DE1926398A1 - Antriebs- und Anhaltevorrichtung fuer eine Maschine - Google Patents

Description

PATENTANWALT DR.-ING. KLAUS DURM 1926398 KARLSRUHE FELIX-MOTTL-STRASSE 1 a TELEFON 590455

N 1191/69
. 21. Mai 1969

Engins Matra

4, Rue de Presbourg

75 - Paris 16^e (Frankreich)

Antriebs- und Anhaltevorrichtunq für eine Maschine

Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Anhaltevorrichtung für eine Maschine, insbesondere für eine Nähmaschine, bei welcher zwischen einem Elektromotor für den Antrieb und einer zur Maschine führenden Ausgangswelle ein Drehzahlminderer sowie eine elektromagnetische Kupplungs- und Bremseinrichtung vorgesehen sind.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer sicher und störungsfrei arbeitenden Antriebs- und Anhaltevorrichtung mit einfachem Aufbau.

Gemäss der Erfindung wird dieser Zweck an einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erzielt, dass die Kupplungs- und Bremseinrichtung zwei auf einem verschiebbaren Spulenhalter angeordnete, koaxiale Spulen aufweist, und die

909848/0878

N 1191/69

eine Spule das Kuppeln durch Ortsveränderung eines verschiebbaren, mit einem Kupplungsteller verbundenen Drehteiles, die andere Spule die Bremsung durch Anpressen eines am Spulenhalter vorgesehenen Belages an eine am Drehteil vorgesehene Scheibe steuert.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird ^ bei Erregung der elektromagnetischen Kupplungs- und Bremseinrichtung der Spulenhalter an einen fest mit dem Gehäuse der Einrichtung verbundenen Flansch gedrückt und die Begrenzung der Verschiebung durch Anstossen des Spulenhalters an den Flansch erzielt.

ZweckmSssig sind Federßlemente vorgesehen, die den Spulenhalter in einem Abstand vom Flansch halten, und in einem Deckel des Gehäuses sind Schrauben angeordnet, an denen der Spulenhalter zwecks Begrenzung der Wirkung der Federelemente ψ anstösst.

Im Gehäuse der Kupplungs- und Bremseinrichtung können Federn angeordnet sein, die den Drehteil in d's Stellung drükden, bei welcher für den Antrieb der Maschine mit niederer Geschwindigkeit der Kupplungsteller mit dem Ausgang des Drehzahlminderers zusammenarbeitet.

909 8 4 8/0878

- 3 - 3

N 1191/69

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist für den Antrieb der Maschine mit hoher Geschwindigkeit ein mit einem Fusshebel verbundener, den Drehteil gegen die Wirkung der Federn verschiebender Steuerhebel vorgesehen.

Nach einem erfinderischen Merkmal ist an der Maschine ein Impulserzeuger angeordnet, der bei jeder Umdrehung der Maschine einen Stromimpuls liefert, dessen Breite mit abnehmender Maschinendrehzahl grosser wird und der auf ein elektronisches Steuerorgan einwirkt, welches die Bremsung bewirkt.

Vorteilhaft besteht der Impulserzeuger aus einem an der Hauptwelle der Maschine befestigten Kopf, der einen mit einem Magnetschalter zusammenarbeitenden magnetischen Stab trägt.

Zweckmassig ist der Magnetschalter an einem um die Drehachse der Hauptwelle der Maschine verdrehbaren Stator befestigt.

Der Stator kann mehrere getrennt voneinander arbeitende Magnetschalter tragen.

Die vorgeschlagene Antriebs- und Haltevorrichtung gestattet bei ihrer Anwendung in Verbindung mit Nähmaschinen deren Antrieb in allen gewünschten Geschwindigkeitsbereichen,

909848/0878

N 1191/69

und zwar ausgehend von einer Maximalgeschwindigkeit bis hinunter zu einer Minimalgeschwindigkeit und umgekehrt. Weiterhin ermöglicht sie das Anhalten der Nähmaschine innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne, wobei die Nadel jeweils in der gleichen, beispielsweise in ihrer untersten Stellung stehen bleibt. Darüber hinaus gestattet die neue Vorrichtung, die angetriebene Nähmaschine so zu steuern, dass sie, ausgehend von der eben beschriebenen Stellung, selbsttätig in eine andere, im voraus bestimmte Haltstellung geführt wird, zum Beispiel in eine solche, bei welcher die Nadel in ihrer obersten Stellung stehen bleibt. Die Neuerung dient somit in Verbindung mit einer Nähmaschine zur Erleichterung und Beschleunigung der Näharbeit.

Die vorgeschlagene Antriebs- und Haltevorrichtung wird nachstehend anhand beigefügter Zeichnung erläutert: Es zeigen:

Figur 1 eine erste Ausführungsform der Vorrichtung, in einem Teil-Längsschnitt;

Figur 2 dieselbe Vorrichtung in einer Seitenansicht, teilweise ausgebrochen;

Figur 3 eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung, die eine Hälfte in einem Längsschnitt, die andere in einer teilweise ausgebrochenen Seitenansicht;

909848/0878

N 1191/69

Figur 4

einen Längsschnitt einer Zusatzeinrichtung zur selbsttätigen Ausführung einer Funktion einer mit der Antriebs- und Haltevorrichtung gemäss den Figuren 1 bis 3 ausgestatteten Maschine;

Figur 5

die Zusatzvorrichtung gemäss Figur 4 in einem Querschnitt, geschnitten entlang der Linie 5 - 5 in Figur 4;

Figur 6

ein elektrisches Schaltschema;

Figur 7 bis 11 verschiedene Diagramme.

Die neue Antriebs- und Anhaltevorrichtung enthält (vergleiche die Figuren 1 und 2) einen Elektromotor 10 gewöhnlicher Ausführung mit einer gebräuchlichen Drehzahl von beispielsweise 3000 Umdrehungen pro Minute. Auf der Welle 11 dieses Elektromotores 10 sitzt nahe am Ende seines Gehäuses 12 eine Zahnscheibe 13 von kleinem Durchmesser mit einem gezahnten Radkranz 14, um welche ein Zahnflachriemen 15 geschlungen ist, der in gleicher Weise mit einer Zahnscheibe 16 grossen Durchmessers (ebenfalls mit einem gezahnten Radkranz 17) zusammenarbeitet. Die grosse Zahnscheibe 16 ist mit ihrer Nabe 18 fest mit einer Zwischenwelle 19 ver-

909848/0878

N 1191/69

bunden, die mittels eines Ringes 20 drehbar in einem Lagerbock 21 gelagert ist. Dieser Lagerbock 21 ist Bestandteil eines ersten Teiles 22 des Gehäuses der neuen Vorrichtung. Auf der Zwischenwelle 19 sitzt ausserdem eine zweite Zahnscheibe 23 geringen Durchmessers mit einem gezahnten Randkranz 24, über welche ein Zahnflachriemen 25 läuft, der in gleicher Weise mit dem gezahnten Radkranz 26 einer Zahnscheibe 27 von grossem Durchmesser zusammenwirkt. Die Zahnscheibe 27 dreht sich mittels eines Kugellagers 28 auf einem Vorsprung 29 des zweiten Teiles 30 des Gehäuses der Vorrichtung.

Auf der Welle 11 sitzt weiterhin mit seiner Nabe 31 ein Schwungrad 32, welches sich somit mit der Geschwindigkeit des Elektromotors 10 dreht. Die Welle 11 ist in einem ringförmigen Vorsprung 33 des ersten Teiles 22 des Gehäuses mit Hilfe eines Kugellagers 34 gelagert. Ein Zwischenring 35 ist zwischen das Kugellager 34 und die Zahnscheibe 13 eingesetzt und eine Beilagscheibe 36 gewährleistet die Halterung des Schwungrades 32. Zwei Federringe 37 und 38 halten das Kugellager 34 in seiner Lage.

Innerhalb des Vorsprunges 29 ist unter Zwischansetzen einer Muffe 50 eine Hülse 52 verschiebbar gelagert. Die Muffe 50 trägt einen Ft'hrongsfinger 51, der in eine Nut 53 der Hülse

909 84 8/0878

N 1191/69

eingreift. Die Hülse ist Bestandteil eines verschiebbaren Drehteiles 54, welches eine Drehwelle 55 enthält, deren Achse koaxial mit derjenigen der Welle 11 des Elektromotors 10 angeordnet ist. Diese Drehwelle 55 dreht sich mittels eines Kugellagers 56 in der Hülse 52; wobei das Kugellager zwischen eine Druckscheibe 57 und einen Absatz 58 der Drehwelle 55 eingeschoben ist. An einer Schulter 59 von einem grösseren Durchmesser ist mittels Schrauben 60 ein Kupplungsteller 61 befestigt, welcher an seinen beiden Seiten 62 und 63 Kupplungsbeläge 64 und 65 trägt.

Die Druckscheibe 57 besitzt gegenüber ihrer an das Kugellager 56 anstossenden Vorderkante 66 eine Randleiste 67, mit der eine kreisförmige Scheibe 68 verbunden ist. Ein mit dem zweiten Teil 30 des Gehäuses der Vorrichtung verbundener Plansch 69 trägt mit seinen Füssen Bolzen 70 - beispielsweise drei - die in Bohrungen 71 eines Spulenhalters 72 eingreifen.

Der Spulenhalter 72 besitzt im wesentlichen die Gestalt einer Scheibe und weist eine äussere Ringnut 73 sowie eine innere Ringnut 74 auf, in welchen eine erste ringförmige Spule 75 beziehungsweise eine zweite ringförmige Spule 76 angeordnet sind. Die aussere Frontseite 77 des Spulenhalters 72 steht unmittelbar der inneren Frontseite 79 der

909848/0878

N 1191/69

Scheibe 68 gegenüber. In den Bohrungen 71 des Spulenhalters 72 angeordnete Federn (nicht dargestellt), die sich andererseits auf dem Flansch 69 abstützen, halten den Spulenhalter 72 in einem Abstand vom Flansch 69.

Durch eine Mittelbohrung 79 des Spulenhalter 72 ragt frei ein Abstandsrohr 80, welches die Drehwelle 55 umgibt und mit dieser fest verbunden ist. Dieses Abstandsrohr 80 liegt mit seinem Susseren Ende an der Druckscheibe 57 und mit seinem inneren Ende an einem Kugellager 81 an, welches zwischen der Drehwelle 55 und einer Buchse 82 eingefügt ist. Die Buchse 82 weist ein Maul 83 auf, in welches eine Schubkugel 84 eingreift, die das Ende eines Steuerhebels 85 bildet, der um eine am Gehäuse der Vorrichtung angeordnete Achse 86 schwenkbar ist. Jener Steuerhebel 85 besitzt einen Arm 87, der in der Schubkugel 84 endet, und der sich etwa rechtwinkelig in einem weiteren Arm 88 fortsetzt, dessen Ende ein Loch 89 aufweist. Am Loch 89 kann beispielsweise eine Kette angeschlossen sein, die in Verbindung mit einem Fusshebel steht, bei dessen Niederdrücken ein Zug in Richtung des Pfeiles f ausgeübt wird.

Der Arm 88 des Steuerhebels 85 weist einen Rohrkörper 103 auf, in dessen Innern ein um eine Achse 106 schwenkbarer Schwenkarm 105 vorgesehen ist. Die Achse 106 ist etwa dort

909848/0878

N 1191/69

am Steuerhebel 85 angeordnet, wo die beiden Arme 87 und zusammenstossen. An diesem Schwenkarm 105 ist das Loch 89 für die Kette angeordnet. Auf den Schwenkarm 105 wirkt dank

eines VorSprunges 106 eine Feder 107, die sich mit ihrem

anderen Ende auf der Innenseite des Rohrkörpers 103 aufäbtitzt und auf diese Weise bestrebt ist, einen Kontaktknopf 108 eines am Schwenkarm 105 angeordneten Mikroschalters gegen einen Anschlag 110 zu drücken, der sich am Rohrkörper 1Q3 befindet. Die Stellung des Mikroschalters 109 ist zudem einregulierbar.

Eine ringförmige Abdeckung 90 ist mittels Schrauben 78 mit der Buchse 82 verbunden; ihr innerer Rand 91 stösst gegen das Kugellager 81. Der äussere Rand 92 der Abdeckung 90 kann sich gegenüber einem Ansatz 93 eines Deckels 94 des GehHuses der Vorrichtung verschieben. Der Deckel 94 weist eine Lagerstelle 94 auf, innerhalb welcher die Buchse 82 verschieblich gelagert ist. Der Deckel 94 trägt Sackbohrungen 95, in welchen Schraubenfedern 96 sitzen, die sich mit ihren Enden gegen die Abdeckung 90 abstutzen. Eine oder mehrere, in Gewindelöchern im Deckel 94 sitzende Schrauben 97 arbeiten mit der Unterseite 98 des Spulenhalters 72 zusammen.

Zur Stromversorgung der beiden Spulen 75 und 76 sind Einrichtungen vorgesehen, welche jedoch in der Zeichnung nicht

909848/0878

N 1191/69 dargestellt sind.

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung arbeitet wie nachfolgend beschrieben:

In seiner Ruhelage befindet sich der verschiebbare Drehteil 54 in Folge der Wirkung der Federn 96 in seiner rechten Endstellung, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist. In dieser Endstellung befindet sich der Kupplungsteller 61 in einer Position, bei welcher der Kupplungsbelag 65 mit der Zahnscheibe 23 zusammenarbeiten kann. Jedesmal, wenn durch Niederdrücken des Fusshebels eine geringe Kraft auf den Schwenkarm 105 ausgeübt wird, schwenkt jener gegen die Wirkung der Feder 107 um die Achse 106, sodass der Kontaktknopf 108 des Mikroschalters 109 betätigt und der Strom in der Spule 76 unterbrochen wird. Dadurch entfernt sich der an einem Belagtrüger 103 angebrachte Belag 102 von der Scheibe 68, sodass der Drehteil 54 zum Drehen freigegeben wird. Der Kupplungsbelag 65 des Kupplungstellers 61 arbeitet mit der Zahnscheibe 27 zusammen, welche vom Elektromotor 10 mit einer relativ geringen Geschwindigkeit angetrieben ist. Diese geringe Geschwindigkeit ist die Folge der zweifachen Drehzahlverminderung, welche einerseits durch das Zusammenwirken der Zahnscheiben 13 und 16 und andererseits durch das Zusammenarbeiten der beiden Zahnscheiben 23 und 27 bedingt ist· Die an

^09848/0378

N 1191/69

die Vorrichtung angeschlossene Maschine ist mittels einer auf der mit dem Kupplungsteller 61 verbundenen Drehwelle sitzenden Riemenscheibe 100 nunmehr mit geringer Drehzahl angetrieben.

Sobald jedoch die auf den Schwenkarm 105 ausgeübte Kraft stärker wird, schwenkt der Steuerhebel 85 um seine Achse und mittels der Schubkugel 84 wird der verschiebbare Drehteil 54, bestehend aus der Buchse 82, der Abdeckung 90, dem Kugellager 81, dem Abstandsrohr 80, der Druckscheibe 57, dem Kugellager 56, der Hülse 52, dem Kupplungsteller 61 und der Drehwelle 55 von rechts und links verschoben; hierbei stützt sich der Drehteil 54 auf die Buchse 82, gegen die Kraft der Federn 96. Währenddessen entfernt sich der Kupplungsbelag 65 von der mit- niedriger Geschwindigkeit angetriebenen Zahnscheibe 27, und der andere Kupplungsbelag 64 gelangt in Berührung mit der inneren Frontseite 101 des Schwungrades 32, welches sich - da es direkt auf der Welle 11 des Elektromotors 10 sitzt - mit hoher Geschwindigkeit dreht. Entsprechend einer grSsseren oder kleineren auf den Fusshebel ausgeübten Kraft ist der durch den Kupplungsbelag 64 auf die Frontseite 101 des Schwungrades 32 wirkende Druck stärker oder schwächer; und bei Ausübung grosser Kraft auf den Fusshebel ist der Druck ausreichend, dass sich der Kupplungsteller 61 mit der Geschwindigkeit des Schwungrades 32 dreht, worauf die Riemenscheibe 100 mit

909848/0878

N 1191/69

der maximalen grossen Geschwindigkeit angetrieben wird. Wenn der Fusshebel dagegen weniger kräftig niedergedrückt wird, ergibt sich ein Gleiten zwischen dem Kupplungsbelag 64 und der Frontseite 101 des Schwungrades 32, und die Umdrehungsgeschwindigkeit der Riemenscheibe 100 sowie dementsprechend diejenige der mit der Vorrichtung angetriebenen Maschine werden vermindert.

Um die Maschine anzuhalten, lässt die Bedienungsperson mit dem Druck auf den Fusshebel nach, sodass die Maschine mit niederer Geschwindigkeit angetrieben wird, und die Betätigung der Bremse geschieht durch Stromzufuhr zu den beiden Spulen 75 und 76. Aufgrund der Stromzufuhr zu der Spule 75 wird der Spulenhalter 72, der anfänglich mit seiner Unterseite 98 unter der Einwirkung der (nicht dargestellten) Federn mit den Enden der Schrauben 97 in Berührung steht, magnetisch gegen den Flansch 69 gezogen, sodass sich - durch das Zusammenwirken des Spulenhalters 72 mit der Scheibe 68 eine Verschiebung des Drehteiles 54 von rechts nach links (gemäss Figur 1) ergibt, die den Kupplungsbelag 65 von der Zahnscheibe 27 entfernt und auf diese Weise das Auskuppeln der Drehwelle 55 und der sich mit ihr drehenden Teile hinsichtlich der Antriebsvorrichtung gewährleistet. Das Anschlagen des Spulenhalters 72 gegen den Flansch 69 unterbricht die Verschiebung des Drehteiles 54, bevor der Kupplungsbelag 64 des Kupplungstellers 61 das Schwungrad 32

909648/0878

ja

N 1191/69
berührt.

Die Stromzufuhr zu der Spule 76 erzeugt ein magnetisches Feld, welches ein starkes Andrücken des Belages 102 gegen die Scheibe 68 des sich drehenden Drehteilee 54 hervorruft, sodass sich hierdurch eine kräftige Bremsung des Drehteiles 54 und demzufolge eine Abbremsung der Riemenscheibe 100 sowie der mit ihr verbundenen Teile ergibt. Der an dem Belagträger 103 sitzende Belag 102 verschliesst die innere Ringnut 74 des nicht drehbaren Spulenhalters 72, in welchem die Spule 76 untergebracht ist.

Die Kraft, mit der der Belag 102 gegen die Scheibe 68 gedrückt wird, und von welcher die Bremsung herrührt, besitzt eine vorbestimmte Grosse, die sowohl von den Charakteristiken der Spule 76 wie von denjenigen der Federn 96 abhängt. Die Bremswirkung wirkt sich auf eine einzelne ausgekuppelte Umdrehung hinsichtlich des Elektromotors 10 so aus, dass jedesmal, wenn der Elektromotor 10 sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit dreht, ein Anhalten in einer genau bestimmten Stellung bezogen auf diejenige erreicht wird, bei welcher der Anhaltevorgang der Maschine ausgelöst worden war«

Wenn die Maschine angehalten worden ist und sodann die Strom-

909848/0878

N 1191/69 ^

zufuhr zu den Spulen 75 und 76 wieder unterbrochen wird, stellt sich der normale Lauf der Maschine wieder ein, und zwar entweder mit vermindeter oder mit hoher Geschwindigkeit.

Nachfolgend wird anhand der Figur 3 die zweite Ausführungsform der Antriebs- und Anhaltevorrichtung näher beschrieben. Bei dieser AusfUhrungsform ist ih einem Spulenhalter 120 eine äussere Ringnut 121 ausgespart, deren Öffnung zur inneren Seite der Maschine (und entgegengesetzt zu derjenigen des Elektromotors 10) weist und eine Spule 122 enthält. Eine zweite innere Ringnut 123 des Spulenhalters 120, deren Öffnung zur äusseren Seite der Maschine gerichtet ist, nimmt eine Spule 124 auf. Im Spulenhalter 120 sind ausserdem Sackbohrungen 125 vorgesehen, in welchen Spiralfedern 126 sitzen, die sich mit ihrem Ende auf einem Flansch 127 des Gehäuses der Vorrichtung abstützen. Die Spule 122 steht einem Flansch aus magnetischem Material gegenüber, der mittels Schrauben 129' am Deckel 94 befestigt ist.

Die Arbeitsweise dieser AusfUhrungsform der Vorrichtung ist mit derjenigen der oben beschriebenen, ersten Ausführungsform identisch, soweit sie die Darstellung der verschiedenen Geschwindigkeiten der Maschine sowohl im Bereich der hohen Geschwindigkeiten wie auch bei der niedrigen Geschwindigkeit

9 09848/0878

N 1191/69

betrifft. Jedoch ist während des Betriebs der Vorrichtung die Spule 122 hier dauernd unter Strom, sodass die von ihr erzeugten magnetischen Wirkungen den Spulenhalter 120 gegen den aus magnetischem Material bestehenden Flansch 128 (wie in Figur 3 dargestellt) drücken und zwar gegen die Wirkung der Spiralfedern 126. Solange die Buchse 82 nicht durch die Schubkugel 84 belastet ist (dies ist bei oberer Stellung des Fusshebels der Fall), halten die Schraubenfedern 96, die ihre Kräfte auf die Abdeckung 90 ausüben, den Drehteil 54 in seiner äussersten rechten Lage, also in derjenigen, bei welcher der Kupplungsbelag 65 mit der Zahnscheibe 27 zusammenarbeitet: Diese Stellung erzeugt die niedrige Geschwindigkeit der Maschine. Jedesmal, wenn die Buchse 82 mittels des Steuerhebels 85 in Richtung des in Figur 3 angegebenen Pfeiles geschoben wird - also von rechts nach links - arbeitet der Kupplungsbelag 64 des Kupplungstellers 61 mit der Frontseite 101 des Schwungrades 32 zusammen und man erhält die verschiedenen hohen Geschwindigkeiten in Abhängigkeit vom Grad des Niederdrückens des Fusshebels; die grösste dieser hohen Geschwindigkeiten wird dann erzielt, wenn sich der Kupplungsteil ar 61 mit der Geschwindigkeit des Schwungrades 32 dreht. Sowohl bei den grossen Geschwindigkeiten sowie bei der niederen besteht keine Verbindung zwischen der Scheibe des Drehteiles 54 und dem Spulenhalter 120.

909848/087$

N 1191/69

Zur Bremsung, die nur dann betätigt wird, wenn die Maschine mit niederer Drehzahl läuft(wie in Figur 3 dargestellt), wird der Strom zur Spule 122 unterbrochen. Die magnetische Wirkung, welche die Spule 122 ausübt, verschwindet und die Spiralfedern 126 drücken den Spulenhalter 120 von rechts nach links, bis die Sussere Frontseite 129 des Spulenhalters 120 gegen die vom Flansch 131 dargebotene Auflagefläche 130 stösst. Kit dieser Bewegung bringt der Spulenhalter 120 mit seiner Schulter 132, die sich gegen die Scheibe 68 legt, eine Verschiebung des Drehteiles 54 in gleicher Richtung zu Wege, wodurch sich der Kupplungsbelag 65 von der Zahnscheibe 27 entfernt. Die Begrenzung dieser Verschiebung gewährleistet, dass der andere Kupplungsbelag 64 vom Schwungrad 32 Abstand hält, sodass der Drehteil 54 vom Elektromotor 10 abgekuppelt 1st. Zur Bremsung wird die Spule 124 unter Strom gesetzt, worauf sich aufgrund der entstehenden magnetischen Wirkungen der feststehende Spulenhalter 120 mit seinem Belag 102 unter Druck gegen die Scheibe 68 presst, sodass die Bremsung unter den gleichen Bedingungen geschieht wie bei der oben beschriebenen, ersten Ausführungsform der Vorrichtung.

Bei dieser zweiten Ausführungsform der neuen Vorrichtung versetzt ein Ausfall der Stromversorgung, durch welchen die Stromzufuhr zur Spule 122 unterbrochen wird,die Maschine selbsttätig in den ausgekuppelten Zustand. Dies hat ein sehr schnelles Anhalten der Maschine aus dem Betrieb heraus deshalb zur

909848/0878

- 17 -N 1191/69

Folge, weil hier die Trägheit des Schwungrades 32 sowie des Elektromotors 10 ohne Einfluss bleibt.

Falls bei dieser Ausftihrungsform der Vorrichtung ein Ausfall der Stromversorgung bei stehender Maschine auftritt und irgendeine Bedienungemassnahme ausgeführt wird, die den Bedienenden zwingt, seine Hände in Berührung mit einem Teil der Maschine zu bringen, dann bleibt die Maschine stehen, selbst wenn sich im Augenblick des Stromausfalles der Elektromotor dreht; dadurch wird verhindert, dass unliebsame Folgen auftreten können.

Eine Zusatzeinrichtung, welche die selbsttätige Ausführung eines Arbeiteprozesses einer mit der vorgeschlagenen Antriebsund Anhaltevorrichtung versehenen Maschine, insbesondere mit einer Nähmaschine, gestattet, ist in den Figuren 4 und 5 dargestellt.

Diese Zusatzeinrichtung besteht aus einem Rotor 200 und einem Stator 201. Der Rotor 200 ist auf einer vom Hauptantrieb der Maschine angetriebenen Welle befestigt, zum Beispiel auf der Hauptwelle 202 der Nähmschine. Zu diesem Zweck weist der Rotor 200 eine Zylinderbuchse 203 auf, die auf die Hauptwelle

202 aufgeschoben ist. Die Befestigung dieser Zylinderbuchse

203 wird durch Madenschrauben 204 bewerkstelligt, welche die Zylinderbuchse 203 quer durchsetzen. Die Zylinderbuchse 203

909848/0878

N 1191/69

setzt sich in einen Lagerstutzen 205 fort, der eine drehbare Befestigung des Rotors 2CO auf dem Stator 201 unter Verwendung eines Kugellagers 206 gestattet. Der Stator 201 besteht im wesentlichen aus einer Kreisringscheibe 207 mit einer mit dem Aussenlaufring des Kugellagers 206 verbundenen inneren Ringleiste 208 sowie aus einer Husseren Ringleiste 209, auf welcher eine Schutzkappe 210 sitzt. Am Stator 201 ist eine Tülle 223 angebracht, die durch zwei elastische Schenkel 224 und 225 einer Klemme hindurchtritt und somit erlaubt, die Stellung des Stators 2Cl durch Drehen um die Drehachse 226 der Hauptwelle 202 zu verändern.

Der mit einem Kopf 211 versehene Rotor 200 ist mit einem Endstück 212 mittels einer Schraubverbindung an der Zylinderbuchse 203 angeschraubt. Der Kopf 211 besitzt einen Rand 213, an welchem zwei längliche, parallele Muten 214 und 215 angebracht sind, die einander diametral gegenüber und rechtwinkelig zur Drehachse 226 liegen. Die eine dieser Nuten enthält einen kleinen, geraden, magnetischen Stab 216, und die andere einen unmagneti3chen Stab 217, der mit dem Stab 216 ausbalanciert ist.

Auf der Kante der inneren Ringleiste 203 der Kreisringscheibe 207 des Stators 201 sitzen zwei Schalterstutzen 218 und 219. Diese Schalterstützen 218 und 219 können mit Hilfe einer Ringnut 220 auf einem Kreisbogen gegeneinander verstellt und

909848/08 7 0

jn

N 1191/69

mittels Schrauben 221 und 222 festgestellt werden. Die Schalterstützen 218 und 219 tragen elektrische Magnetschalter 227 und 228, die in gleichem Abstand von der Drehachse 226 wie die beiden Stäbe 216 und 217 angeordnet sind.

Als Magnetschalter 227 und 228 finden zweckmässigerweise Schalter der bekannten Typen mit biegsamen Lamellen Anwendung; sie sind in der nun betrachteten Figur 6 mit ILS^ und ILS₂ bezeichnet und weisen Kontakte 229 und 230 sowie 231 und 232 auf. Diese Kontakte berühren sich, sobald der Magnetschalter in ein magnetisches Feld gebracht wird, und sie entfernen sich aufgrund der Elastizität ihrer Lamellen 233 und 234 beziehungsweise 235 und 236 voneinander, sobald die Wirkung des magnetischen Feldes aufhört. Eine elektrische Stromquelle 237 ist mit ihrem negativen Pol 238 an Masse gelegt, und ihr anderer Pol 239 ist mittels eines Leiters 240, in dessen Verlauf ein Schalter I^ eingefügt ist, mit dem Eingang A eines Kreises 242 verbunden. Der Schalter I- wird beispielsweise vom Steuerhebel 85 der Antriebs- und Anhaltevorrichtung in der Weise betätigt, dass er nur dann geschlossen ist, wenn sich der Steuerhebel 85 in der in Figur 2 dargestellten Lage befindet, was jeweils dann der Fall ist, wenn die Bedienungsperson den Fusshebel nicht niederdrückt; der Schalter I^ ist dagegen geöffnet, solange der Fusshebel sowohl stark wie nur schwach niedergedrückt wird.

909848/0878

N 1191/69 *v

An den mit dem Eingang A des Kreises 242 verbundenen Leiter 243 schliesst sich ein Umschalter I₂ an, der - je nach seiner Stellung - den Leiter 24 3 mit einem ersten Leiter 244 oder mit einem zweiten Leiter 245 elektrisch verbindet. Der erste Leiter 244 ist mit dem Eingang 246 des Magnetschalters ILS} verbunden, dessen Ausgang 24 7 mittels eines Leiters mit dem Ausgang D des Kreises 24 2 verbunden ist. Eine Abzweigung 249 des Leiters 244 führt zu einem zweiten Ausgang B des Kreises 242 und ist mit der Anode 250 einer steuerbaren Diode T verbunden, deren Eingang 251 über eine Diode Dd am Verbindungspunkt 252 zweier Widerstände R^ und R2 liegt, die zwischen den Ausgang D und Masse eingefügt sind. Ein Kondensator C ist mit seinem einen Belag 253 am Verbindungspunkt 252 und mit seinem anderen Belag 254 an Masse angeschlossen. Die Kathode 255 der steuerbaren Diode T steht mit der Wicklung 256 eines Relais RY in Verbindung, dessen Kontaktfeder 257 mit einem Kontakt 258 zusammenarbeitet, welcher bei Erregung des Relais RY einen die Stromversorgung einer die Bremseinrichtung steuernden Wicklung dienenden Kreises schliesst. Diese Wicklung ist bei der ereten Ausführungsform der Vorrichtung die Spule 76, bei der zweiten Ausführungsform die Spule 124.

Die Schaltung des zweiten Magnetschalters ILS2 ist analog derjenigen des ersten; jedoch ist zwischen den Eingang 259

909848/0878

N 1191/69 «4

dieses Magnetschalters und den Leiter 245 ein weiterer Schalter I4 eingefügt. Das bewegliche Organ 260 dieses Schalters I4 arbeitet mit zwei Kontakten 261 und 262 zusammen, um zu erreichen, dass dem Magnetschalter ILS2 nur dann Strom zugeführt wird, wenn das Relais RY nicht erregt ist. Die Klemme 259 ist mit dem Ausgang B durch eine Zweigleitung 263 verbunden, in deren Verlauf eine Diode D2 eingeschaltet ist. Zwischen dem Leiter 243 und der Klemme 259 liegt ein Nebenkreis 264, der einen Schalter I3 mit einem beweglichen Organ 265 und zwei feststehenden Kontakten 266 und 267 enthält.

Die Funktion dieser Zusatzeinrichtung ist folgende. Solange der Fusshebel der Antriebs- und Anhaltevorrichtung niedergedrückt ist, befindet sich die angetriebene Maschine in ihrem Bereich grosser Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der Maschine nimmt den Höchstwert an, wenn sich die Riemenscheibe 100 mit der Geschwindigkeit des Schwungrades 32 dreht, und sie kann niedrigere Werte annehmen, wenn in Abhängigkeit des auf den Fusshebel ausgeübten Druckes die Andruckskraft des Kupplungsbelages 64 gegen das Schwungrad 32 ein Gleiten zwischen diesen beiden Teilen gestattet. Solange nicht der Fusshebel in seine obere Stellung zurückgebracht ist (dies geschieht aufgrund der Einwirkung nicht dargestellter, elastischer Mittel), befindet sich der Schalter I₁ in geöffneter

909848/0878

N 1191/69

Stellung, sodass die Bremseinrichtung der Vorrichtung nicht erregt werden kann. Der Schalter I^ wird jedoch geschlossen, wenn sich der Fusshebel in seiner oberen Stellung befindet, sodass der Bremseinrichtung von der Stromquelle 237 Strom zugeführt werden kann.

Die neue Vorrichtung ist so konzipiert, dass - ausgehend von einer hohen Geschwindigkeit - die Bremseinrichtung nicht betätigt werden kann, bevor die Geschwindigkeit der angetriebenen Maschine auf einen bestimmten, niederen Wert abgefallen ist; und dieser niedere Wert entspricht vorteilhaft der kleinen Geschwindigkeit, mit welcher sich die Maschine dann dreht, wenn die Verbindung zwischen dem Kupplungsbelag 65 und der Zahnscheibe 27 hergestellt ist.

Das Diagramm nach Figur 7 zeigt den Verlauf des Potentiales am Ausgang D in Abhängigkeit von der Zeit t bei grossen Geschwindigkeiten der Maschine. Die Breite der Impulse 269 ist relativ sehr gering.

Das Diagramm der Figur 8 stellt den Verlauf des Potentiales des Eingangs 251 - welches demjenigen des Belages 253 des Kondensators C entspricht - dar. Der Höchstwert 269 dieses Potentiales ist kleiner als die der Linie U₂ im Diagramm entsprechenden Auslösespannung der steuerbaren Diode T.

909848/0879

N 1191/69 ^<J

In dem Mass, wie die Maschine langsamer wird, vergrössert sich die Breite der Impulse 268 und der Spitzenwert des Potentiales des Einganges 251 nimmt zu, wie dies aus den Figuren 9 und 10 zu entnehmen ist. Jedesmal, wenn dieser Spitzenwert die Auslösespannung U2 erreicht, wird die steuerbare Diode T plötzlich leitend. Das Potential des Einganges 251 der Diode T verändert sich dann gemäss Figur 11.

Bei der Auslösung der steuerbaren Diode T wird das vorher nicht stromdurchflossene Relais RY durch die Verbindung seiner Wicklung 256 mit der Stromquelle 237 erregt. Dies geschieht mittels eines Stromkreises , der aus folgenden Teilen gebildet ist: Der steuerbaren Diode T, einem Leiter 270 bis zum Ausgang B, den Leitern 249 und 244, dem Schalter I2» dem Leiter 24 3 sowie dem Schalter I^ bis zum Pol 239 der Stromquelle 237. Ist der Fusshebel nicht niedergedrückt, dann ist die angetriebene Maschine vom Elektromotor abgekuppelt und die sich drehende Masse hat eine bestimmte Trägheit. Die steuerbare Diode T wird jedesmal ausgelöst, wenn der magnetische Stab 216 sich am Magnetschalter ILS^ vorbeibewegt, also bei einer bestimmten Winkelstellung des Rotors 200, einem sich drehenden Teil, welches dann genau die vorbestimmte Winkelgeschwindigkeit aufweist. Die kinetische Energie der rotierenden Masse besitzt einen solchen Betrag, dass man bei Anwendung der von der Erregung der Spule 76 beziehungs-

909848/0878

- 24 N 1191/69

weise der Spule 124 herrührenden Kraft der Bremse den Stillstand der Maschine immer bei der gleichen Winkelstellung erreicht, die einer bestimmten Stellung der Nadel der Nähmaschine entsprechen kann, nämlich beispielsweise deren oberster oder unterster Stellung. Durch eine Winkelverstellung des Stators 201 um die Drehachse 226 kann eine Justierung durchgeführt werden.

Sobald das bewegliche Organ 271 des Umschalters I2 den Kontakt 272 berührt, gerät der Magnetschalter ILSi in Funktion und aufgrund des obenbeschriebenen Vorganges findet ein Stillstand der Maschine beispielsweise in der untersten Stellung der Nadel statt.

Wenn jedoch umgekehrt das bewegliche Organ 2 71 mit dem anderen feststehenden Kontakt 273 zusammenarbeitet, bleibt der Magnetschalter ILS^ in Ruhe und der zweite Magnetschalter ILS2 tritt in Funktion. Stillstand der Maschine findet dann bei derjenigen Winkelstellung statt, die durch die örtliche Lage des Magnetschalters ILS2 bestimmt ist. Die Winkelpositionen der ersten sowie der zweiten Haltstellung der Maschine können durch Verschieben ,der ersten Schalterstütze 218 am Stator gegen die zweite Schalterstütze 219 nach Wunsch gewählt werden.

9Q9848/0878

N 1191/69 <^

Die Überführung des beweglichen Organes 271 von seiner ersten Stellung, bei der es mit dem Kontakt 272 zusammenarbeitet, in diejenige, bei welcher es mit dem anderen Kontakt 273 in Berührung kommt, kann durch Druck auf einen besonderen, an der Maschine angeordneten Bedienungsknopf bewerkstdligt werden. Man kann beispielsweise vorsehen, dass - wenn dieser Bedienungsknopf nicht gedrückt wird - der Kontakt arbeitet, worauf beim Bremsen die Maschine mit in oberer Stellung stehender Nadel stillsteht. Wenn jedoch die Bedienungsperson gleichzeitig mit der Freigabe des Fusshebels den Bedienungsknopf betätigt und dadurch die Funktion dem Kontakt 273 übergibt, dann bleibt die Maschine jeweils bei unterer Stellung der Nadel stehen.

Auf gleiche Weise kann man umgekehrt den Stillstand der Maschine bei unterer Stellung der Nadel erzielen, und sie anschliessend - durch eine spätere Massnahme - mit in oberer

Stellung stehender Nadel anhalten lassen.

Q Π ¹^ 8 L P) / ft f\ 1 fl

Claims (9)

1. N 1191/69
   21. Mai 1969

   Patentansprüche

   l.J Antriebs- und Anhaltevorrichtung für eine Maschine, insbesondere für eine Nähmaschine, bei welcher zwischen einem Elektromotor für den Antrieb und einer zur Maschine führenden Ausgangswelle ein Drehzahlminderer sowie eine elektromagnetische Kupplungs- und Bremseinrichtung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungs- und Bremseinrichtung zwei auf einem verschiebbaren Spulenhalter (72 bzw.120) angeordnete, koaxiale Spulen (75 und 76 bzw. 122 und 124) aufweist, und die eine Spule (75 bzw. 122) das Kuppeln durch Ortsveränderung eines verschiebbaren, mit einem Kupplungsteller (61) verbundenen Drehteiles (54), die andere Spule (76 bzw. 124) die Bremsung durch Anpressen eines am Spulenhalter (72 bzw. 120) vorgesehenen Belages (102) an eine am Drehteil (54) vorgesehene Scheibe (68) steuert.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet , dass bei Erregung der elektromagnetischen Kupplungs- und Bremseinrichtung der Spulenhalter (72 bzw. 120) an einen fest mit dem Gehäuse der Einrichtung verbundenen

   903848/087*

   N 1191/69

   Flansch (69 bzw. 128) gedrückt und die Begrenzung der Verschiebung durch Anstossen des Spulenhalters (72 bzw. 120) an den Flansch (69 bzw. 1?8) erzielt wird.
3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass Federelemente vorgesehen sind, die den Spulenhalter (72 bzw. 120) in einem Abstand vom Flansch (59 bzw. 128) halten, und dass in einem Deckel (94) des Gehäuses Schrauben (9 7) angeordnet sind, an denen der Spulenhalter (72) zwecks Begrenzung der Wirkung der Federelemente anstcsst.
4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass im Gehäuse der Kupplungs- und Bremseinrichtung Federn (9S) angeordnet sind, die den Drehteil (54) in die Stellung drücken, bei welcher für den Antrieb der Haschine mit niederer Geschwindigkeit der Kupplungsteller (61) mit dem Ausgang des Drehzahlmlnderers zusammenarbeitet.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet , dass für den Antrieb der Maschine mit hoher Geschwindigkeit ein mit einem Fusshebel verbundener, den Drehteil (54) gegen die Wirkung der Federn (96) verschiebender Steuerhebel (85) vorgesehen ist.

   909848/0878

   N 1191/69
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen an der Maschine angeordneten Impulserzeuger, der bei jeder Umdrehung der Maschine einen Stromimpuls liefert, dessen Breite mit abnehmender Maschinendrehzahl grosser wird und der auf ein elektronisches Steuerorgan einwirkt, welches die Bremsung bewirkt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn P zeichnet, dass der Impulserzeuger aus einem an der Hauptwelle (202) der Maschine befestigten Kopf (211) besteht, der einen mit einem Magnetschalter (227) zusammenarbeitenden magnetischen Stab (216) trägt.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass der Magnetschalter (227) an einem um die Drehachse (226) der Hauptwelle (202) der Maschine verdrehbaren Stator (201) befestigt ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet , dass der Stator (201) mehrere getrennt voneinander arbeitende Magnetschalter (227 und 228) trägt.

   9848/0878