DE19949020C1 - Nähmaschine mit einem ein Lüfterrad und einen Drehzahlgeber aufweisenden Elektromotor - Google Patents

Abstract

Bei einem zum Antrieb einer Nähmaschine (1) dienenden Elektromotor (12) mit einem Lüfterrad (17) und einem Drehzahlgeber (25) sind das Lüfterrad (17) und die Rasterscheibe (18) des Drehzahlgebers (25) sowie ein Riemenrad (19) eines Riementriebs (10) zu einem Mehrfunktionsrad (15) zusammengefaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Für den Betrieb einer elektronisch gesteuerten Nähmaschine ist zum einen ein Drehzahlgeber notwendig, der zur Regelung der Motordrehzahl dient, und es wird zum anderen mindestens ein Positionsgeber verwendet, mit dessen Hilfe die Winkelstellung der Hauptwelle und damit die Stellung der Nadelstange ermittelt wird.

Durch die DE 36 00 938 C1 ist eine als Impulsgeber bezeichnete Einrichtung für eine Nähmaschine bekannt, die drei konzentrisch angeordnete Tastspuren mit einer Vielzahl von Tastmarken auf einer Rasterscheibe enthält, wobei diese innerhalb des Nähmaschinengehäuses auf einer Welle angeordnet ist, die mit der Hauptwelle der Nähmaschine umläuft. Die äußere der drei Tastspuren ist einem Drehzahlgeber zuge­ ordnet. Durch diese Zuordnung wird bei Ausnutzung der schmälst­ möglichen Breite der Tastmarken eine maximale Anzahl von pro Zeiteinheit abtastbaren Tastmarken erzielt. Da die Regelgüte der Drehzahl mit zunehmender Anzahl der pro Zeiteinheit zur Verfügung stehenden Tastimpulse steigt, gibt es zwei Möglichkeiten die Regelgüte zu verbessern, nämlich den Durchmesser der Rasterscheibe und der entsprechenden Tastspur zu vergrößern und damit die Anzahl der Tastmarken zu erhöhen und/oder die Rasterscheibe mit einer gegenüber der Hauptwelle der Nähmaschine größeren Drehzahl anzutreiben.

Da innerhalb des Nähmaschinengehäuses im allgemeinen nur wenig Platz zur Verfügung steht, bietet es sich an, wenigstens die dem Drehzahlgeber zugeordnete Tastspur bzw. Rasterscheibe auf der Motorwelle entweder innerhalb des Motorgehäuses oder in unmittelbarer Nähe des Motorgehäuses unterzubringen.

Durch die DE-OS 22 27 116 ist ein zum Antrieb einer Nähmaschine dienender Elektromotor bekannt, der an der Außenseite des Maschinengehäuses ange­ flanscht ist und über eine Kupplung mit der Hauptwelle der Nähmaschine in Antriebsverbindung steht. Der Motor enthält innerhalb seines Gehäuses im Bereich der Kupplung ein durch die Motorwelle angetriebenes Lüfterrad und im gegenüberliegenden Endbereich einen Drehzahlgeber und mit axialem Abstand zwei Positionsgeber. Wenn auch der axiale Abstand zwischen dem Drehzahl­ geber und den beiden Positionsgebern gering ist, ergibt sich durch die Unter­ bringung der drei Geber doch eine merkbare Vergrößerung des Motorgehäuses in axialer Richtung. Bei einem Einbaumotor - wie er bei Haushaltnähmaschinen üblich ist - könnte wegen der engen Platzverhältnisse im Nähmaschinengehäuse eine solche Maßnahme u. U. nicht realisierbar sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Nähmaschine, die mittels eines ein Lüfterrad aufweisenden Elektromotors angetrieben wird, den Dreh­ zahlgeber und den wenigstens einen Positionsgeber so anzuordnen, daß einerseits für die Drehzahlregelung und eine große Anzahl von Tastmarken pro Zeiteinheit zur Verfügung steht und andererseits eine raumsparende Unterbringung gewährleistet ist. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, das Lüfterrad des Motors, die Rasterscheibe des Drehzahlgebers und das der Motorwelle zugeordnete Antriebsrad des Getriebes zu einem Mehrfunktionsrad zusammenzufassen und somit ein ohnehin vorhandenes Bauteil des Motors so auszugestalten, daß es zwei zusätzliche Funktionen erfüllt, wird bei diesem Motor trotz nunmehr integriertem Drehzahlgeber die axiale Baulänge nicht vergrößert.

Da ferner die wenigstens eine Steuersegmentscheibe des Positionsgebers nicht im oder am Motor, sondern auf der Maschinenhauptwelle oder einer zu ihr synchron angetriebenen Welle angeordnet ist und somit die Baulänge des Motors auch nicht durch den Positionsgeber beeinflußt wird, ist der erfindungsgemäß ausgestaltete Motor insbesondere als Einbaumotor geeignet. Da bei einem indirekten, d. h. über einen Riementrieb oder ggf. auch ein Zahnradgetriebe erfolgenden Antrieb der Nähmaschine die Motorwelle im allgemeinen mit größerer Drehzahl umläuft als die Maschinenhauptwelle, läßt sich auf diese Weise die Anzahl der pro Zeiteinheit zur Verfügung stehenden Tastmarken noch weiter erhöhen als bei einem direkten Antrieb der Maschinenhauptwelle, wie er durch die vorstehend genannte DE-OS 22 27 116 bekannt ist.

Durch die DE 39 42 719 C2 und DE 40 20 892 C2 sind zwei Beispiele für die räumliche Zusammenfassung von mehreren unterschiedliche Funktionen ausübenden Bauteilen zu einer Montageeinheit bekannt, indem auf der Nabe einer Riemenscheibe jeweils zwei ringförmige Stellungserfassungs­ scheiben für einen Positions- bzw. einen Drehzahlgeber angeordnet sind. Da diese ringförmigen Stellungserfassungsscheiben relativ zur Riemen­ scheibe verdrehbar sind und daher mit dieser keine bauliche Einheit ergeben, können sie gemeinsam auch kein der Erfindung entsprechende Mehrfunktionsrad bilden.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2, wonach das Lüfterrad einen äußeren Ring aufweist und die Rasterscheibe in Form eines Zahnkranzes auf der Umfangseite des Ringes angeordnet ist, läßt sich eine maximale Anzahl von als Zähne bzw. Zahnlücken ausgebildeten Tastmarken unterbringen.

Anspruch 3 betrifft eine konstruktive Maßnahme zur sicheren Befestigung des Mehrfunktionsrades auf einer abgeflachten Motorwelle. Derartige Abflachungen an Wellen zur formschlüssigen Befestigung von Antriebsrädern sind allgemein üblich und z. B. durch die DE-AS 17 63 859 bekannt.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer Nähmaschine;

Fig. 2 einen Motor mit einem Mehrfunktionsrad und einem Drehzahlgeber in teilweise demontiertem Zustand;

Fig. 3 eine Ansicht des Mehrfunktionsrades und des Drehzahlgebers und

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt der Motorwelle und der Nabe des Mehrfunktionsrades.

Die Nähmaschine 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das sich aus einem Sockel 3, einem Freiarm 4, einem Ständer 5 und einem Arm 6 zusammensetzt, der in einen Kopf 7 übergeht.

Im Arm 6 ist eine Hauptwelle 8 gelagert, die in bekannter Weise eine pendelnd aufgehängte Nadelstange 9 antreibt. Die Hauptwelle 8 steht über einen Zahnriementrieb 10 mit der Welle 11 eines innerhalb des Ständers 5 eingebauten Elektromotors 12 in Antriebsverbindung. Die Hauptwelle 8 treibt in bekannter und deshalb nicht näher erläuterter Weise eine im Freiarm 4 angeordnete, nicht dargestellte Welle an, durch die ein Stoffschieber 13 und ein nicht dargestellter Greifer angetrieben werden.

Auf der mit einer Abflachung 14 versehenen Motorwelle 11 ist ein Mehrfunktionsrad 15 angeordnet, dessen Nabe 16 an die Abflachung 14 angepaßt ist. Das Mehrfunktionsrad 15 ist ein einstückiges Spritzguß­ teil und besteht aus einem Lüfterrad 17, einer ringförmigen Raster­ scheibe 18 und einem Riemenradabschnitt 19.

Das Lüfterrad 17 weist eine Vielzahl von Flügeln 20 auf, die von einem äußeren Ring 21 umschlossen sind. Auf der Umfangseite des Ringes 21 ist die Rasterscheibe 18 in Form eines Zahnkranzes 22 angeordnet, wobei die einzelnen Zähne 23 bzw. Zahnlücken 24 Tastmarken für einen Drehzahlgeber 25 bilden.

Der Drehzahlgeber 25 weist ein an einer Motortragplatte 26 befestigtes U-förmiges Gehäuse 27 auf, das in ähnlicher Weise wie beim Impulsgeber aus der DE 36 00 938 C1 einen Lichtsender 28 und einen Lichtempfänger 29 enthält. Im montierten Zustand läuft der Zahnkranz 22 zwischen dem Lichtsender 28 und dem Lichtempfänger 29 hindurch, wobei der Wechsel von Freigabe und Sperrung des Lichtstrahles von einer bekannten, nicht näher erläuterten Auswerteschaltung als drehzahlrelevanter Impuls verarbeitet wird.

Der Riemenradabschnitt 19 ist seitlich des Lüfterrades 17 an der Nabe 16 angeformt. Die axiale Lage des Mehrfunktionsrades 15 ist in der einen Richtung durch die Stufe der Abflachung 14 festgelegt und wird in der anderen Richtung durch eine Sicherungsscheibe 30 gesichert, die sich reibschlüssig auf der Motorwelle 11 abstützt. Zur sicheren Halterung der Sicherungsscheibe 30 dient ein an der Radnabe 16 angeformter Ansatz 31, der seitlich von der Nabe 16 absteht und im Bereich der Sicherungsscheibe 30 die Abflachung 14 so weit ausfüllt, daß sich gemeinsam ein kreisrunder Querschnitt ergibt.

Der Hauptwelle 8 ist ein Positionsgeber 32 zugeordnet. Dieser weist zwei auf der Hauptwelle 8 befestigte Steuersegmentscheiben 33 auf, denen eine aus je einem Lichtsender und einem Lichtempfänger bestehende Abtastvorrichtung 34 zugeordnet ist. Der Positionsgeber 32 verarbeitet die durch die umlaufenden Steuersegmentscheiben 33 bewirkte Freigabe und Sperrung der Lichtstrahlen in bekannter Weise zu stellungsrelevanten Impulsen, z. B. für die Stoffschieber-Umschaltbe­ wegung und die Nadelstangen-Seitwärtsbewegung.

Claims (3)

1. Nähmaschine (1) mit einer Hauptwelle (8) und einem ein Lüfterrad (17) aufweisenden Elektromotor (12) mit einer Motorwelle (11), der über ein Getriebe (10) mit der Hauptwelle (8) in Antriebsverbindung steht, ferner mit einem eine Rasterscheibe (18) abtastenden Drehzahlgeber (25) und einem wenigstens eine Steuersegmentscheibe (33) abtastenden Positionsgeber (32) zur Feststellung der aktuellen Winkelstellung der Hauptwelle (8), dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (17), die Rasterscheibe (18) für den Drehzahlgeber (25) und das der Motorwelle (11) zugeordnete Antriebsrad (19) des Getriebes (10) zu einem Mehrfunktionsrad (15) zusammengefaßt sind und daß die wenigstens eine Steuersegment­ scheibe (33) des Positionsgebers (32) auf der Hauptwelle (8) angeordnet ist.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lüfterrad (17) einen äußeren Ring (21) aufweist und die Raster­ scheibe (18) in Form eines Tastmarken-Zahnkranzes (22) auf der Umfangseite des Ringes (21) angeordnet ist.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radnabe (16) des Mehrfunktionsrades (15) einen axial abstehenden Ansatz (31) aufweist, der zur sicheren Halterung einer die axiale Lage des Mehrfunktionsrades (15) festlegenden Sicherungsscheibe (30) eine Abflachung (14) der Motorwelle (11) ausfüllt.