocating element via a magnetic lock or is driven by the same and in which the locking is carried out by a magnetic force that is created through one or more air gaps between magnetic elements rotating or vibrating against each other acts, one of which has a wave-shaped circumference provided with extensions on the wave crests, the center line of which faces the pole face of the other element, characterized in that the element (i) forming the wave path (3) is designed such that the magnetic Force between him and the other element (2) from each connection point of the extensions (4, 5) in one direction (7) is greater than in the opposite direction (8).

2. Counter or anchor escapement according to claim i, characterized in that the element (i) forming the wave path (3) of each Connection point of the extensions (4, 5) formed wider in one direction (7) is than in the opposite direction (8).

3. Counter or lever escapement after Claim i, characterized in that the element forming the wave path (3) (i) from each connection point of the extensions (4, 5) in one direction (7 °) is made thicker than in the opposite direction (8a).

4. Counter or anchor escapement according to claim i, characterized in that the wave path (3) forming element (i) is shaped such that the air gap between the circumferential (i) and the vibrating (2) element from each junction of the extensions from in one direction (7) is smaller than in the opposite direction (8th).