DE1157689B

DE1157689B - Method and arrangement for automatic starting and for regulating the speed of a universal motor when driving sewing machines

Info

Publication number: DE1157689B
Application number: DESCH29132A
Authority: DE
Inventors: Johanna Schimmelbusch G Paulke
Original assignee: JOHANNA SCHIMMELBUSCH GEB PAUL
Current assignee: JOHANNA SCHIMMELBUSCH GEB PAUL
Priority date: 1961-01-28
Filing date: 1961-01-28
Publication date: 1963-11-21

Description

Verfahren und Anordnung zum selbsttätigen Anlassen und zur Regelung der Drehzahl eines Universalmotors beim Antrieb von Nähmaschinen Elektromotorisch angetriebene Nähmaschinen, insbesondere Haushaltsnähmaschinen, lassen sich durch einen Fußanlasser allein in ihrer Drehzahl nicht regeln, da das Anlaufmoment und die Drehzahl des zum Antrieb verwendeten Universalmotors nicht nur von der Stellung des Fußanlassers, sondern auch von der eingestellten Stichart und -länge, dem Presserdruck, der Fadenspannung, der Stoffart, der Stofflagenzahl, dem Betriebszustand und noch einer Reihe von anderen Faktoren ähnlicher oder gleicher Art abhängig sind.Procedure and arrangement for automatic starting and regulation the speed of a universal motor when driving sewing machines powered sewing machines, in particular household sewing machines, can pass through a foot control alone cannot regulate its speed, since the starting torque and the speed of the universal motor used for the drive not only depends on the position the foot control, but also the set stitch type and length, the presser pressure, the thread tension, the type of fabric, the number of layers of fabric, the operating status and more depend on a number of other factors of a similar or identical nature.

Es ist aus den angeführten Gründen notwendig, die eigentlich zur sauberen Nähgutführung benötigte rechte Hand, insbesondere beim Anlauf und an schwierigen Nähstellen, zur Drehzahlfeinregelung ans Handrad der Maschine zu führen. Dies erfordert zeitraubendes Vorheften, bringt unsaubere und fehlerhafte Nähstellen und erfordert Trennarbeiten und Wiederholungen.It is necessary for the reasons given, which is actually to clean The right hand is required to guide the sewing material, especially when starting up and on difficult ones Sewing points to guide the machine's handwheel to fine-tune the speed. This requires time-consuming pre-stitching, leads to unclean and faulty sewing points and requires Separation work and repetitions.

Es ist daher zweckmäßig, die Nähmaschinendrehzahl zwar durch den Fuß oder das Knie zu bestimmen, den Anlauf der Maschine jedoch zu automatisieren und die Drehzahl unabhängig von den obengenannten ununterbrochen variablen Faktoren selbsttätig zu regeln. Das ist unter anderem durch eine elektronische Regelung möglich. Solche Regelungen entsprechen zwar dem Stande der Technik, stehen jedoch in keinem sinnvollen Aufwandverhältnis zum zu regelnden Objekt. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren, das es gestattet, das beabsichtigte Ergebnis mit kleinem Aufwand zu erreichen.It is therefore useful to control the sewing machine speed with the foot or to determine the knee, but to automate the start-up of the machine and the speed regardless of the above continuously variable factors to regulate automatically. This is possible, among other things, through electronic control. Such regulations correspond to the state of the art, but do not exist in any reasonable expenditure ratio to the object to be regulated. The subject of the invention is hence a method that allows the intended result to be achieved with little effort to reach.

Der Universalmotor wird aus dem Wechselstromnetz über ein Thyratron als steuerbarer Gleichrichter gespeist. Das Thyratron wird nach dem Stande der Technik durch eine Sinusformsteuerung mit drehzahlabhängiger Gittervorspannung gesteuert. Die Drehzahl des Motors wird mit Hilfe zweier inverser Gleichspannungen eingestellt und konstantgehalten. Die erste Gleichspannung stellt mit zweckmäßig logarithmischer Kennlinie z. B. ein Fußanlasser bereit, die zweite, inverse Gleichspannung ein drehzahlabhängig gesteuerter Gleichrichter. Durch ein einfachcs Unterbrecherrad auf der Motorwelle der Maschine wird die Frequenz und damit die Gleichspannung drehzahlproportional.The universal motor is taken from the AC network via a thyratron fed as a controllable rectifier. The thyratron is state-of-the-art controlled by a sinusoidal control with speed-dependent grid prestress. The speed of the motor is set with the help of two inverse DC voltages and kept constant. The first DC voltage is appropriately logarithmic Characteristic z. B. a foot control ready, the second, inverse DC voltage depending on the speed controlled rectifier. With a simple breaker wheel on the motor shaft of the machine, the frequency and thus the DC voltage is proportional to the speed.

Die Grundgeschwindigkeit ist individuell einstellbar. Der Anlauf des Motors erfolgt automatisch, indem der Zündzeitpunkt des Thyratrons durch eine Kondensatorentladung verändert wird.The basic speed can be set individually. The start of the The engine takes place automatically by changing the ignition timing of the thyratron through a capacitor discharge is changed.

Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren und eine Anordnung zum selbsttätigen Anlassen und zur Regelung der Drehzahl eines aus dem Wechselstromnetz gespeisten Universalmotors beim Antrieb von Nähmaschinen mit Hilfe eines im Motorstromkreis angeordneten Thyratrons, das durch eine Sinusformsteuerung mit drehzahlabhängig veränderbarer Gittervorspannung gesteuert wird.The invention accordingly relates to a method and an arrangement for automatic starting and for regulating the speed of one from the AC network powered universal motor when driving sewing machines with the help of one in the motor circuit arranged thyratron, which is speed-dependent by a sinusoidal control variable grid bias is controlled.

Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gittervorspannung hauptsächlich aus einer positiven, entsprechend der Solldrehzahl einstellbaren Gleichspannung und einer negativen Gleichspannung besteht, die beim Anlaßvorgang selbsttätig stetig vermindert und anschließend drehzahlproportional periodisch groß und klein gemacht wird.The method is characterized in that the grid bias mainly from a positive DC voltage that can be set according to the target speed and a negative DC voltage, which is automatically constant during the starting process reduced and then periodically made large and small proportional to the speed will.

Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die negative Gittervorspannung durch eine Tetrode gesteuert wird, an deren erstem Gitter ein Kondensator angeschlossen ist, der beim Anlaßvorgang über Widerstände entladen wird und an deren zweitem Gitter mittels eines auf der Motorwelle angeordneten Unterbrechers drehzahlproportionale Gleichspannungsimpulse erzeugt werden. Die positive Gittervorspannung kann mittels eines fuß- oder kniebedienten ersten Spannungsteilers einstellbar sein. Die am zweiten Gitter der Tetrode wirksame Gittervorspannung wird von einem zweiten Spannungsteiler abgegriffen, dessen Abgriff zusammen mit dem Abgriff des ersten Spannungsteilers verstellbar ist.The arrangement for carrying out the procedure is characterized by that the negative grid bias is controlled by a tetrode, at the first Grid a capacitor is connected to the starting process via resistors is discharged and on the second grid by means of a arranged on the motor shaft Interrupter speed-proportional DC voltage pulses are generated. The positive one Grid bias can be achieved by means of a foot or knee operated first voltage divider be adjustable. The grid bias effective at the second grid of the tetrode becomes tapped by a second voltage divider, whose tap together with the tap of the first voltage divider is adjustable.

Ein Beispiel einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben: Ein Thyratron V 4 dient als steuerbarer Gleichrichter für den Universalmotor M. Die Speisung er- Folgt aus dem Wechselstromnetz. Ein Transformator U mit Kondensator und ohmschem Widerstand im Sekundärstromkreis stellt die Sinusspannung für die bekannte Sinusformsteuerung bereit. Dieser Sinusspannung werden gemäß dem Stande der Technik Steuergleichspannungen überlagert.An example of an arrangement for carrying out the method according to FIG The invention is illustrated in the drawing and is described as follows: A Thyratron V 4 serves as a controllable rectifier for the universal motor M. The Supply Follows from the AC network. A transformer U with a capacitor and an ohmic resistor in the secondary circuit represents the sinusoidal voltage ready for the well-known sinusoidal control. This sinusoidal voltage is calculated according to the State of the art DC control voltages superimposed.

In der Ausschaltstellung liegt der Abgriff des z. B. als Fußanlasser ausgebildeten Spannungsteilers P 1 auf Nullpotential. Der Umschalter S liegt in der gezeichneten Stellung. Der Kondensator C 2 ist negativ aufgeladen und hält das erste Gitter der Tetrode V 3 auf hohem negativem Potential, so daß kein Anodenstrom Hießt. Das zweite Steuergitter der Röhre V 3 erhalte über einen zweiten Spannungsteiler P 2 vorerst Nullpotential. Der aus den Widerständen R 1, R 2 und R 3 bestehende Spannungsteiler wird an R 1 positiv und an R 3 negativ eingespeist und setzt die Kathodenspannung von Röhre V 4 hoch. Das Thyratron V 4 ist daher nicht aufgesteuert, und der Motor steht still. Wird der AnlasserP1 betätigt, so wird die Gitterspannung von Röhre V4 positiver. Das Thyratron V 4 wird um einen bestimmten Betrag aufgesteuert. Der Motor M wird jedoch wegen seines hohen Anlaufstromes, bedingt durch die Maschinen- und Nähguteinflüsse, die jedesmal verschieden groß sein können, nicht in allen Fällen anlaufen.In the off position is the tap of the z. B. as a foot control trained voltage divider P 1 to zero potential. The switch S is in the position shown. The capacitor C 2 is negatively charged and holds that first grid of the tetrode V 3 at high negative potential, so that no anode current Is called. The second control grid of the tube V 3 receives via a second voltage divider P 2 initially zero potential. The one consisting of the resistors R 1, R 2 and R 3 Voltage divider is fed positive at R 1 and negative at R 3 and sets the Cathode voltage of tube V 4 high. The Thyratron V 4 is therefore not activated, and the engine stops. When the starter P1 is actuated, the grid voltage is applied from tube V4 more positive. The Thyratron V 4 is increased by a certain amount. The motor M is, however, due to its high starting current, due to the machine and sewing material influences, which can be different each time, not in all cases start up.

Beim Betätigen des Anlassers P 1 wird daher der mit dem Anlasser P 1 gekuppelte Umschalter S umgeschaltet. Der Kondensator C 2 entlädt sich über den Widerstand R 6, die Spannung am ersten Gitter von Röhre V 3 wird positiver, und ein Anodenstrom beginnt in Röhre V 3 zu fließen. Dadurch fällt das Anodenpotential von Röhre V3, und die Spannung an der Kathode von Röhre V 4 wird negativer. Das Steuergitter von Röhre 174 läßt die Röhre entsprechend früher zünden. Der Universalmotor M läuft daher an.When the starter P 1 is actuated, the one with the starter P 1 coupled changeover switch S switched. The capacitor C 2 discharges through the Resistor R 6, the voltage on the first grid of tube V 3 becomes more positive, and an anode current begins to flow in tube V 3. This causes the anode potential to drop of tube V3, and the voltage at the cathode of tube V4 becomes more negative. That Control grid of tube 174 causes the tube to ignite earlier. The universal motor M therefore starts up.

Am Ladekondensator C 1 liegt zunächst eine positive, von den Spannungsteilerwiderständen R 4 und R 5 stammende Spannung. Diese positive Ladung wird über die Diode V 2 zugeführt, so daß am Spannungsteiler P2 zunächst keine Steuerspannung liegt. Läuft der MotorM an, so schließt sich ein AnlaufkontaktK, und von einem mit diesem verbundenen Unterbrecherrad UR auf der Motorwelle wird eine unterbrochene negative Gleichspannung an Widerstand R 5 gelegt, die so hoch ist, daß die Spannung am Ladekondensator C 1 sich zwischendurch umkehrt.At the charging capacitor C 1 there is initially a positive one from the voltage divider resistors R 4 and R 5 derived voltage. This positive charge is fed through the diode V 2, so that there is initially no control voltage at the voltage divider P2. Is the engine running M. on, a start-up contact K is connected, and from a breaker wheel connected to it UR on the motor shaft is an interrupted negative DC voltage across the resistor R 5 placed, which is so high that the voltage on the charging capacitor C 1 is in between reverses.

Der Kondensator C 1 wird also drehzahlproportional umgeladen. Die Umladefrequenz wird durch die Motordrehzahl bestimmt. Am Widerstand P 2 wird so eine am zweiten Gitter der Röhre 173 wirksame negative Steuerspannung erzeugt, die der Motordrehzahl proportional ist.The capacitor C 1 is thus reloaded proportionally to the speed. the Reloading frequency is determined by the engine speed. At resistor P 2 is so generates a negative control voltage effective at the second grid of the tube 173, which is proportional to the engine speed.

Die Spannung am Anodenwiderstand R 3 der Röhre V 3 wächst mit der Spannung am zweiten Gitter der Röhre V3. Die Röhre V 3 wird mit wachsender negativer Vorspannung am Widerstand R 3 erst später gezündet, und die dem Motor zugeführte Spannung wird so vermindert. Das Thyratron wird auf diese Weise so gesteuert, daß sich die gewählte Motordr-Ihzahl einstellt. Wird die Motordrehzahl wegen erhöhten Nähwiderstandes kleiner, so wird das Thyratron früher gezündet, im umgekehrten Falle später.The voltage across the anode resistor R 3 of the tube V 3 increases with the Voltage on the second grid of the tube V3. The tube V 3 becomes more negative with increasing Bias voltage at resistor R 3 ignited later, and the one supplied to the engine Stress is thus reduced. The thyratron is controlled in this way so that the selected motor speed is set. The engine speed is increased because of If the sewing resistance is smaller, the thyratron is ignited earlier, in the opposite case later.

Die Regeig°nauigkeit kann der Nähende durch Einstellung des Abgriifes am Widerstand P 2 beeinflussen.The sewing end can adjust the rain accuracy by setting the tap affect the resistor P 2.

Eine Kupplung des Abgriffes des Anlassers P 1 mit dem Abgriff des Widerstandes P 2 ist vorgesehen. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird erreicht, daß der Nähende seine ganze Aufmerksamkeit der Näharbeit widmen kann, beide Hände ständig frei zur Verfügung hat und damit viel Heft- und Trennarbeit spart.A coupling of the tap of the starter P 1 with the tap of the Resistance P 2 is provided. The method according to the invention achieves that the sewer can devote all his attention to the sewing work, both hands always freely available and thus saves a lot of stapling and separating work.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for automatic starting and regulation the speed of a universal motor fed from the AC network when driving of sewing machines with the help of a thyratron arranged in the motor circuit, the by means of a sinusoidal control with variable speed grid pre-tension is controlled, characterized in that the grid bias mainly from a positive DC voltage that can be set according to the setpoint speed and a negative DC voltage, which is automatically constant during the starting process reduced and then periodically made large and small proportional to the speed will.

2. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that that the negative grid bias is controlled by a tetrode (V 3), at the a capacitor (C2) is connected to the first grid, which during the starting process over Resistors (R6, R7) is discharged, and on the second grid by means of a the motor shaft arranged interrupter (UR) speed-proportional DC voltage pulses be generated.

3. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the positive grid bias is operated by a foot or knee first voltage divider (P1) is adjustable.

4. Arrangement according to claim 2 and 3, characterized in that the grid bias voltage effective at the second grid of the tetrode - (V3) is tapped by a second voltage divider (P 2), whose tap together is adjustable with the tap of the first voltage divider (P1). Considered References: U.S. Patent Nos. 2,552,206, 2,873,417; Helmut A n s c h ü t z, power converter systems for heavy current technology, Springer-Verlag, Berlin, Göttingen, Heidelberg, 1951, pp. 17 and 18.