WO1997039516A1 - Elektrischer generator einer elektronischen kleinuhr - Google Patents

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WO1997039516A1
WO1997039516A1 PCT/CH1997/000136 CH9700136W WO9739516A1 WO 1997039516 A1 WO1997039516 A1 WO 1997039516A1 CH 9700136 W CH9700136 W CH 9700136W WO 9739516 A1 WO9739516 A1 WO 9739516A1
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WO
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pole faces
armature
rotor
stator
magnetic pole
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PCT/CH1997/000136
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nadim Azzam
Original Assignee
Mondaine Watch Ltd.
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K35/00—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit
    • H02K35/02—Generators with reciprocating, oscillating or vibrating coil system, magnet, armature or other part of the magnetic circuit with moving magnets and stationary coil systems
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces

Definitions

  • the invention relates to an electric generator of a small electronic watch, the rotor of which can be driven by a flywheel and which is intended for charging a power source that feeds the clockwork, with a permanent magnet arrangement and with an armature arrangement which has at least armature plates which form a coil and armature poles, the circularly arranged magnetic poles and armature poles limit an annular air gap.
  • the term armature is understood here in a conventional manner to mean the wound generator part, in which an electrical voltage is induced by rotation of a magnetic field.
  • the armature can be fixed, ie belong to the stator or form the stator, or rotate itself, ie belong to the rotor or form the rotor.
  • the permanent magnet arrangement forms the rotor, in the second case the stator.
  • a small watch with a generator of the type mentioned, in which the armature forms the stator, is known (for example EP-A-0683442, US-A-4008566).
  • the power source for example a small accumulator or a capacitor
  • the generator is charged by the generator, the rotor of which is firmly connected to a flywheel, and the movement of the clock on the wrist is set in motion.
  • the rotor which can be rotated around the center of the small clock, is magnetized or provided with permanent magnets in such a way that magnetic poles are located along its circumference, with the opposite polarity.
  • the coil arrangement of the stator can in particular be a ring coil which concentrically surrounds the rotor in the known small clock according to LP-A 0683442.
  • the magnetic field strength In order to generate a sufficiently large induction voltage when the rotor rotates, which is sufficient for reliable charging of the current source, the magnetic field strength must be as high as possible because the speed of the rotor that can be achieved by the movement of the wrist or gravity is generally not very high is great if you want to do without speed translation between the driving weight and the rotor.
  • a high field strength requires the use of permanent magnets as strong as possible and a maximum possible number of poles.
  • the present invention is based on the object of using simple means to reduce the holding torque ⁇ es of the rotor, but nevertheless utilize the magnetic flux from the permanent magnets in the induction phase, that is to say when the rotor is rotating, practically to the maximum for power generation.
  • the generator according to the invention is characterized by the features specified in the characterizing part of claim 1 or claim 2.
  • the magnetic pole faces and the armature pole faces are designed such that, when the rotor is at rest, at least the majority of the armature pole faces cover only part of a magnetic pole face in order to reduce the holding torque of the rotor in a rest position, but at Rotation of the rotor each armature pole area is covered by the entire area of a magnetic pole.
  • the armature expediently forms the stator and the permanent magnet arrangement forms the rotor, so that no slip rings are required.
  • stator and stator poles instead of armature and armature poles.
  • a first embodiment consists of the stator pole faces being delimited on both sides, symmetrically with respect to their center line parallel to the rotor axis, by triangular edges, that is to say triangular or trapezoidal, while the magnetic pole faces are essentially rectangular.
  • the dimension of the magnetic pole surfaces in the circumferential direction of the rotor can be smaller than the base line of the triangular or trapezoidal stator pole surface.
  • the bevelled stator poles alternately engage from one side and from the other without touching one another.
  • two disc-shaped stator laminations are provided on both sides of a toroidal coil, on the edges of which the stator poles are formed by punching out, which are bent at right angles to complete the stator, so that they protrude over the circumference of the toroidal coil in the assembled state of the generator .
  • the stator poles of one plate engage between those of the other plate.
  • a second embodiment consists in that the magnetic pole faces are not distributed aquidistantly over the rotor circumference, but are arranged in such a way that, when the rotor is at rest, a certain number of magnetic pole faces are suitably offset relative to the opposite stator pole faces, as will be described later in the description will be explained in more detail. Outside in this case there is a smaller one when the rotor is at rest Coverage of the stator poles by the magnetic poles and thus a smaller holding torque without the practically maximum utilization of the preceding magnetic field strength being neglected in the induction phase.
  • the magnetic pole surfaces or the stator pole surfaces can be delimited by lines parallel to the circumferential direction, so that in the rest position of the rotor only a partial overlap of the stator pole and magnetic pole surfaces takes place.
  • the magnetic pole faces are so narrow that the stator pole faces that in a rest position of the rotor, the stator pole face opposite a magnetic pole face protrudes beyond the lateral boundaries of the magnetic pole face in both circumferential directions, such that at the first moment of start-up do not change the coverage areas of the poles and thus the effective magnetic flux.
  • triangular or trapezoidal or rectangular stator pole faces can be so large that they completely cover the opposite magnetic pole face when the rotor is at rest and protrude on both sides in the circumferential direction.
  • At least two of the above-mentioned measures are combined, in particular the use of beveled srator poi areas in connection with the mentioned, in Magnet pole faces offset circumferentially.
  • a magnetization of the permanent magnet arrangement that is sinusoidal in the circumferential direction of the rotor can be provided, each sine half-wave corresponding to a magnetic pole.
  • FIG. 1 shows the example of a wristwatch in section, in which a generator according to the invention is housed
  • FIG. 2 shows a plan view of one of the disk-shaped stator sheets with triangular poles formed by punching along its circumference, in the flat state before the poles are bent,
  • FIG. 3 shows the stator plate according to FIG. 2 with poles bent at right angles, these poles being directed below the plane of the drawing in the illustration according to FIG. 3,
  • FIG. 4 shows a schematic section through the stator sheet according to IV-IV according to FIG. 3,
  • Figure 5 is a schematic plan view of the unwound stator pole faces, which belong to the two stator laminations which open the coil according to Figure 1 on both sides, the bent Engage the stator poles of the upper plate between the bent stator poles of the lower plate,
  • FIG. 6 shows a view corresponding to FIG. 5 of the stator poles shown in a developed state, with a hint of the magnetic poles lying behind, in a rest position of the rotor,
  • FIG. 7 shows a partial top view of a stator sheet with differently shaped stator poles, in the flat state
  • FIG. 8 shows a schematic plan view of the interlocking stator poles of two sheets according to FIG.
  • FIG. 9 shows a partial top view of a stator sheet with stator poles shaped differently, in the flat state
  • FIG. 10 shows a schematic plan view of the interlocking stator poles of two stator laminations according to FIG.
  • FIG. 11 shows a schematic representation of the stator pole and magnetic pole surfaces shown in a developed manner in accordance with another embodiment of the invention with magnetic poles offset in part in the circumferential direction
  • FIG. 12 shows a further embodiment of the invention, according to which the magnetic pole surfaces shown in an unwound manner have boundaries oriented obliquely to the circumferential direction of the rotor.
  • FIG. 13 shows a schematic representation of a further embodiment, according to which the magnetic pole surfaces are magnetized sinusoidally
  • FIGS. 14 to 19 are schematic representations of further exemplary embodiments with different pole shapes and pole arrangements, and
  • Figure 20 shows a preferred embodiment of the stator coil arrangement in a generator according to the invention.
  • the small watch according to FIG. 1 has a housing with a middle housing part 1, which is closed at the top by a watch glass 2 and at the bottom by a base 3.
  • An electronic clockwork 4 is held by means of a plastic retaining ring 5 and carries a dial 6.
  • a generator is arranged, which has a stator arrangement 7 with two stator plates 8 and 9 and an annular coil 10 arranged therebetween and a rotor 20.
  • stator laminations 8 and 9 the shape of which will be explained in more detail later with reference to FIGS. 2 to 6, have projections bent over at right angles at the edge, which form the stator poles, the stator laminate 8 which is bent upwards downward in the illustration according to FIG. 1 and the lower stator plate 9 has stator poles 90 which are bent upward and which engage alternately and lie on a circle which is concentric with the axis of the small clock.
  • the toroid 10 is wound on an inner soft iron 11 which, together with the two stator sheets 8 and 9, which are provided with an opening in the middle, are pressed onto a central screw nut 13. This nut 13 is screwed onto a threaded projection 14 formed on the inside of the base 3. Between The outer circumference of the belt coil 10 and the circularly arranged stator poles 80 and 90, which surround the belt coil at a distance, are arranged a spacer ring 12.
  • the coil ends are connected to an annular circuit board 16, which is arranged concentrically to the rotor axis.
  • This printed circuit board 16 is electrically connected on the one hand to the charging circuit 16 ′ for the current source, for example a capacitor, consisting of an integrated circuit, and on the other hand by means of spring contacts 17 to the poles of the current source accommodated in the clockwork housing.
  • the rotor consists of a ring 21 lying below the stator arrangement 7, which is rotatably mounted around the center of the clock by means of a ball bearing 24, and an annular permanent magnet arrangement 22 carried by this ring, the inner circumference of which surrounds the circularly arranged stator poles with the formation of an air gap.
  • a flywheel 23 is attached, which extends in a sector-shaped manner only over part of the circumference of this ring 21 and therefore acts as an imbalance. It lies in a free annulus near the circumference of the housing.
  • the inner ring of the ball bearing 24 is seated on a pin formed in the center of the base 3, which is extended inwards by the threaded bolt 14 mentioned.
  • the ring-shaped permanent magnet arrangement 22 is magnetized such that there are magnetic poles opposite the stator poles with alternating polarity on its inner circumference.
  • the permanent magnet arrangement can also consist of permanent magnets attached to the ring 21.
  • FIGS. 2 to 6 represent a first exemplary embodiment.
  • both stator sheets 8 and 9 each have 14 equidistant triangular stator poles, which are formed by stamping from a flat sheet, as shown in FIG. 2 for the upper stator sheet 8 with its 14 stator poles 80.
  • FIG. 3 shows the same stator sheet with poles bent at a right angle in the direction of the underside of the drawing plane, as indicated in the section in FIG. 4.
  • Both stator laminations 8 and 9, which are mounted on both sides of the coil 10 are aligned with one another in such a way that, in the assembled state, their stator poles 80 and 90 facing one another, as shown schematically in FIG.
  • stator pole faces 81 and 91 face the annular permanent magnet arrangement 22.
  • This permanent magnet arrangement has exactly as many magnetic poles as there are stator poles, in the example considered 28 magnetic poles which directly adjoin one another with their rectangular pole faces.
  • FIG. 6 shows the development of the magnetic and stator poles in an idle state of the rotor, in which all stator pole faces 81, 91 face the rectangular magnetic pole faces N (north), S (south) of the magnetic poles, that is to say those shown in broken lines, parallel to the rotor axis oriented center lines of the stator pole and magnetic pole surfaces lie one above the other.
  • the stator poles have the shape of a triangle, the base line of which is larger than the dimension of a magnetic pole surface in the circumferential direction, and a height, that is to say a dimension parallel to the rotor axis, which is at least equal to the height of a magnetic pole surface N, S.
  • This configuration ensures that in the rest position shown, the stator pole faces are only covered by part of the magnetic pole faces, so that only part of the magnetic field strength acts as a holding torque.
  • the region of each stator pole face adjacent to the base line, for example stator pole face 81 not only overlaps the opposite magnetic pole face N, but also the corners of the magnetic pole faces S adjacent on both sides, which further reduces the holding torque. Because of the oblique lateral delimitation of the stator pole faces, there is no sudden, but rather slow, steady change in flow direction when changing the pole, which is a further effect to facilitate the start-up.
  • Deflection of the rotor from its rest position therefore requires a correspondingly lower force, that is to say only a slight movement of the wrist or only a slight tilting of the watch, so that the flywheel starts to move with the rotor.
  • the entire magnetic pole surfaces are swept over the stator pole surfaces, so that the entire magnetic field strength is used for induction.
  • stator poles 80 and 90 are chamfered on both sides, so that the stator pole faces 81 and 91 are delimited on both sides, preferably symmetrically with respect to the center line oriented parallel to the rotor axis, by sc rage edges and that their height is preferably at least as great is like the corresponding dimension of the magnetic pole surfaces in order to use the available magnetic flux as much as possible when the rotor is turned.
  • the bevel angle ⁇ between the base line and a beveled side of a stator pole face which in the example considered according to FIG. 6 is approximately 55 °, can also be selected differently, in particular be chosen larger, as shown in the examples according to FIGS. 7 to 10.
  • the magnetic pole faces are again rectangular and directly adjoin one another.
  • the bevel angle ⁇ is approximately 60 ° and in the example according to FIGS. 9 and 10 approximately 70 °.
  • their height is dimensioned so that the stator pole faces 81 and 91 have a trapezoidal shape according to FIGS. 8 and 10, as also shown in FIGS. 7 and 9 for the stator sheet 8 with its poles 80 , between which the end faces of the poles 90 shown bent are indicated.
  • FIG. 11 shows the stator and magnetic poles in the unwound state, the stator poles again, as in the example 2 to 6, beveled to form triangular stator pole faces 81 and 91 and the immediately adjacent magnetic pole faces are rectangular.
  • the base line of a triangular stator pole face is again larger than the dimension of a magnetic pole face in the circumferential direction.
  • the stator poles are again arranged in an aquidistant manner, that is to say the center lines of the stator pole faces 81, 91 oriented parallel to the rotor axis are always at the same distance from one another, the magnetic poles are not aquidistant.
  • the center lines of the stator pole faces 81, 91 and the center lines M of the magnetic pole faces N1, S1, N2, S2, etc., are drawn in dashed lines in FIG.
  • 16 stator poles and 16 magnetic poles are present and that in the illustrated idle state of the rotor, only every fourth stator pole is aligned with a magnetic pole.
  • Those pole pairs to which the magnetic poles N1, N3 and N5 belong are aligned according to FIG. With these pole pairs, the center lines of the pole flaps are aligned one above the other, which is indicated in FIG. 11 by the distance 0.
  • the magnetic pole faces lying on both sides of an aligned pole pair are displaced by small distances x or 2x in the opposite sense in relation to the stator pole faces overlapping them, the sum of the displacements in one circumferential direction being at least approximately equal to the sum of the displacements m in the other circumferential direction.
  • the three magnetic pole faces S2, N2, S1 which lie to the left of the aligned pole pair (N3, 81) between this and the following aligned pool pair (Nl, 81), with their center lines M around the distances x, 2 >. or xm of the one circumferential direction, according to FIG. 11, shifted to the right relative to the center lines of the opposite stator pole faces 81, 91.
  • the magnetic pole faces lying on either side of them are again offset in the opposite sense, that is to say the magnetic pole faces S16, N16, etc. following one another on the left of the aligned pole pair (N16, 81) are around the corresponding distances x, 2x etc. are shifted to the left, while the magnetic pole faces S5 etc. lying on the right side of the pole pair (N5, 81) aligned to the right in FIG. 11 are shifted to the right by the corresponding distances x etc.
  • stator poles can also be offset in an analogous manner as described, which results in the same effect.
  • the above-described displacement of the magnetic pole surfaces can in principle also be the only measure for reducing the holding torque, that is to say it can be used with rectangular magnetic pole and stator pole surfaces of the same design. However, if this measure is combined with the measure of the beveled stator poles, as shown in FIG. II, is combined, the effect of reducing the holding torque is of course stronger, without having to forego the full utilization of the available magnetic flux.
  • stator pole faces 82, 92 are rectangular pole faces of poles, which are formed on the edge of two stator sheets, similar to the stator sheets 8 and 9 according to FIG. 1, and which engage alternately from both sides.
  • the stator pole faces 82, 92 seen in the circumferential direction of the rotor, completely cover the magnetic pole faces N22, S22 in the idle state.
  • the arrangement can also be such that the obliquely oriented magnetic pole faces intersect the lateral edges of the stator pole faces opposite them in the idle state and possibly overlap the stator pole faces adjacent on both sides in a corner region.
  • stator pole faces are delimited by parallel edges oriented obliquely to the circumferential direction and the magnetic pole faces are rectangular, these magnetic pole faces either directly adjoining one another in the circumferential direction or else in Distance from each other.
  • Inclined magnetic pole faces can also be used with stators with triangular or trapezoidal stator pole faces.
  • An additional measure to reduce the holding torque of the rotor is that the surface of the magnetic poles is not magnetized uniformly strong, but that the magnetization takes place in such a way that its strength changes in the circumferential direction across the pole faces in a sinusoidal manner, as schematically shown in FIG. 13 for the sequence the magnetic pole surfaces N ', S', etc. are shown.
  • the stator pole faces 81, 91 are again triangular.
  • the density of the vertical lines on the pole faces is intended to indicate the magnetic flux density which becomes stronger towards the center of the pole, which is illustrated below in FIG. 13 by a sinusoidal magnetization film. Each sine half-wave corresponds to one pole face.
  • This sinusoidal magnetization ensures that the range of maximum field strengths moves over the same stator pole at the first moment of start-up and thus practically does not cause any holding torque. Furthermore, the magnetic flux density changes its direction continuously and not abruptly when changing poles, which also makes it easier for the rotor to start up.
  • a preferred embodiment of the generator according to the invention consists in the use of all three measures described, that is to say the combination of stator poles with bevelled sides, staggered magnetic poles and sinusoidal magnetization of the magnetic pole surfaces.
  • This preferred embodiment therefore has the combined features of the exemplary embodiments explained in FIGS. 11 and 13, the maxima and Mmima of the sinusoidal magnetization curve not following one another at uniform intervals, but rather being offset in accordance with the pole center glues M according to FIG.
  • FIGS. 14 to 17 schematically show four further possible combinations of rectangular magnetic pole faces, which are spaced apart from one another in the examples considered, and triangular stator pole faces of poles, which in turn can be formed on two stator plates, as in the example according to FIG. 1, and both Alternate sides.
  • the base lines of the triangular stator pole faces 83, 93 are as large as the dimension of the magnetic pole faces N23, S23 in the circumferential direction, so that the lateral boundaries of the magnetic pole faces are not exceeded by the stator pole faces in the idle state of the rotor.
  • the baselines of the triangular stator pole faces 84, 94 are substantially smaller than the dimension of the magnetic pole faces N24, S24 in the circumferential direction, so that when the rotor is at rest, the magnetic pole faces project beyond the stator pole faces on both sides, that is to say in the circumferential direction.
  • This configuration and arrangement of the poles creates a further effect according to the invention, which reduces the holding torque and consists in that the true ⁇ the first period of startup, in one or the other circumferential direction, the covering areas of the stator and magnetic poles and thus the viable magnetic flux do not change.
  • the magnetic pole surfaces completely cover the opposite stator pole surfaces during startup, practically no holding torque is effective at all and there is no holding force to be overcome.
  • the rotor is at rest, there is a kind of indifferent equilibrium, so that the rotor starts to move under the action of a very small external force and, when the magnetic forces begin to take effect when changing poles, already has a certain momentum.
  • FIG. 16 shows an exemplary embodiment in which the above-described effect also occurs, namely that practically no change in the magnetic flux is effective in the first moments of the start-up and therefore the rotor does not need to overcome any force in the first moment of the start-up.
  • stator pole and magnetic pole surfaces are reversed.
  • the dimensions of the rectangular magnetic pole faces N25, S25, which are practically square in the example considered, are so much smaller than the triangular stator pole faces 85, 95 that in the rest position oes
  • Each magnetic pole surface is surmounted on both sides by the opposite stator pole surface.
  • the triangular stator pole faces also have the effect that the direction of the magnetic flux does not change abruptly but continuously when the pole is changed.
  • the example according to FIG. 17 is a variant of the embodiment according to FIG. 6, in which the rectangular magnetic pole surfaces N21, S21 are at a distance from one another and the triangular stator pole surfaces 81, 91 are so long at their base that they do not only partially the when the rotor is at rest opposite magnetic pole surface, but also overlap the two adjacent magnetic pole surfaces in a corner area.
  • both the magnetic pole faces and the stator pole faces are rectangular.
  • the stator pole faces 86, 96 are narrower, namely in the example considered by about a third narrower than the magnetic pole faces N26, S26. This again results in the already mentioned effect that practically no holding torque is effective in the first phase of the start-up because the effective magnetic flux does not change. Since the stator pole faces only partially cover the magnetic pole faces in the idle state, the effect previously described due to only partial pole coverage is also effective in this embodiment according to FIG. 18.
  • stator pole In the rest position of the rotor, the stator pole only partially covers a magnetic pole, but preferably, parallel to the rotor axis, has a height which is at least as large as the height of the magnetic pole surface in order to make full use of the flux available during rotation. This effect is effective in the examples according to FIGS. 6 to 11, 13, 14, 15, 17 and 18.
  • the magnetic pole surface is narrower in the circumferential direction than the stator pole surface (example according to FIGS. 16 and 19).
  • stator pole face In the rest position of the rotor, a stator pole face not only overlaps the opposite magnetic pole face, but also somewhat the two adjacent magnetic pole faces (examples according to Figures 6, 11, 13 and 17).
  • stator poles or the magnetic poles are offset by certain distances m in one or the other circumferential direction with respect to the pole faces lying opposite in the rest position, but the sum of all displacements in one direction is equal to the sum of all displacements in the other direction is (example according to Figure 11).
  • FIG. 20 shows a preferred embodiment of the stator coil arrangement which consists of a double coil, that is to say of two coils 10a and 10b which are expediently wound at the same time and are therefore the same.
  • These two coils can be connected in series or in parallel, taking into account the winding direction, using an electronic switch 30, depending on the size of the generator.
  • an electronic switch 30 depending on the size of the generator.
  • the two coils are connected in series, there are twice the number of turns and twice the resistance compared to the parallel connection. With the optional switchover, the number of turns and the resistance can be doubled or halved.
  • the induced voltage is proportional to the number of turns of the coil.
  • the resistance of the coil increases with its number of turns and thus reduces the charging current generated. Since the induced voltage of depends on the speed of the rotor and this can vary from case to case, the optimal combination of the number of turns and the resistance of the coil is not a constant value, but changes with the value of the voltage. With slow movements, a large number of turns is advantageous in order to maintain an effective charging voltage. In contrast, with faster movements to adjust the resistance, the resistance should be as small as possible in order to achieve an optimal charge. Since, for reasons of space, only the smallest possible coil volume is available, only the eme or the other type of coil can be used.
  • the switchover point can now be selected for any given generator configuration with regard to optimal charging as a function of a company size, which can depend on the rotor speed or the frequency of the pole change, the induced voltage and the charging voltage of the current source.
  • the switchover points can be stored in a switchover logic on the basis of calculated data or can be determined as a function of the currently measured values.
  • a further measure for reducing the holding torque is that the coil arrangement 10 according to FIG. 1 or the two coils 10a and 10b forming the coil arrangement according to FIG. 20 can be switched on and off by an electronic switch 31 (FIG. 20), that is to say by the La ⁇ esclien switched off for the current source and can be connected to this charging circuit.
  • the coil arrangement in the In the idle state, the coil arrangement is switched off, so that the starting torque is reduced accordingly.
  • the coil arrangement is then switched on in each case to use the induced voltage for charging the current source.
  • This electronic switch 31 can also be operated automatically by a corresponding switchover logic.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiments described, but includes multiple variants, in particular with regard to the construction of the generator and the stator pole shapes.
  • the coil arrangement of the stator can also surround the internal permanent magnet arrangement.
  • the configuration described with reference to FIG. 1, according to which the ring-shaped permanent magnet arrangement surrounds the coil arrangement of the stator on the outside, has the advantage, however, that the coil has a smaller resistance due to its shorter length, with the same number of turns, otherwise.
  • the permanent magnet arrangement can also be fixedly mounted, while the coil arrangement with its pole plates is movable, that is to say mounted on the rotor.

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Abstract

Der Generator hat einen durch eine Schwungmasse antreibbaren Rotor mit einer ringförmigen Dauermagnetanordnung, welche den Stator mit seiner Spule und mit Statorpole aufweisenden Statorblechen unter Bildung eines ringförmigen Luftspalts konzentrisch umgibt. Die Magnetpolflächen (N, S) und die Statorpolflächen (81, 91) sind so ausgebildet, dass in einer Ruhestellung des Rotors wenigstens die überwiegende Anzahl der Statorpolflächen (81, 91) jeweils nur einen Teil einer Magnetpolfläche (N, S) überdeckt, um das Haltemoment des Rotors in einer Ruhestellung zu verringern. Bei Drehung des Rotors wird jedoch jede Statorpolfläche von der gesamten Fläche eines Magnetpols überstrichen, so dass praktisch der gesamte Magnetfluss für die Induktion ausgenutzt wird. Vorzugsweise sind die Statorpole beidseitig abgeschrägt und haben dreieck- oder trapezförmige Gestalt, wobei die Abmessung der Magnetpolflächen (N, S) in Umfangsrichtung des Rotors kleiner als die Grundlinie der dreieckförmigen oder trapezförmigen Statorpolflächen (81, 91) sein kann.

Description

Elektrischer Generator einer elektronischen Kleinuhr
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Generator einer elektronischen Kleinuhr, dessen Rotor von einer Schwungmasse antreibbar und welcher zum Aufladen einer das Uhrwerk speisenden Stromquelle bestimmt ist, mit einer Dauermagnetanordnung und mit einer Ankeranordnung, die wenigstes eine Spule und Ankerpole bildende Ankerbleche aufweist, wobei die kreisförmig angeordneten Magnetpole und Ankerpole einen ringförmigen Luftspalt begrenzen.
Unter dem Ausdruck Anker wird hier in konventioneller Weise der bewickelte Generatorteil verstanden, in welchem durch Rotation eines Magnetfeldes eine elektrische Spannung induziert wird. Der Anker kann dabei feststehen, also zum Stator gehören oder den Stator bilden, oder aber selber rotieren, also zum Rotor gehören oder den Rotor bilden. Im ersten Falle bildet die Dauermagnetanordnung den Rotor, in zweiten Falle den Stator.
Eine Kleinuhr mit einem Generator der erwähnten Art, bei dem der Anker den Stator bildet, ist bekannt (zum Beispiel EP-A-0683442, US-A-4008566) . Bei diesen Kleinuhren wird die Stromquelle, zum Beispiel ein Kleinakkumulator oder ein Kondensator, durch den Generator aufgeladen, dessen Rotor mit einer Schwungmasse fest verbunden ist und durcn die Bewegung der Uhr am Handgelenk in Schwingungen versetzt wird. Der um das Zentrum der Kleinuhr drehbare Rotor ist so magnetisiert oder derart mit Dauermagneten versehen, dass sich längs seines Umfangs Magnetpole abwecnsein- der Polarität befinden. Diesen Magnetpolen liegen konzentrisch die Pole des Stators gegenüber, weicner die Spulenanordnung tragt, m der bei Bewegung des Rotors Stromimpluse induziert werden, die nach Gleichrichtung zum Laden der Stromquelle dienen. Bei der Spulenanordnung des Stators kann es sich insbesondere um eine Ringspule handeln, welche bei der bekannten Kleinuhr nach der LP-A 0683442 den Rotor konzentrisch umgibt.
Um bei Drehung des Rotors eine hinreichend grosse Induktionsspannung zu erzeugen, welche für eine zuverlässige Aufladung der Stromquelle ausreicht, muss für eine möglichst hohe magnetische Feldstarke gesorgt werden, weil die durch die Bewegung des Handgelenks bzw. die Schwerkraft erzielbare Geschwindigkeit des Rotors im allgemeinen nicht sehr gross ist, wenn man auf eine Geschwindigkeitsubersetzung zwischen dem antreibenden Gewicht und dem Rotor verzichten will. Eine hohe Feldstarke bedingt die Verwendung möglichst starker Dauermageten und einer maximal möglichen Polzahl. Das fuhrt jedoch dazu, dass das Haltemoment des Rotors in seiner Ruhestellung, das heisst also, in derjenigen Stellung, in welcher der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises minimal ist, vernaltmsmassig gross ist. Das Dedeutet mit anαeren Worten, dass die Kraft, die auf den Rotor ausgeübt werden muss, bis er anfangt, sich zu drehen, ziemlich gross sein muss, so dass der Rotor bei nur kleinen, schwachen Bewegungen der Kleinuhr, insbesondere bei nur Kleinen Kippbewegungen, nicht soweit aus se.ner Ruhestellung herausbewegt wird, dass ein merklicher Induktionsvorgang stattfindet.
Dieser Umstand bildet das Hauptproblem bei einer Kleinuhr der beschriebenen Art, welche die Nachteile einer mechanischen Geschwindigkeitsubersetzung vermeidet und einen Kostengünstigen Generatoi ermöglicht .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Mitteln das Haltemoment αes Rotors zu verringern, trotzdem jedoch den von den Dauermagneten herrührenden magnetischen Fluss in der Induktionsphase, das heisst also bei Drehung des Rotors, praktisch maximal zur Stromerzeugung auszunutzen.
Zur Losung dieser Aufgabe ist der Generator nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gekennzeichnet .
Gemäss der ersten Losung nach Anspruch 1 sind die Magnetpolflachen und die Ankerpolflachen so ausgebildet, dass in einer Ruhestellung des Rotors wenigstens die überwiegende Anzahl der Ankerpolflachen jeweils nur einen Teil einer Magnetpolflache überdeckt, um das Haltmoment des Rotors in einer Ruhestellung zu verringern, dass jedoch bei Drehung des Rotors jede Ankerpolflache von der gesamten Flache eines Magnetpols überstrichen wird.
Auf diese Weise wird erreicht, dass in einer Ruhestellung des Rotors nur ein Teil der vorhandenen magnetischen Feldstarke als Haltemoment wirkt, bei Drehung des Rotors jedoch praktisch der gesamte magnetische Fluss für die Induktion ausgenutzt wird.
Zweckmassigerweise bildet der Anker den Stator und die Dauermagnetanordnung den Rotor, so dass keine Schleifringe erforderlich sind. Nachstehend wirα daher von Stator und Statorpolen anstatt von Anker und Ankerpolen gesprochen.
Die Erfindungsidee lasst sich auf verschiedene Art und Weise verwirklichen. Eine erste Ausfuhrungsform besteht darin, dass die Statorpolflachen beidseitig, symmetrisch in Bezug auf ihre zur Rotorachse parallele Mittellinie, durch schräge Rander begrenzt, also dreieckförmig oder trapezförmig sind, wahrend die Magnetpolflachen im wesentlichen rechteckformig sind. Dabei kann die Abmessung der Magnetpolflachen in Umfangsrichtung des Rotors kleiner als die Grundlinie der dreieck- beziehungsweise trapezförmigen Statorpolflache sein. Die abgeschrägten Statorpole greifen abwechselnd von der einen und von der anderen Seite her ohne Berührung ineinander. Zweckmassigerweise sind zwei, auf beiden Seiten einer Ringspule angeordnete, scheibenförmige Statorbleche vorgesehen, an deren Randern durch Ausstanzen die Statorpole gebildet sind, welche zur Fertigstellung des Stators im rechten Winkel gebogen werden, so dass sie in montiertem Zustand des Generators über den Umfang der Ringspule ragen. Dabei greifen die Statorpole des einen Blechs zwischen die des anderen Blechs ein.
Eine zweite Ausfuhrungsform besteht darin, dass die Magnetpolflachen nicht aquidistant über den Rotorumfang verteilt, sondern so angeordnet sind, dass in einer Ruhestellung des Rotors eine bestimmte Anzahl von Magnetpolflachen relativ zu den gegenüber befindlichen Statorpolflachen in geeigneter Weise versetzt sind, wie es spater in der Beschreibung noch naher erläutert wird. Auen in diesem Falle besteht m einer Ruhestellung des Rotors eine kleinere Ueberdeckung der Statorpole durch die Magnetpole und damit em kleineres Haltemoment, ohne dass in der Inαuktionsphase die praktisch maximale Ausnutzung der vornandenen magnetischen Feldstarke beemtracntigt wird.
In einer weiteren Ausfuhrungsform können αie Magnetpolflachen oder die Statorpolflachen durch zur Umfangsrichtung schräge parallele Linien begrenzt sein, so dass in der Ruhestellung des Rotors wiederum nur eine teilweise Ueberdeckung von Statorpol- und Magnetpolflachen stattfindet.
Gemäss der zweiten Losung der Erfindungsaufgabe nach Anspruch 2 sind die Magnetpolflachen derart schmaler als die Statorpolflachen, dass in einer Ruhelage des Rotors die einer Magnetpolflache gegenüberliegende Statorpolflache nach beiden Umfangsrichtungen hin über die seitlichen Begrenzungen der Magnetpolflache hinausragt, derart, dass im ersten Moment des Anlaufs sich die Ueberdeckungsflachen der Pole und damit der wirksame magnetische Fluss nicht verandern.
Hierbei können dreieck- oder trapezförmige oder aber rechteckformige Statorpolflachen so gross sein, dass sie in einer Ruhelage des Rotors die gegenüberliegende Magnetpolflache vollständig überdecken und in Umfangsrichtung beidseitig überragen.
In bevorzugten Ausfuhrungsformen des Generators nach der Erfindung mit einer den Rotor bildenden Dauermagnetanordnung sind wenigstens zwei der vorstehend erwähnten Massnahmen kombiniert, msoesondere die Verwendung abgeschrägter Sratorpoiflachen in Verbindung mit den erwähnten, in Umfangsrichtung versetzten Magnetpolflachen. Ausserdem kann dabei als weitere erfindungsgemasse Massnahme eine in Umfangsrichtung des Rotors sinusforrru qe Magnetisierung der Dauermagnetanordnung vorgesehen sein, wobei jede Sinushalbwelle einem Magnetpol entspricht .
Zweckmassige Ausgestaltungen des Generators nach der Erfindung ergeben sich aus den abhangigen Ansprüchen .
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert, bei denen stets der Anker den Stator bildet; daher wird nachstehend immer von "Stator" anstatt von Anker gesprochen. Es zeigen:
Figur 1 das Beispiel einer Armbanduhr im Schnitt, in welcher ein Generator nach der Erfindung untergebracht ist,
Figur 2 eine Draufsicht auf eines der scheibenförmigen Statorbleche mit längs seines Umfangs durch Stanzen gebildeten dreieckförmigen Polen, im ebenen Zustand vor dem Umbiegen der Pole,
Figur 3 das Statorblech nach Figur 2 mit im rechten Winkel umgebogenen Polen, wobei diese Pole in der Darstellung nach Figur 3 unter die Zeichenebene gerichtet sind,
Figur 4 einen schematischen Schnitt duren das Statorblech gemäss IV - IV nach Figur 3,
Figur 5 eine schematische Draufsicht auf die abgewickelt dargestellten Statorpolflachen, welche zu den beiden Statorblechen gehören, welche die Spule nach Fiαur 1 beidseitig emschliessen, wobei die umgebogenen Statorpole des oberen Blechs zwischen die umgebogenen Statorpole des unteren Blechs eingreifen,
Figur 6 eine der Figur 5 entsprechende Ansicht der abgewickelt dargestellten Statorpole mit Andeutung der dahmterliegeden Magnetpole, in einer Ruhestellung des Rotors ,
Figur 7 eine teilweise Draufsicht auf em Statorblech mit anders geformten Statorpolen, im ebenen Zustand,
Figur 8 eine schematische Draufsicht auf die abgewickelt dargestellten, ineinandergreifenden Statorpole zweier Bleche gemäss Figur 7,
Figur 9 eine teilweise Draufsicht auf em Statorblech mit nochmals anders geformten Statorpolen, im ebenen Zustand,
Figur 10 eine schematische Draufsicht auf die abgewickelt dargestellten, ineinandergreifenden Statorpole zweier Statorbleche nach Figur 9,
Figur 11 eine schematische Darstellung der abgewickelt dargestellten Statorpol- und Magnetpolflachen gemäss einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung mit zum Teil in Umfangsrichtung versetzten Magnetpolen,
Figur 12 eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, gemäss welcher die abgewickelt dargestellten Magnetpolflachen schräg zur Umfangsrichtung des Rotors orientierte Begrenzungen aufweisen.
Figur 13 eme schematische Darstellung einer weiteren Ausfuhrungsform, gemäss welcher die Magnetpolflachen sinusförmig magnetisiert sind, Figuren 14 bis 19 schematische Darstellungen weiterer Ausfuhrungsbeispiele mit unterschiedlichen Polformen und Polanordnungen, und
Figur 20 eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Statorspulenanordnung in einem Generator nach der Erfindung.
Die Kleinuhr nach Figur 1 hat em Gehäuse mit einem Gehausemittelteil 1, welcher oben durch ein Uhrglas 2 und unten durch einen Boden 3 verschlossen ist. Em elektronisches Uhrwerk 4 wird mit Hilfe eines Werkhalterings 5 aus Kunststoff gehalten und tragt em Zifferblatt 6. Zwischen dem Uhrwerk 4 und dem Boden 3 ist, im Abstand vom Uhrwerk 4, em Generator angeordnet, der eine Statoranordnung 7 mit zwei Statorblechen 8 und 9 und einer dazwischen angeordneten Ringspule 10 sowie einen Rotor 20 aufweist.
Die allgemein scheibenförmigen Statorbleche 8 und 9, deren Form spater anhand der Figuren 2 bis 6 noch naher erläutert wird, haben am Rande rechtwinklig umgebogene Vorsprunge, die die Statorpole bilden, wobei das in der Darstellung nach Figur 1 obere Statorblech 8 nach unten umgebogene Statorpole 80 und das untere Statorblech 9 nach oben umgebogene Statorpole 90 hat, die abwechselnd ineinandergreifen und auf einem zur Achse der Kleinuhr konzentrischen Kreis liegen.
Die Ringspule 10 ist auf einem inneren Weicheisenrmg 11 gewickelt, welcher gemeinsam mit den beiden Statorblechen 8 und 9, die in der Mitte mit einer Oeffnung versehen sind, auf einer zentralen Scnraubenmutter 13 aufgepresst sind. Diese Schraubenmutter 13 ist auf einem innen am Boden 3 angeformten Gewαndevorsprung 14 aufgeschraubt. Zwischen dem Aussenumfang der Rmgspule 10 und den kreisförmig angeordneten Statorpolen 80 und 90, welche die Rmgspule mit Abstand umgeben, ist em Abstandsring 12 angeordnet .
Mittels der Federkontakte 15 sind die Spulenenden mit einer ringförmigen Leiterplatte 16 verbunden, die konzentrisch zur Rotorachse angeordnet ist. Diese Leiterplatte 16 ist elektrisch einerseits mit der aus einer integrierten Schaltung bestehenden Aufladeschaltung 16' für die Stromquelle, beispielsweise einen Kondensator, und andererseits mittels Federkontakten 17 mit den Polen der im Uhrwerkgehause untergebrachten Stromquelle verbunden.
Der Rotor besteht aus einem unterhalb der Statoranordnung 7 liegenden Ring 21, der mittels eines Kugellagers 24 um das Zentrum der Uhr drehbar gelagert ist, und einer von diesem Ring getragenen, ringförmigen Dauermagnetanordnung 22, deren Innenumfang die kreisförmig angeordneten Statorpole unter Bildung eines Luftspalts umgibt. Am Aussenumfang des Rings 21 ist eme Schwungmasse 23 befestigt, die sich sektorformig nur über einen Teil des Umfangs dieses Rings 21 erstreckt und daher als Unwucht wirkt. Sie liegt in einem freien Ringraum nahe dem Gehauseumfang . Der Innenring des Kugellagers 24 sitzt auf einem im Zentrum des Bodens 3 angeformten Zapfen, der nach innen durch den erwähnten Gewindebolzen 14 verlängert ist.
Die ringförmige Dauermagnetanordnung 22 ist so magnetisiert, dass sich auf ihrem Innenumfang den Statorpolen gegenüberliegende Magnetpole mit abwechselnder Polarität befinden. Die Dauermagnetanordnung kann auch aus am Ring 21 befestigten Dauermagneten bestehen.
Anordnung und Gestalt der mit den Magnetpolen zusammenwirkenden Statorpole werden anhand der Figuren 2 bis 6, welche ein erstes Ausfuhrungsbeispiel darstellen, beschrieben.
Danach haben beide Statorbleche 8 und 9 je 14 aquidistant angeordnete dreieckformige Statorpole, die durch Stanzen aus einem ebenen Blech gebildet smα, wie in Figur 2 für das obere Statorblech 8 mit seinen 14 Statorpolen 80 dargestellt. Figur 3 zeigt dasselbe Statorblech mit im rechten Winkel in Richtung auf die Unterseite der Zeichenebene umgebogenen Polen, wie im Schnitt der Figur 4 angedeutet. Beide Statorbleche 8 und 9, die beiderseits der Spule 10 montiert sind, sind so zueinander ausgerichtet, dass im montierten Zustand ihre aufeinanderzu gerichteten Statorpole 80 und 90, wie in Figur 5 schematisch gezeigt, beruhrungslos, unter Bildung schmaler Luftspalte, zickzackformig ineinander greifen, wobei ihre Statorpolflachen 81 beziehungsweise 91 der ringförmigen Dauermagnetanordnung 22 zugewandt sind. Diese Dauermagnetanordnung hat genau so viele Magnetpole, wie Statorpole vorhanden sind, im betrachteten Beispiel also 28 Magnetpole, die unmittelbar mit ihren rechteckigen Polflachen aneinandergrenzen.
Figur 6 zeigt die Abwicklung der Magnet- und Statorpole in einem Ruhezustand des Rotors, in welcnem alle Statorpolflachen 81, 91 den rechteckförmigen Magnetpolflachen N (Nord) , S (Sud) der Magnetpole ausgerichtet gegenüberliegen, das heisst die gestrichelt dargestellten, parallel zur Rotorachse orientierten Mittellinien der Statorpol- und Magnetpolflachen liegen übereinander.
Die Statorpole haben die Form eines Dreiecks, dessen Grundlinie grosser ist als die Abmessung einer Magnetpolflache in Umfangsrichtung, und eine Hohe, das heisst eme Abmessung parallel zur Rotorachse, die wenigstens gleich der Hohe einer Magnetpolflache N, S ist. Durch diese Konfiguration wird erreicht, dass in der dargestellten Ruhestellung die Statorpolflachen jeweils nur von einem Teil der Magnetpolflachen überdeckt sind, wodurch nur em Teil der magnetischen Feldstarke als Haltemoment wirkt. Ausserdem überlappt der der Grundlinie benachbarte Bereich jeder Statorpolflache, zum Beispiel der Statorpolflache 81, nicht nur die gegenüberliegende Magnetpolflache N, sondern auch noch die Ecken der beidseitig benachbarten Magnetpolflachen S, was das Haltemoment weiter verringert. Wegen der schrägen seitlichen Begrenzung der Statorpolflachen findet ferner beim Polwechsel keine plötzliche, sondern eme langsame stetige Flussπchtungsanderung statt, was einen weiteren Effekt zur Erleichterung des Anlaufs darstellt.
Eme Auslenkung des Rotors aus seiner Ruhestellung heraus erfordert also eine entsprechend geringere Kraft, das heisst eine nur leichte Bewegung des Handgelenks oder nur ein geringes Kippen der Uhr, damit die Schwungmasse mit dem Rotor in Bewegung gerat. Wahrend einer Bewegung des Rotors um wenigstens ungefähr zwei Polteilungen werden dagegen die Statorpolflachen von den gesamten Magnetpolflachen überstrichen, so dass αie gesamte magnetiscnc Feldstarke zur Induktion ausgenutzt wird. Wesentlich dafür ist, dass die Statorpole 80 und 90 beidseitig abgeschrägt sind, so dass die Statorpolflachen 81 und 91 beidseitig, und zwar vorzugsweise symmetrisch in Bezug auf die parallel zur Rotorachse orientierte Mittellinie, durch scnrage Rander begrenzt sind und dass vorzugsweise ihre Hohe wenigstens so gross ist wie die entsprechende Abmessung der Magnetpolflachen, um bei Drehung des Rotors den zur Verfugung stehenden Magnetfluss möglichst voll auszunutzen.
Der Abschragungswmkel α zwischen der Grundlinie und einer abgeschrägten Seite einer Statorpolflache, welcher im betrachteten Beispiel nach Figur 6 etwa 55° betragt, kann auch anders gewählt, insbesondere grosser gewählt werden, wie m den Beispielen nach den Figuren 7 bis 10 gezeigt. In diesen Beispielen sind die Magnetpolflachen wiederum rechteckformig und grenzen unmittelbar aneinander. Nach den Figuren 7 und 8 betragt der Abschragungswmkel α etwa 60° und im Beispiel nach den Figuren 9 und 10 etwa 70°. Damit die Statorpole nicht zu weit über die Magnetpole hinausragen, ist ihre Hohe so bemessen, αass die Statorpolflachen 81 und 91 gemäss Figuren 8 unα 10 eme trapezförmige Gestalt haben, wie auch in den Figuren 7 beziehungsweise 9 für das Statorblech 8 mit seinen Polen 80 dargestellt, zwischen denen die Stirnflachen der umgebogen dargestellten Pole 90 angedeutet sind.
Eine weitere Massnahme zur Verringerung des Haitemoments des Rotors ist in Figur 11 dargestellt, welche Stator- und Magnetpole im abgewickelten Zustand zeigt, wobei die Statorpole wiederum, wie im Beispiel nach den Figuren 2 bis 6, unter Bildung von dreieckförmigen Statorpolflachen 81 und 91 abgeschrägt sind und die unmittelbar anemandergrenzenden Magnetpolflachen rechteckformig sind. Die Grundlinie einer dreieckförmigen Statorpolflache ist wiederum grosser als die Abmessung einer Magnetpolflache in Umfangsrichtung. Wahrend jedoch die Statorpole wiederum aquidistant angeordnet sind, also die parallel zur Rotorachse orientierten Mittellinien der Statorpolflachen 81, 91 stets den gleichen Abstand voneinander haben, sind die Magnetpole nicht aquidistant.
In Figur 11 sind gestrichelt die durch die Statorpolspitzen gehenden Mittellinien der Statorpolflachen 81, 91 sowie die Mittellinien M der Magnetpolflachen Nl, Sl, N2, S2 usw. eingezeichnet. Im betrachteten Beispiel ist angenommen, dass 16 Statorpole und 16 Magnetpole vorhanden sind und dass im dargestellten Ruhezustand des Rotors nur jeder vierte Statorpol mit einem Magnetpol ausgerichtet ist. Nach Figur 11 sind diejenigen Polpaare ausgerichtet, zu denen die Magnetpole Nl, N3 und N5 gehören. Bei diesen Polpaaren liegen also die Mittellinien der Polflacnen ausgerichtet übereinander, was in Figur 11 durch den Abstand 0 angedeutet ist. Dagegen sind die auf beiden Seiten eines ausgerichteten Polpaares liegenden Magnetpolflachen gegenüber den sie überlappenden Statorpolflachen um kleine Strecken x beziehungsweise 2x im entgegengesetzten Sinne verschoben, wobei die Summe der Verschiebungen in oer einen Umfangsrichtung wenigstens naherungsweise gleich der Summe der Verschiebungen m der anderen Umfangsrichtung ist. In der Darstellung nach Figur 11 sind die drei Magnetpolflachen S2, N2, Sl, die links des ausgerichteten Polpaares (N3, 81) zwischen diesem und dem folgenden ausgerichteten Poolpaar (Nl, 81) liegen, mit ihren Mittellinien M um die Strecken x, 2>. bzw. x m der einen Umfangsrichtung, gemäss Figur 11 nach rechts, relativ zu den Mittellinien der gegenüberliegenden Statorpolflachen 81, 91 verschoben. Dagegen sind die drei aufeinander folgenden, auf der anderen Seite des ausgerichteten Polpaares (N3, 81) zwischen diesem und dem folgenden ausgerichteten Polpaar (N5, 81) liegenden Magnetpolflachen S3, N4 und S4 um die gleichen Strecken x, 2x beziehungsweise x m der anderen Umfangsrichtung, gemäss Figur 11 also nach links verschoben sind.
In Bezug auf das nach Figur 11 linke ausgerichtete Polpaar (Nl, 81) sind wiederum die beiderseits davon liegenden Magnetpolflachen im entgegengesetzten Sinne versetzt, das heisst, die links des ausgerichteten Polpaars (Nl, 81) aufeinander folgenden Magnetpolflachen S16, N16 usw. sind um die entsprechenden Strecken x, 2x usw. nach links verschoben, wahrend die auf der rechten Seite des nach Figur 11 rechten ausgerichteten Polpaares (N5, 81) liegenden Magnetpolflachen S5 usw. um die entsprechenden Strecken x usw. nach rechts verschoben sind.
Die auf diese Weise m der Ruhestellung des Rotors bestehenden, im Umfangssmne gerichteten Kraftkomponenten sind auf der Unterseite von Figur 11 mit Pfeilen bezeichnet, unα man erkennt, dass die jeweils auf beiden Seiten eines ausgerichteten Poloaares wirkenden Kraftkomponenten entgegengesetzt zueinander gerichtet sind und sich insgesamt für den ganzen Rotor aufheben. Sie verringern jedoch das Haltemoment. In der Ruhestellung des Rotors bewirkt namiich die beschriebene Versetzung der Magnetpolflachen gegenüber den Statorpolflachen wiederum nur eine teilweise Poluberdeckung, ohne dass jedoch bei Drehung des Rotors eme Ausnutzung des gesamten Magnetflusses beeinträchtigt wurde.
Selbstverständlich kann die Anzahl der im Ruhezustand des Rotors ausgerichteten Polpaare, abhangig von der Gesamtzahl der Pole, beliebig gewählt werden, wobei jedoch wenigstens zwei ausgerichtete Polpaare zweckmassig sind. Auch kann die Strecke, um welche eine Magnetpolflache gegenüber der sie überlappenden Statorpolflache versetzt ist, stets gleich gross oder aber für verschiedene Magnetpole unterschiedlich gross sein, es ist lediglich erforderlich, dass die Versetzungen so symmetrisch sind, dass die Summe aller Versetzungen in der einen Umfangsrichtung gleich der Summe aller Versetzungen m der anderen Umfangsrichtung ist.
Anstelle der Magnetpole können auch die Statorpole in analoger Weise, wie beschrieben, versetzt sein, wodurch sich der gleiche Effekt ergibt.
Die vorstehend beschriebene Versetzung der Magnetpolflachen kann im Prinzip auch die einzige Massnahme zur Verringerung des Haltemoments sein, das heisst, sie lasst sich bei gleich gestalteten, rechteckförmigen Magnetpol- und Statorpolflachen anwenden. Wenn diese Massnahme jedoch mit der Massnahme der abgeschrägten Statorpole, wie m Figur II gezeigt, kombiniert wird, ist selbstverständlich der Effekt der Verringerung des Haltemoments starker, ohne dass auf die vollständige Ausnutzung des zur Verfugung stehenden Magnetflusses verzichtet werden musste.
Eme nur teilweise Poluberdeckung m der Ruhestellung des Rotors kann auch dadurch erzielt werden, dass, wie in Figur 12 gezeigt, die Magnetpolflachen (N22, S22) die im betrachteten Beispiel im Abstand voneinander liegen, durch schräg zur Umfangsrichtung orientierte, parallele Rander begrenzt sind, insbesondere die Form von Parallelogrammen haben.
Die Statorpolflachen 82, 92 sind im betrachteten Beispiel rechteckformige Polflachen von Polen, welche am Rand von zwei Statorblechen, ahnlich den Statorblechen 8 und 9 nach Figur 1, angeformt sind und von beiden Seiten her abwechselnd ineinandergreifen. Im Beispiel nach Figur 12 überdecken die Statorpolflachen 82, 92, in Umfangsrichtung des Rotors gesehen, im Ruhezustand vollständig die Magnetpolflachen N22, S22. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, dass die schräg orientierten Magnetpolflachen im Ruhezustand die seitlichen Rander der ihnen gegenüberliegenden Statorpolflachen schneiden und gegebenenfalls die beidseitig benachbarten Statorpolflachen in einem Eckbereich überlappen. Eine praktisch analoge nur teilweise Poluberdeckung im Ruhezustand des Rotors ergibt sich auch dann, wenn die Statorpolflachen durch schräg zur Umfangsrichtung orientierte, parallele Rander begrenzt und die Magnetpolflachen rechteckformig sind, wobei diese Magnetpolflachen in Umfangsrichtung entweder unmittelbar anemandergrenzen oder aber im Abstand voneinander liegen können. Schräg orientierte Magnetpolflachen können auch bei Statoren mit dreieck- oder trapezförmigen Statorpolflachen verwendet werden.
Eme zusätzliche Massnahme zur Verringerung des Haltemoments des Rotors besteht darin, dass die Flache der Magnetpole nicht gleichförmig stark magnetisiert ist, sondern dass die Magnetisierung so erfolgt, dass sich ihre Starke im Umfangssmne über die Polflachen sinusförmig ändert, wie schematisch in Figur 13 für die Folge der Magnetpolflachen N', S' usw. dargestellt. In diesem Beispiel sind die Statorpolflachen 81, 91 wieder dreieckförmig. Die Dichte der senkrechten Linien auf den Polflachen soll die zur Polmitte hm starker werdende magnetische Flussdichte andeuten, die unten in Figur 13 durch eme sinusförmige Magnetisierungslmie veranschaulicht ist. Jede Sinushalbwelle entspricht dabei einer Polflache. Durch diese sinusförmige Magnetisierung wird erreicht, dass sich der Bereich maximaler Feldstarke im ersten Moment des Anlaufs über dem gleichen Statorpol bewegt und so praktisch kein Haltemoment bewirkt. Ferner wechselt die magnetische Flussdichte beim Polwechsel kontinuierlich und nicht abrupt ihre Richtung, wodurch der Anlauf des Roters ebenfalls erleichtert wird.
Eme derartige Massnahme, die zusatzlich bei abgeschrägten Statorpolen oder versetzten Magnetpolen oder bei einer Kombination dieser beiden Massnahmen anwendbar ist, fuhrt zu einer weiteren Verringung oes Haltemoments. Tatsächlich besteht eme bevorzugte Ausfuhrungsform des Generators nach der Erfindung in der Anwendung aller drei beschriebenen Massnahmen, das heisst m der Kombination aus Statorpolen mit abgeschrägten Seiten, versetzten Magnetpolen sowie sinusförmiger Magnetisierunq der Magnetpolflachen. Diese bevorzugte Ausfuhrungsform hat also die kombinierten Merkmale der in den Figuren 11 und 13 erläuterten Ausfuhrungsbeispiele, wobei die Maxima und Mmima der sinusförmigen Magnetisierungskurve nicht in gleichförmigen Abstanden aufeinanderfolgen, sondern entsprechend den Polmittellimen M nach Figur 11 versetzt sind.
Die Figuren 14 bis 17 zeigen schematisch vier weitere mögliche Kombinationen von rechteckförmigen Magnetpolflachen, die in den betrachteten Beispielen im Abstand voneinander liegen, und dreieckfomigen Statorpolflachen von Polen, die wiederum an zwei Statorblechen, wie im Beispiel nach Figur 1, angeformt sein können und von beiden Seiten her abwechselnd ineinandergreifen.
Im Beispiel nach Figur 14 sind die Grundlinien der dreieckförmigen Statorpolflachen 83, 93 so gross wie die Abmessung der Magnetpolflachen N23, S23 in Umfangsrichtung, so dass die seitlichen Begrenzungen der Magnetpolflachen im Ruhezustand des Rotors nicht von den Statorpolflachen überragt werden.
Im Beispiel nach Figur 15 sind die Grundlinien der dreieckförmigen Statorpolflachen 84, 94 wesentlich kleiner als die Abmessung der Magnetpolflachen N24, S24 in Umfangsrichtung, so dass im Ruhezustand des Rotors die Magnetpolflachen die Statorpolflachen beidseitig, das heisst im Umfangsrichtung, überragen. Durch diese Ausbildung und Anordnung der Pole wird erfindungsgerrass em weiterer Effekt erzeugt, der das Haltemoment verringert und darin besteht, dass sich wahrenα der ersten Zeitspanne des Anlaufs, in der einen ooer anderen Umfangsrichtung, die Ueberdeckungsflachen der Stator- und Magnetpole und damit der wιrκsame magnetische Fluss nicht verandern. Solange also die Magnetpolflachen beim Anlauf die gegenüberliegenden Statorpolflachen vollständig überdecken, ist praktisch überhaupt kein Haltemoment wirksam und es ist keine Haltekraft zu überwinden. Im Ruhezustand des Rotors besteht also eme Art indifferentes Gleichgewicht, so dass der Rotor schon unter der Wirkung einer sehr kleinen äusseren Kraft in Bewegung gerat und, wenn die magnetischen Kräfte beim Polwechsel wirksam zu werden beginnen, bereits einen gewissen Schwung hat.
Im Beispiel nach Figur 15 tragen zur Verringerung des Haltemoments ausserdem noch diejenigen Effekte bei, die, wie früher beschrieben, durch die schrägen seitlichen Begrenzungen der Statorpolflachen entstehen, welche, wie in den betrachteten Beispielen, dreieckförmig oder aber auch trapezförmig sein können.
Figur 16 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel, bei welchem ebenfalls der vorstehend beschriebene Effekt auftritt, dass namiich in den ersten Momenten des Anlaufs praktisch keine Aenderung des magnetischen Flusses wirksam ist und daher der Rotor im ersten Moment des Anlaufs praktisch keine Kraft zu überwinden braucht. In diesem Falle jedoch sind die Rollen von Statorpol- und Magnetpolflachen vertauscht. Die Abmessungen der rechteckförmigen, im betrachteten Beispiel praktisch quadratischen Magnetpolflachen N25, S25 sind um so viel kleiner als die dreieckförmigen Statorpolflachen 85, 95, dass in der Ruhestellung oes Rotors jede Magnetpolflache beidseitig von der gegenüberliegenden Statorpolflache überragt wird.
Auch im Beispiel nach Figur 16 bewirken die dreieckformigen Statorpolflachen ausserdem, dass beim Polwechsel sich die Richtung des magnetischen Flusses nicht abrupt, sondern kontinuierlich ändert.
Das Beispiel nach Figur 17 ist eine Variante der Ausfuhrungsform nach Figur 6, in welcher die rechteckformigen Magnetpolflachen N21, S21 im Abstand voneinander liegen und die dreieckformigen Statorpolflächen 81, 91 an ihrer Basis so lang sind, dass sie im Ruhezustand des Rotors nicht nur teilweise die gegenüberliegende Magnetpolflache, sondern auch die beiden benachbarten Magnetpolflachen in je einem Eckbereich überlappen.
Im Beispiel nach den Figuren 18 und 19 sind sowohl die Magnetpolflachen als auch die Statorpolflachen rechteckformig. Nach Figur 18 sind die Statorpolflachen 86, 96 schmaler, und zwar im betrachteten Beispiel um etwa ein Drittel schmaler, als die Magnetpolflachen N26, S26. Dadurch ergibt sich wieder der bereits erwähnte Effekt, dass in der ersten Phase des Anlaufs praktisch kein Haltemoment wirksam ist, weil sich der wirksame magnetische Fluss nicht verändert. Da die Statorpolflachen im Ruhezustand die Magnetpolflachen nur teilweise überdecken, ist ausserdem bei dieser Ausfuhrungsform nach Figur 18 auch noch der früher beschriebene Effekt infolge einer nur teilweisen Poluberdeckung wirksam.
Im Beispiel nach Figur 19 sind die Rollen der Magnetpolflachen N27, S27 und der Statorpolflachen 87, 97 vertauscht, indem hier die Magnetpolflachen m Umfangsrichtung wesentlich schmaler sind als die Statorpolflachen. Auch in diesem Falle ist in der ersten Anlaufphase, solange die Magnetpolflachen vollständig von den gegenüberliegenden Statorflachen überdeckt werden, praktisch kein Haltemoment wirksam.
Zusammenfassend lassen sich erfindungsgemäss sechs verschiedene Effekte aufgrund einer geeigneten Form und Anordnung der Stator- und Magnetpole ausnutzen:
A) In der Ruhestellung des Rotors bedeckt em Statorpol nur teilweise einen Magnetpol, hat jedoch vorzugsweise, parallel zur Rotorachse, eine Hohe, die wenigstens so gross wie die Hohe der Magnetpolflache ist, um bei Drehung den zur Verfugung stehenden Fluss voll zu nutzen. Dieser Effekt ist bei den Beispielen nach den Figuren 6 bis 11, 13, 14, 15, 17 und 18 wirksam.
B) Beim Anlauf findet zunächst keine Flussanderung statt, so dass sich die Poluberdeckung nicht ändert. Dabei ist entweder die Statorpolflache in Umfangsrichtung schmaler als die Magnetpolflache
(Beispiel nach Figur 15 und 18) oder aber die Magnetpolflache ist in Umfangsrichtung schmaler als die Statorpolflache (Beispiel nach Figur 16 und 19) .
C) Beim Polwechsel findet infolge schräger Polflachenbegrenzungen keine abrupte, sondern eme mehr oder weniger langsame, stetige Aenderung der Flussrichtung statt (Beispiele nach den Figuren 6 bis 17) .
D) In der Ruhestellung des Rotors überlappt eme Statorpolflache nicht nur die gegenüberliegende Magnetpolflache, sondern auch etwas die beiden benachbarten Magnetpolflachen (Beispiele nach den Figuren 6, 11, 13 und 17) .
E) Die Dauermagnetanordnung ..st in Umfangsrichtung sinusförmig magnetisiert (Beispiel nach Figur 13) .
F) Die Mehrzahl der Statorpole oder der Magnetpole ist in Bezug auf die in der Ruhestellung gegenüberliegenden Polflachen um bestimmte Strecken m der einen oder der anderen Umfangsrichtung versetzt, wobei jedoch die Summe aller Versetzungen in der einen Richtung gleich der Summe aller Versetzungen in der anderen Richtung ist (Beispiel nach Figur 11) .
Figur 20 zeigt eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Statorspulenanordnung, die aus einer Doppelspule besteht, das heisst aus zwei zweckmassigerweise gleichzeitig gewickelten und damit gleichen Spulen 10a und 10b. Diese beiden Spulen können unter Berücksichtigung der Wickelrichtung mit Hilfe eines elektronischen Schalters 30 wahlweise in Reihe oder parallel geschaltet werden, und zwar in Abhängigkeit von einer Betriebsgrosse des Generators. Bei Reihenschaltung beider Spulen besteht, verglichen mit der Parallelschaltung, die doppelte Windungszahl und der doppelte Widerstand. Durch die wahlweise Umschaltung können also Windungszahl und Widerstand verdoppelt bzw. halbiert werden.
Die Möglichkeit einer derartigen Umschaltung ist aus folgendem Grunde vorteilhaft: Die induzierte Spannung ist bekanntlich zur Windungszahl der Spule proportional. Andererseits steigt der Widerstand der Spule mit ihrer Windungszahl an und verkleinert damit den erzeugten Ladestrom. Da die induzierte Spannung von der Geschwindigkeit des Rotors abhangt und diese von Fall zu Fall unterschiedlich gross sein kann, ist die ootimale Kombination von Wmdungszahl und Widerstand der Spule kein konstanter Wert, sondern ändert sich mit dem Wert der Spannung. Bei langsamen Bewegungen ist eine grosse Windungszahl vorteilhaft, um eme noch wirksame Ladespannung zu erhalten. Dagegen sollte bei schnelleren Bewegungen zur Widerstandsanpassung der Widerstand möglichst einen kleinen Wert haben, um eine optimale Ladung zu erreichen. Da aus Raumgründen nur em möglichst kleines Spulenvolumen zur Verfugung steht, kann nur die eme oder die andere Spulenart eingesetzt werden.
Durch Verwendung einer Doppelspule mit elektronischer Umschaltung lasst sich nun für jede gegebene Generatorkonfiguration der Umschaltpunkt im Hinblick auf eine optimale Ladung als Funktion einer Betriebsgrosse wählen, welche von der Rotorgeschwindigkeit bzw. der Frequenz des Polwechsels, der induzierten Spannung und der Ladespannung der Stromquelle abhangen kann. Die Umschaltpunkte können in einer Umschaltlogik auf Grund von berechneten Daten gespeichert sein oder aber in Abhängigkeit von den momentan gemessenen Werten bestimmt werden.
Eme weitere Massnahme zur Verringerung des Haltemoments besteht darin, dass die Spulenanordnung 10 nach Figur 1 bzw. die beiden die Spulenanordnung bildenden Spulen 10a und 10b nach Figur 20 durch einen elektronischen Schalter 31 (Figur 20) em und ausgeschaltet werden können, das heisst von der Laαeschaltung für die Stromquelle abgeschaltet uno an diese Ladeschaltung angeschaltet werden können. Im Ruhezustand ist die Spulenanordnung abgeschaltet, so dass das Anlaufmoment entsprechend verringert ist. Nach Erreichen einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit oder einer anderen geeigneten Betriebsgrosse wird dann die Spulenanordnung jeweils zur Nutzung der induzierten Spannung für die Aufladung der Stromquelle eingeschaltet. Auch dieser elektronische Schalter 31 lasst sich automatisch durch eine entsprechende Umschaltloqik betätigen.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele beschrankt, sondern schliesst insbesondere hinsichtlich des Aufbaus des Generators und der Statorpolformen mannigfache Varianten em. So kann die Spulenanordnung des Stators auch die innen liegende Dauermagnetanordnung umgeben. Die anhand von Figur 1 beschriebene Konfiguration, wonach die ringförmige Dauermagnetanordnung die Spulenanordnung des Stators aussen umgibt, hat jedoch den Vorteil, dass die Spule bei sonst gleicher Wmdungszahl wegen ihrer geringeren Lange einen kleineren Widerstand hat. Auch kann die Dauermagnetanordnung festmontiert sein, wahrend die Spulenanordnung mit ihren Polblechen beweglich, also am Rotor montiert ist.

Claims

PATENTANSPRUECHE
1. Elektrischer Generator einer elektronischen Kleinuhr, dessen Rotor (20) von einer Schwungmasse (23) antreibbar und welcher zum Aufladen einer das Uhrwerk (4) speisenden Stromquelle bestimmt ist, mit einer Dauermagnetanordnung (22) und mit einer Ankeranordnung (7) , die wenigstens eine Spule (10) und Ankerpole (80, 90) bildende Ankerbleche (8, 9) aufweist, wobei die kreisförmig angeordneten Magnetpole und Ankerpole (80, 90) einen ringförmigen Luftspalt begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpolflachen (N, S; N2, S2; N4, S4; N21, S21; N22, S22; N23, S23; N24, S24; N26, S26) und die Ankerpolflachen (81, 91; 82, 92; 83, 93; 84, 94; 86, 96) so ausgebildet sind, dass in einer Ruhestellung des Rotors (20) wenigstens die überwiegende Anzahl der Ankerpolflachen jeweils nur einen Teil einer Magnetpolflache überdeckt, um das Haltmoment des Rotors in einer Ruhestellung zu verringern, dass jedoch bei Drehung des Rotors jede Ankerpolflache von der gesamten Flache eines Magnetpols überstrichen wird.
2. Elektrischer Generator einer elektronischen Kleinuhr, dessen Rotor (20) von einer Schwungmasse (23) antreibbar und welcher zum Aufladen einer das Uhrwerk (4) speisenden Stromquelle bestimmt ist, mit einer Dauermagnetanordnung (22) und mit einer Ankeranordnung (7), die wenigstens eine Spule (10) und Ankerpole '80, 90) bildende Ankerbleche (8, 9) aufweist, wobei die kreisförmig angeordneten Magnetpole und Ankerpole (80, 90) einen ringförmigen Luftspalt begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpolflachen (N25, S25; N27, S27) m Umfangsrichtung des Rotors ι20) derart schmaler als die Ankerpolflachen (85, 95: 87, 97) sind, dass in einer Ruhelage des Rotors die einer Magnetpolflache gegenüberliegende Ankerpolflache nach beiden Umfangsrichtungen hin über die seitlichen Begrenzungen der Magnetpolflache hinaus ragt, derart, dass im ersten Moment des Anlaufs sich die Ueberdeckungsflachen der Pole und damit der wirksame magnetische Fluss nicht verandern.
3. Elektrischer Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpolflachen (81, 91; 83, 93; 84, 94; 85, 95) beidseitig, symmetrisch zu ihrer parallel zur Rotorachse gerichteten Mittellinie, durch schräge Rander begrenzt sind, so dass sie eme dreieckformige oder trapezförmige Gestalt haben, dass aufeinanderfolgende Ankerpolflachen (81,91) abwechselnd eine um 180° gedrehte Orientierung haben und dass die Magnetpolflachen (N, S; N23, S23; N24, S24; N25, S25) im wesentlichen rechteckformig sind.
4. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpolflächen (81, 91) beidseitig, symmetrisch zu ihrer parallel zur Rotorachse gerichteten Mittellinie, durch schräge Rander begrenzt sind, so dass sie eine dreieckformige oder trapezförmige Gestalt haben, dass aufeinanderfolgende Ankerpolflachen abwechselnd eine um 180° gedrehte Orientierung haben, dass die Magnetpolflachen (N, S; N21, S21) im wesentlichen rechteckformig sind und dass ihre Abmessung in Umfangsrichtung des Rotors (20) um so viel kleiner als die Grundlinie der dreieckformigen oder trapezförmigen Ankerpolflachen (81, 91) ist, dass diese Ankerpolflachen die Seitenrander der Magnetpolflachen und gegebenenfalls auch Teile der beidseitig benachbarten Magnetpolflachen überlappen.
5. Elektrischer Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerpolflachen (84, 94; 86, 96) in Umfangsrichtung des Rotors (20) derart schmaler als die Magnetpolflachen (N24, S24; N26, S26) sind, dass m einer Ruhelage des Rotors die einer Ankerpolflache gegenüberliegende Magnetpolflache nach beiden Umfangsrichtungen hin über die seitlichen Begrenzungen der Ankerpolflache hinausragt, so dass sich im ersten Moment des Anlaufs die Ueberdeckungsflachen der Pole und damit der wirksame magnetische Fluss nicht ändern.
6. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ruhestellung des Rotors (20) alle Ankerpol- und Magnetpolflächen einander gegenüberliegen.
7. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass m der Ruhestellung des Rotors (20) nur einige der Magnetpol- und Ankerpolflachen (Nl, 81; N3, 81) ausgerichtet einander gegenüberliegen und alle übrigen Magnetpolflachen (Sl, N2, S2) oder Ankerpolflachen, vorzugsweise alle übrigen Magnetpolflachen, derart versetzt zu den gegenüberliegenden Polflachen (81, 91) liegen, dass ihre parallel zur Rotorachse orientierten Mittellinien (M) in Bezug auf die Mittellinien der gegenüberliegenden Polflachen in Umfangsrichtung um gleiche oder unterschiedliche Strecken (x, 2x) verschoben sind, die klein im Vergleich zur Polteilung sind, wobei die Summe der Verschiebungen in der einen Umfangsrichtung wenigstens naherungsweise gleich der Summe der Verschiebungen m der anderen Umfangsrichtung
8. Elektrischer Generator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellinien (M) der Folge von verschobenen Polflachen (Sl, N2, S2), welche auf der einen Seite eines in der Ruhestellung des Rotors ausgerichteten Polpaares (N3, 81), zwischen diesem und dem nächsten ausgerichteten Polpaar (Nl, 81) , liegen, alle m der gleichen Umfangsrichtung gegenüber den Mittellinien der gegenüberliegenden Polflachen (81, 91) verschoben sind, wahrend die auf der anderen Seite des ersterwähnten Polpaares (N3, 81) liegenden verschobenen Polflachen (S3, N4 , S4), symmetrisch zu den erst¬ erwähnten verschobenen Polflachen (Sl, N2, S2), in der anderen Umfangsrichtung verschoben sind.
9. Elektrischer Generator nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erwähnten Strecken, (x, 2x) , um welche die Mittellinien (M) der Polflachen verschoben sind, für aufeinanderfolgende Polflachen
(Sl, N2, S2) erst zunehmen und dann abnehmen.
10. Elektrischer Generator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetpolflachen (N22, S22) oder die Ankerpolflachen beidseitig durch schräg zur Umfangsrichtung orientierte, parallele Linien begrenzt sind.
11. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Magnetpolflachen (N, S) unmittelbar anemandergrenzen.
12. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die den Luftspalt begrenzende Umfangsflache der Dauermagnetanordnung (22) in Umfangsrichtung 7/39516 PC17CH97/00136
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sinusförmig magnetisiert ist, wobei jede Sinushalbwelle einem Magnetpol (N1, S ') entspricht .
13. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankeranordnung (7) innerhalb der ringförmig ausgebildeten Dauermagnetanordnung (22) liegt.
14. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Ankerpole (80, 90) von gegenüberliegenden Seiten her ohne Berührung ineinandergreifen.
15. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankeranordnung den Stator (7) bildet.
16. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker zwei Spulen (10a, 10b) aufweist, welche über einen elektronischen Schalter (30) automatisch in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebsgrosse wahlweise in Reihe oder parallel schaltbar sind.
17. Elektrischer Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnung (10; 10a, 10b) mittels eines elektrischen Schalters (31) erst nach Erreichen einer bestimmten Drehgeschwindigkeit des Rotors (20) oder einer anderen Betriebsgrosse zur Nutzung der Induktion eingeschaltet wird.
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