Einrichtung zum Anlassen und zur Regelung der Drehzahl von Einphasen-SeriemotoreN für den Antrieb von Maschinen mit zeitlich stark ändernder Belastung Bei mittels eines Einphasen-Seriemotors mit veränderlicher Drehzahl betriebenen Ma schinen mit zeitlich stark ändernder Belastung ist das Anlassen im untern Drehzahlbereich meist äusserst schwierig:
Wenn dabei eine ver hältnismässig hohe Belastungsspitze schroff auftritt, ist es sogar praktisch unmöglich. Um diesen sich dem Anlassvorgang entgegenstellen den Widerstand zu überwinden, muss, unter Aufwendung eines verhältnismässig grossen Stromes, ein übermässiges Drehmoment erzeugt werden, was zur Folge hat, dass bei Über windung des Widerstandes Motor und Ma schine plötzlich mit übersetzter Geschwindig keit anspringen.
Dies tritt' insbesondere bei motorisch angetriebenen Nähmaschinen auf, die mit nockengesteuerten Führungen für die Herstellung von Zierstichen ausgerüstet sind, weil bei abgestelltem Motor der Mechanismus meist unmittelbar vor einem Nocken zum Still stand kommt, der dann beim Anlassen den vorerwähnten Widerstand erzeugt.<B>--</B> Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Anlassen und zur Regelung der Dreh ;
zahl von Einphasen-Seriemotoren, insbeson dere für den Antrieb von Nähmaschinen mit nockengesteuerter Führung für die Herstel lung von Zierstichen, welche Einrichtung, in Anwendung der an sich wohlbekannten Bark o hausenschaltung, je einen parallel zum Motor anker und einen zum Motor in Serie geschal teten, regulierbaren Widerstand aufweist. Die Erfindung besteht darin, dass die beiden Wi derstände in einem gemeinsamen Gehäuse ein gebaut und mit den gemeinsamen Betätigungs organen der Regeleinrichtung und unter sich derart gekuppelt sind, dass sie beim Anlassen des Motors mit geringer Wegdifferenz der Betätigungsorgane ansprechen, wobei bewirkt wird,
dass im Anfangsstadium des Anlassens der zum Motoranker parallel geschaltete Wi derstand ein Minimum und der zum Motor in. Serie geschaltete Widerstand ein Maximum ist, welche Verhältnisse bei weitergehender Betäti gung des Anlassers sich im umgekehrten Sinne ändern.
Die Zeichnung veranschaulicht einige Aus führungsbeispiele der Erfindung.
Fig. 1 zeigt das Prinzipschema der der Erfindung zugrunde gelegten bekannten Barkhausenschaltung, worin zum Motor, be stehend aus dem Anker A und den beiden Feldwicklungen b'1 und F2, ein Regulier widerstand R1 in Serie und zum Anker A ein Regulierwiderstand R2 parallel -geschaltet ist.
. Fig.2 veranschaulicht das grundsätzlich gleiche Schema wie Fig.1, jedoch in einer der Erfindung entsprechenden Ausführungs form und Anordnung der Regulierwider- stände, mit den zugehörigen Schaltelementen.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Schemas entsprechend einer andern Ausfüh rungsform der Erfindung. Fig.4 bis 7 stellen je einen Längsschnitt durch das Anlassergehäuse in verschiedenen Ausführungsformen "der Einrichtung<B>-</B>im Auf riss dar.
Fig. 8 ist eine Ansicht der in Fig. 4 dar gestellten Einrichtung von unten gesehen, während Fig.9 eine ähnliche Ansicht wie Fig.8 in einer andern Ausführungsform darstellt.
Wie aus den Fig. 4 bis 6 zu ersehen ist, sind im Anlassergehäuse 1 die beiden je in ' einem Block aus Isoliermaterial voneinander elektrisch getrennt _ eingebauten Regulier widerstände 2 und 3 untergebracht und be festigt, derart, dass sie durch ein auf dem Ge häuse um eine Achse 5 wippbar montiertes Pedal 4 gleichzeitig betätigt werden können.
Für den vorliegenden Zweck hat sich die Ver wendung von an sich bekannten Kohledruck widerständen als zweckmässig erwiesen, wo innerhalb eines Isolierkörpers eine grössere Anzahl von Kohleplättehen aufeinander geschichtet ,sind, deren Übergangswiderstand durch wechselnden Druck änderbar ist. Diese bekannte Einrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Bekanntlich können dabei die einem Widerstand zugehörigen Plättchen entweder zu einzelnen länglichen Säulen (Schema Fig.3) oder zu nebeneinander an geordneten, zueinander in Serie geschalteten Teilsäulen (Schema Fig.2) zusammengefügt sein.
Die in den Fig. 4-6 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiele verwenden die letztere Art, somit kurze, breite Widerstandskörper 2 und 3 mit zwei eingebauten parallelen Wider standssäulen gemäss Schema Fig.2. Lange Einzelsäulen 18 sind im Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 9, gemäss dem Schema Fig. 3 dargestellt. Grundsätzlich ist in beiden Fällen die Wirkung dieselbe. .Es handelt sich ledig lich um eine Frage des Einbaues.
Der Zustand der Widerstände ist in jedem Fall derart, dass im Ausschaltzustand des Motors beim Wider stand R1 .die Kohleplättchen von Druck ent lastet und der Stromkreis durch den eingebau ten Kontakt k1 unterbrochen ist. Beim Wider stand R2 dagegen ist im Ausschaltzustand des Motors der Druck auf die Kohleplättchen ein Maximum und infolgedessen sein Widerstand ein Minimum.
Beim Einschalten des Motors, das heisst beim Niederdrücken des Pedals, be wegt sich dann die Kontaktbrücke K in der Richtung des Pfeils P, wobei der Widerstand R2 zunehmend entlastet wird und sein Wider stand, und gleichzeitig auch der Ankerstrom, zunimmt, bis zum Moment, wo der Kontakt k2 den Kreis von R2 unterbricht und der Anker strom sein Maximum erreicht.
Währenddem wird der im Motorkreis liegende Widerstand R1 zunächst durch den Kontakt k1 unter Strom gesetzt und dann zunehmend kompri miert, so dass sein Widerstand abnimmt und der Motorstrom proportional dazu zunimmt, bis zu dem Moment, wo der Widerstand schliesslich durch die Brücke B kurzgeschlos- sen wird. In diesem Moment entwickelt der Motor sein grösstes Drehmoment und die maxi male Drehzahl.
Die in den schematischen Dar stellungen der Fig. 2 und 3 veranschaulichten Schalteinrichtungen k1 und k2 sind in den Isolierkörpern der Regulierwiderstände ein gebaut und in der Zeichnung nicht näher dar gestellt, da sie keinen Teil der Erfindung bil den. Bedingung ist nur, dass sie derart ein gerichtet sind, dass ein gewisses Spiel in der Bewegungsübertragung besteht, das beim An lassbeginn eine gewisse Wegdifferenz zwischen den Betätigungsorganen zulässt, wodurch vor gängig des Entlastungsbeginnes beim Wider stand R2 der Kontakt k1 zu schliessen vermag.
Die in den Fig.4 bis 6 dargestellten Varianten unterscheiden sich lediglich durch die Verschiedenheit der Anordnung der Wi derstandskörper 2 und 3 im Anlassergehäuse voneinander. In den Fig. 4 und 6, beispiels weise, sind die beiden Widerstandskörper in verschiedenen Ebenen angeordnet, wobei sie in Fig. 4 gestaffelt sind, so dass genügend Raum besteht, um die Steuerstange 8 des obern Wi derstandskörpers 2 über die sicherheitshalber aus Isolierstoff verfertigte Kupplung 7 und das Übertragungsmittel 6 mit dem Pedal 4 zu verbinden.
Die auf Zug beanspruchte Steuerstange 8 trägt einen ebenfalls aus Iso lierstoff verfertigten Mutnehmer 9, der einer seits, wenn betätigt, die Steuerstange 13 des untern Widerstandskörpers 3 hineindrückt und anderseits die Rückstellfeder 10 spannt, die den Rücklauf der Organe nach dem Frei lassen des Pedals 4 gewährleistet. Bei der in Fig. 6 dargestellten Einrichtung sind die bei den Widerstandskörper 2 und 3 übereinander angeordnet und im Gehäuse 1 befestigt, wobei die beiden Steuerstangen 8 und 13 in zuein ander entgegengesetzten Richtungen arbeiten.
Ihre nach hinten verlängerten Enden sind über Kupplungsorgane 14 aus Isolierstoff und einem über Umlenkrollen 15 laufenden flexib len Zugmittel 16, das eine Kette oder ein Seil oder anderes Mittel sein kann, mitein ander gekuppelt. Die entgegengesetzten En den dieser Steuerstangen tragen Kupplungen 7, von denen die eine über ein flexibles Zug mittel 6 mit dem Pedal 4 und die andere mit der Rückstellfeder 10 gekuppelt ist.
Die Anordnung gemäss Fig. 5 zeigt die bei den Widerstandskörper 2 und 3 in der glei chen Ebene mit gleichachsigen, einander ent- gegengerichteten Steuerstangen. Beide Steuer stangen 8 und 13 sind mit einem gemeinsamen Mitnehmer 12 aus Isolierstoff gekuppelt, an dessen nach oben gerichtetem Ende das Über tragungsorgan 6 und die Rückstellfeder 10 gleichzeitig angmeifen.
Fig. 8 zeigt das Gehäuse in der Ausführung gemäss Fig. 4 von unten gesehen. Wie ersicht lich, weisen die Widerstandskörper 2 und 3 entsprechend dem Schema Fig. 2 eine zu ihrer Länge- verhältnismässig grosse Breite auf, indem zwischen je zwei parallel zueinander in ihrem Isolierkörper untergebrachten kurzen Widerstandssäulen die zugehörigen Kontakt vorrichtungen<I>k1 bzw.</I> k2 und Steuerstangen 8 bzw. 13 angeordnet sind.
Fig. 9 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig.8, wobei jedoch stabförmige Einzelwiderstandskörper 18, 19 gemäss Schema Fig.3 von doppelter Länge, verglichen mit denjenigen der Fig.2, ver wendet werden. In Fig.7 ist eine andere Ausführungsart dargestellt, in der die Bewe gungsübertragung vom Pedal 4 auf die Regu lierwiderstände über ein starres Gestänge 17 erfolgt, wobei Widerstandskörper 18, 19 in der den Fig. 3 und 9 entsprechenden langen Widerstandsform verwendet werden.
Es könn ten noch weitere von den beschriebenen abwei chende Ausführungsformen angeführt werden, deren Funktion jedoch grundsätzlich immer dieselbe ist, da der Einbau und die Gestaltung der Widerstände das Wesen der Erfindung nicht beeinflussen.
Bei dem einen der beiden einem Aggregat zugehörigen Widerstandskörper 2 sind die Kohleplättchen im Ruhezustand des Anlassers, der der Ausschaltstellung des Motors ent spricht, durch die Federkraft der Rückstell- feder 10 bis zum Maximum vorkomprimiert, so de,ss sie den geringsten elektrischen Wider stand bieten. Beim andern Widerstandskörper 3 innerhalb des Anlassergehäuses 1 sind um gekehrt die Plättchen im Ruhezustand des An lassers vollständig entlastet, so dass sein elek trischer Widerstand ein Maximum ist.
Durch die Betätigung des Pedals 4 werden die beiden Widerstände derart beeinflusst, dass der vor komprimierte entlastet und umgekehrt der vorher entlastete komprimiert wird. Diese Vorgänge erfolgen gleichzeitig und in der Re gel allmählich im gleichen Mass wie das Pedal betätigt wird.
Device for starting and regulating the speed of single-phase series motors for the drive of machines with heavily changing load over time For machines with a single-phase series motor with variable speed and a load that changes rapidly over time, starting in the lower speed range is usually extremely difficult:
If a relatively high peak load occurs abruptly, it is practically impossible. In order to overcome the resistance against the starting process, an excessive torque must be generated using a relatively large current, with the result that when the resistance is overcome, the motor and the machine suddenly start at a higher speed.
This occurs in particular with motor-driven sewing machines that are equipped with cam-controlled guides for the production of decorative stitches, because when the motor is switched off, the mechanism usually comes to a standstill immediately in front of a cam, which then generates the aforementioned resistance when started. <B> - The invention relates to a device for starting and regulating the rotation;
number of single-phase series motors, in particular for driving sewing machines with cam-controlled guides for the production of decorative stitches, which device, using the well-known Barkohouse circuit, one armature parallel to the motor and one in series with the motor , has adjustable resistance. The invention consists in that the two resistors are built into a common housing and are coupled to the common actuating organs of the control device and among themselves in such a way that they respond when the engine is started with a slight travel difference of the actuating organs, which causes
that in the initial stage of starting the resistance connected in parallel to the motor armature is a minimum and the resistance connected in series with the motor is a maximum, which conditions change in the opposite direction with further actuation of the starter.
The drawing illustrates some examples from the implementation of the invention.
Fig. 1 shows the schematic diagram of the known Barkhausenschaltung on which the invention is based, wherein the motor, be standing from the armature A and the two field windings b'1 and F2, a regulating resistor R1 in series and a regulating resistor R2 connected in parallel to the armature A is.
. FIG. 2 basically illustrates the same scheme as FIG. 1, but in an embodiment corresponding to the invention and the arrangement of the regulating resistors, with the associated switching elements.
Fig. 3 shows a further embodiment of the scheme according to another Ausfüh approximately form of the invention. 4 to 7 each show a longitudinal section through the starter housing in various embodiments of the device in elevation.
Fig. 8 is a view of the device provided in Fig. 4, seen from below, while Fig.9 is a view similar to Fig.8 in another embodiment.
As can be seen from FIGS. 4 to 6, the two are in the starter housing 1, each in 'a block of insulating material, electrically separated from each other _ built-in regulating resistors 2 and 3 housed and fastened so that they are housed by a housing on the Ge about an axis 5 tiltable pedal 4 can be operated simultaneously.
For the present purpose, the use of known carbon pressure resistors has proven to be useful, where within an insulating body a larger number of carbon plates are layered on top of one another, the contact resistance of which can be changed by changing pressure. This known device is not shown in the drawing.
As is known, the platelets associated with a resistor can either be joined together to form individual elongated columns (diagram FIG. 3) or to form sub-columns arranged next to one another and connected in series with one another (diagram FIG. 2).
The embodiments shown in Figs. 4-6 and 8 use the latter type, thus short, wide resistance body 2 and 3 with two built-in parallel resistance columns according to the scheme Fig.2. Long individual columns 18 are shown in the exemplary embodiment according to FIGS. 7 and 9 according to the diagram in FIG. In principle, the effect is the same in both cases. It is only a question of installation.
The state of the resistors is such that when the motor is switched off at the resistance R1, the carbon platelets are relieved of pressure and the circuit is interrupted by the built-in contact k1. When the cons was R2, however, when the engine is switched off, the pressure on the carbon platelets is a maximum and, as a result, its resistance is a minimum.
When the motor is switched on, i.e. when the pedal is depressed, the contact bridge K then moves in the direction of the arrow P, whereby the resistance R2 is increasingly relieved and its resistance stood, and at the same time the armature current also increases, until the moment where the contact k2 interrupts the circuit of R2 and the armature current reaches its maximum.
During this, the resistor R1 in the motor circuit is initially energized by the contact k1 and then increasingly compressed so that its resistance decreases and the motor current increases proportionally, up to the moment when the resistor is finally short-circuited by the bridge B. becomes. At this moment the motor develops its greatest torque and maximum speed.
The switching devices k1 and k2 illustrated in the schematic representations of FIGS. 2 and 3 are built into the insulating bodies of the regulating resistors and are not shown in detail in the drawing because they are not part of the invention. The only condition is that they are directed in such a way that there is a certain amount of play in the transmission of motion, which allows a certain path difference between the actuators at the start of the start, whereby contact k1 is able to close before the start of relief at resistance R2.
The variants shown in Figures 4 to 6 differ only in the difference in the arrangement of the Wi derstandskörper 2 and 3 in the starter housing from each other. 4 and 6, for example, the two resistance bodies are arranged in different levels, whereby they are staggered in Fig. 4, so that there is enough space to the control rod 8 of the upper Wi resistance body 2 on the precaution made of insulating material Coupling 7 and the transmission means 6 to be connected to the pedal 4.
The tensioned control rod 8 carries a nut 9 also made of insulating material, which on the one hand, when actuated, pushes in the control rod 13 of the lower resistance body 3 and on the other hand tensions the return spring 10, which causes the return of the organs after the pedal 4 is released guaranteed. In the device shown in Fig. 6, the resistance body 2 and 3 are arranged one above the other and fixed in the housing 1, the two control rods 8 and 13 working in opposite directions zuein other.
Your extended to the rear ends are via coupling members 14 made of insulating material and a flexible len traction means 16 running over pulleys 15, which can be a chain or a rope or other means, mitein other coupled. The opposite ends of these control rods carry couplings 7, one of which is coupled to the pedal 4 and the other to the return spring 10 via a flexible train 6.
The arrangement according to FIG. 5 shows the resistance bodies 2 and 3 in the same plane with coaxial, opposing control rods. Both control rods 8 and 13 are coupled to a common driver 12 made of insulating material, at the upward end of the over tragungsorgan 6 and the return spring 10 angmeifen at the same time.
FIG. 8 shows the housing in the embodiment according to FIG. 4 seen from below. As can be seen, the resistance bodies 2 and 3 according to the diagram in FIG. 2 have a width that is relatively large in relation to their length, in that the associated contact devices <I> k1 or </ are placed between each two short resistance columns housed parallel to one another in their insulating body. I> k2 and control rods 8 and 13 are arranged.
FIG. 9 shows a view similar to FIG. 8, but rod-shaped individual resistance bodies 18, 19 according to the scheme of FIG. 3 of twice the length compared to those of FIG. 2, are used. In Figure 7, another embodiment is shown, in which the transmission of movement from the pedal 4 to the Regu lierwideratoren takes place via a rigid linkage 17, resistance body 18, 19 are used in the Fig. 3 and 9 corresponding long resistance form.
There could be further embodiments deviating from those described, but their function is basically always the same, since the installation and design of the resistors do not affect the essence of the invention.
In the case of one of the two resistance bodies 2 belonging to a unit, the carbon platelets are pre-compressed to the maximum by the spring force of the return spring 10 when the starter is idle, which corresponds to the switch-off position of the motor, so that they offer the lowest electrical resistance . When the other resistance body 3 within the starter housing 1, the platelets are completely relieved when the starter is at rest, so that its electrical resistance is a maximum.
By actuating the pedal 4, the two resistances are influenced in such a way that the one previously compressed is relieved and, conversely, the one previously relieved is compressed. These processes take place simultaneously and usually gradually to the same extent as the pedal is pressed.