DE1907975B2

DE1907975B2 - Kontaktfrei arbeitender Synchronisator

Info

Publication number: DE1907975B2
Application number: DE1907975A
Authority: DE
Inventors: Hans 6832 Hockenheim Gaa
Original assignee: Frankl & Kirchner Fabrik fur Elektromotoren U Elektrische Apparate 6830 Schwetzingen
Current assignee: Frankl & Kirchner Fabrik fur Elektromotoren U Elektrische Apparate 6830 Schwetzingen
Priority date: 1969-02-18
Filing date: 1969-02-18
Publication date: 1974-07-25
Also published as: DK135731B; BE737363A; DK135731C; NO128409B; SE346344B; DE1907975A1; NL6906819A; GB1273772A; DE1907975C3; NL163646C; FR2031484A1; CH493677A; US3683294A; NL163646B; AT313689B

Description

Die Erfindung betrifft einen kontaktfrei arbeitenden Synchronisator, insbesondere für Nähmaschinen, mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Signalen in Abhängigkeit von mindestens zwei Winkelstellungen der Welle.

Derartige Synchronisatoren sind dazu bestimmt, bei Erreichen oder Durchlaufen bestimmter Arbeitsstellungen der überwachten Maschine gewisse Steuervorgänge — wie Anhalten der Maschine, Betätigung eines Fadenabschneiders oder eines Drückerfußes od. dgl. bei Nähmaschinen — zu veranlassen.

Aus der DL-PS 52 049 ist ein kontaktlos arbeitender Synchronisator bekannt, bei dem auf dem Armwellenende, d. h. dem Ende der Nähmaschinenwelle, ein becherförmiges, als Blende dienendes Teil angeordnet ist, das mindestens eine öffnung aufweist. In das becherförmige Teil ragt eine Lichtquelle hinein. Radial zum becherförmigen Teil sind fotoelektrische Zellen bzw. Widerstände angeordnet, die Teile einer elektrischen Schaltung sind. Bei einer Drehung des becherförmigen Teiles fällt ein Lichtstrahl auf eine fotoelektrischc Zelle bzw. einen Widerstand und erzeugt so ein die Lage der Öffnung und damit die Winkellage der Welle festlegendes Signal. Die beiden fotoelektrischen Zellen können auf ihren Trägern verschoben werden, so daß die durch Signale repräsentierten Winkelstellungen der Welle veränderbar sind.

Mit diesem bekannten Synchronisator soll eine Nähmaschine gesteuert werden, die einen schnelllaufenden Haupt- und einen langsamlaufenden Nebenantrieb besitzt und die bei Gebrauch des letzteren stillzusetzen ist, wenn die Nähnadel eine bestimmte Stellung einnimmt.

Der Aufbau dieses bekannten Synchronisators wird den Anforderungen der Praxis insofern wenig eerecht als er auf Grund der Anordnung von Lichtxo quelle,'Blende und fotoelektrischer Zelle in einer Radialebene zwangsläufig einen verhältnismäßig großen Durchmesser aufweist. In der Praxis wird aber urößer Wert darauf gelegt, daß der Synchronisator in seinem Durchmesser nicht über das Handrad einer Nähmaschine hinaussteht, da hierdurch sonst Lr Zugriff der Näherin erschwert wird Die Verstellmöslichkeit der fotoelektrischen ZeUen kann darübe"r hinaus zu Störungen führen. Darüber nmaus sind Lichtquellen mit radial symmetrischer Lichtabgabe kostenaufwendig.

Aus der DT-AS 1 163 200 ist em Steuerorgan zur

Beeinflussung hochfrequenter Felder bestehend aus

einer rotierenden Blende, die in Abhängigkeit von.

einem Meßwert eine periodische Veränderung der

Rückkopplung eines Oszillators bewirkt bekannt,

wobei die Blende aus Isoliermaterial besteht auf dem

elektrisch gut leitende, flächenhafte Metallschichten

aufgebracht sind. Die Blendenscheibe ist zwischen

der Schwingspule des Oszillators und der Ruck-

kopplungsspule angeordnet.

Eine im Prinzip gleichartige Anordnung ist aus der DT-A^C 1273 839 bekannt, bei der zum digitalen Messen der Umdrehungen bzw. Umdrehungsteüschritte von sich drehenden Teilen, beispielsweise bei Elektrizitätszählern, eine Blendenscheibe: mit in gleichen Winkelabständen angebrachten Offnungen durch den Luftspalt eines Magnetkernes lauft der eine im Schwingkreis eines Hochfrequenzoszillators liegende Spule trägt. Jedesmal, wenn sich ein das Feld unterbrechender Teil der Blendenscheibe in dem Luftspalt befindet, wird der Schwingkreis so stark gedämpft, daß der Oszillator nicht mehr schwingen kann. Befinden sich jedoch in dem Luftspalt keine Teile der Blendenscheibe, so schwingt der Oszillator. Hierdurch wird erreicht, di3 die Anzahl der Zeitintervalle, in denen der Oszillator schwmgt, bzw die Anzahl der dazwischenliegenden Schwingungspausen, je nach Anzahl der Offnungen der Blendenscheibe ein digitales Maß für den von dieser zurückgelegten Drehwinkel ist. Das den einzelnen Winkelschritt einer Teilumdrehung anzeigende Signal wird hierbei in Form eines Speisestromsignals abge-

/μ* der DT-AS 1 221 470 ist schließlich ein Impulsgeber zur Erzeugung einer seiner Drehzahl frequenzproportionalen Impulsfolge bekannt, bei dem ein Rotor mit aus massivem Eisen bestehenden Zähnen verwendet wird, die an einer im Raum feststehenden Induktionsspule vorbeilaufen, wobei diese Spule zugleich als Schwingkreisspule eines hochfrequenten Oszillators dient und so bemessen und angeordnet ist, daß die Schwingung aussetzt, wenn ein Zahn an der Spule vorbeiläuft. Die beim Vorbeilaufen der Zähne in der Spule induzierten Span-6₅ nungsstöße werden hierbei gleichgerichtet und beaufschlagen den Oszillator durch Arbeitspunktverlagerung derart, daß mit zunehmender Größe der induzierten Spannungsstöße entsprechend zunehmender

Drehzahl die relativen Zeitabschnitte — bezogen F i g. 4 ein Schaltbild der rückgekoppelten Tranauf die Zeit fur das Vorbeilaufen eines Zahnes, in sistorschwingschaltung.

der die hochfrequente Schwingung wieder einsetzt — Der in Fig. 1 dargestellte Synchronisator ist als

immer kleiner mid schließlich zu Null werden. Die ein an das Armwellenende einer Nähmaschine anAusgangsgröße dieses Impulsgebers besteht aus der 5 kuppelbares und in ein abnehmbares Gehäuse 1 einSumme der positiven und negativen induzierten geschlossenes einheitliches Gerät ausgebildet. Er Spannungsstöße und den Schwingungsintervallen des weist eine Grundplatte 2 auf, in der in einem Kugel-Oszillators. Der Zweck dieser Maßnahmen liegt lager 6 eine Welle 3 gelagert ist. Diese trägt an ihrem darin, sowohl bei sehr kleinen als auch bei sehr Ende eine an das Armwellenende der Nähmaschine großen Drehzahlen brauchbare Impul-ε zu be- ίο ansetzbare Verbindungsmuffe 3a. Auf der Welle 3 kommen. _smcj _mj_t j_nr umlaufende und als Stellungsanzeiger

De. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen dienend?, d. h. die Winkelstellungen der Armwelle Synchronisator der eingangs beschriebenen Art so repräsentierende Blendenscheiben 4 und S zweckauszugestalten, daß bei einfachem und kompaktem mäßigerweise winkelverstellbar befestigt.
Aufbau mehrere die Winkelstellung der Welle wie- 15 Das feststehende Teil des Synchronisators wird dergebende Signale erzeugt werden können. von einem an die Grundplatte 2 ansetzbaren Rah-

Diese Aufgabe wird durch die Kombination fol- men 7 getragen, der nach Montage der Schaitungsgender Merkmale gelöst: bestandteile mit Gießharz ausgefüllt werden kann.

Diese Teile werden durch die Gießharzfüllung 8 in

a) auf der Welle sind Blendcnscheiben mit die _ao ihren gegenseitigen Lagen festgehalten und gegen Winkelstellungen der Welle festlegenden gegen- Beschädigungen geschützt.

einander versetzten Schlitzen angeordnet, Die rückgekoppelte Transistorschaltung enthält

b) als Einrichtung zur Erzeugung der Signale dient nach dem Schaltbild in F i g. 4 drei Spulen Ll, 12, ein Transistor-Oszillator. L 3, zwischen welche die Blendenscheiben 4 und 5

c) jede Blendenscheibe ist zwischen der Schwing- *5 ragen. Diese mit radialen Schlitzen oder anderen spule des Oszillators und einer Rückkopplungs- Durchbrechungen versehenen Blendenscheiben bilspule angeordnet, wobei jeweils beim Durchlauf ^den magnetische Abschirmungen, welche die zwieines Schlitzes die Rückkopplung hergestallt sehen der Schwingspule L 3 und der Rückkopplungswird, ~ spule Ll bzw. der Schwingspule L 3 und der anderen

d) das Signal wird in Form eines Speisestrom- ³° Rückkopplungsspule L 2 verlaufenden Magnetfelder signals abgegriffen ' unterbrechen oder freigeben, je nachdem, ob sich im

Augenblick die geschlossenen Teile der Blenden-

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird scheiben oder die in diesen angebrachten Schlitze ein außerordentlich einfacher Aufbau mit wenig zwischen den jeweiligen Spulen befinden.
Bauteilen erreicht, der wenig störanfällig ist. Ein 35 Die Freigabe des einen oder des anderen Feldes großer Vorteil liegt darin, daß nur ein Oszillator beim Durchgang eines Blendenschlitzes bewirkt eine zur wahlweisen Erzeugung von verschiedene Winkel- vorübergehende Rückkopplung und dadurch im Stellungen der Welle repräsentierenden Signalen not- Stromkreis entweder der Rückkopplungsspule Ll wendig ist. Dadurch wird die Schaltung wenig stör- oder der Rückkopplungsspule L 2 das Auftreten anfällig und betriebssicher. Durch die konstruktive 40 eines die eine oder die andere Steuerfunktion ausAnordnung der Blendenscheiben auf der Welle und lösenden Ausgangssignals. Die Schwingspule L 3 die entsprechende Zuordnung der Schwingkreisspule dient als gemeinsame Feldquelle,
bzw. der Rückkopplungsspulen hierzu bekommt Die Schaltung nach F i g. 4 enthält außer dem

dieser Teil des Synchronisators nur einen verhältnis- rückgekoppelten Transistor T15 und den genannten mäßig kleinen Durchmesser, so daß er nicht über das 45 Spulen Ll, L2 und L3 fünf feste ohmsche WiderHandrad einer Nähmaschine hinausragt, was in der stände/?2, R3, R36, R37. R39, zwei zur Tempera-Praxis auP«rordentlich unerwünscht wäre. turkompensation dienende temperaturabhängige Wi-Vorteilhafterweise weist ein dem Eingangskreis derstände oder Heißleiter R1 und /?38 sowie drei der Schwingschaltung vorgei.nhalteter Spannungsteiler Kondensatoren C 8, C 9 und CIl. Der Widerstand einen zur Temperaturkompensation dienenden Heiß- 50 R 36 und die Kombination aus den Widerständen leiter auf. Hierdurch wird der Gleichstromarbeits- R31. R38 und Λ39 bilden zusammen einen Spanpunkt des Transistors weitgehend stilisiert. Weiter- nungsteiler. an dessen Abzweigpunkt die Basis des hin ist es von Vorteil, wenn zur Hochfrequenz- Transistors 7" 15 angeschlossen ist. Dessen Emitter-Überbrückung von Spannungsteilerwiderständen ein Basis-Spannung wird durch den Spannungsteiler auf Schaltungszweig dient, der in Reihe einen Konden- 55 ihren Ruhewert eingestellt. Die Resonanzfrequenz sator und zwei zueinander parallelgeschaltete Wider- der Schwingschaltung ist durch die Induktivität und stände enthält, von denen ein Widerstand ein zur die Kapazität des aus der Schwingspule L 3 und dem Temperaturkompensation dienender Heißleiter ist. Kondensator C9 gebildeten Schwingkreises (Oszilla-Hierdurch wird die Rückkopplung der mit der Tem- tor) bestimmt. Der Kondensator C 8 dient zur Hochperatur veränderlichen Verstärkung des Transistors 60 frequenzüberbrückung des Widerstandsnetzwerks angepaßt. " R 37. R 38. R 39. Dieser Schaltungszweig enthält die Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach- Widerstände R1, Rl. Der Kondensatoren bildet folgend an Hand der Zeichnung erläutert. In der eine Gegenkopplung. Die Schwingschaltung ist mit Zeichnung zeigt der Klemme A 3 an den negativen Pol und je nach F i g. 1 einen Synchronisator im Längsschnitt, 65 der eingeschalteten Steuerfunktion mit der Klemme Fig. 2 einen Teilausschnitt aus Fig. 1. A\ oder A 2 an den positiven Pol einer Gleich-F i g. 3 den Teilausschnitt gemäß F i g. 2 in einer spannungsquelle von z. B. 7 Volt angeschlossen. In Ansicht von unten und Reihe mit der Klemme A 3 ist ein nicht dargestellter

Widerstand von ζ. B. 1 Kilo-Ohm vorgeschaltet, an dem das Ausgangssignal abgenommen wird. Dieses wird gegebenenfalls nach weiterer Verstärkung den zuibeieinflussenden Steuermitteln der Nähmaschine zugeführt.

i'Die Schwingschaltung wirkt im einzelnen wie folgt:

..· Es sei die Spule Li über die Anschlußklemme A1 eingeschaltet. Solange sich der geschlossene Teil der Blendenscheibe 4 zwischen der Rückkopplungsspule L1 und der Schwingspule L 3 befindet, besteht keine Rückkopplung. Der Transistor Γ15 führt entsprechend seiner durch die Werte der Widerstände R 36, Ä37, Ä38 und .R 39 bedingten Emitter-Basis-Spannung einen geringen Kollektorstrom. Läuft der Schlitz der Blendenscheibe 5 zwischen der Rückkopplungsspule L1 und der Schwingspule L 3 hindurch, so entsteht infolge der zwischen ihnen auftretenden Rückkopplung zwischen Emitter und Basis eine gleichgerichtete Wechselspannung. Infolgedessen steigt die Basisvorspannung und damit der Kollektorstrom. Dadurch sinkt der Innenwiderstand der zwisehen den Klemmen A1 und A 3 liegenden Schaltung und steigt der Ausgangsstrom oder die Spannung an dem erwähnten, der Klemme A 3 vorgeschalteten 1-Kilo-Ohm-Widerstand. Diese Widerstandsänderung kann als Signal für den Durchgang des Blenden-Schlitzes und für die augenblickliche Arbeitsstellung der Nähmaschine wie bei einem Kontaktsynchronisator verwendet werden.

Die gleichen Vorgänge spielen sich ab, wenn die Spule L 2 über die Klemme A 2 an den positiven Pol der äußeren Spannungsquelle angeschlossen ist und die Blendenscheibe 5 mit ihrem Schlitz zwischen dei anderen Rückkopplungsspule L 2 und der Schwingungsspule L 3 hindurchläuft.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kontaktfrei arbeitender Synchronisator, insbesondere für Nähmaschinen, mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Signaleu in Abhängigkeit von mindestens zwei Winkelstellungen der Welle, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) auf der Welle (3) sind Blendenscheiben (4,5) mit die Winkelstellungen der Welle festlegenden gegeneinander versetzten Schlitzen angeordnet,

b) als Einrichtung zur Erzeugung der Signale dient ein Transistor-Oszillator,

c) jede Blendenscheibe ist zwischen der Schwingspule (L 3) des Oszillators und einer Rückkopplungsspule. (Ll bzw. L 2) angeordnet, wobei jeweils beim Durchlauf eines Schlitzes die Rückkopplung hergestellt wird,

d) das Signal wird in Form eines Speisestromsignals abgegriffen.

2. Kontaktfreier Synchronisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dem Eingangskreis der Schwingschaltung vorgeschalteter Spannungsteiler einen zur Temperaturkompensation dienenden Heißleiter (/? 38) aufweist.

3. Kontaktfreier Synchronisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hochfrequenz-Überbrückung von Spannungsteilerwiderständen (Ä37, Λ 38, R 39) ein Schaltungszweig dient, der in Reihe einen Kondensator(C 8) und zwei zueinander parallelgeschaltete Widerstände (Rl, R2) enthält, von denen ein Widerstand ein zur Temperaturkompensation dienender Heißleiter (R 1) ist.