DE1523915C

DE1523915C - Magnetic coupling for precision engineering devices, in particular clocks

Info

Publication number: DE1523915C
Authority: DE
Inventors: Werner 1000 Berlin Peters
Original assignee: Heliowatt Werke Elektrizitäts-Gesellschaft mbH, 1000 Berlin
Publication date: 1972-05-18

Description

Zur Kraftübertragung zwischen zwei rotierenden gen Stellung des Permanentmagneten der stillstehen-For power transmission between two rotating positions of the permanent magnet of the stationary

Wellen werden häufig Kupplungen benötigt, die eine den Antriebswelle ein, wodurch die GanggenauigkeitShafts are often required clutches that one the drive shaft, which increases the accuracy

gewisse Elastizität in Umfangsrichtung aufweisen. der Uhr beeinflußt ist.have some elasticity in the circumferential direction. the clock is affected.

Das kann beispielsweise durch Zwischenschaltung Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine von elastischen Teilen, wie Federn, Gummipuffer 5 magnetische Kupplung für feinwerktechnische Geod. dgl., zwischen die beiden Kupplungshälften er- rate, besonders Uhren, zu schaffen, die die aufgeführfolgen. Für andere Zwecke sind wieder Kupplungen ten Nachteile vermeidet, wirtschaftlich herstellbar ist erforderlich, bei denen das zu übertragende Moment und zur Kraftübertragung in gleicher Drehrichtung begrenzt sein soll. Hierfür finden vorwiegend Rei- und mit gleicher Drehzahl zwischen gleichachsig anbungskupplungen Verwendung. Für beide Zwecke io geordneten Wellen mit zwei in einem äußeren ruhensind aber mit Vorteil auch magnetische Kupplungen den Magnetfeld rotierenden Kupplungsteilen besteht, anwendbar, bei denen die Kraftübertragung ohne deren eines mit der treibenden und deren anderes mechanische Verbindung oder Berührung der beiden Kupplungsteil mit der getriebenen Welle fest ver-Kupplungshälften allein durch die magnetischen bunden sind.This can, for example, by interposition. The object of the invention was to provide a of elastic parts such as springs, rubber buffers 5 magnetic coupling for precision engineering Geod. Like., guess between the two coupling halves, especially watches to create that follow the listed. For other purposes, couplings are again avoided disadvantages, can be produced economically required where the torque to be transmitted and the force transmission in the same direction of rotation should be limited. For this purpose there are mainly friction and with the same speed between coaxial coupling couplings Use. For both purposes io ordered waves with two at rest in one outer but magnetic clutches are also advantageous because of the magnetic field rotating clutch parts, applicable where the power transmission without one with the driving and the other mechanical connection or contact of the two coupling parts with the driven shaft firmly ver-coupling halves Are bound by the magnetic alone.

Kräfte erfolgt. Solche Kupplungen finden vorwiegend 15 Die Aufgabe ist dadurch gelöst, daß zwischen zweiForces takes place. Such couplings are mainly found 15 The object is achieved in that between two

dort Anwendung, wo ' die Kraftübertragung durch parallele Polplatten eines Magneten zwei FlügelräderUsed where 'power is transmitted through parallel pole plates of a magnet and two impellers

eine flüssigkeitsdichte Wand hindurch erfolgen soll, bzw. Scheiben aus ferromagnetischem Werkstoff, diea liquid-tight wall is to take place through it, or discs made of ferromagnetic material, the

oder aus anderen Gründen eine mechanische Ver- gegeneinandergerichtete, radial angeordnete Flügelor for other reasons a mechanical, oppositely directed, radially arranged wing

bindung der beiden Wellen miteinander unmöglich bzw. Ansätze tragen, zur Bildung einer elastischenIt is impossible to bind the two shafts to one another, or approaches to form an elastic one

oder unerwünscht ist. Während im allgemeinen zu- 20 Kupplung angeordnet sind.or is undesirable. While generally to 20 coupling are arranged.

mindest einer der Kupplungsteile die Magnete trägt, Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der,, die also mitumlaufen, und, wenn es sich um Elektro- beiden Kupplungsteile als flache Scheiben wird einer^· magnete handelt, Schleifringe für die Stromzuführung seits zwischen den Magnetpolen und den Kupplungszu deren Wicklung erfordern, ist es auch bekannt," teilen ein großflächiger und daher möglichst verlustdie Kupplungsteile aus ferromagnetischem Werkstoff 25 armer Feldlinienübergang,gewährleistet, während die in einem äußeren ruhenden Magnetfeld umlaufen zu gegeneinandergerichteten flügelartigen Vorsprünge lassen. Bei einer magnetischen Kupplung dieser Art dieser Scheiben eine scharfe Bündelung der Feldfür Flüssigkeitszähler sind die Kupplungsteile einer- linien in Umfangsrichtung beim Übergang von der seits als Zylinder, andererseits als diesen glocken- einen Scheibe auf die andere bedingen, woraus sich förmig umgreifender Teil ausgebildet. Bei einer wei- 3° eine harte Charakteristik der Kraftübertragung erteren bekannten Kupplung für den gleichen Zweck gibt, d. h., daß schon kleine Stellungsabweichungen sind die beiden Kupplungsteile in Gestalt von gleich- zwischen den beiden Teilen einen scharfen Abfall artigen magnetischen Scheiben mit gegeneinander- der Ubertragungskräfte zur Folge haben,
gerichteten Polen in Form von Zylinderausschnitten Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher ausgeführt. Es ist weiterhin ein stufenlos regelbares 35 erläutert werden, die in den F i g. 1 bis 5 einige AusGetriebe bekannt, bei dem die treibende und die an- führungsbeipiele und in der F i g. 6 ein Anwendungsgetriebene Welle parallel zueinander angeordnet und beispiel einer solchen Kupplung zeigt,
mit gleich ausgebildeten Getriebeteilen versehen sind, F i g. 1 stellt zunächst die grundsätzliche Anordwährend dazwischen verschieblich ein dritter Ge- nung der Kupplung gemäß der Erfindung dar. Sie triebeteil angeordnet ist, über den die Kraftübertra- 40 besteht aus den Flügelrädern 1 und 2, die auf den gung erfolgt. Diese Getriebeteile bestehen zum Teil miteinander zu verbindenden Wellen 3 bzw. 4 beaus Scheibenrädern mit aufgesetzten Magneten oder festigt sind. Sie rotieren in einem magnetischen Feld, Stücken aus ferromagnetischem Werkstoff, die durch das durch die Polplatten 5 und 6 eines Magneten 7 einen äußeren ruhenden Magneten erregt werden, gebildet wird. Dieser Magnet 7 kann je nach den an zum anderen aus Ringen aus elektrisch leitendem 45 die Kupplung zu stellenden Forderungen ein PerWerkstoff, in denen durch die Magnete der anderen manentmagnet oder auch ein Elektromagnet sein. In Teile Wirbelströme erzeugt werden. letzterem Fall ist er ^ mit einer Erregerspule 8 ver-At least one of the coupling parts carries the magnets, due to the inventive design of the, which also revolve, and, when it comes to electro- two coupling parts as flat disks, a magnet is involved, slip rings for the power supply on the one hand between the magnetic poles and the coupling require their winding, it is also known to "share a large area and therefore the coupling parts made of ferromagnetic material 25 low-loss field line transition, guaranteed, while they rotate in an external static magnetic field to mutually directed wing-like projections. In a magnetic coupling of this type these disks a Sharp bundling of the field for liquid meters, the coupling parts are one-line in the circumferential direction at the transition from the one hand as a cylinder, on the other hand as this bell-shaped disk to the other, resulting in a shaped encompassing part r power transmission there is a known coupling for the same purpose, that is, that even small position deviations are the two coupling parts in the form of the same - between the two parts a sharp drop-like magnetic disks with one another - the transmission forces result,
directed poles in the form of cylinder sections. The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. A continuously variable 35 is also explained, which is shown in FIGS. 1 to 5 some outgoing gears are known, in which the driving and the cited examples and in FIG. 6 shows an application-driven shaft arranged parallel to one another and shows an example of such a coupling,
are provided with identically designed gear parts, F i g. 1 initially shows the basic arrangement while a third generation of the clutch according to the invention can be displaced between them. These gear parts partly consist of shafts 3 or 4 to be connected to one another, but disk wheels with attached magnets or are fixed. They rotate in a magnetic field, pieces of ferromagnetic material which are formed by the pole plates 5 and 6 of a magnet 7 excited by an external, stationary magnet. This magnet 7 can, depending on the requirements to be placed on the coupling from rings of electrically conductive 45 on the other hand, a PerWerkstoff, in which by the magnets of the other manentmagnet or also an electromagnet. Eddy currents are generated in parts. in the latter case it is ^ equipped with an excitation coil 8

Bekannte Anordnungen dieser Art sind für fein- sehen. Die Verwendung eines Elektromagneten er»Known arrangements of this type are for fine see. The use of an electromagnet

werktechnische Geräte, besonders für elektrisch be- gibt als weiteren Vorteil einer solchen Kupplung, daßPlant engineering devices, especially for electrical ones, are another advantage of such a coupling that

triebene Uhren, nicht geeignet. 50 die Verbindung willkürlich oder in Abhängigkeit vondriven clocks, not suitable. 50 the connection arbitrarily or depending on

Magnetische Kupplungen für elektrisch betriebene der Netzspannung selbsttätig gelöst werden kann.
Uhren sind bekannt. So zeigt z. B. die französische Die beiden Rügelräder 1 und 2 sind mit einer glei-Patentschrift 787 605 eine magnetische Kupplung für chen Anzahl gleichgestalteter, radial strahlenförmig Uhren, die aus federnden Lamellen, einer magnetisier- angeordneter, gegeneinandergerichteter Flügel 9 verbaren Scheibe und zusätzlichen Mitnehmern kompli- 55 sehen, durch die die magnetischen Kraftlinien zwiziert und aufwendig herzustellen ist. sehen den Polen 5 und 6 gebündelt werden, so daßMagnetic couplings for electrically operated mains voltage can be released automatically.
Watches are known. So shows z. B. the French The two Rügelräder 1 and 2 are with a glei patent specification 787 605 a magnetic coupling for a number of identically designed, radially radial clocks, which are composed of resilient lamellae, a magnetized, oppositely directed wing 9 adjustable disc and additional drivers compli- 55 see, through which the magnetic lines of force are intermittent and expensive to manufacture. see the poles 5 and 6 are bundled so that

Die französische Patentschrift 1 230 864 zeigt die eine verhältnismäßig starre Kupplung zwischen den Ausbildung einer permanentmagnetischen Kupplung beiden Rädern erzielt wird, die nur geringe Winkelallgemeiner Bauart. Eine weitere Ausbildung von abweichungen bei Drehmomentschwankungen gemagnetischen Kupplungen für Synchronuhren zeigt die 60 stattet.The French patent 1 230 864 shows a relatively rigid coupling between the Formation of a permanent magnetic coupling is achieved on both wheels, the only small angle of general design. Another formation of deviations in the case of torque fluctuations magnetic The 60 equips clutches for synchronous clocks.

USA.-Patentschrift 2 091 841. Dabei sind Permanent- Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Flügelmagnetscheiben parallel im gleichen Abstand zur An- rades ist beispielsweise in den F i g. 2 und 3 in Antriebswelle des Synchronmotors angeordnet, die auf sieht und Querschnitt dargestellt. Dieses Flügelrad einen weiteren, einen Teil eines Pendelschaftes bil- besteht aus einer flachen Scheibe 10, die eine Anzahl denden Permanentmagneten wirken. Bei einem Aus- 65 senkrecht in Richtung auf die Gegenscheibe sich erfall des Synchronmotors und einem Antrieb der streckender dünner Ansätze 11 hat. Diese können bei-Uhr durch ein Gangreservewerk tritt eine ständige spielsweise aus Blech bestehen und an der Scheibe Beeinflussung des Pendels entsprechend der jeweili- 10 angeschweißt oder angenietet sein. Diese AnsätzeUSA.-Patent 2,091,841. Permanent- An embodiment of such a wing magnet disks parallel at the same distance from the gear is shown, for example, in FIGS. 2 and 3 in drive shaft of the synchronous motor arranged, which looks on and shown cross-section. This impeller another, part of a pendulum shaft bil- consists of a flat disk 10, which has a number The permanent magnets act. In the case of an excursion perpendicularly in the direction of the opposing disk, it falls away the synchronous motor and a drive of the stretching thin lugs 11 has. These can be at-o'clock through a power reserve movement occurs a constant for example made of sheet metal and attached to the disc Influencing the pendulum according to the respective 10 be welded or riveted. These approaches

bewirken, daß das magnetische Feld zwischen den beiden Scheiben stark gebündelt wird, so daß eine starke konzentrierte Kraftübertragung erfolgt. Für den Übergang der Kraftlinien von den Polplatten auf die Flügelräder steht dagegen die gesamte Fläche der Scheibe zu Verfügung.cause the magnetic field between the two discs is strongly bundled, so that one strong concentrated power transmission takes place. For the transition of the lines of force from the pole plates to the impellers, on the other hand, have the entire surface of the disk available.

Eine besonders günstige einfache Ausführung eines Flügelrades mit radial abstehenden Ansätzen zeigen auch die Fig. 4 und 5 in Ansicht und Querschnitt. Bei diesem Rad bestehen die Ansätze 12 aus um 90° aus der Fläche der Scheibe 13 aufgebogenen, durch Einschnitte in der Scheibe gebildeten Lappen. Ein solches Flügelrad kann in einfacher Weise durch einen Stanzvorgang aus einer ebenen Scheibe gebildet werden.Show a particularly favorable simple design of an impeller with radially protruding approaches also FIGS. 4 and 5 in view and cross section. In this wheel, the lugs 12 consist of 90 ° from the surface of the disc 13 bent flaps formed by incisions in the disc. A Such an impeller can be formed in a simple manner by a punching process from a flat disc will.

Eine magnetische Kupplung gemäß der Erfindung ist besonders geeignet für die Zwecke der Synchronisierung eines von einem Federwerk angetriebenen Gangreglers. Hierbei besteht die Forderung einer elastischen Verbindung des Synchronmotors mit dem Räderwerk der Uhr, die eine ungünstige Beeinflussung oder Beschädigung des mechanischen Gangreglers vermeidet. Es ist auch bereits bekannt, zwischen dem Synchronmotor und dem Gangregler der Uhr eine bei Netzausfall der Spannung für den Motor sich lösende Kupplung vorzusehen. Die bekannten Anordnungen dieser Art haben aber gewisse Nachteile. Wegen der geforderten, weichen elastischen Übertragung des Drehmomentes ist das Einschwenken von Zahnrädern und damit eine direkte Kupplung ungünstig. Aber auch eine axiale Verschiebung der Kupplungsteile ist wegen der damit verbundenen Reibung unerwünscht. Diese Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet eine Kupplung gemäß der Erfindung. Sie bietet'darüber hinaus für diesen Zweck noch den Vorteil, daß ein in Sperrstellung geratener und dadurch bei den bekannten synchronisierten Uhren nicht wieder anlaufender Gangregler durch die magnetische Kupplung gemäß der Erfindung zum Wiederanlaufen gebracht wird. Nach Durchrutschen eines Ansatzes des Kupplungssternes gegenüber der Gegenscheibe wird durch die magnetische Kraftwirkung zwischen den nächsten Flügeln die Scheibe kurzzeitig in entgegengesetztem Drehsinn beeinflußt, wodurch die Sperrung des Gangreglers aufgehoben und dieser wieder angeworfen wird.A magnetic clutch according to the invention is particularly suitable for synchronization purposes a gear regulator driven by a spring mechanism. Here there is the requirement of an elastic Connection of the synchronous motor with the gear train of the clock, which is an unfavorable influence or damage to the mechanical gear regulator. It is also already known between the synchronous motor and the regulator of the clock one in the event of a power failure of the voltage for the motor Provide a loosening clutch. However, the known arrangements of this type have certain disadvantages. Because of the required, soft elastic transmission of the torque, pivoting is necessary of gears and thus a direct coupling is unfavorable. But also an axial shift the coupling parts is undesirable because of the associated friction. These disadvantages of the known Arrangements avoids a coupling according to the invention. She also offers for this one Purpose still has the advantage that a locked position and thereby synchronized with the known Clocks that do not start again due to the magnetic clutch according to the invention is brought to restart. After one approach of the coupling star slips through opposite to the counter disc is due to the effect of magnetic force between the next blades briefly influences the disc in the opposite direction of rotation, thereby locking the gear regulator canceled and this is started again.

In Fig. 6 der Zeichnung ist das Schema einer synchronisierten Uhr mit einer Magnetkupplung gemäß der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt. Das Zeigerwerk dieser Uhr, bestehend aus Stundenzeiger 21 und Minutenzeiger 22, wird von der Feder 23 angetrieben. Mit 24 ist der Gangregler dieses Uhrwerkes bezeichnet. Zur Synchronisierung dient der Synchronmotor 25, der gleichzeitig auch über eine Grenzkraftkupplung 26 den Aufzug der Feder 23 besorgt. Der Motor 25 wirkt andererseits inIn Fig. 6 of the drawings, the scheme is a synchronized clock with a magnetic coupling according to the invention, for example, shown schematically. The movement of this clock, consisting of hour hand 21 and minute hand 22, is of the Spring 23 driven. The regulator of this movement is designated by 24. For synchronization the synchronous motor 25 is used, which at the same time also controls the elevator via a limit force clutch 26 Spring 23 worried. The motor 25, on the other hand, acts in

ίο bekannter Weise auf das Sekundenrad 27 des Räderwerkes der Uhr ein und synchronisiert damit den Gang des Gangreglers 24. Zwischen Motor 25 und Sekundenrad 27 ist eine magnetische Kupplung 28 gemäß der Erfindung angeordnet. Diese Kupplung besteht aus den beiden Sternscheiben 29, die zwischen den Polplatten 30 des Magneten 31 angeordnet sind. Dieser Magnet ist vorzugsweise ein Elektromagnet" der an die auch den Motor 25 speisende Netzspannung angeschlossen ist, so daß die Verbindung zwischen Motor und Gangregler bei Fortfall der Netzspannung aufgehoben "wird. Die Sternräder 29 _%' dieser Kupplung können von einer der eingangs be"* schriebenen Ausführung sein.ίο in a known manner on the second wheel 27 of the gear train of the clock and thus synchronizes the gear of the gear regulator 24. A magnetic coupling 28 according to the invention is arranged between the motor 25 and the second wheel 27. This coupling consists of the two star disks 29 which are arranged between the pole plates 30 of the magnet 31. This magnet is preferably an electromagnet "which is connected to the mains voltage which also feeds the motor 25, so that the connection between the motor and the regulator is canceled when the mains voltage fails". The star wheels 29 _% 'of this coupling can be of one of the designs described at the beginning.

Claims

Claims: '"

1. Magnetic coupling for precision engineering devices, preferably for clocks, the one have gear regulator synchronized by an electric motor, characterized in that that between two parallel pole plates (5, 6) of a magnet (7) two impellers (1, 2) or disks (10, 13) made of ferromagnetic material, the oppositely directed, radially arranged wings (9) or lugs (11, 12) carry, arranged to form an elastic coupling are.

2. Magnetic coupling according to claim 1, characterized in that the lugs (12) of the Disks (13) made of flaps cut at 90 ° from the disk surfaces (13) and bent open are formed.

3. Magnetic coupling according to claim 1, characterized in that instead of a permanent one Magnets (7) an electromagnet (8) can be used to generate the magnetic field is.

1 sheet of drawings