Dispositif de commande pour moteur électrique universel, à excitation série, notamment de machine à coudre La présente invention concerne un dispositif de commande pour moteur électrique universel, notam ment de machine à coudre à excitation série.
Les moteurs électriques de machine à coudre sont généralement commandés par une pédale agis sant contre l'action d'un ressort de rappel et par l'intermédiaire d'une chaîne, sur un levier de démar rage et de réglage de vitesse par rhéostat. Dès que cesse la poussée sur la pédale, le levier est rappelé par le ressort et agit sur un frein mécanique soit à sabot, soit à bande ou autre, qui frotte sur un tam bour fixé en bout de l'arbre moteur.
Ce dispositif de commande présente divers in convénients. En effet, l'efficacité du freinage est une fonction directe de la puissance du ressort de rap pel du levier et l'utilisatrice doit vaincre cette puis sance à chaque démarrage et pendant tout le temps où le moteur reste alimenté. Il s'ensuit pour l'utili- satrice une grande fatigue.
D'autre part, le levier en position de repos ou de freinage, bloque la machine à l'arrêt. Pour modi fier, à la main la position d'arrêt, il faut donc libérer le frein en exerçant une poussée relativement douce sur la pédale de commande du levier, afin de ne pas provoquer le démarrage du moteur.
Du point de vue de la commande proprement dite, les dispositifs connus de réglage de vitesse com portant un rhéostat de réglage sont rudimentaires ; ils ne permettent pas d'effectuer des réglages fins de la vitesse, notamment aux basses vitesses.
L'objet de la présente invention est un dispositif de commande pour moteur électrique universel, à excitation série, notamment de machine à coudre, qui soit simple à manier, sensible et ne nécessite aucun effort physique important de la part de l'utili satrice.
Suivant l'invention, le dispositif de commande comporte un commutateur, avec une position de repos où s'établit le couplage d'auto-freinage par branchement de l'enroulement inducteur aux bornes de l'enroulement de l'induit, au moins une position de travail où le moteur est alimenté, ledit commu tateur étant manoeuvrable vers, ladite position de tra vail à l'encontre de moyens élastiques de rappel qui tendent constamment à le ramener dans ladite posi tion de repos.
Le couple de freinage est particulièrement im portant puisque les inducteurs série, de faible résis- tance, sont branchés aux bornes de l'induit; la force élastique de rappel qu'il faut vaincre pour effectuer les opérations de commande n'intervient que dans le commutateur et peut être très faible. En outre, il est possible, en gardant le commutateur dans sa posi tion de repos, de faire effectuer à la machine des déplacements à la main sans avoir à vaincre aucune autre force que celle de frottement des pièces mobi les.
L'auto-freinage électrique apporte encore dans ce genre d'application d'autres avantages multiples, par rapport au freinage mécanique habituellement adopté : efficacité plus grande, liberté du rotor à l'arrêt, commande plus douce, et dégagement de l'extrémité de l'arbre qui était auparavant occupée par le dispositif de freinage mécanique, de sorte que la poulie d'entraînement peut être placée à l'une ou l'autre extrémité de l'arbre, par simple retournement bout à bout du moteur ;
cette dernière possibilité per met d'obtenir, avec un moteur ayant un sens de rota tion déterminé, un entraînement dans l'un ou l'autre sens.
Dans un premier mode de réalisation, les posi tions de travail sont obtenues en manoeuvrant le commutateur depuis la position de repos; par élimi nation progressive de résistances introduites, à la première position de travail, dans le circuit d'alimen tation de l'induit.
Dans un autre mode de réalisation, les positions de travail sont obtenues par différents couplages de deux enroulements inducteurs assurant un nombre fini de vitesses progressivement croissantes, par ac tion sur un commutateur contre une force de rappel vers une position de repos où s'établit le couplage d'auto-freinage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, des formes d'exécution du dispositif de commande faisant l'objet de l'invention.
Les fig. 1 à 3 sont trois schémas. du dispositif de commande d'un moteur équipant une machine à coudre, respectivement dans les positions de freinage, de marche libre avec alimentation coupée et de mar che normale ; la fig. 4 est une variante de réalisation du dispo sitif de commande, comportant un réglage rhéosta- tique de la vitesse du moteur ; la fig. 5 est une vue schématique d'une autre variante du dispositif de commande du moteur ;
les fig. 6 et 7 sont des vues schématiques respec tivement du circuit d'alimentation du moteur et du commutateur dans la position d'auto-freinage sui vant le dispositif de commande de la fig. 5 ; les fig. 8 et 9, 10 et 11, 12 et 13 sont des vues analogues aux fig. 6 et 7 respectivement dans les différentes positions de réglage de la vitesse du mo teur ; la fig. 14 est une vue en perspective du moteur équipé de son dispositif de commande ;
la fig. 15 est une vue en perspective du moteur, avec le tiroir du dispositif de commande en posi tion dégagée.
Le dispositif d'alimentation représenté schéma tiquement aux fig. 1 à 3 comporte trois plots de contact fixes 1, 2 et 3, disposés l'un au-dessus de l'autre, à des distances égales ; les plots 1 et 3 sont reliés par des conducteurs 4 et 5 à une source de ten sion appropriée, alternative ou continue. Entre les plots 1 et 2 d'une part, 2 et 3 d'autre part, sont in tercalés les plots mobiles 6 et 7 portés par des lames élastiques 8 et 9 respectivement.
Ces lames 8 et 9 sont fixées, à une extrémité, sur un bloc isolant 10 ; un bloc intercalaire libre 11, formant bouton de ma noeuvre est monté sur les lames 8 et 9 ; celles-ci sont parallèles entre elles et leur distance est égale à la distance entre les plots 1, 2 et 3. L'élasticité des lames 8, 9, maintient les lames 8 et 9 dans la posi tion où les plots 6 et 7 sont respectivement en con tact avec les plots 1 et 2 (fig. 1). Eventuellement on peut utiliser un ressort auxiliaire de rappel.
L'inducteur 12, du type série, du moteur est branché entre le plot central fixe 2 et le conduc teur d'alimentation 4, tandis que l'induit 13 de ce moteur est branché aux bornes des lames. 8 et 9, c'est-à-dire aux plots 6 et 7. Induit 13 et inducteur 12 peuvent d'ailleurs être inverses l'un pour l'autre.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant Pour mettre le moteur en marche, on appuie sur le bouton 11 suivant le sens de la flèche f à partir de la position de la fig. 1. On arrive à la position de rotation libre, alimentation coupée (fig. 2) où les plots 6-7 sont séparés des plots 1, 2 et 3. En pour suivant le déplacement dans le même sens du bou ton 11, on amène simultanément les plots 6 et 7 en contact avec les plots 2 et 3 respectivement (fig. 3).
L'inducteur 12 et l'induit 13 sont alimentés nor malement en série sous la tension du réseau aux bor nes des conducteurs 4 et 5.
Si on désire arrêter brusquement le moteur, on supprime tout effort sur le bouton 11 : les lames 8 et 9 reviennent à la position de la fig. 1, où les plots 6 et 7 sont en contact avec les plots 1 et 2 res pectivement. L'induit 13 est directement fermé sur l'inducteur 12 et la machine fonctionne alors en géné ratrice à auto-amorçage, ce qui est possible car le couplage est tel que le courant circulant dans l'in ducteur 12 tend à s'établir dans le même sens que le courant d'excitation normal, l'auto-amorçage s7ef- fectuant grâce au champ rémanent du circuit magné tique inducteur.
Il s'ensuit un freinage particulière ment énergique, étant donné la faible résistance du circuit inducteur 12.
Le circuit magnétique inducteur d'un tel moteur électrique est généralement constitué par l'assemblage d'une pile de plaques de tôle magnétiques au sili cium, qui ont la propriété d'avoir une faible réma nence. Pour ne pas être dans l'obligation d'écarter l'emploi de ces tôles, qui sont universellement fabriquées, il suffit soit d'insérer dans la pile quel ques plaques de tôles en acier doux à forte réma nence, soit une virole en acier doux emmanchée à l'extérieur des tôles du stator et en contact étroit avec celles-ci Suivant la variante de réalisation de la fig. 4,
le circuit de commande comporte toujours trois plots de contact fixes 14, 15 et 16, et un certain nombre de lames flexibles, au nombre de quatre par exem ple, 17-18-19 et 20, avec des plots terminaux 2l-24 respectivement encastrés dans un bloc de connexion fixe 25 et déplaçables par un bouton de commande 26. Comme précédemment les plots 14-16 et 21-24 sont en alignement ; toutefois l'écartement entre les plots 15 et 16, entre lesquels sont intercalés les trois plots 22-24 est notablement plus grand que l'écarte ment entre les plots 14 et 15 où seul est intercalé le plot 21.
Des résistances 27 et 28 qui peuvent être réglables pour être. adaptées au type de machine à commander, sont connectées entre les lames 18-19 et 19-20 à une borne de l'induit 13.
Le fonctionnement du dispositif ci-dessus est le suivant : en dehors de toute action sur le bouton 26, les lames 17-20 sont attirées, par leur propre élasti cité ou par un ressort auxiliaire de rappel, de façon que le plot 21 soit en contact avec le plot 14 tandis que le plot 22 est en contact avec le plot 15, les plots 23 et 24 étant libres et écartés l'un de l'autre. Cette position correspond au couplage d'auto-frei- nage ; l'induit 13 est coupé de l'alimentation et est branché aux bornes de l'inducteur 12.
C'est aussi, comme précédemment, la position d'arrêt normal du moteur, pendant les périodes de non-utilisation de la machine.
En exerçant une pression sur le bouton 26, les lames 17-20 sont d'abord amenées dans une position où les plots 21-22 sont séparés des plots 14 et 15. Cette position où l'induit 13 du moteur est coupé totalement de l'alimentation et de son inducteur 12 est en position intermédiaire. Elle permet simple ment de passer à la position suivante de démarrage où les plots 15-21 d'une part, et 16-24 d'autre part, sont en contact. L'induit est alors alimenté par l'in termédiaire des résistances 27 et 28 en série. La vitesse de rotation du moteur est réduite.
En aug mentant la pression sur le bouton 26, le plot 23 vient d'abord en contact avec le plot 24 : la résis tance 28 est court-circuitée et la vitesse augmente ; en augmentant encore la pression sur le bouton 26, le plot 22 vient en contact avec le plot 23 et les deux résistances 27 et 28 sont court-circuitées, l'induit est alimenté sous la tension du réseau et la vitesse du rotor est maximale.
On a réalisé ainsi un dispositif permettant de régler la vitesse du moteur à trois valeurs différentes. Bien entendu, avec l'adjonction d'autres lames con nectées électriquement en des points intermédiaires des résistances 27 et 28, on peut augmenter aisément le nombre des vitesses de rotation de réglage.
Suivant le dispositif de commande représenté aux fig. 5 à 13, on a désigné par 30 l'induit du moteur d'une machine à coudre, par 31, 32 deux enroule ments inducteurs et par 33 un commutateur, sché matiquement représenté, comportant huit lames nu mérotées de 34 à 41, réunies par des connexions appropriées, suivant le schéma représenté à la fig. 5, à l'induit 30, aux inducteurs 31, 32 et à une source de tension monophasée 42, 43.
Toutes les lames 34-41 sont encastrées, à l'ex trémité située du côté de leur liaison au circuit élec trique, dans un bloc isolant 44 ; à l'autre extrémité, les lames 34, 36, 38, 39 et 41 sont libres, tandis que les lames 35, 37, 40 comportent des prolongements. encastrés dans une grille de commande commune 45 soumise à l'action d'une force de rappel élastique suivant la flèche f.
Dans la position de repos, les fig. 6 et 7, les lames de contact 35, 37 et 40 sont déplacées vers le haut sous l'action de la force de rappel élastique suivant la flèche f et viennent respectivement en contact avec les lames 34, 36, et 39, tandis que la lame 38 reste isolée. On vérifie que les enroule ments inducteurs. 31 et 32 sont branchés en série aux bornes de l'induit et que le conducteur 43 de la source d'alimentation est coupé par la lame isolée 38, le circuit est donc le circuit normal d'auto-frei- nage ou de repos.
En agissant sur le poussoir de commande dans le sens opposé à .la flèche f, on obtient d'abord le couplage représenté aux fig. 8 et 9, où la lame 35 a quitté la lame 34 pour venir en contact avec la lame 36, où la lame 37 a quitté la lame 36 pour venir en contact avec la lame 38. Les deux induc teurs 31 et 32 sont en série avec l'induit 30 aux bornes de la source de tension 42-43. Le moteur tourne à sa vitesse la plus faible.
En continuant à déplacer le poussoir de com mande dans le sens opposé à la flèche f, on assure le couplage représenté aux fig. 10 et 11, la lame 40 quitte la lame 39 et vient en contact avec la lame 41, mettant hors circuit l'enroulement inducteur 32, ce qui fait craitre la vitesse.
En fin de course du poussoir, la lame 37, qui était déjà en contact avec la lame 38 vient également en contact avec la lame 39, de sorte que les deux enroulements. inducteurs 31 et 32 sont en parallèle l'un avec l'autre et en série avec l'induit 30, et la vitesse réglée du moteur est la plus élevée (fig. 12 et 13).
En relâchant la pression sous le poussoir, on revient automatiquement à la position d'auto-frei- nage des fig. 6 et 7. En fonctionnement normal on dispose donc de trois vitesses de rotation, dont les rapports sont déterminés par un choix judicieux des caractéristiques des enroulements inducteurs 31 et 32.
Même à grande vitesse, le couplage d'auto-frei- nage, qui est établi instantanément par relâchement de la pression sur la grille de commande 45, assure un arrêt brusque du moteur, étant donné que les enroulements inducteurs sont directement branchés aux bornes de l'induit. Ce mode d'utilisation de la machine à coudre est particulièrement avantageux et permet une souplesse supérieure au mode de ré glage par insertion de résistances.
En effet dans le cas de réglage rhéostatique de la vitesse, le couple de dé marrage et à basse vitesse est faible étant donné que la chute de tension dans la résistance insérée est par ticulièrement élevée ; il s'ensuit que la tension aux bornes du moteur augmente progressivement avec la mise en vitesse et que l'utilisateur est obligé ensuite de remettre en circuit une résistance plus grande pour obtenir la vitesse souhaitée, ce qui complique le mode d'opération.
De plus, on élimine les pertes calorifiques; qui, outre leur incidence d6savanta- geuse du point de vue économique, produisent géné ralement un échauffement gênant, soit du moteur lorsque la résistance de réglage est placée près de celui-ci, soit de l'opératrice, lorsque cette résistance est incorporée à la pédale de commande.
On va maintenant décrire, en référence aux fig. 14 et 15 une fixation du moteur électrique et de son dispositif de commande sur une machine à coudre. Bien qu'il puisse être utilisé indépendamment, il convient tout d'abord de signaler que ce mode de fixation est particulièrement approprié en combinai son avec un dispositif de commande d'un des types décrits précédemment.
En effet, ce dispositif de commande, dans lequel le freinage mécanique est remplacé par un freinage électrique, laisse libre une extrémité de l'arbre du rotor qui était occupée, dans les machines connues, par le tambour de frein, l'au tre extrémité étant normalement prise par la poulie de transmission. Cela permet de pouvoir placer la poulie indifféremment sur l'un ou l'autre des deux bouts de l'arbre moteur ;
de la sorte, par simple re tournement du moteur, on peut entraîner la machine à coudre dans l'un ou l'autre sens, avec le même moteur.
Suivant la forme de réalisation choisie et repré sentée, le moteur 51 de la machine à coudre, est sus pendu à une platine 52,à une certaine distance de celle-ci, de façon à ménager un espace dans lequel se loge le tiroir 53 du dispositif de commande du moteur 51.
A cet effet, sur trois côtés de la platine rectan gulaire 52 est soudée une paroi latérale 54 s'éten dant verticalement vers le bas à partir de la pla tine 52. Cette paroi latérale 54 possède à sa partie inférieure deux rebords parallèles 55 dirigés vers l'intérieur et sur lesquels le tiroir 53 peut glisser, et une ouverture 56 sur la partie de fond de la paroi 54.
Comme on le remarque sur la fig. 15, les glis- sières 55, vers la partie de fond de la paroi 54, s'élargissent intérieurement et comportent dans ces élargissements des encoches 57.
De même, la zone frontale d'extrémité de la paroi latérale 54 comporte des encoches. 58.
L'une et l'autre de ces paires d'encoches 57 et 58 servent à immobiliser le tiroir 53 en position engagée. A cet effet, ce tiroir 53 comporte deux vis, non visibles sur les dessins, engagées dans un file tage ménagé sur la face inférieure du tiroir 53, ces vis s'engageant dans les encoches 57, la tête de vis s'appuyant contre la face inférieure des bords de ces encoches ;
en outre, parallèlement à la paroi frontale 53a, du tiroir 53, est soudée une tige 59 à extrémités filetées destinées à s'engager dans les encoches 58, un écrou à oreille 60 assurant le blocage. L'opéra tion d'introduction et d'extraction du tiroir s'effec tue simplement par poussée et par traction sur ces écrous à oreille 60.
Le dispositif de suspension du moteur comporte sur le carter cylindrique du moteur, le long de deux génératrices décalées d'environ 900, deux étriers sou dés 61 et 61' se terminant chacun par deux pattes perforées 62, 63, et 62', 63' (la patte 62' n'étant pas visible sur les dessins), sur la paroi latérale 54 du support, deux pattes perforées 64, 65 formées par des extensions verticales vers le bas de la zone fron tale inférieure de la paroi 54, les pattes 64, 65 de la paroi 54 et les pattes 62, 63 de l'étrier 6.1 se pré, sentent respectivement en regard l'une de l'autre et sont solidarisées, les pattes 62-64 par un simple gou jon,
les pattes 63-65 par boulon et écrou à oreilles. L'immobilisation du moteur, dans la position de réglage approprié de la tension de la courroie, est assurée par un double bras 66-67, en forme de genouillère articulée en 68 et bloquée par boulon et écrou à oreilles sur la patte 63' de l'étrier 61' et sur un boulon 69 traversant la partie latérale de la paroi 54, également par écrou à oreilles.
Le réglage de la tension de courroie s'effectue par pivotement du moteur après desserrage des écrous à oreilles de blocage. Lorsque le moteur est en une position correcte, il suffit de revisser et blo quer ces écrous à oreilles.
Pour inverser le sens d'entraînement de la cour roie on peut aisément retourner le moteur bout à bout en amenant la patte 63' contre la patte 64 de la paroi 54, la patte 62' contre la patte 65 et la patte 62 contre l'extrémité du levier 67.
Dans le tiroir de commande 53 sont placés le commutateur 70 de démarrage et d'auto-freinage électrique, les résistances 71 de réglage de vitesse, ainsi qu'un condensateur, lesdites résistances 71 étant de préférence réglables, par exemple au moyen de colliers.
Le commutateur 70 est du type à lames élasti ques et est commandé par pédale par l'intermédiaire du levier 73 articulé en 76 et de la chaîne 74, contre l'action d'un ressort de rappel 75.
Le dispositif tel que décrit ci-dessus s'applique avantageusement aux machines industrielles et arti sanales dans lesquelles le moteur est normalement fixé au-dessous. de la table de la machine à coudre comme représenté aux fia. 14 et 15.
Mais il est également applicable aux machines à coudre à usage domestique et notamment à celles du genre portatives. Dans ces dernières, le moteur est généralement fixé soit en applique sur la partie ar rière de la machine, soit même directement incor poré dans le bâti de la machine.
La commande par chaîne du commutateur peut alors être remplacée par une commande par genouil lère ou même, plus avantageusement, par une com mande par câble flexible.
La possibilité de séparer mécaniquement le mo teur de ses organes de commande, qui sont d'un faible encombrement et reliés uniquement par con nexions souples avec le moteur, permet de fixer le dispositif de commande à l'endroit de la machine le plus favorable pour réaliser les connexions de com mande. On a ainsi la possibilité de donner aux ma chines à coudre domestiques les mêmes avantages de freinage qu'aux machines industrielles, ce que ne permet pas la commande habituelle par rhéostat.
D'autre part, une économie importante de prix de revient résulte du remplacement d'un rhéostat de réalisation onéreuse par un élément très simple de commande mécanique, qu'il soit par genouillère ou par flexible.
Dans une variante, non représentée, le commu tateur pourrait être tournant ou à frotteur sur plots réalisant les mêmes couplages.
The present invention relates to a control device for a universal electric motor, in particular a sewing machine with series excitation.
Sewing machine electric motors are generally controlled by a pedal acting against the action of a return spring and, via a chain, on a starting lever and speed adjustment by rheostat. As soon as the pressure on the pedal ceases, the lever is returned by the spring and acts on a mechanical brake, either with a shoe, a band or the like, which rubs on a drum fixed at the end of the motor shaft.
This control device has various disadvantages. Indeed, the braking efficiency is a direct function of the power of the lever's return spring and the user must overcome this power on each start-up and throughout the time when the motor remains supplied. This results in great fatigue for the user.
On the other hand, the lever in the rest or braking position blocks the machine when stationary. To change the stop position by hand, the brake must therefore be released by exerting relatively gentle pressure on the lever control pedal, so as not to cause the engine to start.
From the point of view of the actual control, the known speed regulating devices comprising an regulating rheostat are rudimentary; they do not allow fine speed adjustments to be made, especially at low speeds.
The object of the present invention is a control device for a universal electric motor, with series excitation, in particular for a sewing machine, which is simple to handle, sensitive and does not require any significant physical effort on the part of the user.
According to the invention, the control device comprises a switch, with a rest position where the self-braking coupling is established by connecting the inductor winding to the terminals of the armature winding, at least one working position where the engine is supplied, said switch being operable towards said working position against elastic return means which constantly tend to bring it back to said rest position.
The braking torque is particularly important since the series inductors, of low resistance, are connected to the terminals of the armature; the elastic return force which must be overcome in order to carry out the control operations only intervenes in the switch and can be very weak. In addition, it is possible, by keeping the switch in its rest position, to make the machine perform movements by hand without having to overcome any force other than that of the friction of the moving parts.
In this type of application, electric self-braking still brings other multiple advantages over the mechanical braking usually adopted: greater efficiency, freedom of the rotor when stationary, smoother control, and clearance of the end. of the shaft which was previously occupied by the mechanical braking device, so that the drive pulley can be placed at either end of the shaft, by simply turning the motor end to end;
this last possibility makes it possible to obtain, with a motor having a determined direction of rotation, a drive in one or the other direction.
In a first embodiment, the working positions are obtained by operating the switch from the rest position; by progressive elimination of resistances introduced, at the first working position, in the armature supply circuit.
In another embodiment, the working positions are obtained by different couplings of two inductor windings ensuring a finite number of progressively increasing speeds, by actuating a switch against a restoring force towards a rest position where the switch is established. self-braking coupling.
The appended drawing represents, by way of example, embodiments of the control device forming the subject of the invention.
Figs. 1 to 3 are three patterns. the device for controlling a motor fitted to a sewing machine, respectively in the braking, free running with power off and normal running positions; fig. 4 is an alternative embodiment of the control device, comprising a rheostatic adjustment of the speed of the motor; fig. 5 is a schematic view of another variant of the engine control device;
figs. 6 and 7 are schematic views respectively of the supply circuit of the motor and of the switch in the self-braking position following the control device of FIG. 5; figs. 8 and 9, 10 and 11, 12 and 13 are views similar to FIGS. 6 and 7 respectively in the different engine speed adjustment positions; fig. 14 is a perspective view of the engine equipped with its control device;
fig. 15 is a perspective view of the engine, with the control device spool in the released position.
The feed device shown diagrammatically in FIGS. 1 to 3 comprises three fixed contact pads 1, 2 and 3, arranged one above the other, at equal distances; pads 1 and 3 are connected by conductors 4 and 5 to an appropriate voltage source, alternating or direct. Between the pads 1 and 2 on the one hand, 2 and 3 on the other hand, are interposed the movable pads 6 and 7 carried by resilient blades 8 and 9 respectively.
These blades 8 and 9 are fixed, at one end, on an insulating block 10; a free spacer block 11, forming a button of my work, is mounted on the blades 8 and 9; these are parallel to each other and their distance is equal to the distance between the studs 1, 2 and 3. The elasticity of the blades 8, 9 maintains the blades 8 and 9 in the position where the studs 6 and 7 are respectively in contact with pins 1 and 2 (fig. 1). Optionally, an auxiliary return spring can be used.
The inductor 12, of the series type, of the motor is connected between the fixed central pad 2 and the supply conductor 4, while the armature 13 of this motor is connected to the terminals of the blades. 8 and 9, that is to say at pads 6 and 7. Armature 13 and inductor 12 can moreover be opposite to each other.
The operation of the device is as follows. To start the engine, button 11 is pressed in the direction of arrow f from the position of FIG. 1. We arrive at the position of free rotation, power off (fig. 2) where the pins 6-7 are separated from the pins 1, 2 and 3. By following the movement in the same direction of the knob 11, we bring simultaneously the pads 6 and 7 in contact with the pads 2 and 3 respectively (Fig. 3).
The inductor 12 and the armature 13 are normally supplied in series under the network voltage at the terminals of the conductors 4 and 5.
If you want to stop the engine suddenly, you remove any force on the button 11: the blades 8 and 9 return to the position of FIG. 1, where the pads 6 and 7 are in contact with the pads 1 and 2 respectively. The armature 13 is directly closed on the inductor 12 and the machine then operates as a self-starting generator, which is possible because the coupling is such that the current flowing in the inductor 12 tends to be established in the same direction as the normal excitation current, self-ignition taking place thanks to the remanent field of the inducing magnetic circuit.
Particularly vigorous braking follows, given the low resistance of the inductor circuit 12.
The inductor magnetic circuit of such an electric motor is generally formed by assembling a stack of magnetic sheet metal plates made of silicon, which have the property of having a low remanence. In order not to be obliged to rule out the use of these sheets, which are universally manufactured, it is sufficient either to insert in the stack some sheets of high-remanence mild steel sheets, or a steel shell. soft fitted on the outside of the stator sheets and in close contact with them According to the variant embodiment of FIG. 4,
the control circuit always comprises three fixed contact pads 14, 15 and 16, and a certain number of flexible blades, four in number for example, 17-18-19 and 20, with terminal pads 21-24 respectively recessed in a fixed connection block 25 and movable by a control button 26. As previously, the pads 14-16 and 21-24 are in alignment; however the spacing between the pads 15 and 16, between which the three pads 22-24 are interposed, is notably greater than the distance between the pads 14 and 15 where only the pad 21 is interposed.
Resistors 27 and 28 which can be adjustable to be. adapted to the type of machine to be controlled, are connected between the blades 18-19 and 19-20 to a terminal of the armature 13.
The operation of the above device is as follows: apart from any action on the button 26, the blades 17-20 are attracted by their own elasticity or by an auxiliary return spring, so that the stud 21 is in position. contact with the pad 14 while the pad 22 is in contact with the pad 15, the pads 23 and 24 being free and spaced from each other. This position corresponds to the self-braking coupling; armature 13 is disconnected from the power supply and is connected to the terminals of inductor 12.
It is also, as before, the normal stop position of the engine, during periods of non-use of the machine.
By exerting pressure on the button 26, the blades 17-20 are first brought into a position where the pads 21-22 are separated from the pads 14 and 15. This position where the armature 13 of the motor is completely cut off from the engine. power supply and its inductor 12 is in the intermediate position. It simply makes it possible to pass to the next starting position where the pads 15-21 on the one hand, and 16-24 on the other hand, are in contact. The armature is then supplied via the resistors 27 and 28 in series. The engine speed is reduced.
By increasing the pressure on the button 26, the pad 23 first comes into contact with the pad 24: the resistor 28 is short-circuited and the speed increases; by further increasing the pressure on the button 26, the pad 22 comes into contact with the pad 23 and the two resistors 27 and 28 are short-circuited, the armature is supplied under the voltage of the network and the speed of the rotor is maximum.
A device has thus been produced which makes it possible to adjust the speed of the motor to three different values. Of course, with the addition of other blades electrically connected at intermediate points of resistors 27 and 28, the number of adjustment rotational speeds can easily be increased.
According to the control device shown in FIGS. 5 to 13, the armature of the motor of a sewing machine is designated by 30, by 31, 32 two inductor windings and by 33 a commutator, shown matically, comprising eight bare blades merotées 34 to 41, joined together by appropriate connections, according to the diagram shown in fig. 5, to the armature 30, to the inductors 31, 32 and to a single-phase voltage source 42, 43.
All the blades 34-41 are embedded, at the end located on the side of their connection to the electrical circuit, in an insulating block 44; at the other end, the blades 34, 36, 38, 39 and 41 are free, while the blades 35, 37, 40 have extensions. embedded in a common control grid 45 subjected to the action of an elastic restoring force along arrow f.
In the rest position, figs. 6 and 7, the contact blades 35, 37 and 40 are moved upwards under the action of the elastic return force along arrow f and respectively come into contact with the blades 34, 36, and 39, while the blade 38 remains isolated. Check that the inductor windings. 31 and 32 are connected in series to the terminals of the armature and that the conductor 43 of the power source is cut by the insulated blade 38, the circuit is therefore the normal self-braking or rest circuit.
By acting on the control button in the direction opposite to the arrow f, the coupling shown in FIGS is first obtained. 8 and 9, where the blade 35 has left the blade 34 to come into contact with the blade 36, where the blade 37 has left the blade 36 to come into contact with the blade 38. The two inductors 31 and 32 are in series with the armature 30 across the voltage source 42-43. The engine is running at its lowest speed.
By continuing to move the control pusher in the direction opposite to the arrow f, the coupling shown in FIGS. 10 and 11, the blade 40 leaves the blade 39 and comes into contact with the blade 41, switching off the field winding 32, which increases the speed.
At the end of the stroke of the pusher, the blade 37, which was already in contact with the blade 38 also comes into contact with the blade 39, so that the two windings. inductors 31 and 32 are in parallel with each other and in series with armature 30, and the set motor speed is the highest (Figs. 12 and 13).
By releasing the pressure under the push-button, we automatically return to the self-braking position of fig. 6 and 7. In normal operation there are therefore three speeds of rotation, the ratios of which are determined by a judicious choice of the characteristics of the inductor windings 31 and 32.
Even at high speed, the self-braking coupling, which is instantaneously established by releasing the pressure on the control grid 45, ensures a sudden stop of the motor, since the field windings are connected directly to the terminals of the motor. the armature. This mode of use of the sewing machine is particularly advantageous and allows greater flexibility than the mode of adjustment by inserting resistors.
In fact, in the case of rheostatic speed regulation, the starting torque and at low speed is low given that the voltage drop in the inserted resistor is particularly high; it follows that the voltage at the terminals of the motor increases progressively with the starting up and that the user is then obliged to switch on a larger resistance again to obtain the desired speed, which complicates the mode of operation.
In addition, heat losses are eliminated; which, in addition to their disadvantageous impact from an economic point of view, generally produce an annoying heating, either of the motor when the adjustment resistor is placed near it, or of the operator, when this resistance is incorporated in the foot control.
We will now describe, with reference to FIGS. 14 and 15 fixing the electric motor and its control device on a sewing machine. Although it can be used independently, it should first of all be pointed out that this method of fixing is particularly suitable in combination with a control device of one of the types described above.
Indeed, this control device, in which the mechanical braking is replaced by an electric braking, leaves free one end of the rotor shaft which was occupied, in the known machines, by the brake drum, the other end. normally taken up by the transmission pulley. This makes it possible to be able to place the pulley indifferently on one or the other of the two ends of the motor shaft;
in this way, by simply turning the motor back, the sewing machine can be driven in one direction or the other, with the same motor.
According to the embodiment chosen and shown, the motor 51 of the sewing machine is suspended from a plate 52, at a certain distance therefrom, so as to provide a space in which the drawer 53 of the engine control device 51.
To this end, on three sides of the rectangular plate 52 is welded a side wall 54 extending vertically downwards from the plate 52. This side wall 54 has at its lower part two parallel flanges 55 directed towards inside and on which the drawer 53 can slide, and an opening 56 on the bottom part of the wall 54.
As can be seen in fig. 15, the slides 55, towards the bottom part of the wall 54, widen internally and include notches 57 in these widenings.
Likewise, the end frontal zone of the side wall 54 has notches. 58.
Both of these pairs of notches 57 and 58 serve to immobilize the drawer 53 in the engaged position. To this end, this drawer 53 comprises two screws, not visible in the drawings, engaged in a thread formed on the underside of the drawer 53, these screws engaging in the notches 57, the screw head resting against the underside of the edges of these notches;
furthermore, parallel to the front wall 53a, of the drawer 53, is welded a rod 59 with threaded ends intended to engage in the notches 58, a wing nut 60 ensuring the locking. The drawer insertion and extraction operation is carried out simply by pushing and pulling on these wing nuts 60.
The engine suspension device comprises on the cylindrical crankcase of the engine, along two generators offset by approximately 900, two calipers under 61 and 61 'each terminating in two perforated tabs 62, 63, and 62', 63 ' (the tab 62 'not being visible in the drawings), on the side wall 54 of the support, two perforated tabs 64, 65 formed by vertical extensions downwards from the lower front zone of the wall 54, the tabs 64, 65 of the wall 54 and the tabs 62, 63 of the caliper 6.1 are present, feel respectively facing each other and are secured, the tabs 62-64 by a simple stud,
legs 63-65 by bolt and wing nut. The immobilization of the motor, in the position of appropriate adjustment of the belt tension, is ensured by a double arm 66-67, in the form of a knee joint articulated at 68 and blocked by bolt and wing nut on the lug 63 'of the bracket 61 'and on a bolt 69 passing through the lateral part of the wall 54, also by wing nut.
Belt tension is adjusted by pivoting the motor after loosening the locking wing nuts. When the motor is in the correct position, all you have to do is screw in and lock these wing nuts.
To reverse the direction of drive of the belt, the motor can easily be turned end to end by bringing the tab 63 'against the tab 64 of the wall 54, the tab 62' against the tab 65 and the tab 62 against the end of lever 67.
In the control slide 53 are placed the switch 70 for starting and electric self-braking, the speed adjustment resistors 71, as well as a capacitor, said resistors 71 being preferably adjustable, for example by means of clamps.
The switch 70 is of the elastic leaf type and is controlled by a pedal via the lever 73 articulated at 76 and the chain 74, against the action of a return spring 75.
The device as described above is advantageously applicable to industrial and craft machines in which the motor is normally fixed below. of the sewing machine table as shown in fia. 14 and 15.
But it is also applicable to sewing machines for domestic use and in particular to those of the portable type. In the latter, the motor is generally fixed either on the surface of the rear part of the machine, or even directly incorporated in the frame of the machine.
The chain control of the switch can then be replaced by a knee control or even, more advantageously, by a flexible cable control.
The possibility of mechanically separating the motor from its control members, which are compact and connected only by flexible connections with the motor, makes it possible to fix the control device at the location of the machine most favorable for make the control connections. It is thus possible to give domestic sewing machines the same braking advantages as industrial machines, which the usual rheostat control does not allow.
On the other hand, a significant saving in cost results from replacing an expensive rheostat with a very simple mechanical control element, whether by toggle or by flexible.
In a variant, not shown, the switch could be rotating or with a wiper on pads making the same couplings.