DE2408961A1

DE2408961A1 - Motorbausatz fuer naehmaschinen und naehmaschine mit einem motorbausatz

Info

Publication number: DE2408961A1
Application number: DE19742408961
Authority: DE
Inventors: Albert N Cook; Lawrence R Goetz; Paul A Monley; Joseph P Yelpo
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1973-06-01
Filing date: 1974-02-25
Publication date: 1975-01-02
Also published as: GB1463131A; DE2408961C2; JPS5831956B2; JPS5015647A; IT1008920B; FR2231794B1; US3789783A; FR2231794A1; DE2463141A1

Description

Or. LWi8ö3nd,B:pi.-!ng.W.H!8mann Or. M. Ko'-ilsr, Π^ί.-ίπο. C. Gsrshardt

Pe'.ontsriwälte
Hamburg 50 - KönigstraBe 28

22. 2. 74

W.26 168/7^ 20/Hh

The Singer Company,

Elizabeth, New Jersey (V.St JU)

Motorbausatz für Nähmaschinen und Nähmaschine mit einem Motorbausatz·

Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektromotorbaueatz, insbesondere für eine Nähmaschine, und auf eine Nähmaschine mit einem Elektromotorbausatz.

Es ist bekannt, den elektrischen Motor einer elektrisch angetriebenen Nähmaschine mit einem Geschwindigkeitsregel— system zu versehen. US-PS 3 lh± 429 offenbart ein derartiges System, in welchem ein gesteuerter Siliziumgleichrichter in Verbindung mit einem getrennt angeordneten geschwin— digkeitseinstellenden Steuergerät versehen ist. Es ist auch bekannt, gewisse Teile des elektrischen Stromkreises eines Motorgeschwindigkeits—Reguliersystems auf einer Stromkreisplatte anzuordnen, und eine derartige Platte zusammen mit dem Motor innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses zu befestigen.

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Auf die vorgenannte Patentschrift und auf die US—PS 3 336 490 kann im Hinblick auf Konstruktionen gleicher Art bezug genommen werden. Jedoch erfordern derartige Ausführungen zeitbenötigende Verdrahtungsvorgänge, um die verschiedenen Elemente des Geschwindigkeitsreguliersystems elektrisch miteinander zu verbinden, und sie sind weiterhin nicht leicht an Massenherstellungsverfahren zum Ersetzen des Motors und/oder von Elementen des Geschwindigkeitsreguliersystems anzupassen. Weiterhin entsteht durch die Hitzeerzeugung innerhalb des Motorgehäuses insofern ein Problem, als die festen Halbleiterelemente, die in Motorsteuerstromkreisen mit Siliziuingleichrichtern verwendet werden, außergewöhnlich hitzeempfindlich sind und leicht zerstört werden, es sei denn, daß ausreichende Wärmeableitung ermöglicht ist oder daß die Menge erzeugter Wärme drastisch begrenzt wird. Es ist außerdem für viele bekannte Motorgeschwindigkeitssteuersysteme kennzeichnend, daß in den Bereichen niedriger Geschwindigkeiten der Geräuschpegel des Motors sich auf den Punkt erhöht, wo das Geräusch bestenfalls bereichsweise toleriert werden kann.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, die oben wiedergegebenen Schwierigkeiten zu beseitigen oder abzumildern.

Gemäß der Erfindung ist ein Elektromotorbausatz insbesondere für eine Nähmaschine mit einem Gehäuse, einer Antriebswelle, die in dem Gehäuse gelagert ist, Stiehbildeinstrumentalitäten, die arbeitsmäßig mit der Antriebswelle verbunden sind, und mit einer separaten und räumlich getrennt angeordneten Motorgeschwindigkeitssteuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotorbausatz ein geteiltes Motorgehäuse, welches im wesentlichen aus einem Endstützbasisteil und einem Deckel besteht, welcher mit dem Endbasisteil abnehmbar verbunden ist; einen Motoraufbau, der an dem Endstützbasisteil entnehmbar getragen ist; einen Motorsteuerbausatz, der an dem Endstützbasisteil befestigt ist und elektrische Stromkreisbestandteile miteinschließt, die

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mit der räumlich getrennt angeordneten Geschwindigkeitssteuereinrichtung zusammenarbeitend angeordnet ist, um den Stromfluß zu dem Motor innerhalb wenigstens zweier vorher festgelegter Motorgeschwindigkeitsbereiche zu regulieren; eine Schalteinrichtung, die an dem Endstützbasisteil befestigt ist und mit den Stromkreisbestandteilen und mit der Motorgeschwindigkeitsteuereinrichtung zum Auswählen eines der vorher festgelegten Geschwindig— keitsbereiche zusammenarbeitet und Buchsen- bzw. Steckereinrichtungen aufweist, die in dem Endstützbasisteil gebildet und geeignet sind, um den Motor mit einer elektrischen Energiequelle und arbeitsmäßig die Stromkreisbestandteile, die Schalteinrichtung und die Motorgeschwindigkeitssteuer— einrichtung zu verbinden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. i ist eine Vorderansicht einer elektrisch angetriebenen Nähmaschine, welche teilweise im Schnitt dargestellt ist und einen Elektromotorbausatz gemäß der Erfindung miteinschließt. Fig. 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines geteilten Motorgehäuses des Bausatzes mit einem Teil eines von diesem abnehmbaren Deckels, der weggebrochen dargestellt ist, und mit einem Endstützbasisteil, welcher teilweise im Schnitt dargestellt ist.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht des in Fig. 2 gezeigten Gehäuses, welche teilweise im Schnitt gehalten ist und eine Steuereinheit oder einen Steuerbausatz in diesem befestigt zeigt. Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht eines Teiles des Motorgehäuses, wobei ein Teil des abnehmbaren Deckels weggebrochen ist, um eine in dem Gehäuse befestigte abgeänderte Steuereinheit zu zeigen.

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Fig. 5 ist eine Unteransicht des Steuerbausatzes, der in Fig. h gezeigt ist, und eine Querschnittsansicht eines Teiles des Endstützbasisteiles, welche die Befestigung des Bausatzes an diesem zeigt.

Fig. 6 ist eine schaubildliche Ansicht mit auseinandergezogenen Teilen der mechanischen Beziehungen zwischen Elementen des Elektro-Motorbausatzes.

Fig. 7 ist ein schematisches elektrisches Stromkreisdiagramm eines Motorgeschwindigkeitsreguliersystems für einen Eeihenkommutatormotor mit einem gesteuerten Gleichrichter.

In der Fig. i der Zeichnung ist eine Nähmaschine allgemein gezeigt und durch das Bezugszeichen ii gekennzeichnet. Die Nähmaschine 11 weist ein Gehäuse 12 auf, welches den Antriebsmechanismus trägt, von den eine Hauptantriebswelle 13 ein Teil ist. Ein äußeres Gehäuse lh ist für gewöhnlich als Abdeckung für das Gehäuse 12 vorgesehen.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Elektromotorbausatz A, welcher einen innerhalb eines geteilten Gehäuses IiO befestigten Motor 15 aufweist, durch das Gehäuse unterhalb des Bettgehäuses bzw. der Arbeitsstücktragplatte getragen. Eine Befestigungsanordnung für den Motorbausatz, welche leichte Einstellbarkeit eines Riemens kl gestattet, welcher ein Kettenrad 42 auf der Hauptantriebswelle 13 mit einer Riemenscheibe 3^ verbindet, welche auf der Motorantriebswelle angeordnet ist, ist in der Patentanmeldung P 23 21 299.9 offenbart. Für eine weiter in Einzelheiten gehende Beschreibung einer derartigen Befestigungsanordnung wird auf diese Patentanmeldung bezug genommen. Der Elektromotorbausatz gemäß der Erfindung umfaßt das geteilte Gehäuse, welches aus einem Endstützbasisteil 16, einem abnehmbaren Deckel 18, einem Motoraufbau 15, einen Motorsteuerbausatz 20 bzw. einem Motorsteuermodul, einem Schalter 22 und

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einer elektrischen Schaltung besteht, die den Motor und zugeordnete Steuerelemente, so wie es nachfolgend beschrieben wird, miteinander verbindet.

Es wird bemerkt, daß ein von Hand betätigbarer Wähler k8 in dem Gehäuse der Nähmaschine gelagert ist und daß ein Lenker 50 mit einem vorstehenden Teil bzw. einem Vorsprung des Wählers dadurch verbunden ist, daß dieser einen Endteil 40 aufweist, welcher so gedreht ist, daß er in Querrichtung mit Bezug auf die Längsachse des Lenkers vorsteht. Dieses gedrehte Ende ist innerhalb des Vorsprungs drehbar getragen und wird durch eine Zwischenlegscheibe 2i an Ort und Stelle gehalten. Das andere Ende des Lenkers 50 ist mit dem Schalter 22, welcher nachfolgend beschrieben wird, fest verbunden, welcher verschiebbar in dem Endbasisteil 16 des Motorgehäuses befestigt ist. Demgemäß bewirkt die manuelle Betätigung des Wählers 48 die Verschiebungsbewegung des Schalters 22 in eine Stellung, wo die gewünschte elektrische Schaltung innerhalb des Endstützbasisteils ±6 geschaltet ist, um einen vorher bestimmten Geschwindigkeitsbereich für den Motor einzustellen oder um den Motor von seiner elektrischen Energiequelle abzutrennen. Dieses Merkmal ist in bestimmten Ländern bedeutsam, wo es erforderlich ist, daß Schaltsteuerungen, welche für manuelle Betätigung zugänglich sind, getrennt mit der elektrischen Schaltung verbunden sein müssen, um die Gefahr eines körperlichen Schadens der Maschinenbedienungsperson auf ein Minimum zu verringern. In diesem Zusammenhang kann auf die US-Patentanmeldung 358 239 im Hinblick auf eine weiter auf Einzelheiten eingehende Beschreibung des Wählers und der Schalteranordnung bezug genommen werden.

Wie in den Pig. 2 und 3 gezeigt, ist der Motor 15 innerhalb des geteilten Gehäuses 110 angeordnet. Bas Gehäuse, welches vorzugsweise aus einem isolierenden Material, beispielsweise gespritztem Kunststoff material oder dgl. gebildet ist, weist den Endstützteil 16 und den abnehmbaren

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Deckel 18 auf. Die beiden Bestandteile des geteilten Gehäuses IiO können durch Befestigungsmittel, beispielsweise durch Schrauben 43, verbunden werden, wobei der Endstützteil mit einen den Deckel aufnehmenden Sitz 47 versehen ist, um diesen aufzunehmen und auszurichten· Der Endstützteil ist mit einem Stecker— bzw. Buchsenteil 19 versehen, welcher mit diesem zusammen aus einem Stück hergestellt ist. Die Buchse weist eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Anschlüssen 145, 130, I63, 191 und 189 (siehe Fig. 7) auf, welche geeignet sind, die Motorsteuereinheit 20 arbeitsmäßig, wie es nachfolgend beschrieben wird, mit dem Schalter 22 und mit einem Motorgeschwindigkeitssteuergerät 137, welches vom Motor getrennt angeordnet ist, zu verbinden. Die Buchse 19 verbindet außerdem den Motor mit einer elektrischen Energiequelle. Die Anschlüsse der Buchse 19 gehen vollkommen durch die Wand des Endbasisteiles 16 hindurch, um eine derartige elektrische Zwischenverbindung bequem zu ermöglichen. Dadurch wird die Verwendung eines Motorsteuerbausatzes ermöglicht, welcher leicht von dem Endbasisteil abnehmbar gemacht werden kann. Der Bausatz kann einen vollständig integrierten Stromkreis aufweisen, der auf einer Grundplatte, wie es bekannt ist, befestigt sein kann, oder er kann aus einer Stromkreisplatte bestehen, welche gedruckte Stromkreise und diskrete elektrische Bestandteile auf dieser aufweist. Als Alternative kann der Bausatz eine Hybrid-Einheit aufweisen, in welcher eine integrierte Schaltung und bestimmte diskrete Bestandteile kombiniert sind. Eine derartige Hybrid-Einheit bzw. ein Hybrid-Modul ist in den Fig. 2 und gezeigt, während die Fig. 4 und 5 eine Stromkreisplatte 23 mit einer Anzahl von diskreten elektrischen Bestandteilen 24, welche in der gedruckten Schaltung 25 verbunden sind, beschreiben. In jedem Fall kann die Motorsteuereinheit mit einem Metallarm 26 versehen sein, welcher beispielsweise durch eine selbsthaltende Schraube 27 an der Innenwand des Endbasisteils 16 befestigt sein kann· Der Metalltragarra 26

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dient als Wärmesenke für durch die Motorsteuereinheit erzeugte Wärme.

Die Fig. 2 und 3 zeigen außerdem einen Stecker 133, der innerhalb der Buchse verbunden angeordnet ist bzw. in diese eingesteckt wird. Es sind zwei zum Stecker gehörende Leitungen gezeigt. Eine Leitung 29 ist mit einer elektrischen Energiequelle verbunden. Eine Leitung 30 verbindet den Schalter 22 und den Steuernodul 20 mit dem entfernt angeordneten Geschwindigkeitssteuergerät 137» welches zweckmäßigerweise ein solches Steuergerät sein kann, welches ein Fuß— pedal aufweist. Die elektrische Schaltung für den Schalter, die Steuereinheit und das Geschwindigkeitssteuergerät ist in Fig. 7 schematisch dargestellt, und auf diese wird nachfolgend bezug genommen.

Wie es klar in Fig. 3 zu sehen ist, ist der abnehmbare Deckel 18 in erwünschter Weise mit einer Trennwand 31 versehen, welche sich von einer Endwand 32 des Deckels 18 nach innen erstreckt. Die Trennwand dient dazu, den Innenraum des Gehäuses in zwei separate Abteile für den Motor 15 und für seine Steuereinheit 20 aufzuteilen. Wie insbesondere aus Fig. 3 zu entnehmen ist, erstreckt sich die Trennwand 31 nicht über die ganze Länge des Gehäuses, so daß eine Verbindung zwischen den Abteilen benachbart zum Endbasisteil vorgesehen ist. Eine derartige Verbindung ist erwünscht, da sie einen Fluß bzw. eine Strömung kühlender Luft in das Abteil ermöglicht, in welchem der Steuerbausatz bzw. die Steuereinheit angeordnet ist.

Wie bekannt, weist die Antriebswelle 33 des Motors eine Riemenscheibe 34 auf, welche an diesem an dem Ende befestigt ist, welche sich durch den Endbasisteil hindurcherstreckt. Wie oben festgestellt, ist die Riemenscheibe durch den Riemen 41 mit einem Kettenrad 42 auf der Hauptantriebs— welle der Nähmaschine verbunden, um so für diese die Antriebsenergie zu übertragen. An dem anderen Ende der Motorantriebswelle ist ein Ventilator 35 befestigt, welcher dazu

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dient, einen Fluß kühlender Luft durch Öffnungen 39 in dem Endstützteil über die Teile des Motors 15, beispielsweise über den Feldkern 49, den Anker 44 und die zugeordneten Windungen 45 einzuführen und aus den Öffnungen 36 in dem Endwandteil des abnehmbaren Deckels 18 auszuführen. Ein verhältnismäßig geringerer Teil dieser Luft zirkuliert durch das Abteil, welches die Steuereinheit umgibt. Durch Vorsehen eines gemeinsamen Befestigungsstützteiles i6 wird die Verwendung eines Motorbausatzes erleichtert. Der Motor 15 kann an dem Endstützbasisteil ±6 durch Befestigungsmittel, beispielsweise durch Schrauben 46, befestigt sein.

Die Verdrahtung für die gewöhnliche Nähmaschinenbeleuchtung ist bei 37 dargestellt. Wie gezeigt, gehen die Leitungen durch eine Öffnung 38 in dem oberen Teil des abnehmbaren Deckels hindurch und gehen weiter in Richtung nach oben innerhalb des äußeren Gehäuses der Maschine zur Glühlampe bzw. zur Beleuchtung.

Die Fig. 6 erläutert die mechanischen Elemente des Motorbausatzes A. Es wird bemerkt, daß durch Vorsehen eines gespaltenen bzw. geteilten Motorgehäuses, von welchem der eine Bauteil, nämlich der Endstützbasisteil 16, mit der einstückig ausgebildeten Buchse 19 und der Schaltereinrichtung 22 versehen ist, als auch dadurch, daß dieser geeignet ist, um den Motor 15 und die Motorsteuereinheit 20 an diesem zu befestigen, um die verschiedenen Bestandteile elektrisch zu verbinden, verschiedene Vorteile resultieren. Demgemäß können entweder der Motor oder die Steuereinheit leicht installiert oder entnommen werden, wobei ein Minimum an Verdrahtung von Hand erforderlich ist. Der Schalter 22 dadurch, daß er in entsprechender Weise an dem gemeinsamen Endstützbasisteil 16 befestigt ist, sorgt für eine einfache außergewöhnlich schnelle Verbindung des Motors und der Steuereinheit und mit dem entfernt angeordneten Geschwindigkeitssteuergerät 137, da die erforderliche elektrische Verdrahtung vermittels von Anschlüssen verbunden werden kann, welche durch

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den Endstützbasisteil und durch Führungsdurchgänge, die in diesem einstückig ausgebildet sind, getragen sind.

In Fig. 7 ist die elektrische Schaltung des Motorgeschwindigkeit sSteuersystems gemäß der Erfindung zusammen mit einer schaubildlichen Darstellung des elektrischen Reihenkommutationsiaotors gezeigt, der in dem Gehäuse 110 eingeschlossen ist. Der Motor weist eine Ankerwicklung iii und eine Feldwicklung 112 auf. Innerhalb des Gehäuses 110 ist ein integrierter Stromkreis oder Bausatz 20 oder als Alternative ein gedruckter Stromkreismodul, wie oben festgestellt, befestigt.

In dem integrierten Stromkreisbausatz 20 ist ein gesteuerter Siliziumgleichrichter 114 (SCR) eingeschlossen, der eine Kathode 115 aufweist, welche mit dem Anschluß 116 des Bausatzes 20 verbunden ist. Der Anschluß il6 des Bausatzes ist über eine Leitung 117 und über in Eingriff befindliche Verbindungsteile 118 mit dem einen Ende der Ankerwicklung ill verbunden. Die Anode 119 des SCR 114 ist mit dem Anschluß 120 des integrierten Stromkreisbau— satzes 20 verbunden. Der Anschluß 120 kann einen einsteck— baren Verbindungsteil 121 aufnehmen, welcher an diesem befestigt ist und über eine Leitung 122 mit dem Anschluß 123 des Hauptenergieschalters 22 verbunden ist.

Eine Diode 125 weist eine Kathodenelektrode auf, die mit der Steuerelektrode 126 des SCR 114 verbunden ist, und deren Anodenelektrode mit der Kathodenelektrode 115 des SCR 114 verbunden ist. Parallel zur Diode 125 und parallel zur Steuerelektrode und der Kathodenelektrode des SCR 114 ist ein Kondensator 127 angeschlossen. Die Diode 125 verhindert, daß umgekehrte Spannungen parallel zur Steuerelektroden-Kathodenverbindung des SCR 114 auftreten, welche diesen zerstören können. Der Kondensator 127 dient dazu, zufällige Störkommutationsimpulse herauszufiltern, welche irrtümlicherweise bzw. fehlerhaft den SCR 114 zünden bzw. einschalten könnten.

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Ein Widerstand 142 ist von der Steuerelektrode 126 des SCR 114 über einen Anschluß 128 des integrierten Stromkreises 20, eine Leitung 129, einen Stecker 130, der in der Buchse 19 angeordnet ist, einen Buchsenanschluß 132 der Buchse 133, über eine Leitung 134 und ineinandergesteckte Verbindungsteile 135 niit dem einen Ende eines Widerstandes eines Potentiometers I36 verbunden. Das Potentiometer 136 ist vorzugsweise in einer üblichen Fußsteuereinrichtung 137 fest angeordnet, welche getrennt bzw. entfernt von der Nähmaschine zweckmäßig angeordnet ist. Der Anschluß 128 ist intern mit einem Anschluß 138 des Bausatzes 20 verbunden, welcher seinerseits über eine Leitung 139 und im Eingriff befindliche Verbindungsteile 140 mit einem Punkt 141 verbunden ist, der gemeinsam mit der Anker— bzw. der Feldwicklung 111 bzw. 112 verbunden ist.

Ein zweiter Widerstand 152 ist von der Steuerelektrode 126 des SCH 114 über einen Anschluß 143, eine Leitung 144, einen Steckeranschluß 145 der Buchse 19* einem Buchsenanschluß 146 des Steckers 133, über eine Leitung 147, über in Eingriff befindliche Verbindungsteile 148, über eine Leitung 149, über einen Ein/Aus-Geschwindigkeitssteuerschalter 150 mit einem Wischarm 151 des Potentiometers I36 verbunden, welcher in der Fußsteuereinrichtung 137 angeordnet ist. Das andere Ende des Widerstandes des Potentiometers I36 ist über im Eingriff befindliche Verbindungsteile 160, über eine Leitung l6i, einen Buchsenanschluß 162 des Buchsenteiles 133, einen Steckeranschluß 163 der Buchse 19 und über eine Leitung 164 mit einem Anschluß 165 des Hauptschalters 22 verbunden. Der Anschluß 165 des Hauptenergieschalters ist ober einen Widerstand 166 mit einem Anschluß 167 des Hauptenergieschalters verbunden. Der Anschluß 167 ist über eine Leitung 168 mit einem Anschluß 169 verbunden. Der Anschluß I69 ist über einen Widerstand 170 mit einem Anschluß 171 verbunden, welcher über eine Leitung 172 mit dem Anschluß 173 des Hauptenergieschalters 22 verbunden ist. Der Anschluß

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173 ist zusätzlich über eine Leitung 174 mit dem Anschluß 123 verbunden.

Der Anschluß 173 des Hauptenergieschalters 22 ist außerdem über eine Leitung 175» über in Verbindung befindliche Verbindungsteile 176 mit dem einen Ende einer Lampe 177 verbunden, welche in dem Arm der Nähmaschine angeordnet bzw. befestigt sein kann. Die andere Seite der Lampe 177 ist über eine Leitung 178, über in Verbindung befindliche Verbindungsteile 179, über Leitungen 180 und

182 mit dem von der Verbindungsstelle 141 entfernt liegenden Ende der Motorfeldwicklung 112 verbunden.

Der Hauptenergiesehalter 22 in der bevorzugten Aus— führungsform ist mit einem Paar von bewegbaren Kontakten

183 versehen, welche zusammengekuppelt sind und von einer Verbindung angetrieben werden, welche die bewegbaren Kontakte mit dem von Hand betätigbaren Wähler 48 verbindet, welcher in dem Nähiuaschxnengehäuse angeordnet ist. Die bewegbaren Kontakte sind in der Stellung 1 gezeigt, welches die ausgeschaltete Stellung ist. In der ausgeschalteten Stellung legt ein Paar von Kontakten einen niedrigen Wider— standsweg zwischen den Anschlüssen l65 und I67 des Schalters 22 fest, und ein zweites Paar von Kontakten legt einen niedrigen Widerstand zwischen den Anschlüssen 123 und 153 des Schalters 22 fest. In der zweiten Stellung, welches die Stellung niedriger Geschwindigkeit ist, sind die Anschlüsse 167 und l69 und die Anschlüsse 123 und 181 mit einem Weg geringen Widerstandes oder mit einem Kurzschlußstromkreis versehen. In der Stellung 3» welche der hohen Geschwindigkeit entspricht, erzeugen die Kontakte 183 einen Kurzschlußstromkreis zwischen den Anschlüssen 169 und 171 und 173 und 181.

Ein üblicher elektrischer Steckerstift 184, der mit einem elektrischen, nicht gezeigten, Ausgang verbunden werden kann, ist über Leitungen 185 und 186 mit Buchsenanschlüssen 187 bzw. 188 der Buchse 133 verbunden. Die Leitungsspannung, welche am elektrischen Ausgang vorgesehen

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1st, ist über die Leitung 185, einen Buchsenanschluß 187, einen Steckeranschluß 189 eine Leitung 190 mit dem Anschluß 181 des Hauptenergieschalters 22 verbunden. Die andere Seite der Leitungsspannung wird über eine Leitung 186, einen Buchsenanschluß 188, einen Steckeranschluß 191, eine Leitung 192 und eine Leitung 182 mit demjenigen Ende der Motorfeldwicklung 112 verbunden, welches zur Verbindungsstelle 141 entfernt angeordnet ist.

Es wird bemerkt, obwohl die bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung einen integrierten Stromkreisbausatz zeigt, der den SCR 114, die Diode 125, den Kondensator 127 und die Widerstände 142 und 152 aufweist, welche durch übliche Herstellverfahren für integrierte Stromkreise oder Hybrid-Einheiten hergestellt sind, diese Bestandteile auch für sich getrennt ausgebildet sein können und separat auf einer gedruckten Stromkreisplatte wie in Fig. 5 gezeigt, eingesetzt werden können. Die gedruckte Stromkreisplatte ist vollständig mit dem integrierten Stromkreisbausatz austauschbar und arbeitet in der gleichen Art und Weise. Es wird bemerkt, daß Stecker- und Buchsenverbindungen vorgesehen sind, so daß der Bausatz mit gedrucktem Stromkreis leicht durch den Bausatz mit integriertem Stromkreis zu irgendeinem Zeitpunkt, der dies erforderlich machen sollte, leicht ersetzt werden kann.

Es wird außerdem bemerkt, daß die Energie für die Lampe 177 über den Anschluß 173 des Hauptenergieschalters 22, den Anschluß 191 und die Buchse 19 geliefert wird, wodurch die Lampe im Zustand ihrer vollen Helligkeit verbleibt, obwohl die bewegbaren Kontakte 183 von der niedrigen zur hohen Stellung bewegt werden.

Beim Arbeiten wird der Stecker 184 in einen üblichen Wechselstromausgang eingesetzt, welcher die eine Seite der Leitungsspannung mit dem Anschluß 181 des Hauptenergieschalters 22 verbindet. Mit den bewegbaren Kontakten 183 in der gezeigten Stellung verbleibt der Motorstromkreis

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offen und die Nähmaschine verbleibt in dem Nichtarbeitszustand, da kein leitender Weg zwischen den Anschlüssen 123, 173, und 181 an dem Hauptenergieschalter 22 vorhanden ist. Die bewegbaren Kontakte. 183 werden.in die zweite oder in die Stellung niedriger Geschwindigkeit bewegt, und ein Kurzschlußstromkreis ist zwischen den Anschlüssen 123 und 181 vorgesehen, wodurch die eine Seite der Leitung sspannung über den Draht 122, über die verbundenen Verbindungsteile 120 mit der Anodenelektrode 119 des SCR 114 verbunden ist. Die Kathodenelektrode 115 des SCR 114 wird über den Anschluß ü6, die Leitung 117, die Verbindungsteile 118 mit der Ankerwicklung ill des Motors verbunden, welche mit der Feldwicklung 112 in Reihe gesOhaltet ist. Das andere Ende der Feldwicklung 112 ist mit dem anderen Ende der Leitungsspannung über die Leitungen 182 und 192, die Anschlüsse 188 und 191 und die Leitung 186 des Steckers 184 verbunden.

Ein Spannungsteiler-Netzwerk, welches den variablen Widerstand des Potentiometers 136 und die Widerstände 166 und 170 aufweist, wird zu diesem Zeitpunkt an Spannung gelegt. Jedoch kann die Fußsteuereinrichtung 137, welche einen Ein/Aus-Geschwindigkeitssteuerschalter 150 in sich aufweist, keine Spannung von dem Wischarm des Potentiometers 136 zur Steuerelektrode 126 des SCR 114 liefern, bis die Bedienungsperson den Fußsteuerschalter herunterdrückt, um den Schalter 150 zu schließen. D. h., daß die Nähmaschine in Nichtarbeitssteilung bleibt, wenn der Hauptschalter 22 entweder in die hohe oder niedrige Stellung bewegt wird, solange wie die Bedienungsperson nicht den Fußschalter herunterdrückt, um den Ein/Aus-Geschwindigkeitssteuerschalter 150 zu schließen. Wenn die Bedienungsperson den Fußsteuerschalter herunterdrückt und den Schalter 150 schließt, wird die Steuerspannung über den Wischarm 151 des Potentiometers 136 des Spannungsteilernetzwerkes über den Schalter 150 und den Widerstand 153 zur Steuerelektrode des

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SCR 114 geliefert. Mit einer positiven Spannung, die an der Steuerelektrode des SCR 114 erscheint, wird dieser gezündet, bzw. eingeschaltet und gestattet, daß ein Strom von der einen Seite der Leitung durch die Anker- und Feldwicklungen zur entgegengesetzten Seite der Leitung fließt. Das weitere Herunterdrücken des Fußschalters durch die Bedienungsperson bewegt den Wischarm des Potentiometers in derjenigen Richtung, um die an der Steuerelektrode des SCR 114 verfügbare Spannung zu erhöhen. Mit der erhöhten Spannung die an die Steuerelektrode des SCR 114 angelegt wird, zündet der SCR 114 früher im Zyklus, wodurch sich vergrößernde Stroinanteile an den Anker und die Feldwicklung des Motors angelegt werden, wodurch dessen Geschwindigkeit erhöht wird.

Der Betrag der an die Steuerelektrode gelieferten verfügbaren Spannung wird mit der Spannung in Beziehung gesetzt, die parallel zum Potentiometer 136 erscheint. Je . größer der Betrag der an die Steuerelektrode der SCR 114 gelieferten Spannung ist, desto früher wird der SCR 114 zünden. Da das Spannungsteiler-Netzwerk feste Widerstände 166 und 170 zusätzlich zu dem variablen Widerstand des Potentiometers 136 enthält, ist die parallel zum Potentiometer 136 erscheinende Spannung proportional zum Wider— standwert des Potentiometers 136 im Vergleich zum gesamten Widerstand des Spannungsteilernetzwerks. Der Bereich der Arbeitsgeschwindigkeit des Motors kann durch eine Bedienungsperson erhöht werden, indem die bewegbaren Kontakte 183 in ihre dritte oder Hochgeschwindigkeitsstellung bewegt werden, wodurch der Widerstand 170 kurzgeschlossen wird. Dadurch wird die Spannung, die parallel zum Potentiometer 136 verfügbar ist, erhöht, wodurch einer Bedienungsperson ermöglicht wird, den SCR 114 in einem viel früheren Teil des Zyklus zu zünden, wodurch ein zusätzlicher Strom zu dem Motor geliefert wird, wodurch dessen Ausgangsgeschwindigkeit erhöht wird.

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Wenn die Bedienungsperson ihren Fuß von dem Fußsteuerschalter wegnimmt, wird der Ein/Aus-Geschwindigkeitsschalter 150 in seine offene Stellung zurückkehren, wodurch die Zündspannung von der Steuerelektrode des SCR 114 weggenommen wird. Wenn keine Zündspannung an der Steuerelektrode des SCR 114 erscheint, wird dieser von selbst erlöschen, bzw. sich ausschalten, sobald wie die Leitungsspannung null wird, wodurch irgendein weiterer Strom daran gehindert wird, durch den Motor hindurchzu— fließen, wodurch dieser angehalten wird.

Ein Vorteil der oben beschriebenen Nähmaschine ist der, daß hier bei niedrigeren Geschwindigkeiten auf einem verringerten Geräuschpegel gearbeitet werden kann.

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Nähmaschine ist der, daß die innerhalb des Motorgehäuses erzeugte Wärme verringert wird, wodurch die Betriebsdauer der halbleitenden festen Elemente, welche innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, vergrößert wird.

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen elektrisch angetriebenen Nähmaschine ist das Anordnen einer Motor— Steuereinheit oder eines Motorsteuerbausatzes, welcher innerhalb eines geteilten Motorgehäuses angeordnet ist, und das Anordnen einer entfernt angebrachten Motorgeschwindigkeitssteuereinriclitung, wodurch die Geschwindigkeitssteuerelemente der Maschine auf einfache Weise und schnell ersetzt bzw. ausgetauscht werden können, wenn dies erforderlich ist, wobei ein Minimum an Zeit zum Abklemmen und Anklemmen bzw. Verdrahten erforderlich ist=

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen elektrisch angetriebenen Nähmaschine ist der, daß sie einem Motorge— schwindigkeitssteuersystem zugeordnet ist, in welchem bestimmte elektrische Schaltelemente so aufgebaut sind, daß sie im Zusammenhang bzw. in Zusammenwirkung mit dem Aufbau des Motorgehäuses ausgebildet sind, wobei das System den härtesten Inspektionsanforderungen amtlicher bzw. verantwortlicher Stellen genüge tut.

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Ein noch weiterer Vorteil des oben beschriebenen Motoreinsatzes bzw. Motorbausatzes ist der, daß er in dem Gehäuse einer Nähmaschine befestigbar ist, in welcher das Geschwindigkeitsreguliersysteia bereits nahezu vollständig vorverdrahtet ist.

Ein weiterer Vorteil der oben beschriebenen Nähmaschine ist das Vorsehen einer elektrischen Schaltung für ein Motorgeschwindigkeitsregelsystem, welches die Erzeugung von Wärme auf ein Minimum absenkt und die Geräuschpegel in dem Bereich niedriger Motorgeschwindigkeit verringert.

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Claims

Patentansprüche

Elektromotorbausatz insbesondere für eine Nähmaschine mit einem Gehäuse, einer Antriebswelle, die in dem Gehäuse gelagert ist, Stichbildeinstrumentalitäten, die arbeitsmäßig mit der Antriebswelle verbunden sind, und mit einer separaten und räumlich getrennt angeordneten Motorgeschwindigkeitssteuereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor-Bausatz (A) ein geteiltes Motorgehäuse (110), welches im wesentlichen aus einem Endstützbasisteil (16) und einem Deckel (18) besteht, welcher mit dem Endbasisteil (l6) abnehmbar verbunden istj einen Motoraufbau (15), der an dem Endstützbasisteil (i6) entnehmbar getragen ist; einen Motorsteuerbausatz (20), der an dem Endstützbasisteil befestigt ist und elektrische Stromkreisbestandteile (114, 125, 126, 142, 152) miteinschließt, die mit der räumlich getrennt angeordneten Geschwindigkeitssteuereinrichtung (137) zusammenarbeitend angeordnet ist, um den Stromfluß zu dem Motor innerhalb wenigstens zweier vorher festgelegter Motorgeschwindigkeitsbereiche zu regulieren; eine Schalteinrichtung (22), die an dem Endstützbasisteil (16) befestigt ist und mit den Stromkreisbestandteilen und mit der Motorgeschwindigkeitssteuereinrichtung zum Auswählen eines der vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereiche zusammenarbeitet und Buchsen- bzw. Steckereinrichtungen (19.) aufweist, die in dem Endstützbasisteil (l6) ausgebildet und geeignet sind, um den Motor mit einer elektrischen Energiequelle und arbeitsmäßig die Stromkreisbestandteile, die Schalteinrichtung und die Kotorgeschwindigkeitssteuereinrichtung zu verbinden.
2. Elektromotorbausatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Endstützbasisteil (l6) mit einem den Deckel aufnehmenden Sitz (47) versehen ist, welcher den Deckel (18) aufnimmt und ihn mit dem Endstützbasis-

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teil (16) richtig ausrichtet.
3. Elektromotorbausatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel einstückig mit einer Trennwand (3i) zwecks Erzeugung eines den Elektromotor aufnehmenden Abteils und eines den Motorsteuerbausatz aufnehmenden Abteils versehen ist.
4. Nähmaschine mit einem Gehäuse, einer Antriebswelle, die in dem Gehäuse gelagert ist und Hin- und Herbewegungen zu Stichbildeinstrumentalitäten überträgt, einem Elektromotorbausatz und mit einer räumlich getrennt angeordneten Motorgeschwindigkeitssteuereinrichtung gekennzeichnet durch einen Elektromotorbausatz nach einem der Ansprüche 1 bis
5· Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorsteuerbausatz (20) eine Mehrzahl von diskreten elektrischen Bestandteilen (24) aufweist, die an einer gedruckten Stromkreisplatte (23) befestigt sind.
6. Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorsteuerbausatz (20) einen integrierten Stromkreis-Chip oder eine Schaltplatte aufweist.
7· Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorsteuerbausatz (20) einen Hybrid-Stromkreis aufweist, der einen integrierten Stromkreis-Chip und wenigstens ein diskretes elektrisches Bauteil miteinschließt.
8. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorsteuerbausatz (20) an einem Metalltragarm (26) in Wärmesenke-Beziehung mit diesem befestigt ist und daß der Tragarm (26) an dem Endstützbasisteil (l6) in unmittelbarer Nähe zu der Buchsen- bzw. Steckereinrichtung (19) angeordnet ist.
9. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (22) an dem äußeren Teil des Endstützbasisteiles (16) angeordnet ist und daß die Schalteinrichtung (22) mit einem von Hand betätigbaren Wähler (48) arbeitsmäßig verbunden ist, der an dem Nähmaschinengehäuse (12) getragen ist, wodurch die

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Schalteinrichtung (22) wahlweise geregelt bzw. betätigt werden kann, um die Energiequelle von dem Motor (15) zu trennen und um quantitative Grenzen für den Stromfluß zum Motor festzulegen, um auf diese Weise irgendeinen der vorher festgelegten Geschwindigkeitsbereiche festzulegen,
10. Nähmaschine nach einem der Ansprüche h bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motorsteuerbausatz einen gesteuerten Siliziumgleichrichter (114) aufweist, der eine Anode (119), eine Kathode (115) und eine Steuerelektrode (126) aufweist, wobei die Anodenelektrode (119) wit einer Wechselspannungsquelle verbunden ist und die Kathodenelektrode (115) mit dem einen Ende der Ankerwicklung (ill) des Motors (15) verbunden ist; der Motorsteuerbausatz weiterhin eine Diode (125) mit einer Kathode und einer Anode, wobei die Kathode mit der Steuerelektrode des Gleichrichters (Ii²O und die Anode mit der Kathode des Gleichrichters (il4) verbunden ist; einen Kondensator (127), der zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des Gleichrichters (114) geschaltet ist; einen ersten Widerstand (142), der mit der Steuerelektrode (126) des Gleichrichters (il4) und mit dem anderen Ende der Ankerwicklung (ill) verbunden ist; und einen zweiten Widerstand (152) aufweist, der zwischen Steuerelektrode (126) des Gleichrichters (114) und Motorgeschwindigkeitssteuereinrichtung (137) geschaltet ist.
11. Nähmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorgeschwindigkeitssteuereinrichtung (137) ein Potentiometer (136) mit zwei Endanschlussen (134, I6i) und einem Wischarmanschluß (l5i), wobei der eine Endanschluß (161) mit der Anode (ü9) des Gleichrichters (114) und der andere Anschluß (134) mit dem anderen Ende der Ankerwicklung (ill) verbunden ist, und einen normalerweise offenen Schalter (i50) aufweist, der mit zwei Anschlüssen versehen ist, wobei der erste Schalteranschluß mit dem Wischarmanschluß (151) des Potentiometers (136) und der zweite Schalteranschluß (149) mit der Steuerelektrode (126)

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des Gleichrichters (il^) über den zweiten Widerstand (152) verbunden ist, wodurch eine Bedienungsperson, welche den für gewöhnlich geöffneten Schalter (i5O) schließt, eine Zündspannung von dem Wischarmanschluß (151) des Potentiometers (136) zu der Steuerelektrode (126) des Gleichrichters (ii*0 führt.

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