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Nähmaschinenkupplungsmotor Zum Antreiben von Nähmaschinen sind Kupplungsmotoren
bekanntgeworden, die neben der Hauptkupplung noch eine Zusatzkupplung aufweisen,
durch welche ein sanftes Anfahren der Nähmaschine erreicht werden soll. So ist ein
Kupplungsmotor beschrieben worden, der mit einer elektrodynamisch wirksamen Zusatzkupplung
ausgerüstet ist. Eine solche Kupplung ist allerdings aufwendig und daher teuer.
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Ferner ist ein Kupplungsmotor entwickelt worden, der eine zusätzliche
Reibungskupplung besitzt. Ein solcher Motor weist eine umlaufende Schwungscheibe
und eine feststehende Bremsscheibe sowie dazwischen eine axial verschiebliche Kupplungsscheibe
auf, die entweder an der Schwungscheibe oder an der Bremsscheibe zur Anlage gebracht
werden kann. Die Zusatzkupplung wird hier mittels eines rohrzylindrischen Bauteiles
gebildet, das drehfest mit der Schwungscheibe verbunden, dieser gegenüber aber axial
gegen Federdruck verschieblich ist und mit der Kupplungsscheibe zusammenwirkt. Die
Feder drückt das rohrzylindrische Bauteil in der Bremslage der Kupplungsseheibe
so weit nach außen, daß seine der Kupplungsseite zugekehrte Stirnseite die Stirnseite
der Schwungscheibe etwas überragt. Infolgedessen kommt die Kupplungsscheibe nach
vollständigem Lösen der Bremse beim weiteren Verschieben im Sinne eines Anschließens
an die Schwungscheibe zunächst - am treibenden Glied der Zusatzkupplung und
anschließend an der Schwungscheibe zur Anlage.
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Wird für die Feder der Zusatzkupplung eine schwach ansteigende Kennlinie
gewählt, damit sich ein sanftes Anfahren der Nähmaschine ergibt, dann läßt sich
nicht gewährleisten, daß die Kupplungsscheibe bereits angetrieben wird, ehe sie
an der Schwungscheibe zur Anlage kommt. Wird dagegen die Feder so bemessen, daß
die Kupplungsscheibe mit Sicherheit bereits von der Zusatzkupplung beschleunigt
worden ist, wenn sie an die Hauptkupplung angeschlossen wird, dann ergibt sich ein
ruckartiges Mitnehmen der Kupplungsseheibe und damit ein ruckartiges Ingangsetzen
der Nähmaschine.
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Von einem solchen Kupplungsmotor für Näh-
maschinen mit umlaufender
Schwungscheibe und feststehender Bremsscheibe sowie einer axial zwischen beiden
verschiebbaren Kupplungsscheibe und einer zusätzlichen Reibungskupplung, die Drehkraft
zwischen der Kupplungsscheibe und der Schwungscheibe zu übertragen vermag, wird
bei der Erfindung ausgegangen.
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Von diesem bekannten Kupplungsmotor mit zusätzlicher Reibungskupplung
unterscheidet sich der erfindungsgemäße Kupplungsmotor kennzeichnungsgemäß dadurch,
daß die Zusatzkupplung als federumspannte Schleifringkupplung oder als federumspannter
Simmerring ausgebildet ist und bei Umlaufen der Schwungscheibe dauernd Drehkraft
überträgt.
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Wird ein federumspannter Simmerring zur Bildung der Zusatzkupplung
verwendet, dann wird dauernd ein gleichbleibendes Drehmoment vom Motor auf die Kupplungsscheibe
übertragen. Selbstverständlich wird bei der Ausbildung darauf geachtet, daß das
Drehmoment, welches die Zusatzkupplung dauernd überträgt, unterhalb des maximalen
Bremsmomentes zwischen Kupplungsscheibe und Bremsscheibe liegt. Wird bei solcher
Auslegung die Bremse gelockert, dann übersteigt bereits vor dem völligen Freigeben
der Bremse die vom Simmerring übertragene Drehkraft die Bremskraft, was allmählich
die Mitnahme der Kupplungsscheibe entgegen der Restwirkung der Bremse herbeiführt.
Daher wird die Nähmaschine bereits zum Laufen gebracht, bevor die Hauptkupplung
eingreift.
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Wird die Zusatzkupplung mittels einer federumspannten Schleifringkupplung
gebildet, dann läßt sich diese als Regelkupplung verwenden. Dabei ist Sorge dafür
zu treffen, daß die Regelkupplung in der Nullstellung (Bremsstellung) geringe Kupplungskraft
besitzt, die beim Kuppeln aus der Nullstellung in die Einschalt-Endstellung aber
selbsttätig ansteigt. In der Nullstellung kann die Kupplungskraft
in
der Größe mit der Kupplungskraft des Simmerringes übereinstimmen. In der Einschalt-Endstellung
wird von der Regelkupplung bereits eine beachtlich hohe Drehkraft übertragen. Die
Kupplungsseheibe ist dann schon so stark beschleunigt worden, daß sie nahezu die
volle Drehzahl angenommen hat.
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Vorteilhafterweise umfaßt die Regelkupplung mehrere nebeneinander
angeordnete, durch Federn aneinanderdrückbare Ringscheiben; die Federn können als
Tellerfedern ausgebildet sein, und die Scheiben können unterschiedliche Reibungskoeffizienten
besitzen, beispielsweise von gehärteten Stahlscheiben und Sinterbronzescheiben gebildet
werden.
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Durch die Aufeinanderschichtung mehrerer Ringscheiben wird erreicht,
daß die relative Umfangsgeschwindigkeit der einzelnen Reibbeläge zueinander herabgesetzt
wird.
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Ratsam ist es im übrigen, die Wahl der Federn und gegebenenfalls deren
Vorspannung so zu treffen, daß die Kupplungskraft, also diejenige Kraft, die von
der Zusatzkupplung übertragen wird, in Ab-
hängigkeit von der Entfernung der
Kupplungsscheibe "egenüber cr der Bremsscheibe einer zunächst steil ansteigenden
und dann flacher verlaufenden Kurve folgt. Am Ende des Verstellweges der Kupplungsscheibe
von der Bremsseheibe aus nach der Schwungscheibe soll die Geschwindigkeit der Kupplungsscheibe
so hoch liegen, daß der Geschwindigkeitsunterschied zur vollen Drehzahl nur noch
sehr gering ist.
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Das von einer Nähmaschine verlangte Drehmoment ist nicht gleichbleibend,
es wechselt vielmehr erheblich. Hierdurch wird der zügige Anlauf der Nähmaschine
sehr erschwert. Dies läßt sich beachtlich verbessern oder gar gänzlich vermeiden,
wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen die Kupplungsscheibe und
dem stillstehenden Lagerschild eine Regelbremse eingebaut wird.
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Die Regelbremse hat grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Regelkupplungg.
Sie ist so eingestellt, daß beim Lösen der Hauptbremse noch eine Vorbremsung vorhanden
ist, die jedoch mit zunehmendem Entfernen der Kupplungsseheibe vom Bremsring allmählich
bis auf Null abgebaut wird. Die Bremscharakteristik läßt sich mittels der Tellerfedern
einstellen.
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Insgesamt empfiehlt sich, die Ausbildung so zu treffen, daß die fallende
Charakteristik der Regelbremse und die steigende Charakteristik der Regelkupplung
sich etwa in der Bremsstellung der Kupplung schneiden. Durch diese überschneidung
der fallenden und steigenden Kennlinie wird ein besonders steiler Anstieg der Regelkupplung
erzielt, und durch das Wechselspiel zwischen Vorbremse und Regelkupplung wird ein
kontinuierlicher Anlauf der Nähmaschine gewährleistet.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise
erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Kupplungsmotor mit Zusatzkupplung, F
i g. 2 einen Kupplungsmotor mit Zusatzkupplung in abweichender Ausbildung,
F i -. 3 einen Kupplungsmotor mit weiter ab--ewandelter Zusatzkupplung.
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In den Zeichnungen einander entsprechende Teile sind mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Der in den Fig. 1 bis 3 wiedergegebene Motor weist eine
Hauptkupplung in der an sich bekannten Ausführung auf. Mit 1 ist der Antriebsmotor,
mit 2 die umlaufende, zugleich als Lüfterflügel wirksame Schwungscheibe und mit
3 die Kupplungsseheibe bezeichnet, die mit der Antriebsseheibe 4 fest verbunden
ist. Die Kupplungsseheibe 3 ist zwischen der umlaufenden Schwungscheibe 2
und dem feststehenden Bremsring 5 axial verschieblich eingebaut. Die Axialverschiebung
wird vom nicht gezeigten Fußtritt der Nähmaschine aus über den Betätigungshebel
6 bewirkt. Die Feder 7 zieht die Kupplungsscheibe 3 in Bremsstellung,
in welcher der Bremsbelag der Kupplungsscheibe 3 immer mit dem feststehenden
Bremsring in Reibverbindung steht. Wird der Betätigungshebel 6 über den Fußtritt
verstellt, so wird die Kupplungsscheibe 3 nach links verschoben, wodurch
sie an die umlaufende Schwungscheibe 2 gekuppelt wird, so daß die Nähmaschine mit
voller Drehzahl angetrieben wird.
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Zwischen der Kupplungsscheibe 3 und der umlaufenden Schwungscheibe
2 ist ein federumspannter Simmerring 8 vorgesehen, der mantelseitig fest
in die Kupplungsscheibe 3 eingebaut ist und mit seinen Abdichtungslippen
9 auf einem Zapfen 10 schleift, der fest mit der Schwungscheibe 2
verbunden ist. Der Simmerring 8 bildet eine Zusatzkupplung, die dauernd Drehmoment
von der Schwungscheibe 2 auf die Kupplungsscheibe 3 überträgt. Der Kupplungsdruck
wird durch die Feder 11 bestimmt. Dieser Kupplungsdruck ist so abgestimmt,
daß die Näh-
maschine schon kurz vor dem völligen Lösen der Hauptbremse angetrieben
wird. Das Drehmoment zwischen Kupplungsscheibe und Schwungscheibe ist konstant und
wird von der Zusatzkupplung dauernd übertragen. Die Reibungswärrne, die von der
Reibungskupplung herrührt, wird von der als Lüfterflügel ausgebildeten Schwungscheibe
abgeführt.
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Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist die federgespannte Zusatz-Reibungskupplung
durch eine Regelkupplung ersetzt worden. Diese ist in der Nabe der Schwungscheibe
2 eingebaut. Sie besteht aus mehreren übereinandergeschichteten Ringscheiben 12
bis 16 und Tellerfedem 17, welche die Ringscheiben 12 bis
16 zusammenpressen. Die Ringscheiben können unterschiedliche Reibungskennzahlen
aufweisen. Hierzu können sie beispielsweise von gehärteten Stahlringen und Sinterbronzeringen
gebildet werden. Der Nabenhohlraum, in welchem sich die Ringe 12 bis 16 befinden,
ist mit Fett bzw. Öl
gefüllt. Die Regelkupplung läuft also im ölbad.
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Die Tellerfedern 17 sind so beschaffen, daß beim Lösen der
Bremse und Einschalten der Zusatzkupplung zunächst ein rascher Anstieg der Reibungskraft
erfolgt, am Ende des Schaltweges aber nur noch eine geringe Erhöhung der Reibungskraft
eintritt. Die Tellerfedern sind vorgespannt. Die Vorspannung ist dabei so gewählt,
daß die Reibungskraft, die auf die Kupplungsscheibe in der abgebremsten Lage, also
in der Nullstellung, übertragen wird, etwa mit der Reibungskraft des federumspannten
Simmerringes 8 der Ausführung nach F i g. 1 übereinstimmt.
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Beim Wegstellen der Kupplungsscheibe vom Bremsring wird sofort mit
dem Lockern der Bremse die Kupplungsscheibe über die Regelkupplung langsam angetrieben.
Weil mit zunehmender Entfernung der Kupplungsscheibe von dem Bremsring die Kupplungskraft
zunimmt, steigt auch die Geschwindigkeit an, mit welcher die Kupplungsscheibe über
die
Regelkupplung angetrieben wird. Die Regelkupplung wird so eingestellt,
daß die Kupplungskraft kurz vor dem Ende des Schaltweges der Kupplungsscheibe eine
solche Größe erreicht, daß die Kupplungsscheibe nahezu schlupffrei gegenüber der
Schwungscheibe umläuft.
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Um die Kraftübertragung mit Sicherheit auf mehrere Ringscheiben zu
verteilen, sind bei der Ausführung nach F i g. 3 die erste Ringscheibe 12
fest mit der umlaufenden Schwungscheibe 2 und die letzte Ringscheibe 16 fest
mit der Kupplungsseheibe 3
verbunden. Damit die Verteilung auf die einzelnen
Ringe möglichst gleichmäßig erfolgt, ist ein auf die mittlere Ringscheibe 14 als
»bremsendes« Bauelement wirksames Gleitlager bzw. ein Nilos-Ring 18
eingebaut.
Er ist fest mit der Kupplungsseheibe 3
verbunden und schleift, unter Federdruck
stehend, auf der mittleren Ringscheibe 14. Der Federdruck ist dabei so gewählt,
daß der Drehzahlunterschied von der mittleren Scheibe 14 nach der Scheibe
16
und nach der Scheibe 12 zu etwa übereinstimmend groß ist. An Stelle des
Nilos-Ringes 18 kann selbstverständlich auch ein Rohrstück verwendet werden,
auf dem die Ringscheibe 14 schleift.
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Bei der Ausführung nach F i g. 2 und 3 ist zwischen
die Kupplungsscheibe 3 und das stillstehende Kupplungslagerschild
19 noch eine Regelbremse 20 eingebaut. Diese stellt eine Vorbremse dar, die
aus mehreren aufeinandergeschichteten Ringen 21 bis 23 und diese zusammenpressenden
Tellerfedern 24 besteht. Die Vorbremse wird so eingestellt, daß sie das ungleiche,
von der Nähmaschine verlangte Drehmoment ziemlich ausgleicht.
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Wenn die Kupplungsscheibe 3 nach links bewegt wird, nimmt der
von den Tellerfedern 24 auf die Ringe 21 bis 23 ausgeübte Druck rasch bis
auf den Wert Null ab. Die Kennlinien der Vorbremse und der Regel- bzw. Vorkupplung
werden so gewählt, daß sich ein stoßfreies Anlaufen der Nähmaschine einstellt, die
Kennlinien sich also entsprechend schneiden.
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Um den Verschleiß des Bremsbelages 25 ausgleichen zu können,
ist bei den Ausführungen nach F i g. 1 bis 3 der Bremsring
5 in axialer Richtung einstellbar vorgesehen, indem er beispielsweise über
Gewinde und Gegengewinde am Kupplungslagerschild 19 durch schraubendes Verstellen
der Kupplungsscheibe 3 genähert oder von dieser entfernt werden kann. Um
den Verschleiß des Kupplungsbelages 26 ausgleichen zu können, wirkt die Schwungscheibe
2 mit dem Kupplungsbelag 26 über einen Ring 27 (F i g. 2 und
3) zusammen, welcher der Kupplungsscheibe 3 genähert oder von dieser
entfernt werden kann. Der Ring 27 weist hierzu Innengewinde auf, während
die Schwungscheibe 2 Außengewinde besitzt, auf dem der Ring 27 schraubend
einstellbar ist.