Synchronmotor für den elektrischen Antrieb von Uhrwerken. Die Erfindung bezieht sich auf den elek trischen Antrieb von Uhrwerken mittelst eines Wechselstromes und betrifft insbeson dere einen dazu geeigneten Synchronmotor, der für den Anschluss an vorhandene Wech selstromnetze geeignet ist.
Gemäss den vorliegenden Merkmalen der Erfindung umfasst der Synchronmotor min destens einen Erregermagnet mit gleichblei benden Polen, einen zwischen diesen Polen mit mindestens einem Pol eingebauten Anker magneten mit Wechselstromspule für den Anschluss an das vorhandene Wechselstrom netz und ferner einen Rotor mit Polwechsel segmenten, der vor den Polen des Erreger und des Ankermagnetes rotiert und seine Drehung unmittelbar auf das Uhrwerk über trägt.
Der Ankermagnet kann mit seinem an dern Pol an der Indifferenzstelle des Erreger magnetes angeschlossen sein. In besonderen Fällen können jedoch auch beide Magnete gegeneinander magnetisch isoliert sein. Um dann auch den zweiten Pol des Ankermagne tes für den Antrieb des Rotors auszunutzen, könnte dieser Pol mit einem Polschuh ver bunden sein, der bis in den Bereich des Ro tors greift. Es könnte zum Anlassen des Motors eine Anschnellvorrichtung eingebaut sein. Diese kann aus einem auf der Welle des Rotors befestigten Zahnrad und einem mit diesem zusammenarbeitenden Zahnsektor bestehen, der mittelst eines Griffes entgegen einer Fe der vorgezogen werden und durch plötz liche Freigabe des Griffes zurückschnellen kann, wodurch er den Motor anlässt.
Es sind bereits Dynamomaschinen be kannt zur Stromerzeugung, bei denen fest stehende Erreger- und Ankermagnete mit einander abwechseln und vor deren Polen ein Rotor mit Polenwechselsegmenten um läuft. Dabei wird jedoch der Rotor selbst an getrieben, auch wird in die Maschine Strom hinein- und wieder abgeleitet. Demgegenüber betrifft vorliegende Erfindung einen An triebsmotor, der nur .Strom aufnimmt und durch die damit erzeugte Drehung seines Rotors ein Uhrwerk antieibt. Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
Fig. 1 ist ein senkrech ter Querschnitt durch eine Ausfuhrungsform und Fig. 2 ein senkrechter Längsschnitt nach der Linie 2-2 in Firn 1; die Fig. 3 und 4 sind ähnliche Schnitte einer andern Ausfüh rungsform unter Fortlassung des Uhrwerkes, und zwar Fig. 3 nach der Linie 3-3 in Fig. 4 und diese nach der Linie 4-4 in Fig. 3; Fig. 5 ist ein wagrechter Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3 und Fig. 6 eine Oberansicht zu Fig. 4; die Fig. 7 und 8 zei gen Querschnitte nach den Linien 7-7 und 8-8 in Fig. 4, um die verschiedene Stellung der Polwechselsegmente des Rotors kenntlich zu machen; Fig. 9 ist die Vorderansicht einer andern Ausführungsform mit teilweisem Schnitt und Fig. 10 ein senkrechter Schnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 9; Fig. 11 ist ein wagrechter Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 9; Fig. 12 zeigt den zugehörigen Ro tor in Ansicht.
Bei dem Beispiel in Fig. 1 und 2 ist an einem Gestell a der Erregermagnet b befe stigt, der in diesem Falle ein permanenter Magnet ist. Seine beiden Schenkel sind huf eisenförmig gegeneinander gebogen und bis in den Bereich des Rotors c geführt. Dieser besteht aus den auf der Welle d befestigten Scheiben c aus nicht magnetischem Material und den Polwechselsegmenten c' aus Weich eisen. An der Indifferenzstelle b' des Er regermagnetes b ist der Ankermagnet e be festigt, dessen einer Pol, e', zwischen den beiden Polen des Erregermagnetes b in den Bereich des Rotors c greift. Der Ankermagnet e trägt eine Wechselstromspule f für den An schluss an ein vorhandenes Wechselstrom netz.
Im angenommenen Beispiel enthält der Rotor sechs Segmente c'. Dementsprechend stehen die Pole des Erregermagnetes b um 1/6 Umfang des Rotors auseinander. Wird der Strom eingeschaltet und der Rotor c vonhand angeschnellt, dann wird er durch die wech selnde Intensität und die wechselnden Pole des Ankermagnetes e entsprechend beeinflusst und in Übereinstimmung mit der Perioden zahl des Wechselstromes in Drehung erhal ten. Die Drehung des Rotors wird mittelst einer Übersetzung, also zum Beispiel wie dar gestellt, durch Schneckengetriebe g auf das Uhrwerk h übertragen.
Der Vorzug eines solchen Synchronmotors besteht in seinem ausserordentlich geringen Stromverbrauch, da bei gleichbleibenden Po len des Erregermagnetes nur die Pole des Ankermagnetes durch den Strom gewech selt werden. Die Drehzahl des Rotors lässt sich durch Änderung der Anzahl seiner Seg mente, ebenso auch durch die Zahl der Er reger- und Ankerpole beliebig wählen.
Bei dem Beispiel nach Fig. 3 bis 8 sind zwei Ankermagnete e gewählt, die ebenfalls mit ihrem einen Pol, e'', an der Indifferenz stelle b' des Erregermagnetes b befestigt sind. Um ähnlich wie im erstbeschriebenen Beispiel in derselben Drehungsebene liegende Pole des Erregermagnetes b benutzen zu kön nen, greifen diese letztere mit Polschuhen b2 über die beiden Ankermagnete e hinweg (Fig. 3). Die Welle d des Rotors trägt dem entsprechend zwei Reihen von Polwechsel segmenten c2. In diesem Falle kreisen in einer Drehungsebene nur zwei Segmente, welche umschichtig den magnetischen Kraft linienfluss zwischen je einem Pol N oder S des Erregermagnetes b und dem dazwischen liegenden Pol e' des Ankermagnetes e schlie ssen. Die Segmentpaare c2 sind mit Bezug auf die Welle d um 180 versetzt. Die Wirkung dieses Motors ist im übrigen dieselbe wie oben beschrieben.
Anstatt permanenter Er regermagnete können auch Gleichstromelek tromagnete verwendet werden. Es werden dann auf die Schenkel des Erregermagnetes Stromspulen f' geschoben.
Soll auch der zweite Pol des Anker magnetes e ausgenutzt werden dann ist es zweckmässig, eine Bauart zu wählen, wie in den Fig. 9 bis 1.2 dargestellt. Hier ist. der Ankermagnet<I>e</I> mittelst eines Bügels<I>i</I> am Rahmen oder Gehäuse a des Uhrwerkes be festigt. Der Erregermagnet wird am Bügel i gehalten, ist aber gegen den Ankermagneten e durch Einschaltung magnetisch nicht lei tender Scheiben k und Schrauben l magne tisch isoliert. Die beiden Pole N und S des Erregermagnetes b liegen mit dem freien Pol e' des Ankermagnetes e in einer Radialebene. Der Bügel i besteht aus Weicheisen und trägt einen Polschuh e2, mit dem er ebenfalls in derselben radialen Ebene liegt. Dementspre chend wechseln die Pole des Erregermagnetes b und des Ankermagnetes e in dieser Ebene miteinander ab.
Am Bügel i oder dem Ge häuse a ist ferner die Welle d des Rotors gelagert, der in diesem Falle aus einer nicht magnetischen Scheibe c besteht, die eine An zahl, z. B. 12, Polwechselsegmente c' trägt, mit denen der Rotor vor den Polen der bei den Magnete b und c umlaufen kann. Die Drehung der Welle d wird in zweckentspre chender Weise, z. B. ebenfalls wie oben an gedeutet, durch Schneckengetriebe g auf das Uhrwerk h übertragen. Um mit einer geringen Polzahl auszukommen, greift der Erreger magnet b mit Polschuhen b3 möglichst dicht an die Stelle e' und e2 des Ankermagnetes e heran.
Um die Ingangsetzung des Synchron motors zu erleichtern und ihn schnell auf die der Periodenzahl des Wechselstromes ent sprechende Tourenzahl zu bringen, kann eine Anschnellvorrichtung eingebaut sein. Nach dem Beispiel in Fig. 9 bis 12 sitzt auf der Welle d des Rotors ein Zahnrad m. In dieses kann ein für gewöhnlich ausser Berührung mit ihm gehaltener Sektor n eingreifen, den eine Feder o zurückgezogen hält. Die nach aussen geführte Welle n' des Sektors n trägt einen Griff p. Wird dieser zurückgedrückt, dann schwingt der Sektor n nach der mit Bezug auf Fig. 10 entgegengesetzten Richtung aus, unter gleichzeitiger Spannung der Feder o. Wird der Griff p losgelassen, dann zieht die Feder o den Sektor n zurück, der bei seinem Vorbeigang in das Zahnrad m der Rotorwelle d greift und dadurh den Motor anschnellt.
Synchronous motor for the electric drive of clockworks. The invention relates to the electrical drive of clockworks by means of an alternating current and in particular relates to a synchronous motor suitable for this purpose, which is suitable for connection to existing alternating current networks.
According to the present features of the invention, the synchronous motor comprises at least one exciter magnet with constant poles, a built-in between these poles with at least one pole armature magnet with alternating current coil for connection to the existing alternating current network and also a rotor with pole changing segments, the Poles of the exciter and the armature magnet rotates and transfers its rotation directly to the clockwork.
The armature magnet can be connected with its other pole to the indifference point of the exciter magnet. In special cases, however, both magnets can be magnetically isolated from one another. In order to then also use the second pole of the armature magnet to drive the rotor, this pole could be connected to a pole piece that extends into the area of the rotor. An overrun device could be built in to start the engine. This can consist of a gear attached to the shaft of the rotor and a toothed sector cooperating with it, which can be pulled forward by means of a handle against a spring and can snap back by suddenly releasing the handle, thereby starting the motor.
There are already dynamo machines be known to generate electricity, in which stationary exciter and armature magnets alternate with each other and a rotor with pole changing segments rotates in front of their poles. In doing so, however, the rotor itself is driven, and electricity is fed into and out of the machine. In contrast, the present invention relates to a drive motor that only absorbs .Strom and drives a clockwork through the rotation of its rotor thus generated. The drawing shows exemplary embodiments of the invention.
Fig. 1 is a perpendicular cross-section through an embodiment and Fig. 2 is a vertical longitudinal section along the line 2-2 in Firn 1; 3 and 4 are similar sections of another Ausfüh approximately form omitting the clockwork, namely Fig. 3 according to the line 3-3 in Fig. 4 and this according to the line 4-4 in Fig. 3; Fig. 5 is a horizontal section taken on line 5-5 in Fig. 3 and Fig. 6 is a top view of Fig. 4; 7 and 8 show cross-sections along the lines 7-7 and 8-8 in FIG. 4, in order to indicate the different positions of the pole changing segments of the rotor; Figure 9 is a front elevational view, partially in section, of another embodiment and Figure 10 is a vertical section taken on line 10-10 in Figure 9; Fig. 11 is a horizontal section taken on line 11-11 in Fig. 9; Fig. 12 shows the associated Ro tor in view.
In the example in Figs. 1 and 2, the exciter magnet b BEFE is on a frame a, which is a permanent magnet in this case. Its two legs are bent towards each other in the shape of a hoof and led to the area of the rotor c. This consists of the disks c fixed on the shaft d made of non-magnetic material and the pole changing segments c 'made of soft iron. At the indifference point b 'of the He regermagnetes b, the armature magnet e is fastened, one pole of which, e', engages between the two poles of the exciter magnet b in the area of the rotor c. The armature magnet e carries an alternating current coil f for connection to an existing alternating current network.
In the example assumed, the rotor contains six segments c '. Accordingly, the poles of the exciter magnet b are separated by 1/6 of the circumference of the rotor. If the current is switched on and the rotor c is snapped up by hand, it is influenced accordingly by the changing intensity and the changing poles of the armature magnet e and kept rotating in accordance with the number of periods of the alternating current. The rotation of the rotor is achieved by means of a translation , so for example as shown, transferred to the clockwork h by worm gear g.
The advantage of such a synchronous motor is its extremely low power consumption, since with constant Po len of the exciter magnet, only the poles of the armature magnet are changed by the current. The speed of the rotor can be freely selected by changing the number of its segments, as well as by the number of exciter and armature poles.
In the example according to FIGS. 3 to 8, two armature magnets e are selected, which are also attached with their one pole, e ", at the indifference point b 'of the exciter magnet b. In order to be able to use poles of the exciter magnet b lying in the same plane of rotation as in the first example described, the latter engage with pole shoes b2 over the two armature magnets e (FIG. 3). The shaft d of the rotor carries the corresponding two rows of pole changing segments c2. In this case, only two segments circle in a plane of rotation, which in a layered manner the magnetic force line flux between one pole N or S of the exciter magnet b and the intermediate pole e 'of the armature magnet e close. The segment pairs c2 are offset by 180 with respect to the shaft d. The effect of this motor is otherwise the same as described above.
Instead of permanent Er regermagnete can also direct current elec tromagnets can be used. Current coils f 'are then pushed onto the legs of the exciter magnet.
If the second pole of the armature magnet e is to be used, then it is advisable to choose a design, as shown in FIGS. 9 to 1.2. Here is. the anchor magnet <I> e </I> is fastened to the frame or housing a of the movement by means of a bracket <I> i </I>. The exciter magnet is held on the bracket i, but is magnetically isolated from the armature magnet e by switching on non-conductive disks k and screws l. The two poles N and S of the exciter magnet b lie with the free pole e 'of the armature magnet e in a radial plane. The bracket i consists of soft iron and carries a pole piece e2, with which it is also in the same radial plane. Accordingly, the poles of the exciter magnet b and the armature magnet e alternate with one another in this plane.
At the bracket i or the Ge housing a, the shaft d of the rotor is also mounted, which in this case consists of a non-magnetic disc c, which has a number, z. B. 12, pole changing segments c ', with which the rotor can rotate in front of the poles of the magnets b and c. The rotation of the shaft d is expedient accordingly, for. B. also as indicated above, transferred by worm gear g to the clockwork h. In order to get by with a small number of poles, the exciter magnet b with pole shoes b3 engages as close as possible to the point e 'and e2 of the armature magnet e.
In order to facilitate the start-up of the synchronous motor and bring it quickly to the number of revolutions corresponding to the number of periods of the alternating current, a quick release device can be installed. According to the example in FIGS. 9 to 12, a gear m is seated on the shaft d of the rotor. A sector n, which is usually kept out of contact with it and which a spring o holds back, can engage in this. The outwardly guided shaft n 'of the sector n carries a handle p. If this is pushed back, the sector n swings out in the opposite direction with reference to FIG. 10, while the spring o is tensioned at the same time Gear m of the rotor shaft d engages and then the motor snaps up.