Schrittschaltmotor. Bei Schrittschaltmotoren besteht die Ge fahr, dass das Ankerrad durch den abgege benen Fortsehaltimpuls rasch beschleunigt wird und beim Aussetzen des Impulses infolge seiner Trägheit entweder statt nur eines zwei Schaltschritte ausführt oder aber in seiner Lage stehenbleibt, die nicht einer der ge wünschten Ruhestellungen entspricht.
Diese Nachteile bekannter Sehrittschaltmotore tre ten insbesondere bei elektrischen, durch solche Motore angetriebenen Nebenuhren unange nehm in Erscheinung, indem dann der -Uhr- zeiger nicht genau auf die Minute zeigt oder indem die Anzeige der Nebenuhr nicht mehr mit derjenigen der Hauptuhr übereinstimmt.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sehrittsehaltmotor mit einem Fortsehalt- magneten und einem durch diesen fortsehalt- baren Ankerrad, welcher Motor durch ein mit dem Ankerrad zwangläufig bewegtes, magneti- sierbares Steuerorgan gekennzeichnet ist, das im Bereich wenigstens eines feststehenden permanenten Magnetfeldes liegt und durch dieses derart beeinflusst wird, dass das Anker rad in einer von über seinen Umfang gleich mässig verkeilten Raststellungen gehalten wird.
Das Steuerorgan kann dabei aus einer ge zahnten Scheibe bestehen, welche auf der einen Stirnseite des Ankerrades befestigt ist und durch zwei feststehende permanente Ma gnete beeinflusst wird, deren einer Pol über der genannten Stirnseite des Ankerrades liegt. Damit. die Bestimmung der Ruhestel- lung praktisch nur durch das Steuerorgan geschieht, wird der Luftspalt jedes permanen ten Magneten mit der gezahnten Scheibe vor teilhaft kleiner gewählt als derjenige der letz teren mit den Polen des Ankerrades.
In der Zeichnung ist eine zum Antrieb einer Sekundäruhr bestimmte Ausführungs form des erfindungsgemässen Schrittschalt- rnotors dargestellt.
Fig. 1. zeigt einen Schnitt durch den Mo tor nach der Linie I-I in Fig. 2, und Fig. 2 ist eine Ansicht. des Motors von oben.
Der aktive Teil des Motors besteht im we sentlichen aus dem lamellierten Eisenkörper 1 mit der Erregerspule 2, dem Ankerrad 3 und den beiden permanenten Magneten 4 und 5. Dieser aktive Teil des Motors ist auf die Grundplatte 6 montiert, welche mittels zweier Säulen 7 den Fortschaltelektromagneten 1, 2 und eine zur Grundplatte 6 parallele, kreis- sektorförmige Lagerplatte 8 trägt. Das Anker rad 3 ist zwischen den Platten 6 und 8 ge lagert. Es treibt über das Ritzel 9 und ein Zahnrad 10 die Minutenachse 11 der Sekun däruhr.
Von der Minutenachse aus wird in bekannter Weise über ein Untersetzungs- getriebe das Stundenrohr 12 der Sekundäruhr angetrieben. Die permanenten Magnete 4 und ä sind unter Zwischenlage eines Distanzstük- kes 13 mittels Briden 14 auf die eine Seite des Fortschaltmagnetkörpers 1 montiert, so dass sie einen gewissen Abstand vom Anker rad 3 haben, das in der gleichen Ebene liegt wie der Körper 1. Die dem Ankerrad zuge kehrten und über dessen Polen liegenden Pole der permanenten Magnete 4 und 5 sind gleichnamig, also beispielsweise wie in der Zeichnung angedeutet, Südpole.
Das Anker rad 3 weist fünf Pole auf und besteht wie der Fortsehaltmagnetkörper aus Weicheisen lamellen. Die Polzahl des Ankerrades ist je doch beliebig. Die Anordnung muss nur so getroffen sein, dass immer der Kopf 15 eines Pols des Bades 3 dem einen Pol des Fortsehaltmagneten gegen übersteht, -wenn das Ende 16 eines andern Pols des Ankerrades dem andern Pol des An kerrades dem andern Pol des Fortschalt- magneten gegenübersteht.
Am Ankerrad ist eine Haltescheibe 17 und eine Bremstrommel 18 befestigt. Die Halte scheibe besteht aus Weicheisen und ist derart gezahnt, dass in jeder Stellung des Anker rades einer der Zähne dieser Scheibe vor den einen der permanenten Magnete und eine Lücke der Scheibe vor den andern permanen ten Magneten zu liegen kommt. Dadurch wird die Stellung des Ankerrades nach jedem aus geführten Schritt genau vorgeschrieben. Das hat den Vorteil, dass der Motor nicht durch seine Trägheit über die gewünschte Stellung hinauslaufen kann.
Ferner ist es insbesondere im Zusammenhange mit dem Antrieb einer Uhr erwünscht, dass der Minutenzeiger genau auf die Marke am Zifferblatt zustehen kommt, was nur möglich ist, wenn der antreibende Sehrittsehaltmotor immer denselben Schritt ausführt. Auf die Bremsscheibe ist ein selbsthem mendes Bremsorgan 19 aufgesetzt, das dreh bar zwischen den Platten 6 und 8 gelagert ist. Befindet sieh der Motor in der in Fig.1 dar gestellten Betriebslage, so wird dieses Organ durch sein Eigengewicht mit leichtem Druck gegen die Bremsscheibe 18 gedrückt.
Dadurch -wird die normale Bewegung des Ankerrades in Richtung des Pfeils in Fig.1 nicht wesent lich gebremst. Dagegen wird eine Drehung im Uhrzeigersinn durch die Bremse verhindert, indem das Bremsorgan durch die Bremskraft verkeilt wird, so dass Selbsthemmiuig des An kerrades auftritt. Mit der Drehwelle des Bremsorgans 19 ist. ein Hebel 20 aus magneti- sierbarem Material starr verbunden. Das un tere, nach aussen gebogene Ende dieses Hebels 20 ragt in eine der Lagerplatte 8 vorgesehene Öffnung 8a, und die Bewegung des Brems organs wird dadurch beidseitig begrenzt..
Das hat den Vorteil, dass das Bremsorgan immer wieder in die richtige Lage kommt, auch wenn beispielsweise der Sehrittsehaltmotor vorüber gehend in eine Stellung gebracht worden ist. in welcher das Bremsorgan ohne diesen Hebel von der Bremsscheibe weg nach hinten gefal len wäre.
Aus Fig.1 ist ersichtlich, dass sieh das un tere Ende des Hebels 20 zwischen den Polen des Ankerrades 3 und dem rechten Pol des Fortschaltmagneten 1, ? befindet. Es geht daher auch ein gewisser Teil des Flusses des permanenten Magneten 5 über den Hebel 20 und magnetisiert ihn. Dadurch wird er mit einer gewissen Kraft nach rechts gegen den Pol des Fortschaltmagneten gezogen, welcher von einem grösseren Fluss durchsetzt -wird als der Pol des Ankerrades, und daher stärker ist.
Diese Kraft ist in der dargestellten Lage des Motors grösser als in der Stellung, in der das Bude 16 des Pols des Ankerrades dem Pol des Fortschalt.magneten gegenübersteht, weil in der zweiten Stellung das Feld hauptsäch lich durch den zwischen dem Ankerrad und dein Teil 1 liegenden Luftspalt geht und der Hebel 20 nur schiwach magnetisiert -wird.
Die Arbeitsweise des Schrittschaltmotors ist die folgende: Das äussere Feld der permanenten Magnete -1 und 5 verläuft im wesentlichen vom Nord pol dieser Magnete durch die anliegenden Schenkel des Fortschaltmagnetkörpers, durch den Luftspalt in das Ankerrad 3 und vom Ankerrad zurück in den Südpol des perma nenten Magneten. Es ist leicht einzusehen, dass durch diesen Fluss die Pole des Ankerrades auch Südpole und die Pole des Fort.sehalt- magneten Nordpole werden, wie dies in der Zeichnung angedeutet ist.
Wird nun im dar gestellten Zustand durch die Spule 2 ein Strom von solcher Richtung geleitet, dass am rechten Pol des Teils 1 ein Nordpol, am lin ken Pol des Teils 1 ein Südpol entsteht, so wird die Anziehungskraft des rechten Pols des Teils 1 auf den darunter befindlichen Pol des Ankerrades verstärkt, während die Anzie hungskraft zwischen dem linken Pol des Teils 1 und dem darunter befindlichen Pol des Ankerrades 3 geschwächt oder sogar in eine abstossende Kraft. verwandelt wird. Die For men der Pole des Ankerrades und des Kör pers 1. sind dabei so gewählt, dass auf das Ankerrad ein resultierendes Drehmoment in Richtung des Pfeils ausgeübt wird und dieses Rad sieh in Gegenuhrzeigerrichtung dreht.
Die Rüeklaufbremse und die Haltescheibe 1.7 wirken zusammen, um Einsehwingv orgänge des Ankerrades zu verhindern. Wenn nämlich der Sehrittschaltmotor um einen Schritt v or- wärtsgeschaltet wurde, so hat er die Tendenz, über die stabile Stellung hinauszulaufen und dann in diese einzuschwingen, besonders wenn er, wie im vorliegenden Falle, mit. Uhrzeigern gekuppelt ist, die ein relativ grosses Trägheits moment aufweisen. Es ist aber gerade beim Antrieb von Uhren speziell unerwünscht, dass die Zeiger nach jedem Schritt um die neue Stellung hin und herpendeln.
Durch die ge nannten zwei Elemente wird dieses Ein schwingen wirksam verhindert. Tatsächlich läuft der Schrittschaltmotor nach jedem Schritt um einen bestimmten Betrag über die Stellung hinaus, in welcher die Zähne der Haltescheibe sz-mmetrisch zu den permanen- i en Magneten stehen. In diesem Falle wird durch die Haltescheibe auf das Ankerrad eine P,üekstellkraft in Uhrzeigerrichtung ausgeübt.
Die Riicklaufbremse verhütet jedoch ein Rück wärtslaufen des Sehrittschaltmotors, so dass dieser in der nach dem Schritt eingenom menen Stellung sofort festgehalten wird.
Es könnte auch nur ein Permanentmagnet vorhanden sein.