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Antriebs- und Anlaßvorrichtung für Nähmaschinen oder andere Kleinmaschinen
mit elektrischem Antrieb. Die Erfindung tezieht sich auf die Anordnung eines Elektromotors
und einer Kraftüt.ertragungseinrichtung, die im besonderen zur Benutzung beim Antrieb
und bei der Regelung der Tätigkeit kleiner Maschinen geeignet sind, die im Augenblick
eine starke Erhöhung der Geschwindigkeit verlangen, also etwa sehr schnell vom Stillstand
auf die volle Tourenzahl kommen und ebenso schnell wieder angehalten werden sollen.
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Es ist beispielsweise bei Nähmaschinen mit Kraftantrieb, die in Fabriken
benutzt werden sollen, von äußerster Wichtigkeit, daß die Antriebs- und Steuerungseinrichtungen
ein schnelles Anlassen und Anhalten der Maschine gestatten, so daß der Arbeiter
das verlangte ArLeitspensum leisten kann. Zu diesem Zweck ist es bisher üblich gewesen,
den Antriebsmotor ununterbrochen mit voller Geschwindigkeit laufen zu lassen und
eine schnellwirkende, durch den Arbeiter gesteuerte Reibungs-, Kupplungs- und Bremsvorrichtung
zu benutzen, welche die Antriebsverbindung zwischen dem Motor und der Maschine herstellt
und wieder unterbricht.
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Ein Elektromotor, der 5ooo bis 8ooo Umdrehungen in der Minute macht,
ist bekanntlich kleiner und billiger herzustellen als ein Motor von geringerer Geschwindigkeit;
es ist aber bisher nicht als tunlich angesehen worden, einen Motor mit so hoher
Geschwindigkeit in Verbindung mit einer Reibungskupplung zu benutzen, weil es wegen
des Geräusches, der Abnutzung, der Zentrifugal-Leanspruchung u. dgl. unerwünscht
ist, den Motor mit hoher Geschwindigkeit während der Zeiträume, in denen er von
der Maschine abgekuppelt ist, leerlaufen zu lassen.
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Es war auch bisher üblich, einen Schnurantrieb zwischen dem Motor
und der Maschine zusammen mit einer Reibungskupplung zu benutzen; der Motor war
dabei gewöhnlich unterhalb der Arbeitsbank angeordnet, auf der die Maschine stand.
Unter diesen Bedingungen ist aber ein Schnurantrieb nicht von genügender Wirksamkeit,
und eine starke Beschleunigung des Laufes der Maschine kann hierdurch nicht erreicht
werden, ohne einen ungewöhnlich schweren Riemen und Motor anzuwenden.
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Wenn der Motor mit der Maschine in Arbeitsverbindung steht, ohne daß
eine Kupplungsvorrichtung benutzt wird, und daher jedesmal angehalten werden rnuß,
wenn die Maschine angehalten wird, entsteht ein erheblicher Zeitverlust während
derjenigen Zeitabschnitte, in denen der Motor mit verhältnismäßig niedrigem Geschwindigkeitszuwachs
läuft. Wenn man versucht, den Motor schnell anlaufen zu lassen, wird in übermäßiger
und verschwenderischer Weise Anlaßstrom von dem Motor verbraucht.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist, eine vereinigte Motoranlaß-
und Kraftübertragungsvorrichtung zu schaffen, welche die oben angeführten Übelstände
vermeidet und die Benutzung eines mit hoher Geschwindigkeit laufenden Motors gestattet,
der vorzugsweise mehr als eine Umdrehung auf jede Umdrehung der Maschinenantriebswelle
der zu treibenden Maschine macht.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist, diese vereinigte Motoranlaß-
und Kraftübertragungsvorrichtung so auszugestalten, daß sie sparsam im Stromverbrauch
ist und praktisch augenblickliches Anlassen oder Anhalten der Maschine ohne schädliche
Beanspruchungen oder Stöße gestattet.
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Schließlich hat die Erfindung zum Zweck, die vereinigte Vorrichtung
so auszubilden, daß sie einfach in der Bauart und leicht zu bedienen ist, und daß
ihre Teile zur Besichtigung, Einstellung und Reparatur leicht zugänglich sind.
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Die Einrichtung nach der Erfindung kann
so ausgestaltet
werden, daß sie sich bequem bei den bekannten Nähmaschinentypen anbringen läßt.
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So ist. die Einrichtung nach der Erfindung mit besonderem Vorteil
bei -einer mit hoher Geschwindigkeit laufenden Nähmaschine der Type zu verwenden,
die gewöhnlich in Kleiderfabriken benutzt werden. Als Motor wird vorzugsweise ein
Hauptschlußmotor gewählt, der eine normale Geschwindigkeit von annähernd 6 ooo Umdrehungen
in der Minute hat und mit dem antreibenden Glied einer Reibungskupplungsvorrichtung
verbunden ist, die auf dem Nähmaschinengestell angeordnet ist. Das angetriebene
Glied der Kupplung ist auf einer außerhalb liegenden Verlängerung der Maschinenantriebswelle
aufgekeilt und wird in und außer Eingriff mit dem antreibenden Glied mittels eines
durch den Arbeiter gesteuerten Anläß- und Anhaltehebel verschoben. Eines der neuen
Merkmale der Vorrichtung nach der Erfindung besteht in der Bauart, die gestattet,
daß der Motor nicht angehalten wird, sondern seine Geschwindigkeit verringern und
mit einer zuvor bestimmten Leerlaufgeschwindigkeit laufen kann, so daß der Motor
in einem sehr kurzen Zeitraum wieder auf volle Geschwindigkeit gebracht werden kann,
ohne daß ein übermäßiger Anlaßstrom verlangt wird. Ein Anlasser ist in den Motorstromkreis
eingeschaltet und mit einer beweglichen Kontaktvorrichtung, etwa einem Arm, versehen,
der mit der durch den Arbeiter beeinflußten Vorrichtung, z. B. einem Fußtritt, verbunden
ist, welcher die Kupplungsvorrichtung betätigt. Wenn der Fußtritt losgelassen wird,
werden die Kupplungsglieder getrennt. Die Bremse wirkt auf das angetriebene Kupplungsglied,
und der Kontaktarm des Anlassers wird in diejenige Stellung bewegt, in der er den
Motor mit niedriger Geschwindigkeit laufen läßt, was vorzugsweise dadurch erreicht
wird, daß der Kontaktarm eine vorbestimmte Widerstandsgröße in den Motorstromkreis
einschaltet, ohne daß dieser unterbrochen wird. Wenn der Fußtritt abwärts gedrückt
wird, schaltet der Kontaktarm den Widerstand aus, - und zwar vorzugsweise in zwei
Stufen, und veranlaßt so das schnelle Erhöhen der Geschwindigkeit des Motors. Gerade
wenn der Kontaktarm seine Stellung für volle Geschwindigkeit erreicht, werden die
Kupplungsglieder mittels des Anlaß- und Anhaltehebels zusammengepreßt. Der Motor
erreicht daher im wesentlichen seine volle Geschwindigkeit, bevor er mit der Maschine
-verbunden wird. Diese EinzeloperatiQnen gehen sehr schnell und glatt vor sich und
erscheinen dem Beobachter praktisch als einziger im Augenblick sich- vollziehender
Vorgang. In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i ist eine Seitenansicht der Antriebsvorrichtung in Verbindung
mit einer Nähmaschine, wobei einzelne Teile aufgebrochen dargestellt sind; Abb.
2 ist eine hintere Endansicht der Maschine und der Antriebsvorrichtung; Abb. 3 ist
eine Ansicht, teilweise im Schnitt, der Kraft übertragenden Verbindungen zwischen
dem Motor und der Näh-
maschine in vergrößertem Maßstäbe; Abb. 4 ist eine
Seitenansicht, teilweise im Schnitt, Abb. 5 eine Ansicht von hinten einer abgeänderten
Ausführungsform.
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In den Abb. i, 2 und 3 bedeutet A die übliche Tischplatte, auf der
eine Nähmaschine B aufgesetzt ist. Bei der gewählten Ausführungsform besteht das
Maschinengestell aus der Grundplatte i, dem Ständer 2 sowie dem Maschinenarm 3,
der in den Kopf 4 ausläuft, in welchem die Nadelstange 5 und die Druckerstange 6
gelagert sind. Die Nadelstange trägt die Nadel 7, welche mit einem unterhalb der
Maschinengrundplatte angeordneten Greifer 8 zusammen wirkt. Die Maschinenantriebswelle
9 ist in der Längsrichtung innerhalb des Maschinenarmes 3 gelagert und mit den verschiedenen
arbeitenden Einrichtungen der Nähmaschine in beliebiger Weise verbunden.
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Auf der nach außen herausragenden zylindrischen Lagerbuchse io ist
ein gespaltenes zylindrisches Gehäuse aufgeklemmt, das einen unteren Teil i i und
einen oberen Teil 12 besitzt, die auf der Buchse io mittels der Klemmschrauben 13
befestigt sind. Der untere Teil i i ist aus einem Stück mit dem Gehäuse 14 gebildet,
das seinerseits aus einem Stück mit dem Rahmen 15 eines Elektromotors C besteht,
der von beliebiger Type sein kann, vorzugsweise aber ein kleiner Hauptschlußkollektormotor
ist, der mit hoher Geschwindigkeit läuft und entweder für Gleichstrom oder Wechselstrom
eingerichtet ist. Die Kraftwelle 16 des Motors ist achsial in dem Gehäuse 14 und
quer zu der Antriebswelle 9 der Nähmaschine so gelagert, daß die Achse der Welle
16 und die Achse der Welle 9 sich nicht schneiden. Innerhalb des Gehäuses 14 ist
auf der Welle 16 ein Schnekkentrieb 17 befestigt, der in Eingriff mit einem Schneckenrad
i8 steht, das auf der Nabe des Antriebsgliedes, etwa der Scheibe i9 einer - Reibungskupplung,
befestigt ist. Die Scheibe i9 ist so aufgesetzt, daß sie sich frei auf der Maschinenantriebswelle
9 drehen kann.
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Das angetriebene Glied 2o der Kupplungsvorrichtung ist als Handrad
ausgebildet, das auf der Maschinenantriebswelle 9 befestigt
ist
und eine Ausnehmung zur Aufnahme der antreibenden Scheibe i9 besitzt. Innerhalb
der Aussparungsfläche des Handrades 2o ist ein Ring 2i angeordnet, an dem drei seitliche
Zapfen 22 befestigt sind, die mit Winkelabständen von i2o° an dem Ring sitzen und
durch entsprechende Führungsöffnungen in dem Handrad 2o hindurchgehen. Der Ring
21 ist so gezwungen, mit dem angetriebenen Glied 2o umzulaufen, kann aber achsial
zu der Maschinenantriebswelle 9 in der Richtung auf die Antriebsscheibe i g verschoben
werden. Zwischen dieser Scheibe und dem Ring 21 ist ein Ring 23 aus gepreßtem Kork,
Leder o. dgl. eingesetzt, der die Kupplung durch Reibung bewirkt. Der Ring 23 ist
vorzugsweise weder an der Scheibe ig noch an dem Ring 21 befestigt und kann beim
Auseinandernehmen der Vorrichtung leicht entfernt werden.
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Um auf die Zapfen 22 einen Druck zu dem Zweck auszuüben, die Antriebsverbindung
zwischen der Scheibe ig und dem Rade 20 herzustellen, wird ein glockenförmiger Körper
24 benutzt. An diesem Glockenkörper 24 ist ein achsial liegender, mit einem Kopf
versehener Führungszapfen 25 befestigt, der frei in eine Längsbohrung 26 im Ende
der N,Iaschinenantriebswelle 9 eintreten kann. An der Umfangskante des Glockenkörpers
24 sind drei Führungszapfen 27 befestigt, die frei in entsprechende Führungsöffnungen
28 des angetriebenen Gliedes 20 eintreten können. Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist,
sind dieZapfen 27abwechselnd mit den Zapfen 22 angeordnet. Um die Antriebsscheibe
i9 gegen den Druck des Glockenkörpers 24 abzustützen, ist ein Kugelstützlager 29
zwischen dem Schneckenrad 18 und dem freien Ende der Lagerbuchse io angeordnet.
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An dem Ständer 2 ist mittels einer Schraube ein Lagerbock so befestigt,
an welchem bei 31 eine Strebe 32 befestigt ist, die von dem Motorrahmen abwärts
führt. Der Hauptzweck des Lagerbockes 30 ist, den Drehzapfen 33 eines dreiarmigen
Kupplungshebels zu tragen, dessen nach aufwärts gerichteter Arm 34 bei 35 eine Buchse
trägt, um einen Stoßzapfen 36 aus einem Stoff von geringer Reibung, wie ölgetränktem
harten Holz, aufzunehmen, der hinten sich gegen einen Gewindezapfen 37 legt und
in Eingriff mit dem mit Kopf versehenen Zapfen 25 gebracht werden kann. Eine Mutter
37' dient dazu, den Schraubzapfen 37 in der gewünschten Einstellung in der Buchse
35 zu halten.
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Der Bremsarm 38 des dreiarmigen Hebels trägt einen Bremsschuh 39 aus
gut reibendem Stoff, der gegen die Umfangsfläche des Handrades 2o gedrückt werden
kann, wenn der Zapfen 36 zurückgezogen wird, um die Antriebsverbindung zwischen
den Kupplungsgliedern zu unterbrechen. Der nach. abwärts führende Arm 4o des dreiarmigen
Hebels ist gelenkig bei 41 mit einem Ende eines Lenkers .42 verbunden, der sich
in der Längsrichtung und unterhalb der Tischplatte <d erstreckt. Das andere Ende
des Lenkers 42 ist bei 43 gelenkig mit einem Kurbelarm 44 verbunden, der an einem
Ende einer Welle 45 befestigt ist, die in einem Lagerbock 46 gelagert ist, der an
der unteren Fläche der Maschinengrundplatte i befestigt ist. An dem anderen Ende
der Welle 45 ist ein Kurbelarm 47 befestigt, von dessen mit einem Auge versehenen
Ende eine Fußtrittstange 48 abwärts führt. Wenn auf die Fußtrittstange ein abwärts
gerichteter Zug ausgeübt wird, schwingt die Welle 45, streckt so den Kniehebel,
der von dem gelenkig verbundenen Arm 44 und dem Lenker 42 gebildet wird, und schwingt
den Hebel 40, 34, so daß der Druckzapfen 36 kräftig gegen den Glockenkörper 24 gepreßt
wird, wodurch die Kupplung in Eingriff kommt. Die Welle 45 trägt einen Arm 49, in
welchem einstellbar ein Anschlagzapfen 50 eingeschraubt ist, der gegen die untere
Fläche der Maschinenplatte i anstoßen und so die den Kniehebel streckende Bewegung
der Welle 45 anhalten kann, wenn die Gelenkverbindung 43 im wesentlichen in einer
Ebene mit der Achse der Welle 45 und dem Zapfen 41 liegt. Eine Feder 51 ist an einem
Ende an dem Bund 52 befestigt, der auf der Welle 45 festgeschraubt ist. Das andere
Ende der Feder ist unter den Arm 44 gehakt. Die Feder hat die ?Neigung, den Arm
44 zu heben und so den Kniehebel wieder einzuknicken, wenn die Fußtrittstange losgelassen
ist.
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Der Anlasser D kann von beliebiger Bauart sein, um die Geschwindigkeit
des Motors zu regeln. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Anlasser D an
der unteren Seite der Tischplatte A befestigt. Der Anlasser besitzt einen gelenkig
angeordneten Arm 53, der i so eingerichtet ist, daß er elektrischen Kontakt mit
einer Reihe von vorzugsweise drei Kontakten 54 herstellen kann, die als Pol für
zwei Widerstandspulen r', r" dienen. Die Feder 55 hält den Kontaktarm 53
nachgiebig ; gegen den Anschlag 56 und in Berührung mit dem obersten Kontakt 54,
so daß die Widerstandsspulen r' und r" in Reihe mit dem Motorstromkreis
geschlossen sind und den Motor mit einer verhältnismäßig geringen Gesch-,vindigkeit
laufen lassen, wenn die Nähmaschine sich in Ruhe befindet. Eine Kette 57, die von
dem Kontaktarm 53 abwärts führt, ist mit der Fußtrittstange 48 verbunden. Die Teile
sind so bemessen und eingestellt, daß, j wenn die Fußtrittstange abwärts gezogen
wird, die Widerstandsspulen r" und r' nacheinander
aus
dem Motorstromkreis ausgeschaltet werden, so daß der Motor schnell auf seine volle
Geschwindigkeit kämmt. Unmittelbar, nachdem der Kontaktarm 53 die unterste Widerstandsstelle
54 trifft, erhält der Motor, seine volle Geschwindigkeit, und der Hebel 34 stellt
die Antriebsverbindung zwischen dem Motor C und der Nähmaschine B her.
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Wenn der Druck auf den Fußtritt aufhört, heben die Federn 51 und 55
die Fußtrittstange 48 und den Kontaktarm 53 und entkuppeln so den Motor von der
Nähmaschine und lassen gleichzeitig, den Bremsschuh 39 auf das Handrad 2o wirken.
Zu derselben Zeit wird die Geschwindigkeit des Motors verringert, weil die Widerstandsspulen
r' und r" in den Motorstromkreis eingeschaltet werden.
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In der in den Abb.4 und 5 dargestellten abgeänderten Ausführungsform
ist der Motor C in eine öffnung des Maschinenständers eingepaßt, derart,
daß seine Motorwelle 16' sich quer zu -der Maschinenantriebswelle g' der Nähmaschine
durch die genannte Aussparung hindurch erstreckt. Die Motorwelle 16' trägt den Schneckentrieb
i7', welcher mit dem Schneckenrad i8' in Eingriff steht, das auf einer rohrförmigen
Welle 58 befestigt ist, die in einer Lagerbuchse 59 gelagert ist, welche in eine
Aussparung in dem Maschinengestell eintritt und deren mit einem Flansch versehenes
Ende an dem Maschinengestell bei 6o befestigt ist. Die rohrförmige Welle 58 bildet
ein Lager für die Maschinenantriebswelle g', welche sich durch die erstere hindurch
erstreckt. Auf der Hohlwelle 58 ist das antreibende Glied, die Scheibe i9' einer
Reibungskupplungsvorrichtung,befestigt. Eine Fläche des angetriebenen Gliedes 2o'
der Reibungskupplung ist ausgespart, um die antreibende Scheibe i9' aufzunehmen,
und trägt einen Ring 23' von gut reibendem Stoff, wie Leder, der gegen die kegelförmig
abgeschrägte Kantenfläche der Scheibe i9' gedrückt werden kann. Das angetriebene
Glied 2o ist mit der Maschinenantriebswelle g' durch Nut und Feder verbunden, so
daß es mit der letzteren zusammen umläuft, aber in der Richtung gegen die antreibende
Scheibe i9' mittels eines von einem Fußtritt gesteuerten Armes 34' verschoben werden
kann, der in seiner Bauart ähnlich dem in Verbindung mit den Abb. i, 2 -
und
3 beschriebenen Arm 34 ist. Der Fußtritt und die Motoranlaßvorrichtung sind im wesentlichen
die gleiche wie oben beschrieben. Ein Kugelstützlager 29' ist zwischen der Nabe
der antreibenden Scheil-e ig' und der Lagerbuchse 59. angeordnet, um den Druck aufzunehmen,
der von dem Arm 34' ausgeübt wird, wenn er das angetriebene Glied 2o' gegen das
antreibende Glied i9' preßt.