Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Generator einer elektronischen Kleinuhr, dessen Rotor von einer Schwungmasse antreibbar und welcher zum Aufladen einer das Uhrwerk speisenden Stromquelle bestimmt ist, mit einer Dauermagnetanordnung und mit einer Ankeranordnung, die wenigstes eine Spule und Ankerpole bildende Ankerbleche aufweist, wobei die kreisförmig angeordneten Magnetpole und Ankerpole einen ringförmigen Luftspalt begrenzen.

Unter dem Ausdruck Anker wird hier in konventioneller Weise der bewickelte Generatorteil verstanden, in welchem durch Rotation eines Magnetfeldes eine elektrische Spannung induziert wird. Der Anker kann dabei feststehen, also zum Stator gehören oder den Stator bilden, oder aber selber rotieren, also zum Rotor gehören oder den Rotor bilden. Im ersten Falle bildet die Dauermagnetanordnung den Rotor, in zweiten Falle den Stator.

Eine Kleinuhr mit einem Generator der erwähnten Art, bei dem der Anker den Stator bildet, ist bekannt (zum Beispiel EP-A-0683442, US-A-4008566) . Bei diesen Kleinuhren wird die Stromquelle, zum Beispiel ein Kleinakkumulator oder ein Kondensator, durch den Generator aufgeladen, dessen Rotor mit einer Schwungmasse fest verbunden ist und durcn die Bewegung der Uhr am Handgelenk in Schwingungen versetzt wird. Der um das Zentrum der Kleinuhr drehbare Rotor ist so magnetisiert oder derart mit Dauermagneten versehen, dass sich längs seines Umfangs Magnetpole abwecnsein- der Polarität befinden. Diesen Magnetpolen liegen konzentrisch die Pole des Stators gegenüber, weicner

die Spulenanordnung tragt, m der bei Bewegung des Rotors Stromimpluse induziert werden, die nach Gleichrichtung zum Laden der Stromquelle dienen. Bei der Spulenanordnung des Stators kann es sich insbesondere um eine Ringspule handeln, welche bei der bekannten Kleinuhr nach der LP-A 0683442 den Rotor konzentrisch umgibt.

Um bei Drehung des Rotors eine hinreichend grosse Induktionsspannung zu erzeugen, welche für eine zuverlässige Aufladung der Stromquelle ausreicht, muss für eine möglichst hohe magnetische Feldstarke gesorgt werden, weil die durch die Bewegung des Handgelenks bzw. die Schwerkraft erzielbare Geschwindigkeit des Rotors im allgemeinen nicht sehr gross ist, wenn man auf eine Geschwindigkeitsubersetzung zwischen dem antreibenden Gewicht und dem Rotor verzichten will. Eine hohe Feldstarke bedingt die Verwendung möglichst starker Dauermageten und einer maximal möglichen Polzahl. Das fuhrt jedoch dazu, dass das Haltemoment des Rotors in seiner Ruhestellung, das heisst also, in derjenigen Stellung, in welcher der magnetische Widerstand des magnetischen Kreises minimal ist, vernaltmsmassig gross ist. Das Dedeutet mit anαeren Worten, dass die Kraft, die auf den Rotor ausgeübt werden muss, bis er anfangt, sich zu drehen, ziemlich gross sein muss, so dass der Rotor bei nur kleinen, schwachen Bewegungen der Kleinuhr, insbesondere bei nur Kleinen Kippbewegungen, nicht soweit aus se.ner Ruhestellung herausbewegt wird, dass ein merklicher Induktionsvorgang stattfindet.

Dieser Umstand bildet das Hauptproblem bei einer Kleinuhr der beschriebenen Art, welche die Nachteile

einer mechanischen Geschwindigkeitsubersetzung vermeidet und einen Kostengünstigen Generatoi ermöglicht .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, mit einfachen Mitteln das Haltemoment αes Rotors zu verringern, trotzdem jedoch den von den Dauermagneten herrührenden magnetischen Fluss in der Induktionsphase, das heisst also bei Drehung des Rotors, praktisch maximal zur Stromerzeugung auszunutzen.

Zur Losung dieser Aufgabe ist der Generator nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2 angegebenen Merkmale gekennzeichnet .

Gemäss der ersten Losung nach Anspruch 1 sind die Magnetpolflachen und die Ankerpolflachen so ausgebildet, dass in einer Ruhestellung des Rotors wenigstens die überwiegende Anzahl der Ankerpolflachen jeweils nur einen Teil einer Magnetpolflache überdeckt, um das Haltmoment des Rotors in einer Ruhestellung zu verringern, dass jedoch bei Drehung des Rotors jede Ankerpolflache von der gesamten Flache eines Magnetpols überstrichen wird.

Auf diese Weise wird erreicht, dass in einer Ruhestellung des Rotors nur ein Teil der vorhandenen magnetischen Feldstarke als Haltemoment wirkt, bei Drehung des Rotors jedoch praktisch der gesamte magnetische Fluss für die Induktion ausgenutzt wird.

Zweckmassigerweise bildet der Anker den Stator und die Dauermagnetanordnung den Rotor, so dass keine Schleifringe erforderlich sind. Nachstehend wirα daher

von Stator und Statorpolen anstatt von Anker und Ankerpolen gesprochen.

Die Erfindungsidee lasst sich auf verschiedene Art und Weise verwirklichen. Eine erste Ausfuhrungsform besteht darin, dass die Statorpolflachen beidseitig, symmetrisch in Bezug auf ihre zur Rotorachse parallele Mittellinie, durch schräge Rander begrenzt, also dreieckförmig oder trapezförmig sind, wahrend die Magnetpolflachen im wesentlichen rechteckformig sind. Dabei kann die Abmessung der Magnetpolflachen in Umfangsrichtung des Rotors kleiner als die Grundlinie der dreieck- beziehungsweise trapezförmigen Statorpolflache sein. Die abgeschrägten Statorpole greifen abwechselnd von der einen und von der anderen Seite her ohne Berührung ineinander. Zweckmassigerweise sind zwei, auf beiden Seiten einer Ringspule angeordnete, scheibenförmige Statorbleche vorgesehen, an deren Randern durch Ausstanzen die Statorpole gebildet sind, welche zur Fertigstellung des Stators im rechten Winkel gebogen werden, so dass sie in montiertem Zustand des Generators über den Umfang der Ringspule ragen. Dabei greifen die Statorpole des einen Blechs zwischen die des anderen Blechs ein.

Eine zweite Ausfuhrungsform besteht darin, dass die Magnetpolflachen nicht aquidistant über den Rotorumfang verteilt, sondern so angeordnet sind, dass in einer Ruhestellung des Rotors eine bestimmte Anzahl von Magnetpolflachen relativ zu den gegenüber befindlichen Statorpolflachen in geeigneter Weise versetzt sind, wie es spater in der Beschreibung noch naher erläutert wird. Auen in diesem Falle besteht m einer Ruhestellung des Rotors eine kleinere

Ueberdeckung der Statorpole durch die Magnetpole und damit em kleineres Haltemoment, ohne dass in der Inαuktionsphase die praktisch maximale Ausnutzung der vornandenen magnetischen Feldstarke beemtracntigt wird.

In einer weiteren Ausfuhrungsform können αie Magnetpolflachen oder die Statorpolflachen durch zur Umfangsrichtung schräge parallele Linien begrenzt sein, so dass in der Ruhestellung des Rotors wiederum nur eine teilweise Ueberdeckung von Statorpol- und Magnetpolflachen stattfindet.

Gemäss der zweiten Losung der Erfindungsaufgabe nach Anspruch 2 sind die Magnetpolflachen derart schmaler als die Statorpolflachen, dass in einer Ruhelage des Rotors die einer Magnetpolflache gegenüberliegende Statorpolflache nach beiden Umfangsrichtungen hin über die seitlichen Begrenzungen der Magnetpolflache hinausragt, derart, dass im ersten Moment des Anlaufs sich die Ueberdeckungsflachen der Pole und damit der wirksame magnetische Fluss nicht verandern.

Hierbei können dreieck- oder trapezförmige oder aber rechteckformige Statorpolflachen so gross sein, dass sie in einer Ruhelage des Rotors die gegenüberliegende Magnetpolflache vollständig überdecken und in Umfangsrichtung beidseitig überragen.

In bevorzugten Ausfuhrungsformen des Generators nach der Erfindung mit einer den Rotor bildenden Dauermagnetanordnung sind wenigstens zwei der vorstehend erwähnten Massnahmen kombiniert, msoesondere die Verwendung abgeschrägter Sratorpoiflachen in Verbindung mit den erwähnten, in

Umfangsrichtung versetzten Magnetpolflachen. Ausserdem kann dabei als weitere erfindungsgemasse Massnahme eine in Umfangsrichtung des Rotors sinusforrru qe Magnetisierung der Dauermagnetanordnung vorgesehen sein, wobei jede Sinushalbwelle einem Magnetpol entspricht .

Zweckmassige Ausgestaltungen des Generators nach der Erfindung ergeben sich aus den abhangigen Ansprüchen .

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an Ausfuhrungsbeispielen naher erläutert, bei denen stets der Anker den Stator bildet; daher wird nachstehend immer von "Stator" anstatt von Anker gesprochen. Es zeigen:

Figur 1 das Beispiel einer Armbanduhr im Schnitt, in welcher ein Generator nach der Erfindung untergebracht ist,

Figur 2 eine Draufsicht auf eines der scheibenförmigen Statorbleche mit längs seines Umfangs durch Stanzen gebildeten dreieckförmigen Polen, im ebenen Zustand vor dem Umbiegen der Pole,

Figur 3 das Statorblech nach Figur 2 mit im rechten Winkel umgebogenen Polen, wobei diese Pole in der Darstellung nach Figur 3 unter die Zeichenebene gerichtet sind,

Figur 4 einen schematischen Schnitt duren das Statorblech gemäss IV - IV nach Figur 3,

Figur 5 eine schematische Draufsicht auf die abgewickelt dargestellten Statorpolflachen, welche zu den beiden Statorblechen gehören, welche die Spule nach Fiαur 1 beidseitig emschliessen, wobei die umgebogenen

Statorpole des oberen Blechs zwischen die umgebogenen Statorpole des unteren Blechs eingreifen,

Figur 6 eine der Figur 5 entsprechende Ansicht der abgewickelt dargestellten Statorpole mit Andeutung der dahmterliegeden Magnetpole, in einer Ruhestellung des Rotors ,

Figur 7 eine teilweise Draufsicht auf em Statorblech mit anders geformten Statorpolen, im ebenen Zustand,

Figur 8 eine schematische Draufsicht auf die abgewickelt dargestellten, ineinandergreifenden Statorpole zweier Bleche gemäss Figur 7,

Figur 9 eine teilweise Draufsicht auf em Statorblech mit nochmals anders geformten Statorpolen, im ebenen Zustand,

Figur 10 eine schematische Draufsicht auf die abgewickelt dargestellten, ineinandergreifenden Statorpole zweier Statorbleche nach Figur 9,

Figur 11 eine schematische Darstellung der abgewickelt dargestellten Statorpol- und Magnetpolflachen gemäss einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung mit zum Teil in Umfangsrichtung versetzten Magnetpolen,

Figur 12 eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, gemäss welcher die abgewickelt dargestellten Magnetpolflachen schräg zur Umfangsrichtung des Rotors orientierte Begrenzungen aufweisen.

Figur 13 eme schematische Darstellung einer weiteren Ausfuhrungsform, gemäss welcher die Magnetpolflachen sinusförmig magnetisiert sind,

Figuren 14 bis 19 schematische Darstellungen weiterer Ausfuhrungsbeispiele mit unterschiedlichen Polformen und Polanordnungen, und

Figur 20 eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Statorspulenanordnung in einem Generator nach der Erfindung.

Die Kleinuhr nach Figur 1 hat em Gehäuse mit einem Gehausemittelteil 1, welcher oben durch ein Uhrglas 2 und unten durch einen Boden 3 verschlossen ist. Em elektronisches Uhrwerk 4 wird mit Hilfe eines Werkhalterings 5 aus Kunststoff gehalten und tragt em Zifferblatt 6. Zwischen dem Uhrwerk 4 und dem Boden 3 ist, im Abstand vom Uhrwerk 4, em Generator angeordnet, der eine Statoranordnung 7 mit zwei Statorblechen 8 und 9 und einer dazwischen angeordneten Ringspule 10 sowie einen Rotor 20 aufweist.

Die allgemein scheibenförmigen Statorbleche 8 und 9, deren Form spater anhand der Figuren 2 bis 6 noch naher erläutert wird, haben am Rande rechtwinklig umgebogene Vorsprunge, die die Statorpole bilden, wobei das in der Darstellung nach Figur 1 obere Statorblech 8 nach unten umgebogene Statorpole 80 und das untere Statorblech 9 nach oben umgebogene Statorpole 90 hat, die abwechselnd ineinandergreifen und auf einem zur Achse der Kleinuhr konzentrischen Kreis liegen.

Die Ringspule 10 ist auf einem inneren Weicheisenrmg 11 gewickelt, welcher gemeinsam mit den beiden Statorblechen 8 und 9, die in der Mitte mit einer Oeffnung versehen sind, auf einer zentralen Scnraubenmutter 13 aufgepresst sind. Diese Schraubenmutter 13 ist auf einem innen am Boden 3 angeformten Gewαndevorsprung 14 aufgeschraubt. Zwischen

dem Aussenumfang der Rmgspule 10 und den kreisförmig angeordneten Statorpolen 80 und 90, welche die Rmgspule mit Abstand umgeben, ist em Abstandsring 12 angeordnet .

Mittels der Federkontakte 15 sind die Spulenenden mit einer ringförmigen Leiterplatte 16 verbunden, die konzentrisch zur Rotorachse angeordnet ist. Diese Leiterplatte 16 ist elektrisch einerseits mit der aus einer integrierten Schaltung bestehenden Aufladeschaltung 16' für die Stromquelle, beispielsweise einen Kondensator, und andererseits mittels Federkontakten 17 mit den Polen der im Uhrwerkgehause untergebrachten Stromquelle verbunden.

Der Rotor besteht aus einem unterhalb der Statoranordnung 7 liegenden Ring 21, der mittels eines Kugellagers 24 um das Zentrum der Uhr drehbar gelagert ist, und einer von diesem Ring getragenen, ringförmigen Dauermagnetanordnung 22, deren Innenumfang die kreisförmig angeordneten Statorpole unter Bildung eines Luftspalts umgibt. Am Aussenumfang des Rings 21 ist eme Schwungmasse 23 befestigt, die sich sektorformig nur über einen Teil des Umfangs dieses Rings 21 erstreckt und daher als Unwucht wirkt. Sie liegt in einem freien Ringraum nahe dem Gehauseumfang . Der Innenring des Kugellagers 24 sitzt auf einem im Zentrum des Bodens 3 angeformten Zapfen, der nach innen durch den erwähnten Gewindebolzen 14 verlängert ist.

Die ringförmige Dauermagnetanordnung 22 ist so magnetisiert, dass sich auf ihrem Innenumfang den Statorpolen gegenüberliegende Magnetpole mit abwechselnder Polarität befinden.

Die Dauermagnetanordnung kann auch aus am Ring 21 befestigten Dauermagneten bestehen.

Anordnung und Gestalt der mit den Magnetpolen zusammenwirkenden Statorpole werden anhand der Figuren 2 bis 6, welche ein erstes Ausfuhrungsbeispiel darstellen, beschrieben.

Danach haben beide Statorbleche 8 und 9 je 14 aquidistant angeordnete dreieckformige Statorpole, die durch Stanzen aus einem ebenen Blech gebildet smα, wie in Figur 2 für das obere Statorblech 8 mit seinen 14 Statorpolen 80 dargestellt. Figur 3 zeigt dasselbe Statorblech mit im rechten Winkel in Richtung auf die Unterseite der Zeichenebene umgebogenen Polen, wie im Schnitt der Figur 4 angedeutet. Beide Statorbleche 8 und 9, die beiderseits der Spule 10 montiert sind, sind so zueinander ausgerichtet, dass im montierten Zustand ihre aufeinanderzu gerichteten Statorpole 80 und 90, wie in Figur 5 schematisch gezeigt, beruhrungslos, unter Bildung schmaler Luftspalte, zickzackformig ineinander greifen, wobei ihre Statorpolflachen 81 beziehungsweise 91 der ringförmigen Dauermagnetanordnung 22 zugewandt sind. Diese Dauermagnetanordnung hat genau so viele Magnetpole, wie Statorpole vorhanden sind, im betrachteten Beispiel also 28 Magnetpole, die unmittelbar mit ihren rechteckigen Polflachen aneinandergrenzen.

Figur 6 zeigt die Abwicklung der Magnet- und Statorpole in einem Ruhezustand des Rotors, in welcnem alle Statorpolflachen 81, 91 den rechteckförmigen Magnetpolflachen N (Nord) , S (Sud) der Magnetpole ausgerichtet gegenüberliegen, das heisst die gestrichelt dargestellten, parallel zur Rotorachse

orientierten Mittellinien der Statorpol- und Magnetpolflachen liegen übereinander.

Die Statorpole haben die Form eines Dreiecks, dessen Grundlinie grosser ist als die Abmessung einer Magnetpolflache in Umfangsrichtung, und eine Hohe, das heisst eme Abmessung parallel zur Rotorachse, die wenigstens gleich der Hohe einer Magnetpolflache N, S ist. Durch diese Konfiguration wird erreicht, dass in der dargestellten Ruhestellung die Statorpolflachen jeweils nur von einem Teil der Magnetpolflachen überdeckt sind, wodurch nur em Teil der magnetischen Feldstarke als Haltemoment wirkt. Ausserdem überlappt der der Grundlinie benachbarte Bereich jeder Statorpolflache, zum Beispiel der Statorpolflache 81, nicht nur die gegenüberliegende Magnetpolflache N, sondern auch noch die Ecken der beidseitig benachbarten Magnetpolflachen S, was das Haltemoment weiter verringert. Wegen der schrägen seitlichen Begrenzung der Statorpolflachen findet ferner beim Polwechsel keine plötzliche, sondern eme langsame stetige Flussπchtungsanderung statt, was einen weiteren Effekt zur Erleichterung des Anlaufs darstellt.

Eme Auslenkung des Rotors aus seiner Ruhestellung heraus erfordert also eine entsprechend geringere Kraft, das heisst eine nur leichte Bewegung des Handgelenks oder nur ein geringes Kippen der Uhr, damit die Schwungmasse mit dem Rotor in Bewegung gerat. Wahrend einer Bewegung des Rotors um wenigstens ungefähr zwei Polteilungen werden dagegen die Statorpolflachen von den gesamten Magnetpolflachen überstrichen, so dass αie gesamte magnetiscnc Feldstarke zur Induktion ausgenutzt wird.

Wesentlich dafür ist, dass die Statorpole 80 und 90 beidseitig abgeschrägt sind, so dass die Statorpolflachen 81 und 91 beidseitig, und zwar vorzugsweise symmetrisch in Bezug auf die parallel zur Rotorachse orientierte Mittellinie, durch scnrage Rander begrenzt sind und dass vorzugsweise ihre Hohe wenigstens so gross ist wie die entsprechende Abmessung der Magnetpolflachen, um bei Drehung des Rotors den zur Verfugung stehenden Magnetfluss möglichst voll auszunutzen.

Der Abschragungswmkel α zwischen der Grundlinie und einer abgeschrägten Seite einer Statorpolflache, welcher im betrachteten Beispiel nach Figur 6 etwa 55° betragt, kann auch anders gewählt, insbesondere grosser gewählt werden, wie m den Beispielen nach den Figuren 7 bis 10 gezeigt. In diesen Beispielen sind die Magnetpolflachen wiederum rechteckformig und grenzen unmittelbar aneinander. Nach den Figuren 7 und 8 betragt der Abschragungswmkel α etwa 60° und im Beispiel nach den Figuren 9 und 10 etwa 70°. Damit die Statorpole nicht zu weit über die Magnetpole hinausragen, ist ihre Hohe so bemessen, αass die Statorpolflachen 81 und 91 gemäss Figuren 8 unα 10 eme trapezförmige Gestalt haben, wie auch in den Figuren 7 beziehungsweise 9 für das Statorblech 8 mit seinen Polen 80 dargestellt, zwischen denen die Stirnflachen der umgebogen dargestellten Pole 90 angedeutet sind.

Eine weitere Massnahme zur Verringerung des Haitemoments des Rotors ist in Figur 11 dargestellt, welche Stator- und Magnetpole im abgewickelten Zustand zeigt, wobei die Statorpole wiederum, wie im Beispiel

nach den Figuren 2 bis 6, unter Bildung von dreieckförmigen Statorpolflachen 81 und 91 abgeschrägt sind und die unmittelbar anemandergrenzenden Magnetpolflachen rechteckformig sind. Die Grundlinie einer dreieckförmigen Statorpolflache ist wiederum grosser als die Abmessung einer Magnetpolflache in Umfangsrichtung. Wahrend jedoch die Statorpole wiederum aquidistant angeordnet sind, also die parallel zur Rotorachse orientierten Mittellinien der Statorpolflachen 81, 91 stets den gleichen Abstand voneinander haben, sind die Magnetpole nicht aquidistant.

In Figur 11 sind gestrichelt die durch die Statorpolspitzen gehenden Mittellinien der Statorpolflachen 81, 91 sowie die Mittellinien M der Magnetpolflachen Nl, Sl, N2, S2 usw. eingezeichnet. Im betrachteten Beispiel ist angenommen, dass 16 Statorpole und 16 Magnetpole vorhanden sind und dass im dargestellten Ruhezustand des Rotors nur jeder vierte Statorpol mit einem Magnetpol ausgerichtet ist. Nach Figur 11 sind diejenigen Polpaare ausgerichtet, zu denen die Magnetpole Nl, N3 und N5 gehören. Bei diesen Polpaaren liegen also die Mittellinien der Polflacnen ausgerichtet übereinander, was in Figur 11 durch den Abstand 0 angedeutet ist. Dagegen sind die auf beiden Seiten eines ausgerichteten Polpaares liegenden Magnetpolflachen gegenüber den sie überlappenden Statorpolflachen um kleine Strecken x beziehungsweise 2x im entgegengesetzten Sinne verschoben, wobei die Summe der Verschiebungen in oer einen Umfangsrichtung wenigstens naherungsweise gleich der Summe der Verschiebungen m der anderen Umfangsrichtung ist.

In der Darstellung nach Figur 11 sind die drei Magnetpolflachen S2, N2, Sl, die links des ausgerichteten Polpaares (N3, 81) zwischen diesem und dem folgenden ausgerichteten Poolpaar (Nl, 81) liegen, mit ihren Mittellinien M um die Strecken x, 2>. bzw. x m der einen Umfangsrichtung, gemäss Figur 11 nach rechts, relativ zu den Mittellinien der gegenüberliegenden Statorpolflachen 81, 91 verschoben. Dagegen sind die drei aufeinander folgenden, auf der anderen Seite des ausgerichteten Polpaares (N3, 81) zwischen diesem und dem folgenden ausgerichteten Polpaar (N5, 81) liegenden Magnetpolflachen S3, N4 und S4 um die gleichen Strecken x, 2x beziehungsweise x m der anderen Umfangsrichtung, gemäss Figur 11 also nach links verschoben sind.

In Bezug auf das nach Figur 11 linke ausgerichtete Polpaar (Nl, 81) sind wiederum die beiderseits davon liegenden Magnetpolflachen im entgegengesetzten Sinne versetzt, das heisst, die links des ausgerichteten Polpaars (Nl, 81) aufeinander folgenden Magnetpolflachen S16, N16 usw. sind um die entsprechenden Strecken x, 2x usw. nach links verschoben, wahrend die auf der rechten Seite des nach Figur 11 rechten ausgerichteten Polpaares (N5, 81) liegenden Magnetpolflachen S5 usw. um die entsprechenden Strecken x usw. nach rechts verschoben sind.

Die auf diese Weise m der Ruhestellung des Rotors bestehenden, im Umfangssmne gerichteten Kraftkomponenten sind auf der Unterseite von Figur 11 mit Pfeilen bezeichnet, unα man erkennt, dass die jeweils auf beiden Seiten eines ausgerichteten

Poloaares wirkenden Kraftkomponenten entgegengesetzt zueinander gerichtet sind und sich insgesamt für den ganzen Rotor aufheben. Sie verringern jedoch das Haltemoment. In der Ruhestellung des Rotors bewirkt namiich die beschriebene Versetzung der Magnetpolflachen gegenüber den Statorpolflachen wiederum nur eine teilweise Poluberdeckung, ohne dass jedoch bei Drehung des Rotors eme Ausnutzung des gesamten Magnetflusses beeinträchtigt wurde.

Selbstverständlich kann die Anzahl der im Ruhezustand des Rotors ausgerichteten Polpaare, abhangig von der Gesamtzahl der Pole, beliebig gewählt werden, wobei jedoch wenigstens zwei ausgerichtete Polpaare zweckmassig sind. Auch kann die Strecke, um welche eine Magnetpolflache gegenüber der sie überlappenden Statorpolflache versetzt ist, stets gleich gross oder aber für verschiedene Magnetpole unterschiedlich gross sein, es ist lediglich erforderlich, dass die Versetzungen so symmetrisch sind, dass die Summe aller Versetzungen in der einen Umfangsrichtung gleich der Summe aller Versetzungen m der anderen Umfangsrichtung ist.

Anstelle der Magnetpole können auch die Statorpole in analoger Weise, wie beschrieben, versetzt sein, wodurch sich der gleiche Effekt ergibt.

Die vorstehend beschriebene Versetzung der Magnetpolflachen kann im Prinzip auch die einzige Massnahme zur Verringerung des Haltemoments sein, das heisst, sie lasst sich bei gleich gestalteten, rechteckförmigen Magnetpol- und Statorpolflachen anwenden. Wenn diese Massnahme jedoch mit der Massnahme der abgeschrägten Statorpole, wie m Figur II gezeigt,

kombiniert wird, ist selbstverständlich der Effekt der Verringerung des Haltemoments starker, ohne dass auf die vollständige Ausnutzung des zur Verfugung stehenden Magnetflusses verzichtet werden musste.

Eme nur teilweise Poluberdeckung m der Ruhestellung des Rotors kann auch dadurch erzielt werden, dass, wie in Figur 12 gezeigt, die Magnetpolflachen (N22, S22) die im betrachteten Beispiel im Abstand voneinander liegen, durch schräg zur Umfangsrichtung orientierte, parallele Rander begrenzt sind, insbesondere die Form von Parallelogrammen haben.

Die Statorpolflachen 82, 92 sind im betrachteten Beispiel rechteckformige Polflachen von Polen, welche am Rand von zwei Statorblechen, ahnlich den Statorblechen 8 und 9 nach Figur 1, angeformt sind und von beiden Seiten her abwechselnd ineinandergreifen. Im Beispiel nach Figur 12 überdecken die Statorpolflachen 82, 92, in Umfangsrichtung des Rotors gesehen, im Ruhezustand vollständig die Magnetpolflachen N22, S22. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen sein, dass die schräg orientierten Magnetpolflachen im Ruhezustand die seitlichen Rander der ihnen gegenüberliegenden Statorpolflachen schneiden und gegebenenfalls die beidseitig benachbarten Statorpolflachen in einem Eckbereich überlappen. Eine praktisch analoge nur teilweise Poluberdeckung im Ruhezustand des Rotors ergibt sich auch dann, wenn die Statorpolflachen durch schräg zur Umfangsrichtung orientierte, parallele Rander begrenzt und die Magnetpolflachen rechteckformig sind, wobei diese Magnetpolflachen in Umfangsrichtung entweder unmittelbar anemandergrenzen oder aber im

Abstand voneinander liegen können. Schräg orientierte Magnetpolflachen können auch bei Statoren mit dreieck- oder trapezförmigen Statorpolflachen verwendet werden.

Eme zusätzliche Massnahme zur Verringerung des Haltemoments des Rotors besteht darin, dass die Flache der Magnetpole nicht gleichförmig stark magnetisiert ist, sondern dass die Magnetisierung so erfolgt, dass sich ihre Starke im Umfangssmne über die Polflachen sinusförmig ändert, wie schematisch in Figur 13 für die Folge der Magnetpolflachen N', S' usw. dargestellt. In diesem Beispiel sind die Statorpolflachen 81, 91 wieder dreieckförmig. Die Dichte der senkrechten Linien auf den Polflachen soll die zur Polmitte hm starker werdende magnetische Flussdichte andeuten, die unten in Figur 13 durch eme sinusförmige Magnetisierungslmie veranschaulicht ist. Jede Sinushalbwelle entspricht dabei einer Polflache. Durch diese sinusförmige Magnetisierung wird erreicht, dass sich der Bereich maximaler Feldstarke im ersten Moment des Anlaufs über dem gleichen Statorpol bewegt und so praktisch kein Haltemoment bewirkt. Ferner wechselt die magnetische Flussdichte beim Polwechsel kontinuierlich und nicht abrupt ihre Richtung, wodurch der Anlauf des Roters ebenfalls erleichtert wird.

Eme derartige Massnahme, die zusatzlich bei abgeschrägten Statorpolen oder versetzten Magnetpolen oder bei einer Kombination dieser beiden Massnahmen anwendbar ist, fuhrt zu einer weiteren Verringung oes Haltemoments. Tatsächlich besteht eme bevorzugte Ausfuhrungsform des Generators nach der Erfindung in der Anwendung aller drei beschriebenen Massnahmen, das heisst m der Kombination aus Statorpolen mit

abgeschrägten Seiten, versetzten Magnetpolen sowie sinusförmiger Magnetisierunq der Magnetpolflachen. Diese bevorzugte Ausfuhrungsform hat also die kombinierten Merkmale der in den Figuren 11 und 13 erläuterten Ausfuhrungsbeispiele, wobei die Maxima und Mmima der sinusförmigen Magnetisierungskurve nicht in gleichförmigen Abstanden aufeinanderfolgen, sondern entsprechend den Polmittellimen M nach Figur 11 versetzt sind.

Die Figuren 14 bis 17 zeigen schematisch vier weitere mögliche Kombinationen von rechteckförmigen Magnetpolflachen, die in den betrachteten Beispielen im Abstand voneinander liegen, und dreieckfomigen Statorpolflachen von Polen, die wiederum an zwei Statorblechen, wie im Beispiel nach Figur 1, angeformt sein können und von beiden Seiten her abwechselnd ineinandergreifen.

Im Beispiel nach Figur 14 sind die Grundlinien der dreieckförmigen Statorpolflachen 83, 93 so gross wie die Abmessung der Magnetpolflachen N23, S23 in Umfangsrichtung, so dass die seitlichen Begrenzungen der Magnetpolflachen im Ruhezustand des Rotors nicht von den Statorpolflachen überragt werden.

Im Beispiel nach Figur 15 sind die Grundlinien der dreieckförmigen Statorpolflachen 84, 94 wesentlich kleiner als die Abmessung der Magnetpolflachen N24, S24 in Umfangsrichtung, so dass im Ruhezustand des Rotors die Magnetpolflachen die Statorpolflachen beidseitig, das heisst im Umfangsrichtung, überragen. Durch diese Ausbildung und Anordnung der Pole wird erfindungsgerrass em weiterer Effekt erzeugt, der das Haltemoment verringert und darin besteht, dass sich wahrenα der

ersten Zeitspanne des Anlaufs, in der einen ooer anderen Umfangsrichtung, die Ueberdeckungsflachen der Stator- und Magnetpole und damit der wιrκsame magnetische Fluss nicht verandern. Solange also die Magnetpolflachen beim Anlauf die gegenüberliegenden Statorpolflachen vollständig überdecken, ist praktisch überhaupt kein Haltemoment wirksam und es ist keine Haltekraft zu überwinden. Im Ruhezustand des Rotors besteht also eme Art indifferentes Gleichgewicht, so dass der Rotor schon unter der Wirkung einer sehr kleinen äusseren Kraft in Bewegung gerat und, wenn die magnetischen Kräfte beim Polwechsel wirksam zu werden beginnen, bereits einen gewissen Schwung hat.

Im Beispiel nach Figur 15 tragen zur Verringerung des Haltemoments ausserdem noch diejenigen Effekte bei, die, wie früher beschrieben, durch die schrägen seitlichen Begrenzungen der Statorpolflachen entstehen, welche, wie in den betrachteten Beispielen, dreieckförmig oder aber auch trapezförmig sein können.

Figur 16 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel, bei welchem ebenfalls der vorstehend beschriebene Effekt auftritt, dass namiich in den ersten Momenten des Anlaufs praktisch keine Aenderung des magnetischen Flusses wirksam ist und daher der Rotor im ersten Moment des Anlaufs praktisch keine Kraft zu überwinden braucht. In diesem Falle jedoch sind die Rollen von Statorpol- und Magnetpolflachen vertauscht. Die Abmessungen der rechteckförmigen, im betrachteten Beispiel praktisch quadratischen Magnetpolflachen N25, S25 sind um so viel kleiner als die dreieckförmigen Statorpolflachen 85, 95, dass in der Ruhestellung oes

Rotors jede Magnetpolflache beidseitig von der gegenüberliegenden Statorpolflache überragt wird.

Auch im Beispiel nach Figur 16 bewirken die dreieckformigen Statorpolflachen ausserdem, dass beim Polwechsel sich die Richtung des magnetischen Flusses nicht abrupt, sondern kontinuierlich ändert.

Das Beispiel nach Figur 17 ist eine Variante der Ausfuhrungsform nach Figur 6, in welcher die rechteckformigen Magnetpolflachen N21, S21 im Abstand voneinander liegen und die dreieckformigen Statorpolflächen 81, 91 an ihrer Basis so lang sind, dass sie im Ruhezustand des Rotors nicht nur teilweise die gegenüberliegende Magnetpolflache, sondern auch die beiden benachbarten Magnetpolflachen in je einem Eckbereich überlappen.

Im Beispiel nach den Figuren 18 und 19 sind sowohl die Magnetpolflachen als auch die Statorpolflachen rechteckformig. Nach Figur 18 sind die Statorpolflachen 86, 96 schmaler, und zwar im betrachteten Beispiel um etwa ein Drittel schmaler, als die Magnetpolflachen N26, S26. Dadurch ergibt sich wieder der bereits erwähnte Effekt, dass in der ersten Phase des Anlaufs praktisch kein Haltemoment wirksam ist, weil sich der wirksame magnetische Fluss nicht verändert. Da die Statorpolflachen im Ruhezustand die Magnetpolflachen nur teilweise überdecken, ist ausserdem bei dieser Ausfuhrungsform nach Figur 18 auch noch der früher beschriebene Effekt infolge einer nur teilweisen Poluberdeckung wirksam.

Im Beispiel nach Figur 19 sind die Rollen der Magnetpolflachen N27, S27 und der Statorpolflachen 87, 97 vertauscht, indem hier die Magnetpolflachen m

Umfangsrichtung wesentlich schmaler sind als die Statorpolflachen. Auch in diesem Falle ist in der ersten Anlaufphase, solange die Magnetpolflachen vollständig von den gegenüberliegenden Statorflachen überdeckt werden, praktisch kein Haltemoment wirksam.

Zusammenfassend lassen sich erfindungsgemäss sechs verschiedene Effekte aufgrund einer geeigneten Form und Anordnung der Stator- und Magnetpole ausnutzen:

A) In der Ruhestellung des Rotors bedeckt em Statorpol nur teilweise einen Magnetpol, hat jedoch vorzugsweise, parallel zur Rotorachse, eine Hohe, die wenigstens so gross wie die Hohe der Magnetpolflache ist, um bei Drehung den zur Verfugung stehenden Fluss voll zu nutzen. Dieser Effekt ist bei den Beispielen nach den Figuren 6 bis 11, 13, 14, 15, 17 und 18 wirksam.

B) Beim Anlauf findet zunächst keine Flussanderung statt, so dass sich die Poluberdeckung nicht ändert. Dabei ist entweder die Statorpolflache in Umfangsrichtung schmaler als die Magnetpolflache

(Beispiel nach Figur 15 und 18) oder aber die Magnetpolflache ist in Umfangsrichtung schmaler als die Statorpolflache (Beispiel nach Figur 16 und 19) .

C) Beim Polwechsel findet infolge schräger Polflachenbegrenzungen keine abrupte, sondern eme mehr oder weniger langsame, stetige Aenderung der Flussrichtung statt (Beispiele nach den Figuren 6 bis 17) .

D) In der Ruhestellung des Rotors überlappt eme Statorpolflache nicht nur die gegenüberliegende Magnetpolflache, sondern auch etwas die beiden

benachbarten Magnetpolflachen (Beispiele nach den Figuren 6, 11, 13 und 17) .

E) Die Dauermagnetanordnung ..st in Umfangsrichtung sinusförmig magnetisiert (Beispiel nach Figur 13) .

F) Die Mehrzahl der Statorpole oder der Magnetpole ist in Bezug auf die in der Ruhestellung gegenüberliegenden Polflachen um bestimmte Strecken m der einen oder der anderen Umfangsrichtung versetzt, wobei jedoch die Summe aller Versetzungen in der einen Richtung gleich der Summe aller Versetzungen in der anderen Richtung ist (Beispiel nach Figur 11) .

Figur 20 zeigt eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Statorspulenanordnung, die aus einer Doppelspule besteht, das heisst aus zwei zweckmassigerweise gleichzeitig gewickelten und damit gleichen Spulen 10a und 10b. Diese beiden Spulen können unter Berücksichtigung der Wickelrichtung mit Hilfe eines elektronischen Schalters 30 wahlweise in Reihe oder parallel geschaltet werden, und zwar in Abhängigkeit von einer Betriebsgrosse des Generators. Bei Reihenschaltung beider Spulen besteht, verglichen mit der Parallelschaltung, die doppelte Windungszahl und der doppelte Widerstand. Durch die wahlweise Umschaltung können also Windungszahl und Widerstand verdoppelt bzw. halbiert werden.

Die Möglichkeit einer derartigen Umschaltung ist aus folgendem Grunde vorteilhaft: Die induzierte Spannung ist bekanntlich zur Windungszahl der Spule proportional. Andererseits steigt der Widerstand der Spule mit ihrer Windungszahl an und verkleinert damit den erzeugten Ladestrom. Da die induzierte Spannung von

der Geschwindigkeit des Rotors abhangt und diese von Fall zu Fall unterschiedlich gross sein kann, ist die ootimale Kombination von Wmdungszahl und Widerstand der Spule kein konstanter Wert, sondern ändert sich mit dem Wert der Spannung. Bei langsamen Bewegungen ist eine grosse Windungszahl vorteilhaft, um eme noch wirksame Ladespannung zu erhalten. Dagegen sollte bei schnelleren Bewegungen zur Widerstandsanpassung der Widerstand möglichst einen kleinen Wert haben, um eine optimale Ladung zu erreichen. Da aus Raumgründen nur em möglichst kleines Spulenvolumen zur Verfugung steht, kann nur die eme oder die andere Spulenart eingesetzt werden.

Durch Verwendung einer Doppelspule mit elektronischer Umschaltung lasst sich nun für jede gegebene Generatorkonfiguration der Umschaltpunkt im Hinblick auf eine optimale Ladung als Funktion einer Betriebsgrosse wählen, welche von der Rotorgeschwindigkeit bzw. der Frequenz des Polwechsels, der induzierten Spannung und der Ladespannung der Stromquelle abhangen kann. Die Umschaltpunkte können in einer Umschaltlogik auf Grund von berechneten Daten gespeichert sein oder aber in Abhängigkeit von den momentan gemessenen Werten bestimmt werden.

Eme weitere Massnahme zur Verringerung des Haltemoments besteht darin, dass die Spulenanordnung 10 nach Figur 1 bzw. die beiden die Spulenanordnung bildenden Spulen 10a und 10b nach Figur 20 durch einen elektronischen Schalter 31 (Figur 20) em und ausgeschaltet werden können, das heisst von der Laαeschaltung für die Stromquelle abgeschaltet uno an diese Ladeschaltung angeschaltet werden können. Im

Ruhezustand ist die Spulenanordnung abgeschaltet, so dass das Anlaufmoment entsprechend verringert ist. Nach Erreichen einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit oder einer anderen geeigneten Betriebsgrosse wird dann die Spulenanordnung jeweils zur Nutzung der induzierten Spannung für die Aufladung der Stromquelle eingeschaltet. Auch dieser elektronische Schalter 31 lasst sich automatisch durch eine entsprechende Umschaltloqik betätigen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausfuhrungsbeispiele beschrankt, sondern schliesst insbesondere hinsichtlich des Aufbaus des Generators und der Statorpolformen mannigfache Varianten em. So kann die Spulenanordnung des Stators auch die innen liegende Dauermagnetanordnung umgeben. Die anhand von Figur 1 beschriebene Konfiguration, wonach die ringförmige Dauermagnetanordnung die Spulenanordnung des Stators aussen umgibt, hat jedoch den Vorteil, dass die Spule bei sonst gleicher Wmdungszahl wegen ihrer geringeren Lange einen kleineren Widerstand hat. Auch kann die Dauermagnetanordnung festmontiert sein, wahrend die Spulenanordnung mit ihren Polblechen beweglich, also am Rotor montiert ist.