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Unterantrieb für Nähmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf einen
Unterantrieb für Nähmaschinen und andere Kleinmaschinen, dessen mit äußeren Tragarmen
oAgl. zum Befestigen unter einem Arbeitstisch versehener hohler Rahmen einen Elektromotor
umschließt, dessen Statorteil in an sich bekannter Weise von einem als treibender
Kupplungsteil dienenden Rotorteil umgeben ist.
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Gemäß der Erfindung ist die Einrichtung so getroffen, daß die nach
außen ragende Nabe des angetriebenen, mit der Kupplungsfläche des Rotors zusammenwirkenden
Kupplungsteils eine Riemen- oder Schnurscheibe trägt, die die Drehbewegung auf die
Nähmaschine überträgt, während der angetriebene Kupplungsteil mit einem innerhalb
des Rahmens liegenden Bremskörper zusammenwirkt.
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Bei einer vorzugsweise zur Anwendung gelangenden Auisführungsform
der Erfindung sitzt dieser Bremskörper an einem Endstück des Rahmens, das abnehmbar
an dem hohlen und den Elektromotor umschließenden Rahmen befestigt ist.
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Hierdurch wird erreicht, daß die Abmessungen und insbesondere die
Längenabmessungen sowie das Gewicht des Unterantriebs erheblich verringert werden,
was im besonderen für den Gebrauch bei Nähmaschinen von der größten praktischen
Bedeutung ist.
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Nachstehend ist die Erfindung in einigen Ausführungsformen an Hand
der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Fig. i ist ein senkrechter Längsschnitt
durch eine elektrische Antriebsvorrichtung nach der Erfindung.
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Die Fig. 2 und 3 sind die rechte und linke Endansicht der Antriebsvorrichtung
nach Fig. i.
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Fig.4 isst ein teilweiser Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3.
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Fig.5 ist eine Schnittansicht -von inneu. nach der Le 5-5 der Fig.
i. Sie zeigt den äußeren umlaufenden Teil, losgelöst von dem tragenden Armkreuz.
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Fig. 6 ist ein Schnitt nach. der Linie 6-6 der Fig. i mit abgenommenem
angetriebenen Kupplungsteil.
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Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Lilie ?-7 der Fig. i mit abgenommenen
Wicklungen. Fig.8 ist ein Längsschnitt entsprechend der Fig. i und zeigt eine abgeänderte
Ausführungsform.
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Fig.9 Ist eine linke Endansicht und Fig. i o ein teilweiser Schnitt
nach der Linie i o- i o der Fig. 9.
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In der in den Fig. i bis 7 erläuterten Ausführungsform der Erfindung
bezeichnet i einen .hohlen zylindrischen Rahmen mit den Befestigungsarmen .2 und
dem ins Innere hineinragenden mittleren rohrförmigen Teil3, auf ,den das feststehende
Elektromagnetsystem q, eines Elektromotors fest aufgesetzt ist. Der Teil q. kann
aus einem Stapel von Lamellen bestehen, die außen gezahnt und auf demRohr5 miteinander
vereinigt und an ihren
Enden bei 6, 6 verspannt sind, die Wick-1ung
7 ist von irgendeiner gewünschten Art. Bei dem besonderen hier erläuterten Motor
wird vorzugsweise die übliche vierpolige Dreiphasenwicklung verwendet.
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Der umlaufende elektromagnetische Teil des Motors ist außerhalb des
feststehenden Teils 4 angeordnet und besteht aus einem gebräuchlichen ringförmigen
Käfigankerrotor mit den Eisenlamellen 8, den leitenden Stirnringen 9 und den leitenden
Balzen io. Der Rotorteil 8 ist mit Schrauben i i an dem Armkreuz 12 befestigt, das
fest auf der rohrförmigen Welle 13 sitzt, .die ihn trägt und ihrerseits in den Kugellagern
14, 15 innerhalb des rohrförmigen Rahmenteils 3 gelagert ist. Die Welle 13 ist aus
einem Stück mit dem Ringkragen 16; beim Zusammensetzen der Teile wird das den Rotor
tragende Armkreuz i2 auf die Welle r3 bis zur Berührung mit dem Ringkragen 16 aufgepreßt.
Das Kugellager 14 mit,seinen Laufringen 14', 14", das Abstandroh,r 17 und das Kugellager
15 mit seinen Laufringen i5' und i5" sind in der angegebenen Reihenfolge auf die
Welle 13 aufgeschoben und werden sämtlich in ihrer Lage durch die Mutter i8 festgehalten,
die auf das mit Schraubengewinde versehene Ende i9 der Welle 13 aufgeschraubt ist.
Das Kugellager 14 bildet das hauptsächlich arbeitende Lager, und sein äußerer Laufring
14" ist :durch den Haltering 21 dicht gegen die. Schulter 2o des rohrförmigen Rahmenteils
3 ;geklemmt. Der Ring 21 .ist mit dem inneren Ende des rohrförmigen Rahmenteils
3 durch Schrauben x (Fis. 5) fest verbunden. Der Ring 21 ist mit einer Nut versehen,
in welche ein scheuernder Filzring 22 .eingepaßt ist, der an der Nabe 23 des Armkreuzes
12 angreift, um zu verhindern, daß etwas von dem Schmiermittel austritt, mit dem
der -rohrförm.ige Rahmenteil 3 angefüllt ist.
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Das Armkreuz 12 ,ist bei 24 mit einer Nut versehen, die ein Reibleder
25 aufnimmt, das die antreibende Kuppelfläche bildet, mit der die Kuppelfläche 26
des angetriebenen Kuppelteils 27 zusammenpaßt, die so gearbeitet ist, daß sie auf
der Welle 13 schleifen und auf ihr und gegenüber dieser Welle umlaufen kann. Auf
.dem Kuppelteil27 .sitzt die Riemenscheibe 28.
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Der angetriebene Kupplungsteil 27 ist vorzugsweise mit einer ebenen
Außenfläche 29 versehen, die mit der Lederfläche 3o eines Bremsringes 31 in Eingriff
treten kann, der von um i8o° gegeneinander versetzten Drehzapfen:schrauben 32 getragen
wird, die nach innen aus dem mittleren Ring 3.3 vorstehen, der .seinerseits von
den um igo° gegeneinander versetzten Drehzapfenschrauben 34 getragen wird. Diese
sind gegenüber denSchraubei 32 um 90° versetzt und ragen nach innen aus der Stirnhaube
35 hervor, die mit Hilfe der Schrauben 36 abnehmbar auf dem Rahmen i befestigt ist.
Die zylindrischen Enden 37 der Schrauben 34 sind vorzugsweise exzentrisch zu den
Gewindeteilen dieser Schrauben gestaltet, so daß der Bremsring 31 gegenüber der
Welle 13 axial eingestellt werden kann., um die Abnutzung der Reibungsflächen@ auszugleichen
und den gewünschten Betrag von axialem Spiel für den angetriebenen Kupplungsteil
27 aufrechtzuerhalten.
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Der angetriebene Kupplungstei127 hat einen Nabenteil38, der @durch
die Riemenscheibe 28 hindurchragt und außen Schra tubengewinde trägt, mit denen
er ,die Kappe 39 sowie Aden Sicherungsring 4o aufnimmt. I.nnerhalb Ader Kappe 39
ist ein Druckkugellager angeordnet, das aus dem Laufring 41 besteht, der am Erde
der Nabe 38 des angetriebenen Kupplungsteils 27 anliegt. Innerhalb des Laufrings
41 liegen Jde Kugeln 42 und die gehärtete Vorlegeplatte 43, die durch den federnden
Haltering 44 festgehalten wird. Durch die hohle Welle 13 geht die von Hard betätigte
Zug- und Druckstange 45 hindurch, deren Kopfende 46 an der Vorlageplatte 43 angreift,
um auf das Druckkugellager 42 einen Druck auszuüben und den angetriebenenKupplungsteil
27 zum Eingriff mit dem treibenden Kupplungsteil 12 zu bringen. Die Kappe 39 wird
längs der Nabe 38 @so eingestellt, daß ein leichtes freies Spiel zwischen dem abgerurd'eten
Ende des Kopfes 46 und der .inneren Endwand 47 der Kappe sichergestellt ist. Eine
Schmierbüchse 48 )ist auf die Kappe 39 aufgeschraubt und drückt Schmierfett in .das
Druckkugellager durch die öffnungen 49 in der Endwand der Kappe. Die Welle
13 st außen ebenfalls mit einem Schmierkanal 5o versehen, der sich der Länge
nach über die Lagerfläche zwischen der Welle und dem angetriebenen Kupplungsglied
27 erstreckt. Dieser Kanal ist mit einem Docht 51 ausgefüllt, @dessen Enden durch
Öffnungen in das hohle Innere ,der Welle .hineinreichen, das mit .der Kammer .des
Druckkugellagers innerhalb der Kappe 39 in Verbindung steht.
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Die Kupplungsstange 45 geht durch eine Öffnung in -der Kappe 52, die
das äußere Ende des rohrförmigen Rahmenteils 3 verschließt. Die Kupplungsstange
45 hat an ihrem äußeren Ende :eine Gabel 53, deren Arme die einander gegenüberliegenden
Flächen einer Hebelplatte 54 umgreifen und durch den Schraubenbolzen 55 miteinander
verbunden sind, der durch den senkrechten Schlitz 56 -in der Hebelplatte 54 hindurchgeht.
Die Hebelplatte 54 ist bei 57 an den gegabelten Tragarm angelenkt, der vom Kappenteil52
vorspringt. Die Hebelplatte
54 hat ferner einen nach aufwärts ragenden
Arm 59, der über die Feder 6o mit der Öse 61 an der Platte 52 verbunden ist. Eine
Tretstange 62 ist mit dem Arm 63 des Hebels 54 verbunden.
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Es ist zu beachten, daß die Kappe 52 an dem Rahmen i mit vier Schrauben
64 (Fig. 2) befestigt ist, die um 9o° voneinander abstehen, und daß der Rahmen an.
den Punkten 65, die um 45° von .den Stellungen dieser in Abb. 2 dargestellten Schrauben
abstehen, ausgebohrt ist, so daß die Kappe 52 mit dem von ihr .getragenen Teil um
45° gegenüber der Ebene der Tragarme 2 verschoben werden kann. Auf .diese Weise
kann die Antriebsvorrichtung an der geneigten Trogwarnd einer trogförinigen Arbeitsbank
,so befestigt werden, daß ,dde Bewegungsebene des Hebels 54 senkrecht bleibt.
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Der Innenraum des rohrförmigen Rahmenteils 3 muß mit Schmierfett gefüllt
werden, das man durch den Kanal 66 mit Hilfe ,der Schmierbüchse 67 einführen
kann.
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Der Motor wird dadurch wirksam ventiliert, daß man das Armkreuz mit
bffnungen 68 versieht, die durch Zentrifugalwirkung Luft durch ,den Luftspalt 69
hindurchdrücken, sowie durch die Lüftungsnuten 7o, die der Länge nach in den rohrförmigen
Rahmenteil 3 eingeschnitten sind. Der Rahmen i ist an seinem .einen Ende mit Ventilationsöffnungen
71 versehen. Die öffnungen zwischen dem angetriebenen Kupplungsteil 27, den Ringen
31, 33 rund der Stirnhaube 35 dienen als am anderen Ende des Rahmens. Der Rahmen
kann mit einer Kammer 72 versehen sein, die durch eine Deckplatte 72' verschlossen
ist und ,die Verbindungen zwischen den Leitungen, die den Strom zuführen, und den
Klemmen des Motors aufnimmt.
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Ein wichtiges Merkmal besteht darin, daß das schnelle Anspringen oder
eine große Schwungradwirkung ohne Verwendung eines besonderen Schwungrades gewährleistet
,ist, indem die Masse des äußeren um@laufend.en elektromagnetischen Teiles 8 in,
Verbindung mit der von Hand betätigten Reibungskupplung .dahin wirkt, daß die angetriebene
Maschine aus dem Stillstand in einem Bruchteil einer Sekunde auf ihre volle Drehzahl
beschleunigt wird.
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Ein anderes wichtiges Merkmal ist die ausgeprägte Kompaktheit der
Ausgestaltung. Sie macht diese Ausgestaltung besonders geeignet zum Gebrauch als
Antrieb von unten in dem- beschränkten Raum unterhalb eines Nähmaschin.enarbeitstisches.
Dort kann sie so angebracht werden, d,aß sie den Arbeiter nicht belästigt.
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Die Kupplungsteile bleiben genau und dauernd ausgerichtet, und die
Antriebsvorrichtung arbeitet ohne Kreischen und Klappern.
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Bei dem vereinfachten Aufbau nach den Fg. 8 bis io ist die umlaufende
Welle 13 der in den Fig. i bis 7 dargestellten Bauart durch eine feststehende Welle
ersetzt, die in dem nach ,innen ragenden mittleren rohrförmigen Rahmenteil befestigt
ist. Der umlaufende elektromagnetische Motorteil ist nahe dem inneren Ende ,des
mittleren rohrfärmigen Rahmenteils auf,der feststehenden Welle gelagert, ebenso
ist der angetriebene Kupplungsteil auf der feststehenden Welle gelagert, und zwar
unabhängig von der Lagerung des umlaufenden Motorteils. Bei dieser Anordnung kommen
Reibungsverluste zwischen dem ,angetriebenen Kupplungsteil und seinem Träger in
Wegfall, wenn der angetriebene Kupplungsteil wirkungslos ,ist. Da .die feststehende
Welle nur an ihrem. einen Ende unterstützt ist, ist es einfach, die laufenden Teile
auf der Welle .in ihre Arbeitsstellung zu echieben, ohne an der Welle etwas zu machen.
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In den Fig.8 bis io bezeichnet i ebenso wie in den Fig. i bis 7 den
hohlen zylkdrischen Rahmen i mit den Befestigungsarmen 2 und dem nach innen ragenden
mittleren rohrförmigen Rahmenteil 3, auf den der feste elektromagnetische Teil 4
mit seinen Wicklungen beliebiger Art fest aufgesetzt ist. In dem Rahmenteil 3 ist
die hohle feststehende Welle 76 befestigt. Ihre Schulter 77 wird mit der Endwand
78 des Rahmenteils 3 in fester Verbindung gehalten durch .die Mutter 79, die auf
.das Ende der Welle 76 aufgeschraubt ist.
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Der umlaufende elektromagnetische Teil des Motors ist mit Schrauben
an dem Armkreuz i2' befestigt, das auf Kugellagern läuft, die von der feststehenden
Welle 76 getragen werden. Das Armkreuz und der äußere Rotor bilden ein schweres
Schwungrad und weisen eine konische Reibungskupplungsfläche auf, die miit dem Kupplungsleder
25' besetzt ist.
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Der angetriebene Kupplungsteil 27' ist mit einer Kupplungsfläche 18'
ausgestattet, die mit der Kupplungsfläche des treibenden Kupplungsteils zu.sammenpaßt
und außerdem eine ebene Bremsfläche i9' aufweist, die mit der Bremslederfläche 30'
in Eingriff gebracht werden kann, welche auf dem Bremsring 31' sitzt, der in einem
kardan.ischen Ring 33' schwingen kann, der selbst von :dem Rahmenendteil35' getragen
wird.
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Die Nabe 27" des angetriebenen Kupplungsteils 27' erstreckt !sich
-durch den Ring 31' und ist auf der Welle 76 mit Hilfe der Lagerbuchse 27"' gelagert,
die dicht schließend
in :die Mittelöffnung des Teils 27' -eingesetzt
ist. Die Nabe 27" hat .eine Schulter, an der die Riemenscheibe 28' befestigt ist,
die mit dem anzutreibenden Teil der Maschine zu verbinden ist. Die Nabe 27" ist
an ihrem äußeren Ende mit Gewinde versehen, so daß sie die Endkappe 39' aufnehmen
.kann, .zwischen deren innerer Kopfwand und dem Druckkugellager 42' das Kopfende
46' des Zug- und Druckstabes 45' angeordnet .ist. Der Druck- und Zugstab 45 geht
durch ,die hohle feststehende Welle 76 und ist an seinem anderen Ende mit :dem durch
Fußtritt gesteuerten Hebel 54' verbunden.
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Das Armkreuz 12' ist mit Sche:uerschmi:erringen 8o, 81 versehen, von
denen der letzte am inneren Ende der Buchse 27"' anliegt. Das Schmiermittel wird
mit Hilfe :der Schmierbüchse 67' zugeführt und fließt durch die hohle Welle 76 zu
den verschiedenen Lagern.