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Elektrischer Nähmaschinenantrieb mit Reihenschlußmotor Von Nähmaschinen,
insbesondere von Kleingewerbenähmaschinen, wird u. a. verlangt, daß sie zur Ausführung
schwieriger Näharbeiten mit verschieden hohen, z. B. auch ganz geringen minutlichen
Stichzahlen arbeiten können, welche trotz des ständig wechselnden, der Nadel sich
bietenden Widerstandes ganz gleichmäßig aufrechterhalten bleiben müssen. Diese Forderung
wird von den für Nähmaschinen gebräuchlichen elektrischen Antrieben bisher nur unvollkommen
erfüllt. Die bekannten Antriebe haben den Nachteil, daß bei schwankender ,Belastung
des Motors eine Regelung auf gleichbleibende Drehzahl wegen des Reihenschlußverhaltens
der an Gleich- und Wechselstrom anschließbaren Universalmotoren unmöglich ist, und
daB die Drehzahl des Motors bzw. der Nähmaschine bei völliger Entlastung eine gefährliche
Höhe annehmen kann.
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Bei Verwendung von Regelwiderständen (Metalldraht- oder Kohledruckwiderständen)
im Regelstromkreis von Universalmotoren oder Gleichstrommotoren mit Reihenschlußverhalten
setzt die Einregelung auf eine während des Arbeitsvorgangs gleichbleibende Stichzahl
ein dauerndes, sehr geschicktes Nachregeln durch den Arbeiter voraus, weil die Stichzahl
sich bei jeder Belastungsänderung der Nähmaschine in weiten Grenzen ebenfalls ändert.
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Für andere Zwecke der Technik sind auch von einem einzigen Regler
beiderseits in gleichem Regelsinne beaufschlagte Kohlesäulenwi'derstände bekannt
und auch Kohledruckwiderstände, welche mechanisch oder elektromagnetisch selbsttätig
gesteuert werden kÖnnen. Die bei Nähmaschinenantrieben gestellte Aufgabe, willkürliche
Einstellbarkeit auf eine gewünschte Stichzahl und selbsttätige Aufrechterhaltung
dieser Stichzahl bei Lastschwankungen, kann indessen von einem dieser bekannten
Widerstandsregler nicht gelöst werden. Diesem Zweck dient die Erfindung.
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Bei einem Nähmaschinenantrieb nach der Erfindung werden die Nachteile
der bekannten Widerstandsregelvorrichtungen dadurch
vermieden, daß
ein selbsttätiger vom Motorstrom abhängiger Stichzahlmgler zur Gleichhaltung der
jeweils eingestellten Stichzahl bei Lastschwankungen auch bei völliger Entlastung
der Nähmaschine noch so weitgehend drehzahlregelnd eingreift, daß gefährliche Drehzahlerhöhungen
vermieden werden.
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Zu einem. solchen Antrieb gehören neben einem Universalmotor oder
anderen Motor mit Reihenschlußv erhalten ein doppelt wirkender Widerstandsregler,
welcher sowohl zur Einstellung der Stichzahl mit dem Fuß, dem Knie oder der Hand
oder in sonst bekannter Weise verstellt werden kann als auch zwecks Aufrechterhaltung
der vom Fußtritt-, Knie-oder Handregler eingestellten Stichzahl selbsttätig von
einer vom Motorstrom abhängigen Vorrichtung, z. B. einem Elektromagneten oder einem
Bimetallstreifen o. dgl., geregelt wird. Vorteilhaft ist es, den Antriebsmotor,
den selbsttätigen Regler und die elektromagnetische Bremse in einem gemeinsamen
Gehäuse unterzubringen. Die Seriencharakteristik des Antriebsmotors verlangt, daß
zur Aufrechterhaltung einer eingestellten Drehzahl bei Lastschwankungen für höhere
Last ein kleinerer Regelwiderstand von dem die Stichzahl regelnden Regler eingeregelt
wird, und umgekehrt.
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Bei einem erfindungsgemäßen Nähmaschinenantrieb mit Reihenschlußmotor
wird auf das eine Ende eines beiderseitig beaufschlagten Kohlesäulenwiderstandes
ein von dem Arbeiter je nach der gewünschten Drehzahl (Stichzahl) einstellbarer
Druck ausgeübt, während der Druck auf der anderen Seite selbsttätig in Abhängigkeit
von der Motorstromstärke geregelt wird, um die eingestellte Drehzahl unabhängig
von Lastschwankungen glei:chzuhalten. An Stelle eines vom Motorstrom erregten Elektromagneten
kann erfindungsgemäß auch ein vom Motorstrom abhängiger Bimetallstreifen den selbsttätigen
Regeldruck erzeugen.
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Zwei Ausführungsbeispiele von Nähmaschinenantrieben nach der Erfindung
sind in den Fig. i und 2 schematisch dargestellt, von denen die Fig. i einen Antrieb
mit einem Elektromagneten und die Fig. z einen Antrieb mit einem Bimetallstreifen
zur Stichzahlgleichhaltung zeigen. Soweit in beiden Ausführungsbeispielen die gleichen
Teile vorhanden sind, haben sie gleiche Bezugszeichen.
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In beiden Figuren ist i ein Steuerhebel, welcher über eine Gewindespindel
2 den Schalter 3 mit den Kontakten q. und 5 bewegt. Der doppelt wirkende Regler
ist ein Kohlesäulenregler und mit 6 bezeichnet. Der Antriebsmotor 7 ist mit einer
Bremsscheibe 8 gekuppelt, die von einem Bremselektromagneten g bei dessen Einschaltung
festgehalten wird. Die vom Motorstrotn abhängige Druckregelung für den Regler 6
bewirkt in Fig. i ein mit io bezeichneter Elektromagnet und bei der Ausführung nach
Fig. 2 ein Bimetallstreifen 12 mit zugehörigem Heizdraht i i. Weitere Einzelheiten
der Ausführung der Antriebs- und Regelanordnung gemäß der Erfindung sind aus der
folgenden Beschreibung der Wirkungsweise zu entnehmen: Nach geringem Bewegen des
Steuerhebels i des doppelt wirkenden Kohlesäulenreglers 6 schließt der Einschaltkontakt
5 des Schalters 3 den Stromkreis für den :Motor 7. Infolge der bei Stillstand am
Anker liegenden vollen :Netzspannung wird zunächst ein starker Stromfluß hervorgerufen,
der ein Anziehen des Elektromagneten io bewirkt. Hierdurch wird die Kohlesäule 6
in Pfeilrichtung 13 zusammengedrückt und ein sehr rasches Anlassen ermöglicht. Angenommen,
der Motor 7 habe die geforderte _-.\7enndrehzahl für eine gegebene Arbeitsbelastung
erreicht, dann würde er bei eintretender Entlastung auf Grund seines Reihenschlußverhaltens
zu einer Drehzahlsteigerung veranlaßt werden. Da jedoch der durch die Entlastung
im Elektroniagneten io fließende schwächere Strom ein Auflockern der Kohleplättchensäule
zur Folge hat, wird eine Erhöhung des Widerstandes 6 erzielt. Der sich hieraus ergebende
größere Spannungsabfall im Reglerwiderstand 6 bedingt einen schwächeren Stromfluß,
d. h. der Motor 7 stellt sich wieder näherungsweise auf die frühere Nenndrehzahl
ein.
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Soll die Stichzahl der Nähmaschine, d. h. die Grunddrehzahl des Motors
7 verkleinert werden, dann verstellt der Arbeiter den Steuerhebel i des Reglers
und die Gewindespindel2 um einen bestimmten Betrag, so daß ihr Druckstück eine Auflockerung
der Kohleplättchensäule, d. i. eine Erhöhung des Widerstandes 6, bewirkt. Die Gegen-EMK
des Ankers des Motors wird dann wegen des größer werdenden Spannungsabfalls am Widerstand
6 bei gleichzeitig stärker werdendem Strom sinken und die Drehzahl des Motors geht
zurück: Tritt eine Entlastung der Nähmaschine und damit des Motors 7 ein, welche
ohne Eingreifen der selbsttätigen -Regelung eine Erhöhung der Drehzahl bewirken
würde, dann wird der Elektromagnet io geschwächt, und es erfolgt eine Auflockerung
der Kohleplättchensäule. 6, was wiederum eine Erhöhung des Spannungsabfalles im
Regler bedingt. Der Motor 7 wird sich demzufolge wieder näherungsweise auf die vordem
eingestellte Drehzahl einstellen.
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Stickarbeiten, die bei niedrigster Drehzahl durchgeführt werden, stellen
im allgemeinen die stärkste Belastung des Motors 7 dar, wobei auch der Elektromagnet
io am stärksten
angezogen wird. Bei Festlegung des Verschiebungsweges
für das Druckstück der Gewindespindel2 ist daher zu 'berücksichtigen, daß durch
den stark angezogenen Elektromagneten io die gesamte Kohleplättchensäule 6 mit verschoben
wirrt.
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Statt des Elektromagneten io kann gemäß Fig. 2 ein Bimetallstreifen
12, der allerdings träger als ein Elektromagnet arbeitet, verwendet werden. Dieser
ruft durch einen Heizdraht ii je nach der Belastung eine mehr oder minder große
Verstellung des beweglichen Endes des Bimetallstreifens 15 hervor. Hierdurch wird
der Hebel 16 aus der Lage 17 bis in die Lage 18 bewegt, wobei ebenfalls eine Änderung
(in diesem Falle eine Verkleinerung) des Widerstandes der Kohlesäule 6 erzielt wird.
- Der Hebel 16 arbeitet über ein Gewinde ig auf die Kohlesäule 6.
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Um den Antrieb elektromagnetisch zu bremsen, wird der Steuerhebel
i in seine Anfangstellung zurückgebracht, wobei der Stromkreis über den Kontakt
q. zum Elektroinagneten g kurzzeitig geschlossen wird. Die Bremswirkung des Elektromagneten
g auf den Bremsklotz 14 bewirkt, daß der Antrieb ruckartig stillgesetzt wird. Durch
die elektromagnetische Bremsung kommen Bedienungselemente, wie sie für die üblichen
mechanischen Bremsen benötigt werden, in Fortfall.
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Eine Antriebsregelung mit doppelt wirkendem Regler im Regelstromkreise
nach der Erfindung ist nicht nur bei Nähmaschinenantrieben, sondern auch überall
dort verwendbar, wo in gleicher oder ähnlicher Weise die selbsttätige Gleichhaltung
einer jeweils eingestellten Drehzahl oder Geschwindigkeit erforderlich ist, z. B.
zum Aufrechterhalten einer eingestellten Leitgröße oder bei vergleichenden Meßeinrichtungen,
bei Kettenstuhl- und Rundstrickmaschinenantrieben. Es können auch an Stelle von
Universalmotoren normale Drehstrom- oder Gleichstrommotoren verwendet werden, wobei
dann die Läuferströme durch den Elektromagnet io bzw. den Bimetallstreifen i i,
12 fließen, wodurch der Regler 6 gesteuert wird.