CH395712A - Elektrischer Kupplungs- und Bremsmotor zum Antreiben von Nähmaschinen - Google Patents

Elektrischer Kupplungs- und Bremsmotor zum Antreiben von Nähmaschinen

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CH395712A
CH395712A CH1356461A CH1356461A CH395712A CH 395712 A CH395712 A CH 395712A CH 1356461 A CH1356461 A CH 1356461A CH 1356461 A CH1356461 A CH 1356461A CH 395712 A CH395712 A CH 395712A
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CH1356461A
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Becker Ernst
Taeffner Georg
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Quick Elektromotorenwerk Gmbh
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    • D05SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
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    • D05B69/00Driving-gear; Control devices
    • D05B69/10Electrical or electromagnetic drives
    • D05B69/12Electrical or electromagnetic drives using rotary electric motors
    • D05B69/125Arrangement of clutch-brake construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D67/00Combinations of couplings and brakes; Combinations of clutches and brakes
    • F16D67/02Clutch-brake combinations
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Description


  Elektrischer     Kupplungs-    und Bremsmotor zum Antreiben von     Nähmaschinen       Bei elektromotorisch angetriebenen Nähmaschi  nen gilt es, insbesondere wenn letztere industriell  eingesetzt werden, den Nähvorgang beliebig unter  brechen und ebenso beliebig wieder aufnehmen zu  können. Dabei soll die Nähnadel rasch angehalten  und ebenso schnell wieder auf ihre Betriebsgeschwin  digkeit gebracht werden. Um dieser Forderung ge  nügen zu können, sind sogenannte Kupplungsmo  toren entwickelt worden. Solche Kupplungsmotoren  sind, damit sie möglichst klein gehalten werden  können, mit einem Energiespeicher ausgerüstet, der  die zur raschen Beschleunigung der Nähmaschinen  welle nötige Arbeit abgeben kann.

   Der Energie  speicher ist als     Schwungscheibe    ausgebildet, die zu  gleich das eine Glied einer Schaltkupplung bildet,  mittels welcher eine     Abtriebsscheibe,    die zum     An-          treib-,n    der Nähmaschine dient, wahlweise an die  Schwungscheibe gekuppelt oder von dieser gelöst  werden kann. Ein solcher Kupplungsmotor ist noch  mit einer Bremsscheibe     ausgerüstet,    an welcher die  Kupplungsscheibe nach ihrem Lösen von der  Schwungscheibe zur Anlage gebracht wird, um das  sofortige     Stillsetzen    der Nähnadel nach dem Lösen  der Kupplung herbeiführen zu können.  



  Das jeweilige     Inbetriebsetzen    der     Nähmaschine     bzw. deren     Stillsetzen    wird durch Verschieben der  Kupplungsscheibe mittels einer Verschiebehülse be  wirkt; was in der Regel über ein durch die Be  dienungsperson der Nähmaschine zu betätigendes  Pedal veranlasst wird.  



  Bei einem anderen Motor erfolgt die Verstellung  der Kupplungsscheibe nach der Schwungscheibe hin  mittels eines Gestänges,     d.    h. eines Hebelgetriebes.  Zur Verstellung der Kupplungsscheibe nach der  Bremsscheibe hin dient dagegen eine Feder, die  beim Betätigen des Hebelgetriebes gespannt wird  und sich bei Freigabe des Hebelgetriebes entspannt.    Im Grunde genommen handelt es sich um einen  der üblichen Kupplungsmotoren, bei dem aber das  Hebelgetriebe nicht mehr mechanisch, sondern elek  tromagnetisch betätigt wird.  



  Bei einem anderen bekannten Motor dieser Art  wird auch die     Heranbringung    der Kupplungsscheibe  an die Bremsscheibe mittels eines auf das Hebel  getriebe einwirkenden Magneten bewirkt.  



  Die Verwendung jeglichen Hebelgetriebes bei  einer Vorrichtung zum magnetischen Verstellen der  Kupplungsscheibe bringt eine unerwünschte Schalt  verzögerung. Hinzu kommt, dass die vom elektrischen       Verstellmagneten    auf     seinen    Zuganker     auszuübende     Zugkraft verhältnismässig hoch liegen muss, um ein  Verstellen der Verschiebehülse herbeiführen zu kön  nen. Hierdurch     bedingt,    müssen die     Amperewin-          dungen    der Spulen verhältnismässig gross sein. Dem  zufolge liegen auch die     Induktivitäten    der Spulen  hoch. Dann sind aber auch die .Zeitkonstanten z       LIR    gross.

   Es wird somit zum Auf- und Abbau  der magnetischen Felder verhältnismässig viel Zeit  benötigt, was sich als weitere Verzögerung des Kupp  lungsschaltvorganges auswirkt. Ausserdem muss we  gen des     unumgänglich    notwendigen Spiels an den  Gelenkstellen eines Hebelgetriebes der     Verstellweg     des Zugankers verhältnismässig gross     gewählt    wer  den. Für das Zurücklegen langer     Ankerwege    wird  aber eine verhältnismässig grosse Zeitspanne benötigt,  was sich als weitere Verzögerung des Kupplungsvor  ganges auswirkt.  



  Ferner sind Motoren mit einer elektromagneti  schen Kupplung bekanntgeworden. Hierbei muss vom  Magneten sowohl die zum Verschieben der Kupp  lungsscheibe     benötigte    Kraft als auch die zur Dreh  kraftübertragung erforderliche Haftkraft aufgebracht  werden. Die Haftkraft kann nach dem Unterbrechen  des Magnetstromkreises nur     allmählich    abgebaut wer-      den. Daher ergibt sich -hier eine     Schaltverzugszeit,     die für Nähantriebe untragbar gross ist. Ausserdem  läuft das eine Glied der Magnetkupplung gegen  über dem anderen Glied derselben um, so dass  Kraftlinien geschnitten werden und     eine        EMK    ent  steht, was zu unerwünschter     Wirbelstrombildung    füh  ren kann.  



  Bei einem anderen Motor wird das     eine    Glied  einer     Konuskupplung        elektromagentisch    verstellt.  Hierbei ist die Spule mit dem Magnetkern ruhend  eingebaut, während der Anker im eingeschalteten  Zustand der Kupplung umläuft.     Infolgedessen    werden  auch bei diesem Magneten vom Anker Kraftlinien  geschnitten, so dass im Anker eine     EMK    induziert  wird und damit Wirbelströme sich ausbilden können.

    Hinzu kommt,     d'ass    der Schaltweg für     die    verwen  dete     Konuskupplung    erfahrungsgemäss     verhältns-          mässig    gross gewählt, der Magnet mithin verhältnis  mässig stark ausgebildet werden muss.  



  Schliesslich sind Kupplungsmotoren bekanntge  worden, bei welchen die     Konuskupplung    durch eine  Scheibenkupplung     ersetzt    worden ist. Bei diesen Mo  toren sind die Magnetspulen ringförmig ausgebildet  und ortsfest in den Lagerschilden des Motors einge  baut. Die mit ihnen zusammenwirkenden Anker wer  den von den Kupplungsscheiben unmittelbar gebildet.  Der Anker muss dabei so gestaltet sein, dass er unbe  hindert umlaufen kann. Infolgedessen muss ein ver  hältnismässig grosser Luftspalt zwischen den ruhenden  und den beweglichen Teilen des Elektromagneten  vorhanden sein. Bedingt durch den Luftspalt ist  die zum Schalten der Kupplung benötigte elektrische  Energie beachtlich gross. Im angezogenen Zustand  befindet sich der Zuganker des Elektromagneten  nicht in Ruhe, sondern in Bewegung.

   Demnach  ist die Zugkraft, die von der     Magnetspule    auf den  Zuganker bei den bekannten Motoren ausgeübt wer  den kann, verhältnismässig klein. Die Schaltzeit da  gegen ist     verhältnismässig    gross. Hinzu kommt, dass  auch hier sich Wirbelströme ausbilden können.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein  elektrischer     Kupplungs-    und Bremsmotor zum An  treiben von Nähmaschinen, durch welchen die den  bisherigen Ausführungen anhaftenden, oben genann  ten Nachteile behoben werden.  



  Bei der     Erfindung    wird ausgegangen von einem       Kupplungs-    und Bremsmotor zum Antreiben von  Nähmaschinen mit umlaufender Schwungscheibe und  steinstehender Bremsscheibe sowie einer durch axia  les Verschieben an die Schwungscheibe oder an  die Bremsscheibe     stellbaren    Kupplungsscheibe, wo  bei zu deren     Axialverschiebung    ein Elektromagnet  dient, dessen Bauteile bis auf den Anker ruhend  angeordnet sind und wobei dieser selbst nur axial  verschiebbar ist.

   An einem solchen Motor besteht  die Erfindung darin, dass der Elektromagnet inner  halb des durch den axialen Abstand von Kupplungs  scheibe und     Antriebsscheibe    gegebenen Raumes an  geordnet ist, indem er konzentrisch zur Abtriebs  welle vorgesehen ist, seine Spule als Röhrenspule    und sein Anker als in die Röhrenspule einragender  Ringanker ausgebildet sind.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausfüh  rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.  Es zeigen:       Fig.    1 einen teilweisen Schnitt eines     Kupplungs-          und    Bremsmotors mit     Verstellelektromagnet    und       Rückstellfederung,    in einem ersten Ausführungsbei  spiel,       Fig.    2 einen teilweisen Schnitt eines     Kupplungs-          und    Bremsmotors mit     Verstellelektromagnet    und  rückstellendem Dauermagnet,

   in einem zweiten Aus  führungsbeispiel und       Fig.    3 einen teilweisen Schnitt eines     Kupplungs-          und    Bremsmotors mit     Verstellelektromagnet    und Zu  satzmagnet, in einem dritten Ausführungsbeispiel.  



  In     Fig.    1 sind die Motorwelle mit 1 und die  umlaufende Schwungscheibe, die mit gleichbleibender  Geschwindigkeit von der Motorwelle 1 aus ange  trieben wird, mit 2 bezeichnet. Die Kupplungs  scheibe 3 kann wahlweise an die umlaufende       Schwungscheibe    2 oder den     nachstellbaren    Brems  ring 4 zur Anlage gebracht werden. Der     Bremsring    4  ist im ruhenden Lagerschild 5 eingebaut. Die Kupp  lungsscheibe 3 ist auf der     Abtriebswelle    6 axial  verschiebbar und drehfest gelagert. Sobald sie mit  der     Schwungscheibe    2 verbunden ist, treibt sie die  Welle 6 und damit die mit dieser fest verbundene  Antriebsscheibe 7 an.  



       Im        Kupplungslagerschild    5 ist die Spule 8 eines  Elektromagneten eingebaut. Das Bauteil 9 stellt den  in Längsrichtung der Welle 6 verschiebbaren Anker  des Elektromagneten dar. Er ist als Ringanker aus  gebildet und die Spule 8     ist    röhrenförmig gestaltet.  In sie taucht der Anker 9 ein. Er ist im übrigen  fest auf der Verschiebehülse 10 angebracht.  



       Wird'    die Spule 8 erregt, dann wird der Anker 9  in Richtung des Pfeiles A verstellt. Hierbei nimmt  er die Verschiebehülse 10     ebenfalls    in Richtung des  Pfeiles A mit. Infolgedessen kommt der Kupplungs  belag 11 zur Anlage an die Schwungscheibe 2.  Daher wird die Kupplungsscheibe 3     mitgenommen     und die Welle 6 sowie die Antriebsscheibe 7 in  Umlauf versetzt.  



  Zwischen dem Lagerschild 5 und der mit der  Verschiebehülse 10 fest verbundenen Scheibe 12  ist eine aus Tellerfedern 13 gebildete Federung vor  gesehen. Die Federung bewirkt das Zurückziehen  der Verschiebehülse 10 bei nichterregter Spule B.  Sie bewirkt somit, dass der Bremsbelag 14 zur     Anlage     am Bremsring 4 kommt, so     dass    die Kupplungs  scheibe 3 und damit die Welle 6 und die Antriebs  scheibe 7 abgebremst werden.  



  Die zum Erregen der Magnetspule 8 erforder  liche Energie ist gering, weil der Verschiebeweg  des Ankers 9 kurz und der Luftspalt klein ist.  



  In der     Verschiebehülse    10, die vorzugsweise aus       Sinterbronze    besteht, ist die Welle 6 gelagert. Diese  kann zusammen mit der Verschiebehülse 10, dem  Bauteil 10', dem Anker 9 und der Kupplungs-      Scheibe 3 in Richtung und Gegenrichtung des  Pfeiles A verschoben werden. Die Flächen 15 und  16 an den vornehmlich aus Weicheisen bestehenden  Bauteilen 12' und 13' dienen bei solchen Verschie  bungen als Führungen.  



  In der Nabe der Schwungscheibe 2 ist eine  Regelkupplung 17 eingebaut. Wird der Spule 8 ein  Regelwiderstand vorgeschaltet, so kann die Kupp  lungskraft der Regelkupplung 17, die eine Vor  kupplung darstellt, geändert werden. Hierdurch ist  es möglich, einerseits das von der Schwungscheibe 2  auf die Antriebsscheibe 7 zu übertragende Dreh  moment und anderseits die Umlaufgeschwindigkeit  der Antriebsscheibe 7 zu ändern.  



  Bei der Ausführung nach     Fig.    2 sind die Teller  federn 13 entfallen. Das Zurückstellen der Ver  schiebehülse 10     und    damit der Kupplungsscheibe 3       erfolgt    durch den Dauermagneten 18. Damit der  Dauermagnet nur bei nicht     eingeschaltetem    Elektro  magneten 8 wirksam wird, ist dafür gesorgt, dass  bei erregtem Elektromagnet sich eine das Abstossen  des Dauermagneten bewirkende Polarität einstellt.  



  Damit die Kraftlinien des Elektromagneten 8  über den Dauermagneten 18 laufen müssen, besteht  das Bauteil 19 aus magnetisch nichtleitendem Werk  stück, beispielsweise Messing.  



  Nach der Ausführung gemäss     Fig.    3 ist zusätzlich  ein Elektromagnet 20 vorgesehen.  



  Die Wirkung des Dauermagneten 18 kann nun  durch diesen Elektromagneten 20 aufgehoben wer  den, dessen Erregerwicklung parallel zur Magnet  spule 8 geschaltet ist.  



  Bei den Ausführungen nach     Fig.    2 und 3 ist  noch eine schwach bemessene Wellenfeder 21 ein  gebaut, die nach Abschalten des     Elektromagneten     die sofortige Anlage der Kupplungsscheibe mit dem  Bremsbelag 14 am     Kupplungslagerschild    5 bewirkt,  so dass die Wirkung des Dauermagneten 18 nicht  durch einen grossen Luftspalt geschwächt wird.  



  Die Schwungscheibe ist gleichzeitig als Lüfter  scheibe mit     Luftdurchtrittsöffnungen    zur Kupplungs  scheibe hin ausgebildet. Die Kupplungsscheibe weist  ebenfalls     Luftdurchtrittsöffnungen    auf, so dass der  Elektromagnet von dem     Schwungscheibenlüfter    aus  gekühlt werden kann.  



  Der beschriebene Erfindungsgegenstand bezweckt  hauptsächlich, die Bedienungsperson von der zum  Betätigen der Kupplung erforderlichen Arbeit zu  entlasten. Zu dem gleichen Zweck ist bereits ver  sucht worden, das Verschieben der Kupplungsscheibe  elektromagnetisch vorzunehmen. Hierzu wurde bei  spielsweise die umlaufende Schwungscheibe als Elek  tromagnet ausgebildet, der beim Erregen die Kupp  lungsscheibe anzieht und damit die     Drehkraftüber-          tragung    'bewirkt. Nachteilig ist bei dieser Ausbildung,  dass besondere Vorkehrungen getroffen werden müs  sen, um die Wicklung in der umlaufenden     Schwung-          scheibe    festzulegen. Nachteilig ist ferner, dass die  Magnetspule über Schleifringe mit Strom versorgt  werden muss.

      Beim     Erfindungsgegenstand    kommt jegliches He  belgetriebe zum Verstellen der Kupplungsscheibe in  Fortfall. Daher braucht auch nicht die durch das  Hebelgetriebe bedingte Verlustarbeit aufgebracht zu  werden, mithin kann die Zahl der     Amperewindungen     geringer sein; der Auf- und Abbau der Magnetfelder  erfolgt rascher, die .Zeitkonstante ist kleiner. Auch  braucht der Anker nur um ein kurzes Stück ver  stellt zu werden, so dass die vom Anker benötigte       Verstellzeit    sehr     klein    ist.

   Ausser der Verkürzung  des     Kupplungsschaltvorganges    ergibt sich der weitere       Vorteil,    dass der Aufwand an den für die Betätigungs  vorrichtung der Kupplungsscheibe benötigten Bau  teilen gering ist, dass ferner am Motorgehäuse keine  sperrigen     Aufbauten    vorhanden sind, vielmehr prak  tisch ein     ohnehin    vorhandener Raum zur Anordnung  des Betätigungsmagneten herangezogen wird, Motor  und Magnet also eine organische Baueinheit bilden,  die gegenüber den bekannten Kupplungsmotoren  ohne magnetische Kupplungsschaltung keinen zu  sätzlichen Raumbedarf aufweisen. Dies ist im vor  liegenden Fall von besonderer Bedeutung, weil der  zum Einbau an Nähmaschinen vorhandene Raum  häufig äusserst knapp bemessen ist.

   Als weiterer  Vorteil ist die Tatsache zu werten, dass der Energie  bedarf des Magneten gering ist.  



  Um einen besonders gedrängten Einbau des Ma  gneten zu erhalten, ist die zum     axialen    Verstellen  der Kupplungsscheibe dienende Verschiebehülse zwi  schen     Abtriebswelle    und Ringanker vorgesehen.  Günstig ist ferner, wenn beim Ansprechen des Ma  gnetankers die Kupplungsscheibe nach der     Schwung-          Scheibe    zu verschoben wird.  



  Die Führung des Ankers wird besonders vor  teilhaft, wenn die Führungen vor und hinter dem  Anker in der Nabe des     Kupplungslagerschildes    vor  gesehen sind.  



  Zur     zwangläufigen        Heranbringung    der Kupp  lungsscheibe an die Bremsscheibe ist eine Federung  vorzusehen, die auf die Verschiebehülse im Sinne  eines     Beistellens    der Kupplungsscheibe an den Brems  ring einwirkt. Dabei kann die Federung Tellerfedern  umfassen, die zwischen dem Anker des Magneten  und dem feststehenden     Kupplungslagerschild    einge  baut sind.  



  Der Einbau von Federn zum Zurückstellen der  Kupplungsscheibe fällt dahin, wenn ein fest mit  der Kupplungsscheibe verbundener Dauermagnet 18  eingebaut wird, der bei nichterregtem Elektromagnet  das Heranführen der Kupplungsscheibe an die Brems  scheibe bewirkt. Um die Wirkung des Dauermagneten  bei erregtem Elektromagnet aufzuheben, ist der elek  trische Zusatzmagnet 20     (Fig.    3) vorgesehen, der  parallel zum Elektromagnet 8, 9     liegt    und ent  sprechend bemessen, angeordnet und ausgelegt wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Elektrischer Kupplungs- und Bremsmotor zum Antreiben von Nähmaschinen mit umlaufender Schwungscheibe und stillstehender Bremsscheibe so- wie einer durch axiales Verschieben an die Schwung- scheibe oder an die Bremsscheibe stellbaren Kupp lungsscheibe, wobei zu deren Axialverschiebung ein Elektromagnet dient, dessen Bauteile bis auf den Anker ruhend angeordnet sind und wobei dieser selbst nur axial verschiebbar ist, dadurch gekenn zeichnet, dass der Elektromagnet innerhalb des durch den axialen Abstand von Kupplungsscheibe (3) und Antriebsscheibe (7) gegebenen Raumes angeordnet ist,
    indem er konzentrisch zur Abtriebswelle (6) vorgesehen ist, seine Spule als Röhrenspule (8) und sein Anker als in die Röhrenspule (8) hineinragender Ringanker (9) ausgebildet sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zum axialen Verstellen der Kupplungsscheibe (3) dienende Ver schiebehülse (10) zwischen Abtriebswelle (6) und Ringanker (9) vorgesehen ist.
    2. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung des Elektromagneten derart, dass beim Ansprechen des Magnetankers die Kupplungs scheibe (3) nach der Schwungscheibe (2) zu ver schoben wird. 3. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (9) des Elektro magneten axial geführt ist, wobei die Führungen (15, 16) vor und hinter dem Anker in der Nabe des Kupplungslagerschildes (5) vorgesehen sind.
    4. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, gekenn zeichnet durch eine auf die Verschiebehülse (10) im Sinne eines Hinführens der Kupplungsscheibe (3) an den Bremsring (4) einwirkende Federung. 5. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federung zwischen dem Anker (9) des Elektromagneten und dem feststehen- den Lagerschild (5) eingebaute Tellerfedern (13) umfasst.
    6. Kupplun.gs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, gekenn zeichnet durch einen fest mit der Kupplungsscheibe (3) verbundenen, deren Heranführen an die Brems scheibe (4) bei nicht erregtem Elektromagnet (8, 9) bewirkenden Dauermagneten (18).
    7. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteranspruch 6, gekennzeichnet durch einen parallel zum Elektromagneten geschalteten Zu satzelektromagneten (20), der so bemessen und aus gelegt ist, dass er bei eingeschaltetem Elektromagne ten (8, 9) die Wirkung des Dauermagneten (18) aufhebt. B.
    Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungscheibe als Lüfter scheibe mit Luftdurchtrittsöffnungen zur Kupplungs scheibe hin ausgebildet ist, und dass die Kupplungs scheibe ebenfalls Luftdurchtrittsöffnungen aufweist, so dass von dem Schwungscheibenlüfter aus der Elektromagnet kühlbar ist.
    9. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 8, gekenn zeichnet durch eine in der Näbe der Schwungscheibe (2) eingebaute Mehrscheiben-Regelkupplung (17), die auf die Antriebsscheibe (7) eine in der Grösse vom Anpressdruck ihrer Scheiben abhängige Drehkraft vorkuppelnd zwischen Schwungscheibe (2) und Kupp lungsscheibe (3) überträgt.
    10. Kupplungs- und Bremsmotor nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Drehzahl der Antriebsscheibe der Anpressdruck der Mehrscheiben- Regelkupplung mittels des Elektromagneten (8, 9) über einen dessen Spule (8) vorgeschalteten Regel widerstand änderbar ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112855794A (zh) * 2020-12-28 2021-05-28 四川建筑职业技术学院 一种防止落地铣镗床镗轴与滑枕同时进给的方法
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