DE1563761C - Fußgeschwindigkeitsregler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fußgeschwindigkeitsregler für Elektromotoren, bei welchem ein Widerstand in Form einer von einem Unterteil getragenen Kohlenstoffsäule durch eine Abdeckung für das Unterteil betätigbar ist, um ihren Widerstand durch ein Aritriebsteil mit blattförmiger Feder zu verändern, der mit der Abdeckung in Arbeitsberührung steht und an seinen Enden mit dem Unterteil verbunden ist.

Regler dieser Art sind insbesondere zum Regeln der Elektromotoren für Nähmaschinen geeignet und sind in der Technik bekannt, wie es beispielsweise in den USA.-Patentschriften 2 371772, 2384772' und 2 536 012 aufgezeigt ist. ·

So zeigt die USA.-Patentschrift 2 536012 einen Geschwindigkeitsregler mit einer schwenkbar gelagerten U-förmigen Blattfeder, welche kostspielig herzustellen ist, weil die Herstellungstoleranzen klein sein müssen, um die erforderliche Symmetrie einer derartigen Zweibeinkonstruktion festzulegen. Außerdem muß bei der praktischen Ausführung der von einem Pedal aus an beide Beine angelegte Druck gleich sein, um die richtige Kennlinie: »Pedalweg über der Geschwindigkeit« beizubehalten. Schon eine leichte Verkantung des Pedals würde der Forderung, gleichen Druck an beide Beine anzulegen, zuwiderlaufen.

Durch die österreichische Patentschrift 114 588 ist ein Motoranlasser für Nähmaschinen mit einem durch eine Zugstange betätigten Schalter bekannt, in welchem der eine Arm eines Winkelhebels mit der Zugstange und der andere Arm mittels einer Druckstange mit einem am Gehäuse angelenkten Pedal verbunden ist. Um den Kohlenscheibenwiderstand zur Veränderung seines Widerstandswertes unter Druck zu setzen, ist eine Vielzahl von zusammenwirkenden Teilen vorgesehen: ein Querhaupt, Seitenschenkel, Spiralfedern, Arme und ein Kopf, die an der Zugstange angeordnet sind, und eine weitere Spiralfeder, die auf Blattfedern einwirkt, um je eine Druckkraft an zwei Kohlenscheibenwiderstände anzulegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

ίο Fußgeschwindigkeitsregler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem durch einfache Mittel und , mit wenigen beweglichen Teilen an die Kohlenstoffsäule ein Druck angelegt werden kann, der aus dem Antriebsteil selbst hergeleitet wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Fußgeschwindigkeitsregler gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Antriebsteil in Form einer Blattfeder nahe eines ihrer Enden ein Druckteil bildet und ein Schenkel sich von dem Druckteil zu ihrem anderen Ende erstreckt, und das Druckteil in einer Ebene quer zum Schenkel und in Berührung mit dem Widerstand in Form einer Kohlenstoffsäule angeordnet ist, um im Ansprechen auf eine Ablenkung des Schenkels, die durch die Bewegung der Abdeckung aufgezwungen wird, an die Kohlenstoffsäule einen Druck anzulegen.

Dabei kann das Antriebsteil aus einem einzigen Stück einer Blattfeder bestehen, oder dem Antriebsteil sind zwei Kontakte zugeordnet, welche bei Be- rührung durch das Antriebsteil einen Ruhstromkreis schließen.

Der wesentliche durch die Erfindung erzielte Vorteil ist, daß in dem Fußgeschwindigkeitsregler bis auf die Abdeckung mit den mit ihr fest verbundenen Teilen, keine beweglichen Teile vorhanden sind. Hierdurch wird die Fertigung des Fußgeschwindigkeitsreglers erleichtert, er erhält einen kompakten Aufbau und ermöglicht ein sicheres Arbeiten.

Da die Kennlinie des Säulenwiderstandes als Funktion des Säulendruckes zur Widerstandsände-. rung nicht linear und die Änderungsgeschwindigkeit des Widerstandes bei niedrigen Drücken groß und bei hohen Drücken klein ist, und da die Kennlinie des Säulendruckes als Funktion der Bewegung der Abdeckung zur Größe der Druckänderung nicht linear und das Ausmaß zu Beginn der Bewegung der Abdeckung klein und bei weiterer Bewegung der Abdekkung größer ist, heben sich diese beiden nicht linearen Wirkungen gegeneinander auf, so daß der Fußgeschwindigkeitsregler gemäß der Erfindung nach einer linearen Widerstandskennlinie als Funktion der Bewegung der Abdeckung arbeitet.

In der nachfolgenden Beschreibung werden zwei Ausführungsformen der Erfindung erläutert. Die Alisführungsformen stellen Beispiele dar, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist.

Die Fig. 1 bzw. 2 ist eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Fußgeschwindigkeitsreglers;

Fig. 3 ist eine Draufsicht des Fußgeschwindigkeitsreglers der Fig. 1 und 2 in vergrößertem Maßstab, in welcher die Abdeckung des Unterteils des Fußgeschwindigkeitsreglers weggeschwenkt ist, um die in ihm eingeschlossenen Teile freizulegen;

F i g. 4 ist eine Längsschnittansicht nach Linie 4-4 der F i g. 3, wobei die Abdeckung des Unterteils in ihrer normalen Arbeitsstellung angeordnet ist;
F i g. 5 und 6 sind Seitenschnittansichten nach den

Linien 5-5 und 6-6 der Fig. 3, wobei die Abdeckung des Unterteils in ihrer normalen Arbeitsstellung angeordnet ist;

F i g. 7 ist eine Teilschnittsansicht nach Linie 7-7 der F i g. 3 in vergrößertem Maßstab und gibt eine Druckeinstellvorrichtung für die Kohlenstoffsäule wieder;

F i g. 8 ist eine schaubildliche Ansicht des Druckantriebsteiles für die Kohlenstoffsäule; und

Fig. 9 ist eine schaubildliche Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform des in F i g. 8 dargestellten Druck-Antriebsteiles.

Insbesondere gemäß der Darstellung der Fig. 1 und 2 kann ein Fußgeschwindigkeitsregler ein Gehäuse aufweisen, das aus einem Pedal oder einer hohlen Abdeckung 10 besteht, welche längs ihrer Hinterkante mit der Hinterkante eines hohlen Unterteiles 11 durch ein Paar im Abstand voneinander angeordnete Scharniere 12 (F i g. 3) schwenkbar verbunden ist. Die Abdeckung 10 und das Unterteil 11 bestehen aus im wesentlichen starren nicht leitendem bzw. isolierendem Material, z. B. Kunstharz, und sie sind vorzugsweise geformt oder gespritzt, um verschiedene Trag- bzw. Halteflächen, Ausnehmungen und Vorsprünge zu schaffen, die zum Einbau verschiedener Aufbauteile gemäß nachstehender Beschreibung erforderlich sind.

Wie in F i g. 3 dargestellt ist, ist ein veränderlicher Widerstand 13 in dem hinteren Teil des Unterteiles 11 angeordnet, ist an seinen Enden abgestützt und wird in seiner Lage durch ein fingerartiges Blech-Halteteil 16 festgeklemmt, das mit dem Unterteil 11 durch ein einziges Gewindebefestigungsteil verbunden ist. Der Widerstand 13 besteht vorzugsweise aus einer Kohlenstoffsäule, welche eine starre Isolierbuchse 14 aus einem keramischen oder einem anderen zweckentsprechenden, dielektrischen Material aufweist, die eine Säule 15 aus Kohlenstoffscheiben aufnimmt.

Wie weiterhin in F i g. 4 dargestellt ist, ist ein Paar länglicher Blattfeder-Kontakte 17 und 19, einer über dem anderen, in dem Unterteil 11 vor und im wesentlichen parallel zu dem Widerstand 13 angeordnet.

Der Kontakt 17 wird an seinen Enden durch das Unterteil 11 abgestützt und ist an einer seiner abgestützten Enden mit einem Anschluß 18 versehen. Ferner ist ein Kontakt 19, der kürzer als der Kontakt 17 ist, an einem Ende mit einem Anschluß 20 versehen und kann an seinem anderen Ende 21 umgerollt sein. Ein Block 22 ist zwischen den Anschlußenden der Kontakte 17 und 19 angeordnet, um die Kontakte 17 und 19 im Abstand voneinander zu halten und das Anschlußende des Kontaktes 19 abzustützen. Das umgerollte Ende 21 des Kontaktes 19 ist zum Kontakt 17 im Abstand angeordnet und kann sich frei in und außer Eingriff mit dem Kontakt 17 bewegen, wenn der Kontakt 19 abgelenkt wird. Der Kontakt 17 wird an seinem freien Ende durch einen Ansatz 46 abgestützt, der an dem Unterteil 11 ausgebildet ist. Diese doppelte Abstützung für den Kontakt 17 ermöglicht es, daß ein stärkerer Druck mit weniger Material als durch die Verwendung anderer Mittel ausgeübt werden kann, und ermöglicht immer noch eine Weiterbewegung der Abdeckung 10, nachdem die Stellung für volle Geschwindigkeit erreicht worden ist.

Ein Kondensator 23, der in dem Unterteil 11 vor den Anschlußenden der Kontakte 17 und 19 angeordnet ist, ist mit den Anschlüssen 18 und 20 verbunden, um Energie zu vernichten, die Veranlassung zu einer Funkenbildung zwischen den Arbeitskontakten bilden könnte, um so, wie bekannt, radiofrequente Störungen zu vermindern. Ein Paar isolierter Leiter 24 und 25 eines geregelten Motorstromkreises (nicht dargestellt) tritt in den Unterteil 11 durch eine längliche rohrförmige Isolierbuchse 26

ίο ein und ist durch die entsprechenden Anschlüsse 18 und 20 jeweils mit den Kontakten 17 und 19 verbunden. Die Anschlüsse 18 und 20 sind so dargestellt, daß sie je eine Mutter und eine Schraube aufweisen, jedoch kann, wie üblich, jede dieser Schrauben mit dem zugeordneten Kontakt in Gewindeeingriff stehen. Die Kontakte 17 und 19 schaffen einen Ruhestromschalter, der geschlossen ist, wenn die maximale Geschwindigkeit des geregelten Motors (nicht dargestellt) gewünscht wird, um den Widerstand 13 kurzzuschließen oder in den Nebenschluß zu setzen.

Ein L-förmiger Blattfederarm oder ein Widerlager 27 (F i g. 7) ist mit dem Unterteil 11 in Abstand und gegenüber einem Ende des Widerstands 13 angeordnet und hat einen Schenkel 28, welcher eine Brücke herstellt, die mit dem Kontakt 17 verbunden ist (F i g. 3). Es ist erkennbar, daß der Kontakt 17 und das Widerlager 27 bei einer abgewandelten Ausführungsform als eine einzige Einheit oder als einzelne Blattfederelemente ausgebildet sein können. Ein Druck-Stellelement 29 wird von dem Lagerarm 27 durch ein Gewinde getragen und hat ein U-förmiges Federteil 47, das mit dem benachbarten Ende der Säule 15 in Eingriff tritt, um auf diese Druck zu übertragen und um von dem Widerstand 13 zu dem isolierten Leiter 24 durch das Widerlager 27 und den Anschluß 18 eine elektrische Verbindung zu schließen. Das Druck-Stellelement 29 bewegt sich in axialer Richtung, wenn es in das Widerlager 27 eingeschraubt wird, um den anfänglichen elastischen Druck auf die Säule 15 zu verändern und einzustellen, um den gewünschten Widerstandswert aus dem Widerstand 13 abzuleiten, wenn der Fußgeschwindigkeitsregler sich in seinem Ruhezustand befindet. Das Druck-Stellelement liefert durch das U-förmige Federteil 47 ein Mittel zum Kompensieren von sich verändernden Längen der Säule 15 zufolge Erwärmung und Abnutzung. Weiterhin ist erkennbar, daß das U-förmige Federteil 47 einen elastischen Anschlag für die Säule 15 liefert, welcher zwecks anfänglicher Arbeitsbewegung der Abdeckung 10 einen langsamen Druckaufbau an der Säule 15 vornimmt, wodurch die Regelkapazität bei niedriger Geschwindigkeit weitgehend verbessert wird.
Wie in den F i g. 3, 4 und 8 dargestellt ist, ist ein Antriebsteil 30 in Form einer Art Blattfeder in dem Unterteil 11 vorgesehen, damit ein sich verändernder Druck an die Säule 15 aus Kohlenstoffscheiben im Ansprechen auf die Bewegung oder Betätigung der Abdeckung 10 angelegt werden kann. Im besonderen ist das Antriebsteil 30 so ausgebildet, daß es eine Druckfläche oder ein Druckteil 31 vorsieht, das quer zum Ende des Widerstandes 13 gegenüber dem Druck-Einstellelement 29 und in Berührung mit der Säule 15 angeordnet ist. Das Druckteil 31 weist einen Flansch 32 mit einer Unterkante, die mit dem Unterteil 11 verbunden ist, und einen länglichen federnden Schenkel 33 auf, dessen obere Kante sich im wesentlichen parallel und versetzt zum Widerstand 13 und

oberhalb des Kontakts 19 in Richtung auf die Anschlüsse 18 und 20 erstreckt. Daher ist in der Tat das Antriebsteil 30 lediglich eine längliche Blattfeder, welche nahe dem einen Ende das vergrößerte Druckteil 31 aufweist und so gestaltet oder gebogen ist, daß das Druckteil 31 in einer Querebene angeordnet ist und den Flansch 32 gegenüber dem Schenkel 33 längs dieser Querebene versetzt.

Ein Block 35 ist zwischen dem Ende des Schenkels 33 und dem Anschlußende des Kontaktes 19 angeordnet, um das freie Ende 21 gegenüber dem Schenkel 33 im Abstand anzuordnen. Ein Gewindebefestigungsteil 36 ist vorgesehen, um die Blöcke 22 und 35, das Ende des Schenkels 33 und die Anschlußenden der Kontakte 17 und 19 an dem Unterteil 11 festzuklemmen. Wie in F i g. 4 gezeigt, stellen die Blöcke 22 und 35 ebenfalls Isolatoren zwischen dem Schenkel 33 und den Kontakten 17 und 19 dar und haben Vorsprünge, welche sich durch die Kontakte hindurcherstrecken, um eine Verriegelung mit dem Unterteil 11 zu bilden. Ein Vorsprung an jeder Seite des Blockes 22 schafft eine Isolation des Gewindebefestigungsteiles 36 gegenüber den Kontakten 17 und 19.

Ein Flansch kann längs der Kanten des Druckteiles 31 zwischen dem Flansch 32 und dem Schenkel 33 zwecks zusätzlicher Versteifung vorgesehen sein, und ein weiterer Flansch 34 kann zwecks zwangläufiger Verriegelung an dem Ende des Schenkels 33 vorgesehen sein und sich in den Block 35 hineinerstrekken. Es ist erkennbar, daß der Schenkel 33 und der Kontakt 19 einen Schalter für Ruhestrom in Serie zu dem Widerstand 13 schaffen, um ein unnötiges Erwärmen des Elementes 13 zu verhindern, wenn der Fußgeschwindigkeitsregler nicht arbeitet, und um als Sicherheitsmaßnahme den Fußgeschwindigkeitsregler von der elektrischen Speiseleitung elektrisch abzutrennen.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß der Block 35 mit Bezug auf den Block 22 um ein bestimmtes Ausmaß verschiebbar ist. Eine Bewegung des Blockes 35 kompensiert eine lineare oder eine Winkel-Toleranz im Aufbau und schafft eine grobe Einstellung des Druckes der Säule. . .

Eine abgeänderte Ausführungsform des Betätigungsteiles 30 der F i g. 8 ist in F i g. 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform haben die Teile gleicher Funktion wie die der F i g. 8 die gleichen Bezugszeichen. Aus F i g. 9 ist ersichtlich, daß das Antriebsteil 30 aus zwei Teilen, Druckteil 31 und Schenkel 33, hergestellt sein kann, die durch Punktschweißen miteinander verbunden sind. Dies kann zwecks Kostenersparnis erwünscht sein, da bei dieser Ausführung ein übliches Streifenvorratsmaterial verwendet werden kann. Weiterhin kann das Ende des Sehenkels 33 durch ausgebildete Vorsprünge 50 an dem Block 35 verankert sein, mit denen einfache Löcher in Eingriff stehen, die, wie dargestellt, in dem Schenkel 33 ausgebildet sind. Gegebenenfalls kann ein Kontakt 51, vorzugsweise aus Kohlenstoff, an dem Druckteil 31 durch eine Druckmutter 52 befestigt sein, die auf ein Teil des Kontaktes 51 mit kleinerem Durchmesser aufgedrückt ist.

Die Abdeckung 10 hat ein Druckpolster 37, welches mit dem Schenkel 33 zwischen dessen Enden und oberhalb des freien Endes 21 des Kontaktes 19 im Eingriff steht. Je eine Feder 38 ist in dem vorderen Teil an jedem Ende der Abdeckung 10 vorgesehen, um die Abdeckung 10 so zu beeinflussen, daß sie von dem Unterteil 11 weggeschwenkt wird. Die Federn 38 werden über vorstehende Ansätze 44 auf der Innenfläche der Abdeckung 10 gedrückt. Die Federabmessungen sind derart, daß sich die Federn 38 durch schraubenförmiges Zusammenziehen rings um die Ansätze 44 selbst halten und daher selbsthemmend sind. Wenn die Abdeckung 10 geschlossen wird, werden die Federn 38 durch Seiten von konischen in dem Unterteil 11 ausgebildeten Ausnehmungen 45 in flachen Sitzen geführt. Wie es am besten in F i g. 5 dargestellt ist, wird die Schwenkbewegung in Ansprechen auf die Kraft der Federn 38 durch eine selbsthemmende Schraube 40 begrenzt, welche in einen Gewindeeinsatz 41 in der Abdeckung 10 eingeschraubt ist. Die Schraube 40 weist einen Kopf auf, mit dem eine schalenförmige Scheibe 39 im Eingriff steht, die in einer Öffnung in dem Unterteil 11 beweglich angeordnet ist. Die Abdeckung 10 wird in eine gewünschte, unwirksame Lage oder eine Ruhelage durch Einstellen der Schraube 40 in eine Lage eingestellt, in welcher das Druckpolster 37 den Schenkel 33 zu einem vorbestimmten Spaltabstand von dem freien Ende 21 des Kontaktes 19 ablenkt.

Um ein Gleiten des Fußes auf dem Fußgeschwindigkeitsregler beim Gebrauch zu verhindern, kann die Abdeckung 10 eine Mehrzahl paralleler Nuten 42 an ihrer Außenfläche aufweisen, und ein Reibungspolster 43 kann an der Unterfläche des Unterteiles 11 aufgebracht sein.

Beim Arbeiten bewirkt ein Abwärtsdruck auf die Abdeckung 10, daß sie sich um ihre Scharniere 12 verschwenkt und das Druckpolster 37 bewegt, um den Schenkel 33 in Eingriff mit dem freien Ende 21 des Kontaktes 19 abzulenken oder zu verbiegen. Diese anfängliche Ablenkung des Schenkels 33 stellt einen geschlossenen Widerstandsweg zwischen den Leitern 24 und 25 mit dem Anschluß 18, dem Schenkel 28, dem Widerlager 27, dem Druck-Stellelement 29, dem Federteil 47, dem Widerstand 13, dem Antriebsteil 30, dem Kontakt 19 und dem Anschluß 20 her.

Wenn der federnde Schenkel 33 durch Abwärtsbewegung des Druckpolsters 37 fortschreitend gebogen wird, verkürzt sich die axiale Entfernung zwischen seinem in dem Block 35 eingeklemmten Ende und dem Druckteil 31 fortschreitend. Dadurch wird bewirkt, daß das Druckteil 31 sich gegen den Widerstand 13 bewegt und einen sich fortschreitend erhöhenden Druck auf die Säule 15 ausübt, um dementsprechend deren Widerstand zu verkleinern.

Die Kennlinie des Säulenwiderstandes als Funktion des Säulendruckes ist zu der Größe der Widerstandsveränderung nicht linear, und die Änderungsgeschwindigkeit des Widerstands ist bei niedrigen Drücken groß und bei hohen Drücken klein. Die Kennlinie des Säulendruckes als Funktion der Bewegung der Abdeckung 10 ist weiterhin zu der Größe der Druckänderung nicht linear, und das Ausmaß ist zu Beginn der Bewegung der Abdeckung klein und vergrößert sich bei weiterer Bewegung der Abdekkung. Diese beiden nicht linearen Funktionen gleichen sich gegenseitig aus, woraus sich eine im wesentlichen lineare Widerstandskennlinie als Funktion der Bewegung der Abdeckung ergibt, und diese Kennlinie ist für eine gute Regelung der Motorgeschwindigkeit erwünscht.

Der Kontakt 19 ist sowohl dem Widerstands- als

auch dem Nebenschlußweg zwischen den Leitern 24 und 25 gemeinsam, und er wird gleichzeitig mit dem Schenkel 33 abgelenkt, wenn der Widerstandsweg hergestellt ist. Der Schenkel 33 und der Kontakt 19 nähern sich der maximalen Ablenkung im Ansprechen auf die Bewegung der Abdeckung 10, während der Widerstand der Säule 15 sich seinem Minimum nähert. Eine weitere Bewegung der Abdeckung 10 bewirkt, daß der Schenkel 33 vollständig abgelenkt oder verbogen wird, und bewirkt weiterhin, daß das freie Ende 21 des Kontaktes 19 mit dem Kontakt 17 in Eingriff tritt, um den Nebenschlußweg beim Arbeiten des gesteuerten Motors (nicht dargestellt) mit maximaler Geschwindigkeit herzustellen.
Bei Verminderung des Druckes auf die Abdeckung

10 wird die Arbeitsfolge der Teile des Fußgeschwindigkeitsreglers umgekehrt.

Die Kontakte 17 und 19 und das Antriebsteil 30 sind aus Blech ausgestanzt oder ausgeschnitten und werden dann geformt. Auf diese Weise werden sie auf ihre einfachste Einzelblattfederform reduziert, um im wesentlichen ein Fehlarbeiten und ebenfalls eine Abnutzung zu beseitigen, die gewöhnlich bei Vorrichtungen mit sich bewegenden Antriebsteilen

ίο auftreten. Weiter ist auszuführen, daß ein Widerstand in Form einer Kohlenstoffsäule mit einem Antriebsteil versehen ist, um den an die Kohlenstoffsäule angelegten Druck zu verändern und den aus ihm abgeleiteten Widerstand als eine Funktion der Ablenkung des Antriebsteiles zu verändern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

209 508/63

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Fußgeschwindigkeitsregler für Elektromotoren, bei welchem ein Widerstand in Form einer von einem Unterteil getragenen Kohlenstoffsäule durch eine Abdeckung für den Unterteil betätigbar ist, um ihren Widerstand durch ein Antriebsteil mit blattförmiger Feder zu verändern, der mit der Abdeckung in Arbeitsberührung steht und an seinen Enden mit dem Unterteil verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil (30) in Form einer Blattfeder nahe eines ihrer Enden ein Druckteil (31) bildet und ein Schenkel (33) sich von dem Druckteil (31) zu ihrem anderen Ende erstreckt, und das Druckteil (31) in einer Ebene quer zum Schenkel (33) und in Berührung mit dem Widerstand (13) in Form' einer Kohlenstoffsäule angeordnet ist, um im Ansprechen auf eine Ablenkung des Schenkels (33), die durch die Bewegung der Abdeckung (10) aufgezwungen wird, an die Kohlenstoffsäule einen Druck anzulegen.

2. Fußgeschwindigkeitsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsteil (30) aus einem einzigen Stück einer Blattfeder besteht.

3. Fußgeschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebsteil (30) zwei Kontakte (19, 17) zugeordnet sind, welche bei Berührung durch das Antriebsteil einen Ruhestromkreis schließen.