ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ЧАСОВОГО ИНДИКАТОРА Российский патент 1994 года по МПК G04C13/10 

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к индикаторам для часов.

Известно индикаторное устройство, содержащее ротор в виде постоянного магнита, закрепленного на оси, на который с возможностью вращения установлена шторка, при этом магнит установлен напротив полюса катушки управления [1]. Недостатком его является нестабильность в работе.

Известен привод индикатора, содержащий каркас из немагнитных плат, вал ротора шагового модуля с элементами индикации, магнитопривод с катушкой управления и фиксирующие постоянные магниты [2]. Этот индикатор выбран в качестве прототипа. Недостатком его является низкая надежность.

Целью изобретения является повышение надежности работы индикатора.

В предложенном приводе часового индикатора, содержащем каркас из немагнитных плат, в отверстиях которого размещены опоры вращения вала ротора шагового модуля с элементами индикации, стержневой магнитопривод с катушкой управления, размещенной параллельно оси ротора, и фиксирующие постоянные магниты, причем стержневой магнитопривод снабжен полюсными наконечниками, выполненными в виде пластин, размещенных перпендикулярно оси ротора у его торцев, с целью повышения надежности индикации за счет увеличения реактивного момента, полюсные наконечники выполнены с зубцами, размещенными у торцов ротора с радиальным зазором, ротор выполнен с немагнитной полой втулкой в качестве элемента индикации, а магниты выполнены в виде диаметрально намагниченных колец, размещенных между зубцами полюсных наконечников магнитопровода и элементом индикации ротора.

В соответствии с дополнительными пунктами формулы в электромеханическом приводе фиксирующие постоянные магниты закреплены на роторе, а в зубцах полюсных наконечников выполнены отверстия, в которых с чередованием по окружности ротора размещены магнитопроводные и немагнитопроводные вставки. У торцев ротора размещено по паре однозубцовых полюсных наконечников, а постоянные магниты выполнены с двумя парами полюсов, расположенных с противоположной полярностью вдоль оси вращения ротора.

Каркас выполнен в виде двух Ш-образных и четырех П-образных немагнитных пластин, на которых размещены семь шаговых модулей в виде семи сегментного знакоместа, при этом отверстия для опор вращения валов роторов и полюсных наконечников размещены в вершинах равностороннего треугольника, а постоянные магниты установлены со смещением осей намагничивания относительно друг друга в пределах от трети до четверти полюсного деления ротора. Фиксирующие постоянные магниты закреплены на полюсных наконечниках, а ротор выполнен с зубцами, размещенными на его торцах с радиальным зазором относительно зубцов полюсных наконечников.

Фиксирующие постоянные магниты снабжены наконечниками, установленными на их торцах соосно зубцам ротора.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены различные модификации исполнения привода.

Согласно первой модификации (фиг. 1-10) двигатель состоит из двух немагнитных плат 1, на которых укреплены явнополюсные магнитоприводы 2, соединенные магнитопроводящим стержнем 3, несущим обмотку 4. В платах 1 выполнены отверстия, внутри которых с возможностью скольжения установлены цапфы вала, ось которого параллельна оси стержня 3. На валу установлены кольцевые постоянные магниты 5 таким образом, что напротив зубцов магнитопровода 2, установленных с разных сторон стержня 3 располагаются полюсы магнитов 5 противоположной полярности. В зубцах магнитопроводов выполнены отверстия, обеспечивающие смещение осей намагничивания роторных магнитов относительно средин зубцов в направлении вращения шторки бленкера (индикатора) 6. Для той же цели в половину указанных отверстий поставлены магнитопроводные штифты-вставки 7.

Привод индикатора работает следующим образом.

При подаче импульса в обмотку 4 магнитный поток, наводимый током на одном конце стержня 3 в воздушном зазоре магнитопровода будет усиливать магнитное поле, на другом - ослаблять.

Усиление магнитного потока в зазоре между зубцами магнитопровода и полюсами магнита приведет к повороту роторов (магнитов 5) и они займут положение, соответствующее наибольшей магнитной проводимости при данном распределении магнитного потока в воздушном зазоре. В период отсутствия тока в обмотке 4 роторы-магниты переместятся под действием реактивного момента, обусловленного отверстиями в зубцах и штифтами 7. Таким образом роторы отработают шаг в половину оборота, повернув шторку бленкера (индикатора) 6.

При подаче импульса тока противоположной полярности произойдет перераспределение магнитного потока, которое приведет к отработке двигателем второго шага.

Величины момента и направление вращения обусловлены геометрией зубцовой зоны магнитопроводов 2 и магнитов роторов 5, а также их взаимным смещением при обесточенной обмотке.

На фиг. 11-58 показана вторая модификация (вариант) исполнения привода индикатора.

Семь прямоугольных шторок 6 установлено по одной между торцами диаметрально намагниченных магнитов 5, установленных с радиальным зазором относительно наконечников 8 на осях вращения. Три оси вращения шторок 6 установлены в опорах, размещенных в двух немагнитных параллельных Ш-образных пластинах 9. По две оси вращения - соответственно попарно в П-образных параллельных пластинах 10 (тоже немагнитных). Пластины соединены и сориентированы между собою колонками 3, служащими одновременно магнитопроводными сердечниками катушек управления 4. Шторки 6 и магниты 5 несут валы, цапфы которых установлены, например, в камневых опорах. Пластины закреплены на торцах колонок-сердечников 3 с помощью, например, винтов. Наконечники 8 устанавливаются на магнитопроводном 7 и немагнитопроводном 11 штифтах.

При обесточенных катушках 4 роторы занимают фиксированное положение, например, согласно фиг. 56 благодаря штифтам 7, 11.

С появлением тока в обмотке роторы переходят в положение согласно фиг. 57, откуда доворачиваются до положения согласно фиг. 58 под действием реактивного момента. С поступлением импульса другой полярности (см. фиг. 58) - процесс повторяется.

Каждая шторка 6 управляется своим однофазным гармоническим ЩД оригинальной конструкции, как подробно пояснено выше.

Семь шторок 6 образуют предложенное знакоместо. Например, на фиг. 11 - знакоместо указывает цифру 8.

На фиг. 59-76 показана третья модификация исполнения привода индикатора.

Немагнитные втулки 12 укреплены в магнитопроводящих пластинах - магнитопроводах 2, прилегающих к торцам сердечника 3. Пластины имеют полюса 13 с угловой протяженностью 2/3. К торцам пластин прилегают магниты 5 с одинаковой ориентацией аксиальных полюсов магнитов на пластинах и встречной ориентацией противостоящих полюсов разных пластин. Таким образом, пластины 2 служат наконечниками 8 магнитов 5.

Оси обмотки 4 и магнитопроводящего вала 14 параллельны. В отверстиях втулок 12 установлены опоры вращения (подшипники) 15. Роторы 16 размещены внутри полого индикатора 6 и укреплены на его торцевых частях 17.

На фиг. 77-84 показана четвертая модификация исполнения привода индикатора, которая незначительно отличается от третьей модификации исполнения.

Отличием является то, что в этом исполнении вал роторов 16 выполнен состоящим из вала 18 и магнитопроводящей втулки 19. Здесь роторы 16 установлены на валу 18, имеют по одному полукольцевому зубу 20 и зубцу 21 в четверть кольца, и примыкают торцами к магнитопроводящей втулке 19.

При появлении в катушке 4 импульса определенной полярности вал 18 роторов 16 совершает поворот и после снятия импульса оказывается зафиксированным в новом положении, совершив шаг в половину оборота.

Новый импульс (другой полярности) - новый поворот вала на угол λ.

Все модули управляются независимо друг от друга, обеспечивая контрастное изображение цифр на темном фоне за счет пятен на индикаторе 6.

Использование: приборостроение, электромеханические приводы для часов. Сущность изобретения: электромеханический привод часового индикатора содержит каркас 1 из немагнитных плат, на котором размещен вал ротора с индикаторным элементом. На каркасе также закреплен стержневой магнитопровод 3 с полюсными наконечниками в виде пластин 2. На магнитопроводе закреплена катушка 4 управления. В изобретении рассматривается несколько модификаций исполнения привода, оговоренных в дополнительных пунктах формулы. 5 з.п.ф-лы, 84 ил.

1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ЧАСОВОГО ИНДИКАТОРА, содержащий каркас из немагнитных плат, в отверстиях которого размещены опоры вращения вала ротора шагового модуля с элементами индикации, стержневой магнитопровод с катушкой управления, размещенной параллельно оси ротора, и фиксирующие постоянные магниты, причем стержневой магнитопровод снабжен полюсными наконечниками, выполненными в виде пластин, размещенных перпендикулярно оси ротора у его торцов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности индикации путем увеличения реактивного момента, полюсные наконечники выполнены с зубцами, размещенными у торцов ротора с радиальным зазором, ротор выполнен с немагнитной полой втулкой в качестве элемента индикации, а магниты - в виде диаметрально намагниченных колец, размещенных между зубцами полюсных наконечников магнитопровода и элементом индикации ротора. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что фиксирующие постоянные магниты закреплены на роторе, а в зубцах полюсных наконечников выполнены отверстия, в которых с чередованием по окружности ротора размещены магнитопроводные и немагнитопроводные вставки. 3. Привод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что у торцов ротора размещено по паре однозубцовых полюсных наконечников, а постоянные магниты выполнены с двумя парами полюсов, расположенных с противоположной полярностью вдоль оси вращения ротора. 4. Привод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде двух Ш-образных и четырех П-образных немагнитных пластин, на которых размещено семь шаговых модулей в виде семисегментного знакоместа, при этом отверстия для опор вращения валов роторов и в полюсных наконечниках размещены в вершинах равностороннего треугольника, а постоянные магниты установлены со смещением осей намагничивания одна относительно другой в пределах 1/3 - 1/4 полюсного деления ротора. 5. Привод по п.1, отличающийся тем, что фиксирующие постоянные магниты закреплены на полюсных наконечниках, а ротор выполнен с зубцами, размещенными на его торцах с радиальным зазором относительно зубцов полюсных наконечников. 6. Привод по пп.1 и 5, отличающийся тем, что фиксирующие постоянные магниты снабжены наконечниками, установленными на их торцах соосно с зубцами ротора.