DE1128018B - Einrichtung zum Stabilisieren der Drehzahl eines gleichstromgespeisten Antriebsmotors fuer Uhren u. dgl. - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Stabilisieren der Drehzahl eines gleichstromgespeisten Antriebsmotors für Uhren u. dgl. Zusatz zum Patent 1110 292 Gegenstand des Hauptpatentes ist ein gleichstromgespeister Antriebsmotor für Uhren u. dgl., bei welchem durch vorbeilaufende Pole oder Zähne, ekies Motorläufers in einer Hilfsspule Spanriungsimpulse induziert werden, die nach Verstärkung in einer elektronischen Verstärkerstufe über eine Motorfeldwicklung den Motorläufer antreiben, und bei dem zur Änderung der Drehrichtung des Motorläufers ein über die Zähne bzw. Pole des Motorläufers magtietisch geschlossener Magnetkern bzw. geblechter Körper der Hilfsspule mittels eines um die Drehachse des Motorläufers schwenkbar angeordneten Trägers g gegenüber den Zähnen bzw. Polen des Motorläufers eingestellt wird.
• Dieser Motor hat eine asynchrone Charakteristik, d. h., mit zunehmender Belastung sinkt seine Drehzahl ab.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Motor mit einer Einrichtung zum Stabilisieren der Drehzahl zu versehen und ihm dadurch die Charakteristik eines Synchromnotors zu verleihen.
• Es ist bereits bekannt, einen Synchronmotor mit einer durch einen Stimmgabelschwinger erzeugten und in einer Verstärkerstufe entsprechend angehobenen Wechselspannung anzutreiben. Desgleichen ist bekannt, mit einem Schwinger fester Eigenfrequenz, welcher durch die vorbeilaufenden Pole oder Zähne des Motorläufers zum Schwingen angeregt wird, den Läufer des Motors mechanisch einigermaßen zu synchronisieren. Während erstgenannte Antriebsart somit zwei Aggregate, nämlich einen Wechselspannungsgenerator und einen Synchronmotor, aufweist, wodurch diese Antriebseinrichtung relativ aufwendig ist, hat die zweitgenannte den Nachteil, daß sie nur in der Lage ist, bei angenähert richtiger Drehzahl eine gewisse StabilIsierungswirkung auszuüben. Bei einem Drehzahlüberschuß wird der angekoppolte Schwinger rasch wirkungslos, da der Läufer durchdreht, sobald die beiden Glieder außer Tritt fallen. Desgleichen geht die stabilisierende Wirkung verloren, wenn die Drehzahl auch nur kurzzeitig unter die Solldrehzahl abfällt. Die, genannte Einrichtung ist übrigens, nur dann voll wirksam, wenn Jie Kopplung sehr eng ist. Ein freies Schwingen des Stabilisierungsschwingers in seiner Eigenfrequenz ist Iadurch wieder weitgehend hinfällig gemacht, vielnehr wird er mitgezogen.
• Demgegenüber wird gemäß der Erfindung vorge-;chlagen, zwischen dem Motorläufer und der Hilfs-;pule einen Zungen- oder Stimmgabelschwinger mit 'ester Eigenfrequenz anzuordnen, welcher unmittelbar (on den vorbeilaufenden Polen oder Zähnen des Motorläufers durch magnetische Kräfte zum Schwingen anregbar ist und seinerseits durch rhythmisches Ändern des die Hilfsspule durchdringenden magnetischen Flusses in der Hilfsspule eine Wechselspannung mit der Frequenz des Schwingers induziert. Da-M kann die magnetische Kopplung zwischen dem Motorläufer und dem Schwinger so lose sein, daß der Schwinger weder unmittelbar auf den Motorläufer rückwirkt, noch in seiner Eigenschwingungsfrequenz wesentlich beeinflußt, d. h. mitgezogen wird.
• Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf den Motor mit einer Einrichtung nach der Erfindung ohne elektronischen Teil, Fig. 2 eine vereinfachte Seitenansicht eines Motors mit einer anderen Einrichtung nach der Erfindung und mit schaltbildlich dargestelltem elektronischem Teil.
• Gemäß dem Motor nach dem Hauptpatent ist in Fig. 1 mit 1 eine Feldspule, mit 2,3 zwei Statorhälften des Motors und mit 4 ein Läufer bezeichnet. Der Läufer besteht, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, aus zwei Polteilen 5 und 6, welche in axialer Richtung abgewinkelte Lappen 7, 8 aufweisen. Diese Lappen 7, 8 sind jeweils klauenartig ineinandergreifend auf Lücke gestellt.
• . Durch einen axial magnetisierten Dauermagnet 9 sind alle Lappen 7 des einen Polteiles 5 Nord-, alle Lappen 8 des Polteiles 6 Südpole, oder umgekehrt. über eine Welle 10 ist der Läufer 4 in Brücken gelagert, von denen in Fig. 1 die obere, 11, sichtbar ist. Zum Befestigen der Statorteile*2, 3, der Brücke 11 und einer Grundplatte 19 miteinander sind Befestigungsbolzen 13, 14, 15, 16 vorgesehen. Auf der Grundplatte 19 ist ein Trägerarm 20 um die Welle 10 als Schwenkmittelpunkt rückbar angeordnet. Seitlich weist der Trägerann 20 einen Ausleger 21 auf, welcher mit einem Langloch 22 versehen und mit einer Schraube 23 an der Grundplatte 19 festlegbar ist. Die Verschwenkbarkeit des Trägerarnies 20 dient der günstigsten Einstellung der auf ihm befestigten Teile gegenüber dem Läufer 4 bzw. zur Drehrichtungsumkehr.
• Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist auf dem Trägerarm 20 eine Scheibe 36 verdrehbar und mittels einer vorzugsweise exzentrischen Schraube 37 justierbar angeordnet. Dies dient dazu, die richtige axiale als auch radiale Einstellung der auf der Scheibe 36 befestigten Teile zum Läufer 4 genau einjustieren zu können. Auf der Scheibe 36 ist ein lamelliertes Blechpaket 38 befestigt, über dessen einen Schenkel eine Hüfsspule 40 geschoben ist Ferner ist an der Scheibe 36 auf einem Bolzen 39 noch ein Zungenschwinger 41 in vertikaler Richtung beweglich angeordnet. Seine beiden Zungen 42 und 43 sind entgegengesetzt magnetisiert und an der zum Läufer 4 gerichteten Seite mit einem nichtmagnetischen Werkstoff fest miteinander verbunden. Der Zungenschwinger 41, 42, 43 und der Korn 38 der Spule 40 sind einander räumlich so zugeordnet, daß der Dauermagnetismus der Zungen 42, 43 das magnetische Feld im Kein 38 beim Schwingen der Zungen 42, 43 beeinflußt und in der Spule 40 einen Wechselstrom der vom Schwinger 41, 42, 43 aufgezwungenen Frequenz erzeugt. Der Zungenschwinger 41, 42, 43 wird seinerseits beim Vorbeilaufen der Zacken oder Pole 7, 8 des Läufers 4 angeregt, insbesondere sobald die Resonanzfrequenz des Schwingers 41 bis 43 erreicht ist.
• In Fig. 2 ist statt eines Zungen- ein Stab- oder Stimmgabelschwinger 44 vorgesehen, welcher an einem Klotz 45, beispielsweise einem Permanentmagneten, starr befestigt ist. Ein Schiebegewicht 46 dient zur Frequenzeinstellung des Schwingers 44. Neben dem Stab 44 ist ein Blechpaket 47 angeordnet, auf das eine Spule 48 gewickelt ist. Beim Vorbeilaufen der Pole 7, 8 des Läufers 4 wird der Stab 44 entweder angezogen - bei ungleicher Polarität - oder abgestoßen - bei gleicher Polarität. Dabei ändert er aber auch das magnetische Feld im Blechpaket 47 bzw. in der Spule 48. Im Resonanzzustand schwingt der Stab 44 mit größter Amplitude, er drückt somit dem gesamten System seine Eigenfrequenz; auf. Der in der Spule 48 induzierte Wechselstrom steuert über einen in Emitterschaltung betriebenen Transistor 49 den Antriebsstromkreis für die Feldspule 1. Mit 50 ist eine Speisestromquelle bezeichnet. Wie beim Hauptpatent bereits erwähnt wurde, können auch zwei im Gegentakt geschaltete Transistoren vorgesehen sein. Die an sich bekannten Transistorschaltungen sowie ihre zusätzlichen Bauelemente, beispielsweise ein Kondensator zur Resonanzanhebung, ein Spannungsteiler zum Einstellen des günstigsten Transistorarbeitspunktes usw., werden hier nicht im einzelnen beschrieben.
• Der beschriebene Motor ist in seiner Frequenzkonstanz voll durch die Genauigkeit des Zungen- bzw. StimmgabeIschwingers bestimm4 dessen Abweichung bekanntlich bei etwa 10-4 bzw. 10-5 liegt und einen Gangfähler von etwa 9 bzw. 0,9 Sekunden pro Tag ergibt. Der Motor ist somit als Direktantrieb für Uhrwerke voll geeignet. Gleichzeitig ist das Problem der Umwandlung der StimmgabeIschwingung in eine rotierende Bewegung ohne mechanische Bremsung der Stimmgabel sicher gelöst.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zum Stabilisieren der Drehzahl eines gleichstronigespeisten Antriebsmotors für Uhren u. dgl., bei welchem durch vorbeilaufende Pole oder Zähne eines Motorläufers in einer lfilfsspule Spannungsimpulse induziert werden, die nach Verstärkung in einer elektronischen Verstärkerstufe über eine Motorfeldwicklung den Motorläufer antreiben, und zur Änderung der Drehrichtung des Motorläufers ein über die Zähne bzw. Pole des Motorläufers magnetisch geschlossener Magnetkern bzw. geblechter Körper der lElfsspule mittels eines um die Drehachse des Motorräufers schwenkbar angeordneten Trägers gegenüber den Zähnen bzw. Polen des Motorläufers eingestellt wird, nach Patent 1110 292, gekennzeichnet durch einen zwischen dem Motorläufer (4) und der I-Elfsspule (40 bzw. 48) vorgesehenen Zungen- oder StimragabeIschwinger (41, 42, 43 bzw. 44) mit fester Eigenfrequenz, weicher unmittelbar von den vorbeilaufenden Polen oder Zähnen (7, 8) des Motorläufers (4) durch magnetische Kräfte, zum Schwingen anregbar ist und seinerseits durch rhythmisches Ändern des die Hilfsspule (40 bzw. 48) durchdringenden magnetischen Flusses in der Hilfsspule (40 bzw. 48) eine Wechselspannung mit der Frequenz des Schwingers (41, 42, 43 bzw. 44) induziert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger (41, 42, 43 bzw. 44) im oder vor dem Luftspalt eines die fflsspule (40 bzw. 48) tragenden Blechpaketes (38 bzw. 47) angeordnet ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwinger (41, 42, 43 bzw. 44) mit einem Dauermagnet versehen, selbst als Dauermagnet ausgebildet oder im Kraftfeld eines Dauermagneten angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1092 411 und deren Zusatzpatentschrift Nr. 65 772; USA.-Patentschrift Nr. 2 753 501.