Drehankerantrieb, insbesondere elektromagnetisches Schrittschaltwerk
Die Erfindung betrifft einen Drehankerantrieb, insbesondere ein elektromagnetisches
Schrittschaltwerk. Solche Schrittschaltwerke enthalten im allgemeinen zwei auf je
einem einpoligen Eisenkern sitzende, abwechselnd erregte Spulen, die nacheineinander
einem Drehanker einen Antriebsimpuls erteilen. Es sind jedoch auch schon Schrittschaltwerke
mit einem mehr als zweipoligen Magnetkern bekanntgeworden.Rotary armature drive, especially electromagnetic stepping mechanism
The invention relates to a rotating armature drive, in particular an electromagnetic one
Stepping mechanism. Such stepping mechanisms generally contain two on each
a single-pole iron core, alternately excited coils, one after the other
give a drive impulse to a rotating armature. However, there are already stepping mechanisms
became known with a more than two-pole magnetic core.
Eine wesentliche Verbesserung derartiger Drehankerantriebe erhält
man erfindungsgemäß dadurch, daß zwei durch je eine abwechselnd eingeschaltete Wicklung
erregte Ständerpolreihen vorgesehen sind, von denen ein läuferartiger und aus Weicheisen
bestehender Anker beeinflußt wird, wobei die Wicklungen und die Ständerpolreihen
rotationssymmetrisch zur Ankerachse angeordnet sind.A significant improvement in such rotating armature drives is obtained
one according to the invention in that two alternately switched-on winding
excited stator pole rows are provided, one of which is rotor-like and made of soft iron
existing armature is affected, the windings and the stator pole rows
are arranged rotationally symmetrical to the anchor axis.
Dadurch hat man die Möglichkeit, selbst bei hohen Frequenzen mit geringer
Drehzahl zu arbeiten, so daß die Massenkräfte auch bei hohen Frequenzen klein gehalten
werden können. Der Anker kann klein und leicht sein, er läuft zuverlässig in definierter
Richtung an. Schrittschaltwerke dieser Art lassen sich vorteilhaft zur Fernzählung
von Impulsen od. dgl. verwenden.This gives you the option of using lower frequencies even at high frequencies
Speed to work, so that the inertia forces are kept small even at high frequencies
can be. The anchor can be small and light, it runs reliably in a defined manner
Direction. Stepping mechanisms of this type can be used advantageously for remote counting
of pulses or the like. Use.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Auf einer Montageplatte g sind die beiden Ständerpolreihen e1 und e2
angeordnet. Diese sind z. B. im Falle der Ständerpolreihe e1 aus gestanzten Blechen
zusammengesetzt,
die über ein Jochstück H1 magnetisch miteinander
verbunden sind. Die Ständerpolreihe e2 kann ebenfalls aus gestanzten Blechen bestehen,
die beiden Stanzteile werden durch einen zylinderförmigen Mittelteil zusammengehalten.
Mit a ist der Anker bezeichnet, der beim Ausführungsbeispiel nach Bild I die Form
eines Topfes hat. Die Ankerpole liegen auf dem Zylindermantel des Topfes. Der Anker
sitzt auf der Achse x, die in dem Ständerteil e2 gelagert ist. Die Ankerachse x
trägt ein Sperrad r, in das eine Blattfeder s eingreift. Eine Feder f drückt gegen
eine Schwungmasse m, die über ein Reibplättchen b gegen den Flansch d der Achse
x drückt. Die Schwungmasse m ist angeordnet, um Eigenschwingungen des Ankers a,
die gegebenenfalls bei hohen und höchsten Drehzahlen eintreten könnten, zu verhindern.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing
shown. The two stator pole rows e1 and e2 are on a mounting plate g
arranged. These are e.g. B. in the case of the stator pole row e1 from stamped metal sheets
composed,
which are magnetically connected to each other via a yoke piece H1
are connected. The stator pole row e2 can also consist of stamped sheets,
the two stamped parts are held together by a cylindrical central part.
The armature is denoted by a, which in the exemplary embodiment according to Figure I has the shape
of a pot. The anchor poles lie on the cylinder jacket of the pot. The anchor
sits on the axis x, which is mounted in the stand part e2. The anchor axis x
carries a ratchet wheel r, in which a leaf spring s engages. A spring f presses against
a flywheel m, which via a friction plate b against the flange d of the axle
x presses. The flywheel m is arranged to avoid natural vibrations of the armature a,
which could possibly occur at high and extremely high speeds.
Die Ausführung der Polreihen der Ständerteile e1, e2 ist aus Bild
2 ersichtlich. Demnach besteht jeder Ständerpol aus einem Hauptpol St, Zh und einem
Nebenpol St, Zn. Zwischen dem Hauptpol des Ständers und dem entsprechenden Pol des
Ankers ist ein geringerer Luftspalt als zwischen einem Nebenpol des Ständers und
dem entsprechenden Ankerpol. Die Polreihen sind mehrpolig, und zwar ist die Polreihe
des Ständerteiles e2 um den Bruchteil einer Polteilung der Ständerpolreihe e1 gegen
diese versetzt. Die Ständerpolreihe e1 und e2 werden erregt durch ringförmige Spulen
b1 bzw. b2, die abwechselnd von den impulsweise gegebenen Stromstößen durchflossen
werden.The execution of the pole rows of the stator parts e1, e2 is from Fig
2 can be seen. Accordingly, each stator pole consists of a main pole St, Zh and one
Secondary pole St, Zn. Between the main pole of the stator and the corresponding pole of the
Armature is a smaller air gap than between a secondary pole of the stator and
the corresponding anchor pole. The pole rows are multi-pole, namely the pole row
of the stator part e2 by a fraction of a pole pitch of the stator pole row e1 against
this offset. The stator pole rows e1 and e2 are excited by ring-shaped coils
b1 and b2, through which the pulsed current surges flow alternately
will.
Entsprechend der Ständerpolausbildung ist auch der Anker, wie Bild
3 zeigt, mit Haupt- und Nebenpolen versehen. Hier ist AZh der Hauptpol, AZn der
Nebenpol eines Ankerpolzahnes. In einer gegebenen Stellung des Ankers steht ein
Hauptpol des Ankers AZh einem Hauptpol der einen Ständerpolreihe StZh gegenüber,
der Nebenpol des Ankers greift bis nahezu zur Hälfte über den folgenden Hauptpol
der beim nächsten Impuls zu erregenden Ständerpolreihe. Dies ergibt sich aus Bild
2, in dem die Hauptpole der Ankerpolzähne schraffiert und die Nebenpole nicht schraffiert
gezeichnet sind. Auf diese Weise wirkt der Anker mit Streunasen mit jeweils dem
nachfolgenden Ständerhauptpol zusammen, d. h. bei der nachfolgenden Erregung zieht
der betreffende Ständerteil über die Nebenpole des Ankers diesen so weit an, daß
der Hauptpol des Ankers dem betreffenden Hauptpol des Ständers gegenübersteht, d.
h. der Anker sucht sich immer in eine solche Lage einzustellen, daß für den Ständerfluß
Wege geringsten magnetischen Widerstandes vorhanden sind. Gemäß Bild 2 ist gerade
die äußere Spule b1 und mithin die Ständerpolreihe e1 erregt. Wird die Spule b2
erregt, so macht der Anker a einen Schritt, d. h. er sucht sich selbst mit seinen
Hauptpolen den Hauptpolen der Ständerpolreihe e2 gegenüberzustellen. Es wird also
durch abwechselndes Einschalten der inneren oder der äußeren Spule eine entsprechende
Drehung des Ankers erfolgen, die in einer eindeutig difinierten Richtung und mit
einer verhältnismäßig großen Kraft vor sich geht, Es könnten unter Umständen bei
Erreichen der Endstellung, d. h. wenn der Anker mit seinen Hauptpolen den Hauptpolen
einer Ständerpolreihe gegenübersteht, Schwingungen auftreten. Diese werden durch
das Sperrad r behoben, da durch die in das Rad eingreifende Feder s verhindert wird,
daß der Anker rückwärts schwingen und eine Stellung einnehmen könnte, aus der er
bei Eintreffen des nächsten Stromimpulses in entgegengesetzte Richtung laufen würde.
Obwohl der Anker a sehr leicht sein kann, könnte er eventuell bei einer bestimmten
Impulsfrequenz Eigenschwingungen aufweisen, die einen regelmäßigen Lauf verhindern
würden. Zu ihrer Beseitigung dient die bereits erwähnte Masse m, die entsprechend
der Spannung der Feder f von dem Flansch d über die Reibungsmasse b mitgenommen
wird. Durch geeignete Ausbildung der Scheibe m und der Feder f läßt sich ein einwandfreies
Arbeiten des Schaltwerkes bei niedrigen, mittleren und hohen Frequenzen und ein
zuverlässiger leichter Anlauf erreichen.The armature is also corresponding to the stator pole formation, as shown in the picture
3 shows provided with major and minor poles. Here AZh is the main pole, AZn the
Secondary pole of an armature pole tooth. In a given position of the anchor stands a
Main pole of the armature AZh opposite a main pole of a row of stator poles StZh,
the secondary pole of the armature reaches almost halfway over the following main pole
the stator pole row to be excited with the next pulse. This can be seen from Fig
2, in which the main poles of the armature pole teeth are hatched and the minor poles are not hatched
are drawn. In this way, the anchor with stray noses acts with each
subsequent stator main pole together, d. H. at the subsequent excitement pulls
the relevant stator part over the secondary poles of the armature this so far that
the main pole of the armature is opposite the relevant main pole of the stator, d.
H. the anchor always seeks to adjust itself in such a position that for the stator flux
Paths of least magnetic resistance are available. According to picture 2 is straight
the outer coil b1 and thus the stator pole row e1 are excited. If the coil b2
excited, the armature a takes a step, d. H. he searches for himself with his
Main poles to oppose the main poles of the stator pole row e2. So it will
by alternately switching on the inner or the outer coil a corresponding one
Rotation of the armature takes place in a clearly defined direction and with
a comparatively great force is going on, it could possibly with
Reaching the end position, d. H. if the anchor with its main poles is the main pole
opposite a row of stator poles, vibrations occur. These are through
the ratchet wheel r fixed, as the spring s that engages in the wheel prevents
that the anchor could swing backwards and take a position from which it
would run in the opposite direction when the next current pulse arrives.
Although the anchor a can be very light, it could possibly be with a certain one
Pulse frequency have natural oscillations that prevent regular operation
would. The already mentioned mass m, which is used accordingly, is used to eliminate it
the tension of the spring f is carried along by the flange d via the friction mass b
will. By suitable design of the disk m and the spring f can be a perfect
The switching mechanism works at low, medium and high frequencies and on
achieve reliable easy start-up.
Bei der topfförmigen Ausbildung des Ankers a nach Bild I sind die
Ständerpolreihen e1 bzw. e2 innerhalb und außerhalb des die Ankerpole aufweisenden
Zylindermantels angeordnet. Man kann den Anker, wie Bild 4 zeigt, auch als Scheibe
ausbilden und die Polreihe durch Stanzung auf einem konzentrisch zur Mittelachse
liegenden Kreis oder auf dem Umfang erzeugen. Bei Ausbildung des Ankers als Scheibe
liegen die Ständerpolreihen g1 und g2 beiderseits der Scheibe.In the case of the cup-shaped design of the armature a according to Figure I, the
Rows of stator poles e1 and e2 inside and outside of the one having the armature poles
Cylinder jacket arranged. As shown in Figure 4, the anchor can also be used as a washer
form and the pole row by punching on a concentric to the central axis
create a lying circle or on the circumference. When the armature is designed as a washer
are the stator pole rows g1 and g2 on both sides of the disc.