DE1138601B

DE1138601B - Drive device for precision mechanical devices

Info

Publication number: DE1138601B
Application number: DES35539A
Authority: DE
Inventors: Georg Mohr; Friedrich Schmidt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-09-30
Filing date: 1953-09-30
Publication date: 1962-10-25

Description

Antriebsvorrichtung für feinmechanische Geräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für feinmechanische Geräte mit einem zur Ermittlung einer Meßgröße dienenden Laufwerk, z. B. Läufer eines Elektrizitätszählers, und mit einem auf dessen Abtriebswelle in entlastendem Sinne mit einem Hilfsdrehmoment einwirkenden, aus einem elektrischen Hilfsmotor bestehenden Hilfsantrieb für die Verstellung einer zusätzlichen Einrichtung, z. B. eines Tarifgerätes.Drive device for precision mechanical devices The invention relates on a drive device for precision mechanical devices with a determination a measured variable serving drive, z. B. runner of an electricity meter, and with one on its output shaft in a relieving sense with an auxiliary torque acting, consisting of an electric auxiliary motor auxiliary drive for the Adjustment of an additional device, e.g. B. a tariff device.

Bei einem bekannten Gerät dieser Art, z. B. einem Elektrizitätszähler mit Tarifgerät, weist die Antriebsvorrichtung ein Differentialgetriebe auf, dessen erster, vom Zähler angetriebener Teil jeweils einen bestimmten Weg vorgibt, dessen zweiter, mit dem Hilfsmotor und dem Tarifgerät verbundener Teil jeweils den vorgegebenen Weg aufholt und dessen dritter Teil nach Aufholung des Weges eine Bremse oder einen Schalter für den Hilfsmotor betätigt.In a known device of this type, e.g. B. an electricity meter with tariff device, the drive device has a differential gear, its first, driven by the counter part each specifies a certain path, the second part, connected to the auxiliary engine and the tariff device, in each case the specified Way catches up and its third part after catching up the way a brake or a Switch for the auxiliary motor actuated.

Dieses bekannte Gerät besitzt den Nachteil, daß es nicht nur infolge der Verwendung eines Differentialgetriebes in seinem Aufbau aufwendig ist, sondern auch vor allem nicht gewährleistet, daß das dem Meßwerksantrieb überlagerte Hilfsdrehmoment eine bestimmte Größe dauernd beibehält. Dieses Hilfsdrehmoment darf nicht zu groß sein, weil es sonst antreibend auf den Zähleranker einwirkt und dadurch dessen Angaben fälscht. Es darf aber auch nicht zu klein sein, weil sonst der Zähler zu stark belastet wird, insbesondere darf es nicht schwanken, sondern muß stets die gleiche Größe haben. Die Erzeugung eines solchen genau abgestimmten konstanten Antriebsmoments, beispielsweise durch einen Hilfsmotor, macht Schwierigkeiten, weil sich erfahrungsgemäß die den Motor speisende Spannung ändert und damit auch das vom Motor ausgeübte Drehmoment. Auch sind die Reibungen des Motors, seines Vorgeleges usw. von der Temperatur und anderen Verhältnissen abhängig.This known device has the disadvantage that it is not only as a result the use of a differential gear is complex in its structure, but also, above all, it does not guarantee that the auxiliary torque superimposed on the measuring mechanism drive permanently maintains a certain size. This auxiliary torque must not be too large because otherwise it has a driving effect on the meter armature and thereby its information fakes. However, it must not be too small either, because otherwise the meter will be overloaded in particular it must not fluctuate, but must always be the same size to have. The generation of such a precisely coordinated constant drive torque, for example by an auxiliary engine, makes difficulties because experience has shown the voltage feeding the motor changes and thus also the torque exerted by the motor. Also the friction of the motor, its back gear, etc. depend on the temperature and depending on other circumstances.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem besonders einfachen Aufbau der Antriebsvorrichtung das Hilfsdrehmoment konstant zu halten. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zwischen den Hilfsantrieb und die Abtriebswelle des zu unterstützenden Antriebes des Meßwerkes eine an sich bekannte Hysteresiskupplung eingeschaltet ist.The invention is based on the object of a particularly simple one Structure of the drive device to keep the auxiliary torque constant. This task is achieved according to the invention in that between the auxiliary drive and the output shaft the drive of the measuring mechanism to be supported has a known hysteresis coupling is switched on.

Eine Hysteresiskupplung weist aufbaumäßig im wesentlichen zwei Kupplungshälften auf, von denen die eine aus einem Magnet und die andere aus einem Hysteresiswerkstoff besteht, wobei es an sich gleichgültig ist, welche der beiden Kupplungshälften die antreibende und welches die angetriebene Hälfte ist. Die Hysteresiskupplung hat unter anderem die Eigenschaft, daß die antreibende Hälfte nach einem kurzen Leergang, der gewöhnlich nur einen geringen Bruchteil einer einzigen Umdrehung beträgt, die angetriebene Hälfte magnetisch mitnimmt. Besonders günstig ist dabei, daß das übertragene Drehmoment unabhängig von der Drehzahl der antreibenden Kupplungshälfte praktisch konstant ist und durch. entsprechende Bemessung der Kupplung von vornherein festgelegt werden kann. Es ist auch möglich, die Kupplung mit Verstellmitteln zum Einstellen des Drehmoments in gewissen Grenzen zu versehen. Das übertragene Drehmoment behält diesen konstanten Wert auch dann noch, wenn die Belastung der Kupplung auf der Abtriebsseite das der Kupplung eigene Drehmoment übersteigt. Auch beim Stillstand der Abtriebshälfte der Kupplung bleibt das Drehmoment als wirksame Kraft erhalten. Der über eine Hysteresiskupplung antreibende Antriebsmotor ist also in allen Fällen stets gleich belastet. Hysteresiskupplungen sind beispielsweise bei Seiltrommelantrieben, bei Dynamometern sowie auch als Bremsen bekannt.In terms of structure, a hysteresis coupling essentially has two coupling halves one of which is made from a magnet and the other is made from a hysteresis material exists, whereby it does not matter which of the two coupling halves the driving and which is the driven half. The hysteresis clutch has among other things, the property that the driving half after a short idle, which is usually only a small fraction of a single revolution, the driven half magnetically. It is particularly advantageous that the transferred Practical torque regardless of the speed of the driving coupling half is constant and through. appropriate dimensioning of the coupling is determined from the start can be. It is also possible to use adjustment means to adjust the clutch to provide the torque within certain limits. Retains the transmitted torque this constant value even if the load on the coupling on the output side that the clutch's own torque exceeds. Even when the output half is at a standstill the clutch retains the torque as an effective force. The one via a hysteresis clutch The driving motor is therefore always equally loaded in all cases. Hysteresis couplings are for example in cable drum drives, dynamometers and also as brakes known.

Die erfindungsgemäß angegebene Verwendung einer Hysteresiskupplung zur Erzeugung eines Hilfsdrehmomentes bei Geräten der gattungsmäßig vorausgesetzten Art bietet den Vorteil einer bedeutenden Vereinfachung im Aufbau des Getriebes bei einwandfreier Funktion im Sinne eines konstanten Abtriebsmomentes des vom Hilfsdrehmoment unterstützten Hauptantriebes. Zur Erzeugung des Hilfsdrehmomentes genügt ein einfacher, konstant umlaufender Motor und eine Hysteresiskupplung in einfaohster Bauform. In Weiterbildung der Erfindung besteht die eine Hälfte der Hysteresiskupplung aus einem zylindrischen Dauermagnet und die andere Hälfte aus einem den Dauermagnet koaxial mit Spiel umgebenden Hohlzylinder aus Hysteresiswerkstoff: Die Hysteresiskupplung hat, im Gegensatz zu bekannten Getrieben, wie z. B. Differentialgetrieben, keinerlei in mechanischem .Eingriff, miteinander arbeitende Teile, so daß auch nach längeren Betriebszeiten das Drehmoment des verstärkten Hauptantriebes unverändert konstant bleibt.The use of a hysteresis coupling specified according to the invention for generating an auxiliary torque in devices of the generically presupposed Art offers the advantage of a significant simplification in the structure of the transmission perfect function in terms of a constant output torque of the auxiliary torque assisted main drive. To generate the auxiliary torque, a simple, constant rotating motor and a hysteresis clutch in simple Design. In a further development of the invention, one half of the hysteresis coupling consists of a cylindrical permanent magnet and the other half of a permanent magnet Hollow cylinder made of hysteresis material coaxially with play surrounding it: the hysteresis coupling has, in contrast to known transmissions such. B. Differential gears, none in mechanical .Eingriff, parts working together, so that even after long periods Operating times the torque of the reinforced main drive remains constant remain.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei elektromotorisch aufgezogenen Uhren wird zweckmäßig die Hysteresiskupplung zwischen den elektromotorischen Antrieb und die Abtriebswelle des Uhrwerkes eingeschaltet.When using the device according to the invention with an electric motor wound clocks, the hysteresis coupling between the electromotive Drive and the output shaft of the clockwork switched on.

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel wird wie folgt erläutert: Ein Zähleranker 1 treibt eine Welle 2 an. Auf diesei Welle sitzt ein Zahnrad 3, das mit Zahnrädern 4, 5 kämmt. Das Zahnrad 5 ist mit der einen Hälfte 6 einer Hysteresiskupplung verbunden, die einen Zylinder aus Hysteresisbaustoff, beispielsweise aus Stahl, enthält. Die andere Hälfte der Kupplung besteht aus einem polarisierten Dauermagnetkörper 8, der von einem Zeitwerksmotor 9 angetrieben wird. Der Zeitwerksmotor treibt ferner eine Nockenscheibe 10 an, deren Nocken 11 periodisch, beispielsweise alle Viertelstunden, einen Hebel 12 im Pfeilsinne schwenkt und dadurch Zahnräder 13, 14 außer Eingriff bringt. Das Zahnrad 14 treibt ein Maximumwerk 15 an, das eine bekannte Bauform haben kann und deshalb nicht näher erläutert ist. Das Rad 13 sitzt lose auf einer- vom Zahnrad 4 angetriebenen Welle 16 und wird über eine Speicherfeder 17 mitgenommen. Beim Schwenken des Hebels 12 im Pfeilsinne kommt das Rad 13 in Eingriff mit einer Sperrklinke 18. The embodiment shown in the drawing is explained as follows: A counter armature 1 drives a shaft 2 . A toothed wheel 3, which meshes with toothed wheels 4, 5 , sits on this shaft. The gear 5 is connected to one half 6 of a hysteresis coupling which contains a cylinder made of hysteresis building material, for example steel. The other half of the coupling consists of a polarized permanent magnet body 8 which is driven by a timer motor 9. The timer motor also drives a cam disk 10, the cam 11 of which periodically, for example every quarter of an hour, pivots a lever 12 in the direction of the arrow and thereby disengages gears 13, 14 . The gear 14 drives a maximum mechanism 15 , which can have a known design and is therefore not explained in more detail. The wheel 13 sits loosely on a shaft 16 driven by the gear 4 and is carried along by a storage spring 17. When the lever 12 is pivoted in the direction of the arrow, the wheel 13 comes into engagement with a pawl 18.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Der Welle 2 wird über die Hysteresiskupplung 7 gerade ein solches Hilfsmoment überlagert, wie es zum Antrieb des Maximumwerkes 15 und zur überwindung der Reibung der zwischengeschalteten Getriebe erforderlich ist. Dadurch ist der Zähleranker 1 praktisch vom Antrieb des Maximumwerkes 15 entlastet. Am Ende von beispielsweise einer Viertelstunde rückt der Nocken 11 vorübergehend die Zahnräder 13, 14 aus. Der Mitnehmer des Maximumwerkes geht dabei in bekannter Weise in die Ausgangsstellung zurück. Der inzwischen vom Zähleranker zurückgelegte Drehweg wird bei Sperrung des Rades 13 durch die Klinke 18 in der Feder 17 gespeichert und entlädt sich nach Wiedereinrücken der Räder 13, 14 auf das Maximumwerk, so daß also kein Meßweg durch die vorübergehende Entkupplung verlorengeht.The arrangement works as follows: the shaft 2 is superimposed via the hysteresis clutch 7 with just such an auxiliary torque as is necessary to drive the maximum mechanism 15 and to overcome the friction of the interposed gear. As a result, the counter armature 1 is practically relieved of the drive of the maximum mechanism 15. At the end of a quarter of an hour, for example, the cam 11 temporarily disengages the gears 13, 14 . The driver of the maximum mechanism goes back to the starting position in a known manner. The rotation distance covered by the counter armature is stored in the spring 17 when the wheel 13 is blocked by the pawl 18 and is discharged to the maximum work after the wheels 13, 14 are re-engaged, so that no measuring path is lost due to the temporary decoupling.

Die Größe des von der Hysteresiskupplung 7 übertragenen Hilfsdrehmomentes kann beispielsweise in einfacher Weise durch axiale Verschiebung der beiden Kupplungsteile fein eingestellt werden. Temperatureinflüsse können in bekannter Weise, z. B. durch Anwendung von Wärmelegierungen, ausgeglichen werden.The size of the auxiliary torque transmitted by the hysteresis clutch 7 can, for example, be finely adjusted in a simple manner by axially displacing the two clutch parts. Temperature influences can be used in a known manner, for. B. be compensated by the use of heat alloys.

Ein solcher unveränderlicher Antrieb ist aber auch bei vielen anderen Anwendungsgebieten oft erwünscht, so z. B. bei Uhren, insbesondere solchen mit elektromagnetischem Aufzug. So kann man z. B. bei entsprechend stärkerer Ausführung den durch die gestrichelte Linie 90 eingerahmten Teil als elektromotorischen Uhrenaufzug verwenden. Der Motor kann dann dauernd laufen, die Federspannung der Uhr bleibt praktisch gleich, und die Uhr geht deshalb erfahrungsgemäß genauer.Such an invariable drive is also often desirable in many other areas of application, such. B. in clocks, especially those with electromagnetic winding. So you can z. B. use the part framed by the dashed line 90 as an electromotive clock winding with a correspondingly stronger version. The motor can then run continuously, the spring tension of the watch remains practically the same, and experience has shown that the watch is therefore more accurate.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Drive device for precision mechanical devices with a drive used to determine a measured variable, e.g. B. runner of an electricity meter, and with one acting on the output shaft in a relieving sense with an auxiliary torque, consisting of an electric auxiliary motor auxiliary drive for the adjustment of an additional device, eg. For example, that of a known hysteresis clutch (7) is on a collective unit, characterized in that between the auxiliary drive (9) and the output shaft (2) for supporting the drive (1) of the measuring unit.

2. Device according to claim 1, characterized in that; that one half of the hysteresis coupling consists of a cylindrical permanent magnet (8) and the other half (6) consists of a hollow cylinder surrounding the permanent magnet coaxially with play consists of hysteresis material.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that that when they are used in clockworks wound by an electric motor, the hysteresis coupling switched between the electric motor drive and the output shaft of the clockwork is. In. Documents considered: German Patent No. 890 741; UNITED STATES. U.S. Patent No. 2,583,523; French Patent No. 787,605; Judges and v. Voss, "Components of Precision Mechanics", 1952, pp. 522, 523, 492.