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ANTRIEBSVORRICHTUNG, BESTEHEND AUS EINER ELEKTROMAGNETISCH
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BETÄTIGTEN BREMSE UND KUPPLUNG, INSBESONDERS FUR DIE BE-WEGUNGSUBERTRAGUNG
ZU DEN NAHORGANEN IN NAHMASCHINEN.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung, welche
aus einer elektrorr.agnetisch betätigten Brefllse und Kupplung besteht und insbesonders
fAr die Bewegung Abertragung zu den Nthorganen in Nähmaschinen geeignet ist.
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Die erfindungsgemässe Vorrichtung findet zwar in zahlreichen verschiedenen
Gebieten Anwendung, eignet sich aber vor allem fAr die Bewegungsübertragung zu den
NEhorganen in Nähmaschinen, insbesonders wenn es darum geht, die Nthorgane schnell
in einer vorbestimmten, immer
gleichen Stellung anzuhalten.
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Zu diesen Zweck gibt es derzeit Nähmaschinen, in welchen die auf die
angetriebene Hauptwelle der Maschine abertragene Bewegung von der Antriebswelle
le eines Illit konstanter Geschwindigkeit dreftenden Elektromotors geliefert wird,
welche an einem Ende mit einem Schwungrad versehen ist.
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Die Verbindung zwischen der angetriel)enen Maschinenwelle und der
Welle des Elektromotors wird i ,esentlicllen durch eine auf die angetriebene Welle
aufgezogene Kupplung 5 scheibe hergestellt, welche mit Bezug auf das Schwungrad
auf der Antriebswelle des Elektromotors axial verschiebbar ist.
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Diese Kupplung wird elektromagnetisch an das Schwungrad angestellt,
um die BewegungsAbertraguna zu erzielen.
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Auf die angetriebene Welle ist ausserdelu eine Bremsscheibe aufgezogen,
welche elektromagnetisch gegen eine ortsfeste Fläche angezogen wird, um eine schnelle
bzw.
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sofortige Unterbrechung der Bewegung durch Reibung zu erzielen.
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Ausserdem sind elektrische und/oder elektronische Schaltungen vorgesehen,
um die Betätigung der Bremsscheibe und/oder der Kupplungsscheibe zu steuern und
zu regeln.
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Diese herkömmlichen Vorrichtungen arbeiten ungenau und nicht mit der
gewflnschten Schnelligkeit infolge der Reibungen, welche bei der Betätigung der
Brems- und der Kupplungsscheibe auf der angetriebenen Wlle entstehen.
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Ausserdem weisen sie den grossen Nachteil auf, dass die Ein- und Nachstellung
des Abstands zwischen dem auf der Bremsscheibe vorhandenen Bremsbelag und der entsprechenden
ortsfesten Fläche bei stillsteiienden Motor oder wenigstens bei stillstehender Abtriebswelle
der Nthmaschine vorgenommen werden muss.
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Diese Einstellung ist zuerst beim Zusammenbau der Nähmaschine notwendig
und muss darauf in regelmässigen Zeitabständen vorgenommen werden, weil sich der
Bremsbelag fortlaufend abnutzt.
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Der genannte Abstand zwischen dem Bremsbelag und der entsprechenden
ortsfesten FlAche ist von grosser Wichtigkeit; bei zu grossem Abstand kommt es ZU
Beulen und heftigen Stbssen auf dem Bremsbelag und der Bremscheibe sowie n einer
längeren und nicht vorabsehbaren Bremszeit, während bei zu kleinem Abstand ein ständiger
und unerwünschter Gleitkontakt zwischen Bremsbelag und ortsfester Fläche vorhanden
ist.
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Die ständige Uberwachung und Nachstellung dieses Abstandes ist also
äusserst wichtig fflr den einwandfreien Betrieb
der Maschine. Offensichtlich
ict t es sehr unbequem und @ostspielig, dass diese Einstellung bei stillstehendem
Motor vorgenommen werden muss. D@@@ mu@@@ nämlich die mit der Maschine ausgeführte
Arbeit unterbrochen und ein Teil des Gehäuses, in welchem die Vorrichtung untergebracht
ist, abgedeckt werden. Ausserdem umss versuchsweise vorgegangen werden, indem man
den Motor stillsetzt, den Abstand ungeSEhr einstellt und die Maschine bei laufendem
Motor ausprobiert usw. bis der Abstand auf den vewAnschten Wert eingestellt ist.
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Wichtigstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Vorrichtung fAr die Bewegungstbertragung von der Antriebswelle des Elektromotors
auf die angetriebene Welle der Maschine, bei welcher die optimale Einstellung des
Abstandes zwischen dem Bremsbelag auf der Bremsscheibe und der entsprecherlden Fläche
auch bei laufendem Elektromotor und drehender Maschinenwelle vorgenommen werden
kann.
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Ein weiteres von der Erfindung erreichtes Ziel besteht darin, dass
die Bremsscheibe und/oder die Kupplungsscheibe mit Hilfe einer einfach und leicht
herstellbaren Vorrichtung unverzflglich und genau betätigt werden.
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Diese Ziele werden erreicht von der erfindungsgembssen Vorrichtung,
welche für die Montage auf eine angetriebene
Welle, auf welche
die Bewegung von einer mit konstallter Geschwindigkeit drehenden Antriebswelle tabertraaen
wird, vorgesehen und gekennzeichnet ist durch: eine Kupplungsscheibe aus ferromagnetischem
Werkstoff, welche mit einer Reibbelag versehen und an der angetriebenen Welle befestigt
ist mit Hilfe von zwischen der angetriebenen Welle und der Scheibe angeordneten
Lamellen aus biegsamem, federndem Werkstoff, welche eine Verschiebung der Scheibe
ausschliesslich in axialer Richtung mit Bezug auf die angetriebene Welle ermdglichen,
wobei der auf der Kupplungsscheibe vorhandene Reibbelag einem auf die Antriebswelle
aufgezogenen Schwungrad gegenberliegt; ortsfest angeordnete elektromagnetische Mittel,
welche die Kupplungsscheibe auf einen Schaltbefehl gegen die Schwungradoberfläche
anziehen; eine starre Bremsscheibe aus ferromagn-etischem Werkstoff, welche mit
einem Bremsbelag versehen und an der angetriebenen Welle befestigt ist; elektromagnetische
Mittel, deren Anschlagfläche dem auf der Bremsscheibe vorhandenen Bremsbelag gegenAberliegt,.ulld
welche am Traggehäuse der Vorrichtung befestigt sind mit Hilfe von zwischen dem
Gehäuse und den elektromagnetischen Mitteln angeordneten Lamellen aus biegsamem,
federndem Werkstoff, welche eine Verschiebung der elektromagnetischen Mittel ausschliesslich
in Längsrichtung der angetriebenen Welle ermöglichen. wobei die elektromagne tischen
Mittel auf einen Schaltbefehl von der Bremsscheibe angezogen werden; einen Gewindering,
welcher
durch ein Gewinde mit den Gehause verkuppelt ist und durch
gesteuerte Drehung in der Richtung der Längsacllse der angetriebenen Welle verschiebbar
ist, um an die Anschlagfläche zu stossen und dieselbe an die Bremsscheibe anzunähern
bzw. davon zu entfernen.
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Weitere Kennzeichen und Vorteile des Prfindungsgegenstan des gehen
klarer aus der folgenden genauen Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäs sen Antriebsvorrichtung mit Bezug auf die anliegende beispielsweise
Zeichnung hervor, welche einen Axialschnitt der betreffenden Vorrichtung darstellt.
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Mit Bezug auf die genannte Abbildung ist eine Welle, welche von einem
herkömmlichen, nicht abgebildeten Elektromotor mit einer konstanten Bewegung angetrieben
wird, mit 1 bezeichnet.
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Diese Welle 1 stellt die Antriebswelle der erfindiuigsgemässen Vorrichtung
dar und weist in einen Abschnitt la in der Nähe des Wellenendes eine brtske Durchmesserreduzierung
auf.
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In diesem Abschnitt la ist ein. geeignetes Kugellager 2 aufgezogen,
welches in einem im Motorgehäuse 3 vorhandenei Sitz untergebracht ist. Dieses Kugellager
2 stützt die Welle 1 nicht nur ab, sondern Abt darauf auch einen Axialdruck
aus,
da es von geeigneten Tellerfedern 4 gegen die durch die oben genannte brause Durchmesserveränderung
zwischen der Welle 1 und dem Abstand la entstandene Oberflache gepresst wird. Die
Tellerfedern 4 sind im gleicllen Sitz des Lagers 2 zwischen dem Lager und einer
Senkrechtwand des Sitzes angeordnet.
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Die von den Tellerfedern 4 ausgeübte Gegenkraft dient fAr die Stabilisierung
der Welle 1 in axialer Richtung, da die Welle durch die Betätigung von geeigneten
nicht abgebildeten Einstellmitteln axial verschiebbar ist.
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Die Welle 1 ragt aus dem Gehäuse 3 des Elektromotors heraus mit einem
kegelstumpfen Abschnitt lb, dessen Durchmesser gegen das Wellenende abnimmt, wo
ein zylinderförmiger, mit einem Gewinde versehener Abschnitt lc vorgesehen ist.
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Der kegelstumpfe Abschnitt lb liegt in einer Durcllgan<lsbohrung,
deren Konizität komplementär zur Form des Abschnitts lb ist, und welche axial durch
ein Schwungrad 5 hindurchläuft.
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Das Schwungrad 5 ist mit Hilfe eines Keils 6 und eines auf den Abschnitt
lc geschraubten Gewinderings 7 auf den kegelstumpfen Abschnitt lb der Welle 1 aufgezogen.
Der Kranz 5c des Schwungrades 5 weist auf der dem Gehäuse 3
abliegendeYl
Seite eine ebene senkrechte Oberfläche 5d auf, gegen welche ein von einer Kupplungsscheibe
9 getragener Reibbelag 8 gestossen wird, welcher insbesonders aus Kork besteht.
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Die Kupplungsscheibe 9 besteht aus £erromagneti schem Werkstoff und
ist an Lamellen 11 aus biegsamem federndem Werkstoff befestigt, welche zwischen
der Kupplungsscheibe 9 und einer Nabe 12 angeordnet und mit Hilfe von herkömmlichen
Mitteln 13 an der Nabe 12 befestigt sind.
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Da die Lamellen 11 federnd sind, ermöglichen sie Axialverschiebungen
der Kupplungsscheibe 9 mit Bezug auf die Nabe 12, wenn die Scheibe 9 von geeigneten
herkömmlichen elektromagnetischen Mitteln 14 magnetisiert wird.
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Die elektromagnetischen Mittel 14 sind am Gehäuse 15 befestigt, welches
die erfindungsgemässe Vorrichtung vollständig einschliesst, und werden durch eineil
Schaltbefehl erregt.
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Die Nabe 12 weist eine axiale kegelstumpfe Durchgangsbohrung auf.
Darin ist ein kegelstumpfer Abschnitt 17b einer angetriebenen Welle 17 angerodnet,
dessen Konizität kOI!!-plementär zur Form der Bohrung ist. Die angetriebene Welle
17 treibt die Nähorgane einer Nähmaschine an.
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Die Nähorgane und die Nähmaschine sind in der Zeichnung nicht abgebildet.
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Die mit Hilfe eines Keils 18 am Abschnitt 17b befestigte Nabe 12 wird
von einem Gewindering 19 am Herunterfallen gehindert. Die Nabe 12 ist mit einer
Bremsscheibe 10 versehen, welche auf der dem Schwungrad 5 abliegenden Seite zwei
Bremsbelagstreifen 20 trägt, welche insbesonders aus Kork bestehen.
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Gegen die beiden aus zwei konzentrischen, koaxial zur Welle 17 angeordneten
Kränzen bestehenden Streifen 20 werden entsprechende gegenAberliegende Anschlagflächen
21 gepresst, welche zu elektromagnetischen, von Lamellen 23 aus biegsamem federndem
Werkstoff abgestAtzen Mitteln 22 gehören.
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Diese zwischen den elektromagnetischen Mitteln 22 und einem Deckel
24 des Gehäuses 15 angeordneten und am Deckel 24 mit Schrauben befestigten Lamellen
23 ermdglichen parallel zur Wellenachse 17 verlaufende Verschiebungen der elektromagnetischen
Mittel 22.
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Die Verschiebungen der elektromagnetischen Mittel 22 kbnnen sowohl
durch Erregen derselben erzielt werden, weil der von ihnen erzeugte Magnetfluss
die aus ferromagnetischem Werkstoff bestehende Bremsscheibe 12 magnetisiert,
als
auch durch Zuschrauben oder Ldsen des Gewinderings 26 auf dessen Sitz, welcher aus
einem zylinderförmigen, koaxial zur We 3 enachse 17 verlaufenden. auf dem Deckel
24 des Gehäuses 15 vorhandenen Vorsprung besteht, welcher mit einem Gewinde versehen
ist und sich ins Innere des Gehäuses 15 erstreckt.
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Dieser Gewindering 26 weist seitlich ein l.-ffrmiges Profil auf, dessen
Senkrechtoberfläche deren den unteren Teil der Senkrechtoberfläche der elektromagnetischen
Mittel 22 anstösst, welche auf der entgegengesetzten Seite der oben genannten Anschlagfläche
21 vorgesehen ist.
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Das Zuschrauben und Lösen des Gewinderings 26 auf seinem Sitz 27 kann
ohne Abnehmer des Deckels 24 vom Gehäuse 15 vorgenommen werden, und zwar mit Hilfe
von einfachen Stiften, welche durch im Deckel 24 vorhandene Durchgangsbohrungen
28 hindurchlaufen und in Blindlöcher 29 gesteckt sind, welche in der dem Deckel
gegentberliegenden Oberfläche des Gewinderings 26 vorgesehen sind.
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Bei entregten elektromagentischen Mitteln 14 und 22, ist die angetriebene
Welle, welche wie oben gesagt die Nähorgane einer Nähmaschine Bewegung setzt, nicht
mit der Antriebswelle 1 gekuppelt.
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Bei der Erregung der elektromagnetischen Mittel 14 erfolgt
eine
Axialverschiebuuiy der Kupplungsscheibe 9 bis der Reibbelag 8 gegen die Oberfläche
5d des Schwungrades 5 stbsst. Auf diese Art und Weise wird die angetriebene Welle
17 von der Antriebswelle 1 in Drehung versetzt.
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Bei der Erregung der elektromagnetischen Mittel 12 verschieben sich
dieselben in axialer Richtung gegen die Bremsscheibe 12, bis die Anschlagflächen
21 der elektromagnetischen Mittel 22 gegen die beiden auf der Bremsscheibe 12 vorhandenen
Bremsbelagkränze 20 stossen. Auf diese Art und Weise wird die angetriebene Welle
17 abgebremst. Durch Veränderung des zu den Spulen der elektromagnetischen Mitteln
22 geleiteten Erregungsstroms, kann der Bertlhrungsdruck zwischen den Bremsbelägen
20 und den Anschlagflächen 21 und folglich das auf die Welle 17 angelegte Bremsmoment
verändert werden.
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Mit Hilfe einer speziellen nicht abgebildeten elektronischen Einrichtung
kann die Stromzuftihrung zu deti Spulen der elektromagnetischen Mittel 22 derart
reguliert werden, dass die Geschwindigkeit der angetriebenen Welle 17 schnell von
der Betriebsdrehzahl auf einen wenig von Null abweichenden Wert gebracht werden
kann. Durch eine darauffolgende Steigerung des zu den Spulen der elektromagnetischen
Mittel 22 geftihrten Stroms in einem von der Stellung der Nähorgane abhängigen Zeitpunkt
können die Nähorgane in einer im voraus festgelegten Stellung
stillgesetzt
werden.
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Um den Abstand zwischeri die beiden auf der Brumsscheibe 12 vorhandenen
Bremsbelagkränzen 20 und den entsprechenden Anschlagflächen 21 der elektronLayrletischen
Mittel 22 einzustellen, dreht man den Gewindering 26 mit Hilfe von geeigneten in
die Löcher 29 gesteckten Mittel.
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Dieser Abstand muss derart einyestellt werden, dass eine optimale
Betriebsweise der aus den elektromagnetischen Mitteln 22 und der Bremsscheibe 12
bestehenden Bremse erzielt wird. Wenn der Abstand zu gross ist, entstehen auf den
Bremsbelagkränzen 20 und auf der Bremsscheibe 12 Beulen und heftige Stösse. Ausserdem
nimmt die zwischen der Erteilung des Bremsbefehls und der tatsächlichen Stillsetzung
der Nähorgane verlaufende Zeit zu.
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Ein zu kleiner Abstand fährt zu einem ständigen und uiierwänschten
Gleitkontakt zwischen den kranzförmigen Brenl<-belägen 20 und den Anschlagflächen
21.
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Die Vorteile der oben beschriebenen Bewegungstbertragungsvorrichtung
entsprechen genau den eingangs gestellten Zielen der vorliegenden Erfindung. Durch
geeignete, in die Blindlöcher 29 des Gewinderings 26 gesteckte Mittel erzielt man
die optimale Einstellung des Abstandes zwischen den Bremsbelagkränzen 20 und den
Anschlagflächen 21
auch bei drehender Welle 17. Dadurch kann die
infolge des durch die vielen notwendigen Stillsetzungen der angetriebenen Welle
17 bedingten Verschleisses der kranzförmigen Bremsbeläge 20 erforderliche Neueinstellung
des optimale Abstandes ausgeflihrt werden, ohne dass die von der Welle 17 in Bewegung
gesetzten Nähorgane stillgesetzt werden müssen.
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An der oben beschriebenen beispielsweisen Ausführungsform können natürlich
Anderungen und Anpassungen vorgenommen werden, ohne dadurch den Erfindungsbereich
zu Aberschreiten.
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L e e r s e i t e