<Desc/Clms Page number 1>
Nähmaschine
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
des erwähnten Fliehkraftschalters zu ungenau. Wird der getriebene Teil beim Abschalten des Antriebes zu stark abgebremst und anschliessend durch Erregen der Kupplungswicklung die ganze Maschine wieder beschleunigt, so kann der Beschleunigungsvorgang dabei so weit gehen, dass die Maschine ihre vorgesehene Stillhaltestellung mehrmals überläuft, weil das diese Stellung festlegende Schaltorgan keinen rechtzeitigen oder ausreichenden Stillsetzimpuls abgibt. Ausserdem ist die Beschleunigung beim
Wiedererregen der Kupplung sehr unterschiedlich, bedingt durch die Art des zu verarbeitenden Materials und durch die wechselnde Arbeitsweise der Maschine, beispielsweise bei Nähmaschinen auch durch deren Stichzahl, Stichbreite usw., so dass bei verschiedenen Arbeitsvorgängen jeweils verschiedene
Beschleunigungswerte auftreten.
Auch dadurch besteht die Gefahr mehrfachen überlaufens der
Stillsetzstellung und es kann nur eine relativ geringe Anhaltegenauigkeit erzielt werden.
Bei einer bekannten Lösung der zweiten Art wird nach dem Einleiten des Stillsetzvorganges mittels einer programmgesteuerten Relaisanordnung die Bremserregung auf einen bestimmten Teilwert herabgesetzt und gleichzeitig die Kupplungserregung von einem sei beeinflussenden Transistor abhängig gemacht, dessen Steuerkreis an einen mit der Maschine gekuppelten Drehzahlmessgenerator angeschlossen ist. Hier erfolgt eine Regelung der Maschinengeschwindigkeit auf einen erniedrigten
Zwischenwert durch drehzahlabhängige Änderung des Kupplungsmoments bei einem konstanten
Teilbremsmoment.
Eine Variante dieser Anordnung enthält den Transistor nicht im Erregerkreis der
Kupplung, sondern im Erregerkreis der Bremse, und die Regelung der Maschinengeschwindigkeit geschieht durch drehzahlabhängige Änderung des Bremsmoments bei auf einen bestimmten Teilwert herabgesetzter Kupplungserregung, also bei einem konstanten Teilkupplungsmoment. Auch diese
Lösungen sind unbefriedigend, weil das immer etwas schwankende Reibungsmoment der zum Regeln benutzten Kupplung oder der zum Regeln benutzten Bremse eine gewisse Unsicherheit im Regelkreis hervorruft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu beseitigen. Sie zieht die
Reibungskupplung und die Reibungsbremse gemeinsam und gleichzeitig zum Regeln der Maschinengeschwindigkeit auf den erforderlichen Zwischenwert heran. Sie erreicht damit, dass einerseits die Regelwirkungen beider Elemente sich zu einer stärkeren Gesamtwirkung addieren und dass anderseits unregelmässige Reibungsschwankungen des einen oder andern Elements, die ja mit denen des zweiten Elements zeitlich nicht zusammenfallen, durch die Regelwirkung des letzteren mit erfasst werden, so dass sich also die Regelung der Kupplung und die Regelung der Bremse im Ergebnis gegenseitig ergänzen und dieses von den erwähnten Schwankungen praktisch unabhängig machen.
Damit werden die mit der elektronischen Regelung durch Transistoren eröffneten Möglichkeiten zum genauen Beherrschen des Stillsetzvorganges erst richtig ausnutzbar, da die Regelgeschwindigkeit erhöht und die Regelung gegen Schwingungen stabilisiert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der im Kupplungs-Erregungsstromkreis liegende Transistor mit seiner Basis über den beim Einleiten des Anhaltevorganges betätigten Schalter an eine dem Erregungsstrom im Bremsstromkreis verkehrt proportionale Spannung zugeführt ist und die Basis des im Erregerstromkreis der Reibungsbremse liegenden Transistors über einen weiteren Kontakt des genannten Schalters an den Verbindungspunkt einer die beiden Steuerspannungsquellen, beide einander entgegengeschaltet, enthaltenen Spannungsteilerschaltung angeschlossen ist, dass dadurch die Bremse und die Kupplung gemeinsam und gleichzeitig auf den Lauf des getriebenen Teiles einwirkend, diesem eine konstante Restgeschwindigkeit erteilend, bis, veranlasst durch die Synchronisatorsteuerspannung,
die Bremse unter Aberregung der Kupplung auf volle Wirkung erregt und dadurch den getriebenen Teil in der durch den Synchronisator bestimmten Winkellage stillsetzt.
Durch die so beschaffene Anordnung wird auch erreicht, dass beim Stillsetzen des Antriebs zunächst die Drehzahl mit weichem Übergang bis auf einen vorher einstellbaren niedrigeren Wert abgebremst wird und dass diese Restdrehzahl genau aufrechterhalten bleibt, bis durch einen Impuls des Synchronisators der die Bremserregung steuernde Transistor voll durchgesteuert wird und damit auch die Bremse voll erregt wird, so dass die Maschine in der vorgewünschten Stellung stillgesetzt wird.
Die erfindungsgemässe Anordnung bewirkt nach dem Stillsetzen der Maschine, dass in der vorausbestimmten Stellung die Bremserregung wirksam bleibt. Dadurch wird ein manchmal gewünschtes Nachdrehen von Hand erschwert und gegebenenfalls unmöglich gemacht.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anordnung noch weiter zu verbessern, derart, dass eine weitere Anpassung der erfindungsgemässem Schaltungsanordnung an die verschiedenen Aufgaben und Betriebsbedingungen beim Stillsetzen von elektrischen Antrieben, insbesondere bei Nähmaschinen erfüllt werden. Dies wird gemäss der Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, dass zur Bremslüftung im Stromkreis zwischen
<Desc/Clms Page number 3>
Bremstransistor und Bremserregung ein mit Schaltverzögerung arbeitendes Relais angeordnet ist.
Dadurch wird bewirkt, dass nach dem Stillsetzen der Maschine und Beendigung der
Ausschaltverzögerung das Relais die Verbindung zum Bremstransistor öffnet und somit die Bremse löst.
Die Maschine kann also nun beispielsweise mittels eines Handrades von Hand weitergedreht werden.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist die Basis des die Kupplung erregenden Transistors über eine Reihenschaltung eines Widerstandes und einer Zenerdiode mit dem Emitterkreis des die
Bremserregung steuernden Transistors verbindbar.
Durch diese Kopplung des die Kupplungserregung steuernden Transistors mit dem Bremstransistor wird in besonders einfacher Weise die Konstanthaltung der einstellbaren Restdrehzahl sichergestellt.
Als Synchronisator wird vorteilhafterweise ein an sich bekannter induktiver Steuerkopf mit feststehender Wicklung und einer mit einem Maschinenteil verbundenen Steuerscheibe mit kontaktfreiem Steuersektor verwendet. Durch die erfmdungsgemässe Anordnung lässt sich in vorteilhafter Weise der kontaktfreie Sektor der Steuerscheibe so klein bemessen, dass ein
Anhaltevorgang mit einer Genauigkeit won : t30 erzielt wird.
Es ist vorteilhaft, für die vom Synchronisator gelieferte Steuerimpulsspannung einen an sich bekannten Transistorverstärker vorzusehen. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können in an sich bekannter Weise Schaltmittel zur Temperaturkompensation einem oder mehreren bzw. allen
Steuertransistoren zugeordnet werden. Zum Einstellen der gewünschten Restdrehzahl findet zweckmässig ein veränderbarer Widerstand Verwendung.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Generator über einen
Spannungsteiler mit der Speisespannungsquelle verbunden.
Eine besonders vorteilhafte Ausbildung ergibt sich dann, wenn der Rotor des Generators auf der
Maschinenwelle befestigt ist, auf der auch die Steuerscheibe des induktiven Steuerkopfes angeordnet ist.
Bei einer derartigen Ausbildung der erfindungsgemässen Anordnung kann die Wicklung des Generators über diese Maschinenwelle angeordnet werden, so dass sich ein kompakter, verschleissfester Aufbau ergibt.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung kann ein sogenannter Fadenabschneider angeschaltet werden. Bei einzelnen Arten von Fadenabschneidern ist eine Bewegung des entsprechenden
Maschinenteiles notwendig, um den Fadenabschneider in Funktion zu setzen. Auch hier würde das Aufrechterhalten der Bremserregung nach Stillsetzung der Maschine stören. Bei der erfmdungsgemässen
Schaltung ergibt sich auch die Möglichkeit, dass bei dem dortigen relativ harten übergang von der Normaldrehzahl auf die Restdrehzahl beim Stillsetzungsvorgang ein Überschwingen der Regelung eintritt, so dass eine Abbremsung bis auf Null stattfindet, ohne dass die vorbestimmte Stellung erreicht wird und anschliessend eine Wiederbeschleunigung notwendig ist.
Zum Betätigen eines Fadenabschneiders ist zusätzlich ein Relais vorgesehen, dessen Erregung in Abhängigkeit von der Bremserregung gesteuert wird. Dadurch wird erreicht, dass beim Einschalten des Fadenabschneiders, dieser zunächst unwirksam bleibt, bis das entsprechende Relais in Abhängigkeit von der Bremserregung erregt wird und den Fadenabschneider-Magneten ebenfalls erregt. Unabhängig vom Zeitpunkt der Betätigung des Fadenabschneiders erfolgt somit der tatsächliche Vorgang des Abschneidens erst nach dem Stillsetzen der Maschine.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der Erfindung ergibt sich dann, wenn dieses vorgenannte Relais mit einem zweiten Relais in einer"UND"-Schaltung verbunden ist, derart, dass eine Erregung nur erfolgen kann, wenn das Anhalten der Maschine in der oberen Nadel-Totpunkt-Lage erfolgt ist. Wird ein über Kurvenscheiben od. dgl. gesteuerter Fadenabschneider verwendet, dann ist zu dessen Betätigung eine Drehung der Maschine nötig.
Die Verwendung derartiger Fadenabschneider wird bei einer Weiterbildung der Erfindung dadurch ermöglicht, dass ein zusätzliches Relais zum Abschalten der Steuerköpfe vorgesehen ist, welches eine Erregung der Kupplungswicklung zum Weiterdrehen der Maschine um eine Umdrehung auslöst, wobei ferner ein R-C-Glied zum Entregen dieses Relais vorgesehen ist, so dass nach Durchführung des Stillsetzen und des Abschneidevorganges die Steuerköpfe wieder eingeschaltet werden.
Eine besonders zweckmässige Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich dadurch, dass wahlweise verschiedene Arbeitsgeschwindigkeiten eingestellt werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass im Stromkreis des die Bremserregung steuernden Transistors umschaltbare Widerstandsanordnungen zum Einstellen vorwählbarer Umdrehungsgeschwindigkeiten vorgesehen sind.
Zur Abflachung des eingangs erwähnten Übergangs von der normalen Drehzahl zur Restdrehzahl wird erfindungsgemäss weiterhin vorgeschlagen, im Kollektorkreis des die Bremserregung steuernden Transistors ein Steuerglied, vorzugsweise ein R-C-Glied vorzusehen. Die Wirkung dieses Steuergliedes
<Desc/Clms Page number 4>
bedingt einen weicheren Verlauf des Bremsvorganges und beschleunigt das Stillsetzen dadurch, dass nämlich eine Umdrehung, die dann notwendig wird, wenn der Stillsetzvorgang knapp nach Durchgang der Maschine durch eine Stillsetzlage eingeleitet wird, nicht über die ganze Zeit in der niederen Restdrehzahl erfolgen muss, sondern am Anfang des Vorganges ein Teil dieser Umdrehung noch mit erhöhter Drehzahl, beispielsweise der doppelten oder dreifachen der Restdrehzahl abläuft.
Eine besonders vorteilhafte Wirkungsweise ergibt sich dann, wenn die Schwellspannung des die Bremserregung steuernden Transistors höher eingestellt ist, als die Schwellspannung des die Kupplungserregung steuernden Transistors. Dadurch wird erreicht, dass bei der Drehzahländerung in der Maschine zunächst nur die Kupplungserregung reduziert wird und erst bei starken Drehzahlschwankungen der Maschine die Bremserregung wirksam gemacht wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgen die Steuerungsvorgänge mittels eines Kontaktsatzes, der durch eine fussbedienbare Betätigungseinrichtung schaltbar ist. Durch diese Einrichtung wird erreicht, dass die gesamte Kontaktanordnung in einem Fusssteuerteil untergebracht werden kann. Diese erfindungsgemässe Ausbildung lässt es zu, dass der Kontaktsatz in Form von Kontaktgruppen ausgebildet ist, die mittels zeitlich nacheinander wirksam werdender mechanischer Stellglieder, die einzelnen Kontaktsatzgruppen zugeordnet sind, schaltbar sind.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Dabei sind an sich notwendige Schaltelemente, die jedoch nicht zur Erfindung gehören, weggelassen. Es zeigen : Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Anordnung, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, Fig. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, und Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Betätigungseinrichtung für die Kontaktsatzgruppen.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung sind zum Betätigen der Kupplung bzw. der Bremse Magnetwicklungen-MK und MB-vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Kupplungswicklung--MK--durch den Transistor--Tjo,--und die Bremswicklung --MB-durch den Transistor --T102-- gesteuert.
EMI4.1
und verbindet sie über eine Zenerdiode-Z--und einen Widerstand-Rio !-- mit dem Kollektor des Transistors--Tio2--.
EMI4.2
eine--G-- mit dem Basisstromkreis des Transistors-Tioz--verbunden. Dieser Generator-G-ist, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über den Spannungsteiler --R117 und R118-- mit der Speisespannungsquelle verbunden.
In der Zuleitung zum Generator-G--kann ein Regelwiderstand --R120-- vorgesehen sein.
Der Steuerkopf--S--kann in Form eines induktiven Impulsgebers ausgebildet sein, durch dessen Steuergabel eine Scheibe mit einer Steuerausnehmung durchläuft. Sobald die Ausnehmung die Steuergabel passiert, wird ein Impuls vom Steuerkopf-S-abgegeben.
Die Funktion der dargestellten erfindungsgemässen Schaltungsanordnung ist folgende : Die Schalter - -S 10 und So--sind während des Arbeitsvorganges geöffnet, d. h. die ganze Bremsseite mit dem Transistor--Tio--, der Magnetwicklung--MB--und die Steuereinrichtung hat keinen Einfluss mehr über die Kupplung auf die Funktion der Maschine. Über einen Widerstand-Rio ? bzw.
Rôder eventuell noch mehrere solcher Widerstände wird die Basis des Transistors--TI oi--, also des Kupplungstransistors, an negatives Potential gelegt und kann nun entsprechend der Kontaktbetätigung, d. h. entsprechend den jeweils eingeschalteten Widerständen--Rio 7, Rjo8- wahlweise mehr oder weniger durchgesteuert werden, wodurch sich auch entsprechend die Magneterregung der Wicklung --MK-- und damit die Kupplungskraft ändert. Dies bedeutet, dass mit dieser Einrichtung die Geschwindigkeit der Maschine reguliert werden kann. Wird nun der Arbeitsvorgang beendet, d. h. soll nun abgeschaltet werden, dann wird der Schalter --S30-- geöffnet
<Desc/Clms Page number 5>
und die Schalter --S10 und S20-- geschlossen. In vorteil hafter Weise geschieht dies durch Loslassen des Fusstrittreglers.
Damit wird nun die Basis des Kupplungstransistors --T101-- von den
EMI5.1
7 und Rio 3--, d. h.- dann durchgesteuert wird, wenn die gewünschte Stellung des in einer vorbestimmbaren Stellung anzuhaltenden Maschinenteiles in diesem Moment gerade erreicht ist, so dass damit auch der Transistor --T102--, d.h. die Bremse erregt wird, welche dann die Maschine in dieser Stellung festhält. Ist in diesem Moment die gewünschte Endstellung noch nicht erreicht, dann liefert der Synchronisator keinen Impuls, d. h. der Transistor--T, 03-- wird nicht geöffnet und der Generator --G-- hält nun die Drehzahl auf den vorher einstellbaren Wert, z. B. 200 Umdr/min.
Dieser folgt auf folgende Weise : Wenn die Drehzahl über diesen vorgegebenen Wert ansteigen will, dann steuert der Generator durch Abgabe einer entsprechend höheren Spannung bei dieser höheren Drehzahl den Transistor--T, 02-- weiter auf, d. h. die Bremswirkung wird stärker. Gleichzeitig wird über die
EMI5.2
Bremserregung wird reduziert und wieder über die Kopplung o 9 und Z-wird der Transistor --T i o -- stärker durchgesteuert, so dass die Kupplungserregung ebenfalls verstärkt wird. Auf diese Weise wird die vorher eingestellte Drehzahl konstant gehalten. Dieser Steuervorgang bzw. der Weiterlauf
EMI5.3
Dabei ist die Ausbildung so getroffen, dass bei voll erregter Bremswicklung-MB-die Magnetkupplung vollständig ausser Wirksamkeit gesetzt wird.
Dadurch wird erreicht, dass kein überlaufen des Synchronisators mehr eintreten kann. Die kontaktfreie Ausnehmung der beispielsweise mit einer Armwelle verbundenen Scheibe des induktiven Gebers kann verkleinert werden, so dass nunmehr eine Abstellgenauigkeit mit einer Toleranz von t 30 erreichbar ist. Bei vorbekannten Einrichtungen zum Anhalten eines Antriebes in vorausbestimmter Stellung musste die Ausnehmung in der Kontaktscheibe des induktiven Gebers wesentlich grösser gehalten werden, damit nicht bei einer zu grossen Restdrehzahl ein überlaufen stattfindet und ein Abschalten überhaupt nicht mehr zustandekommt. Durch die Erfindung wird es ermöglicht, den Abstellvorgang mindestens nach einer Umdrehung zu beenden.
Die erfindungsgemäss einstellbare, niedrige, gleichbleibende Geschwindigkeit bewirkt, dass auch bei kleinem Kontaktausschnitt in der Impulsscheibe des induktiven Gebers ein sicheres Stillsetzen ermöglicht wird. Der Widerstand - -R120-- kann auch als Festwiderstand oder als Trimmerwiderstand vorgesehen sein, der für einen bestimmten Arbeitszweck von vornherein eingestellt wird.
In den Zeichnungen ist eine weitere mögliche Ausführungsform dargestellt, bei der der Generator --G-- direkt zwischen dem Ausgang des Verstärkers der positiven Speisespannung angeschaltet wird.
EMI5.4
Vormagnetisierung erreicht wird. Diese Vormagnetisierung tritt aber während des normalen Arbeitsvorganges, wenn nämlich der Schalter --S10-- geöffnet ist, nicht auf. Diese Vormagnetisierung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil die an sich sehr empfindliche Schaltung mit einer so geringen Verzögerung arbeitet, dass das Abbremsen gegebenenfalls den Halbwellen eines Wechselstromgenerators-G-folgen würde, was dann zu Geräuschen führen könnte.
Es ist daher zweckmässig, als Generator-G-einen Gleichspannungsgenerator oder Wechselstromgenerator mit hoher Polzahl und nachgeschaltetem Brückengleichrichter zu verwenden.
<Desc/Clms Page number 6>
Bei der praktischen Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung wird der Rotor des Generators --G-- auf der Maschinenwelle befestigt, auf der auch die Kontaktscheibe des Steuerkopfes-S-mit dem induktiven Geber angeordnet ist. Dann kann die Generatorwicklung auf eine die Welle umfassende, feststehende Spule gewickelt werden und durch diese mechanische Trennung treten keine Verschleisserscheinungen auf. Die bei Beginn des Bremsvorganges vom Generator--G--abgegebene relativ hohe Spannung, zufolge der noch vorhandenen hohen Drehzahl, ist für den Transistor
EMI6.1
erforderliche Spannung zum Durchsteuern des Transistors in der Grössenordnung von 0, 5 V auf.
Der Rest fällt am Widerstand --R120-- ab, so dass also unabhängig von der Höhe der Drehzahl, also unabhängig von der Höhe der vom Generator abgegebenen Spannung keine Gefahr eines Spannungsdurchbruches für den Transistor--Tio2-- besteht.
In vorteilhafter Weise wird die gesamte Steuervorrichtung zusammen mit dem Motor zu einer Baueinheit verbunden.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 2 und 3 wird die Kupplungswicklung --MK-- durch die Transistoren --T4 und T--und die Bremswicklung --MB-- durch die Transistoren-T3 und T 6 -- gesteuert.
Die Erregung der Magnetkupplung--MK--während des Betriebes wird durch Regelung des Basisstromes des Transistors --T4-- gesteuert. Dazu empfängt die Basis des Transistors --T4-- eine Steuerspannung, die sich zusammensetzt aus einer von dem Steuerkopf --O bzw. U-gelieferten und in einem an sich bekannten Transistorverstärker --T1, T2-- verstärkten Impuls und anderseits einer von einem Generator--G--gelieferten Spannung.
Die Steuerköpfe--0, U--können in Form induktiver Impulsgeber ausgebildet sein, durch deren Steuergabel eine Scheibe mit einer Steuerausnehmung durchläuft. Sobald die Ausnehmung die Steuergabel passiert, wird ein Impuls vom zugeordneten Steuerkopf abgegeben.
Im Betätigungsteil sind Kontakte-1-2, 3-4, 4-5, 5-6, 7-8, 9-10 und 11-12-angebracht. über die Kontakte --7-8-- wird gegebenenfalls ein Relais-RSi-erregt. Dieses Relais steuert Kontakte--rsl,--im Erregerstromkreis der Magnetkupplung--MK--und (gegensinnig) einen Kontakt--rsl"--im Steuerkreis der Bremserregung--MB--.
Das Relais--RSI--weist eine durch einen Transistor--Tio--und ein R-C-Glied --RV-CV-- bestehende Schaltverzögerungseinrichtung auf.
Im Kollektorkreis des Bremstransistors --T3-- liegt ein zusätzliches RC-Steuerglied
EMI6.2
Steuerköpfe von einer unteren Haltestellung zu einer oberen Haltestellung und umgekehrt möglich.
Ein weiteres Relais --RS3-- betätigt einen magnetischen Fadenabschneider-F--, der mit der normalen Netzspannung versorgt wird. Ausgelöst wird ein derartiger Vorgang mittels eines Schalters --Si-.
Die umschaltbare Widerstandsanordnung --R7 und R8-- dient zum wahlweisen Einstellen einer bestimmten Arbeitsgeschwindigkeit.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Anordnung nach den Fig. 2 und 3 wird nachfolgend an Hand der einzelnen Bewegungszustände näher erläutert :
Zunächst sei eine langsame Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet, dabei sind die Kontakte --1-2, 9-10, 11-12--offen und die Kontakte-3-4, 5-6, 7-8--geschlossen. Weil die Kontakte --1-2-- offen sind, bleiben die Steuerköpfe --O,U-- über die Transistoren-Tl und Tut-vos der übrigen Schaltung abgetrennt. Der Generator--G--erzeugt eine Spannung, die an einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen --R4 und Rs--, gelegt wird.
An dem Potentiometer--R4--wird eine Spannung abgenommen, welche folgendes bewirkt : läuft der Generator mit der gewünschten Geschwindigkeit, so wird über --R6-- der Transistor --T4-- und damit die Kupplung in einer bestimmten Stärke angesteuert. Der Transistor--T3--, dessen Schwellspannung gegenüber der Schwellspannung des Transistors--T--höher liegt, wird nicht angesteuert, so dass die Bremse nicht erregt wird. Der Kontakt--rsl,--ist dabei geschlossen, da das Relais--RSI--über die geschlossenen Kontakte--7-8--und den Transistor--TIo--erregt bleibt.
Ändert sich nun die Last der Maschine, wird sie z. B. geringer, so steigt die Drehzahl des Generators--G--und damit auch seine abgegebene Spannung an. Die Basis des Transistors--T4--
<Desc/Clms Page number 7>
wird potentialmässig höher gelegt, die Spannung am Kollektor von--T4--steigt und der Transistor --T9-- wird dann weniger ausgesteuert, wodurch die Kupplungserregung reduziert wird. Im Falle, dass die Drehzahl sehr stark ansteigt, wird auch die Spannungsschwelle am Transistor--Ta-- überschritten, womit die Spannung an-Ri, R -steigt ; sie steuert den Transistor-Tg-aus und die Bremse wird zur Wirkung gebracht. Damit wird erreicht, dass die Maschine auf die vorher eingestellte Drehzahl wieder zurückfällt.
Im umgekehrten Falle, wenn die Drehzahl durch Lastvergrösserung sinkt, gleitet das Potential der Transistoren --T4 und T3-- sofort nach unten, die Bremse wird entregt und die Kupplungswirkung verstärkt, bis der alte Zustand wieder erreicht ist.
Damit ergibt sich bei der erfindungsgemässen Anordnung eine automatische Selbstregulierung der Drehzahl entsprechend den vorhandenen Lastverhältnissen, wodurch die Drehzahl konstant erhalten bleibt.
EMI7.1
damit auch die Drehzahl geändert werden.
Bei einer weiteren langsamen Stufe --3-- sind die Kontakte --1-2, 3-4-5, 9-10, 11-12-geöffnet, hingegen die Kontakte-5-6, 7-8-geschlossen. Auch hier findet durch das zusätzliche Einfügen des Widerstandes --Ra -- in den Spannungsteilerkreis eine weitere Potentialverschiebung statt, so dass sich in dieser Stellung eine dritte Drehzahl ergibt, die, wie vorher beschrieben, konstant gehalten wird.
Beim Einstellen der vollen Arbeitsgeschwindigkeit sind die Kontakte-1-2, 3-4-5-6, 9-10 und 11-12-offen, wogegen die Kontakte --7-8-- geschlossen bleiben. In dieser Kontaktstellung ist die Generatorspannung durch das öffnen der Kontakte--5-6--vollkommen vom Spannungsteiler abgetrennt. Der Transistor --T4-- ist gesperrt und damit die Kupplung voll erregt. Der Transistor - twist ebenfalls voll gesperrt, so dass die Bremse keinen Erregerstrom erhält. In diesem Zustand ist also voll eingekuppelt und die Maschine läuft in ihrer höchsten Drehzahl.
Beim Anhalten der Maschine ergibt sich die in Fig. 2 dargestellte Kontaktstellung.
Durch die Ausschaltverzögerung über den Transistor --T10-- und das folgende RC-Glied - ergibt sich, dass der Kontakt-rsl"--geschlossen bleibt, obwohl die Kontakte
EMI7.2
Bremse voll erregt. Beim Einleiten des Bremsvorganges wird--Tg--voll durchgesteuert, da die Kapazität-Cj-noch nicht aufgeladen ist. Daher wird auch die Bremse voll erregt. Nach der entsprechenden Zeitkonstante des RC-Gliedes ist der Kondensator-Ci-voll geladen, der Widerstand-Ri-wird wirksam und der Transistor --T3-- wird nicht mehr voll durchgesteuert.
Dadurch wird die Bremswirkung verringert.
Im ungünstigsten Fall, wenn beispielsweise ein Schlitz des jeweils eingeschalteten Steuerkopfes --U bzw. O-- gerade am Kopf vorbeigegangen ist, erfolgt ein Weiterlauf der Maschine mit grösserer Geschwindigkeit, so dass die Gesamt-Bremszeit kleiner wird. Ein weiterer Vorteil des RC-Steuergliedes im Kollektorkreis des Transistors --T3-- besteht darin, dass ein Überschwingen verhindert wird. Ohne das Steuerglied im Kollektorkreis des Transistors --T3-- könnte es unter Umständen vorkommen, dass das Abbremsen bis auf Null durchgeführt wird und ein Wiederbeschleunigen der Maschine notwendig ist. Eine derartige Erscheinung wird durch das erfmdungsgemäss eingefügte Steuer-RC-Glied vermieden.
Dieses Steuerglied ist also so bemessen, dass nach einer bestimmten Zeit, nämlich wenn die Maschinendrehzahl auf ungefähr ein Drittel ihres maximalen Wertes abgesunken ist, die Ansteuerung der Bremse etwas vermindert wird. Dadurch wird erreicht, dass die Drehzahl, abhängig von der Zeit, nur bis ungefähr zu einem Drittel ihres Wertes linear absinkt und dann in einem sanften Bogen in eine bestimmte Restdrehzahl einläuft, welche durch die am Spannungsteiler --R4-- bzw. am Widerstand - eingestellten Spannungsschwellen bestimmt wird. Ist nun an einem Punkt die gewünschte Haltestellung erreicht, d. h. kommt der Steuerkopf-U-zur Wirkung, so wird über die Transistoren
EMI7.3
<Desc/Clms Page number 8>
Das RC-Steuerglied bedingt somit einen weicheren Verlauf des Bremsvorganges und bringt auch zeitlich dadurch Vorteile, dass nämlich die eine Umdrehung, welche im ungünstigsten Falle noch erfolgen muss, nicht während der ganzen Zeit mit der niederen Restgeschwindigkeit erfolgt, sondern am Anfang des Vorganges ein Teil dieser Umdrehung noch mit Drehzahlen bis zum Doppelten und Dreifachen der Restdrehzahl abläuft.
Ist nun die Maschine stillgesetzt, so fällt das Relais-RSi-ab, öffnet den Kontakt--rsi und löst damit die Bremse. Die Maschine kann somit willkürlich, z. B. von Hand, weitergedreht werden.
Um die Kupplungsseite mit Sicherheit zu sperren, ist nun der entsprechende Kontakt-rsl,-geschlossen.
Ist die andere Stillhaltestellung eingestellt, dann werden alle Kontakte geschlossen und damit über das Relais--RSz--der 2. Steuerkopf --O-- zur Wirkung gebracht. Der Weiterlauf und der Bremsvorgang erfolgt wie zuvor beschrieben.
In die Schaltung eingefügt ist ferner ein Relais-RSg--, welches einen magnetischen Fadenabschneider--F--betätigt, der mit normaler Netzspannung versorgt werden kann. Zum
EMI8.1
wenn die Bremse voll erregt und der Steuerkopf--0-in Wirkung ist. Das bedeutet, dass der Fadenabschneider nur dann betätigt werden kann, wenn die obere Nadelstellung erreicht ist und die Maschine stillsteht.
Als Fadenabschneider kann eine an sich bekannte Einrichtung verwendet werden, die mit der Anhaltevorrichtung so verbunden ist, dass ein Abschneiden nur bei der oberen Nadelstellung möglich ist. Durch die erfmdungsgemässe Ausbildung wird erreicht, dass eine Betätigung jederzeit möglich ist, der Vorgang selbst aber erst dann eingeleitet wird, wenn die Maschine in der entsprechenden Lage stillsteht.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 unterscheidet sich im wesentlichen von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nur hinsichtlich der Fadenabschneider-Auslöseschaltung. Werden nämlich Fadenabschneider verwendet, die durch Kurvengestänge bedient werden, dann muss die Maschine von der oberen Anhaltestelle eine volle Umdrehung machen, während der zugehörigen Zeit erfolgt dann mechanisch die Betätigung des Fadenabschneiders.
EMI8.2
Die Relais--RS, und RSz--sind unverändert beibehalten. Das Relais-RS3-wirkt nunmehr anders. Die Schaltung des Magneten für den Fadenabschneider--F--ist an sich unverändert. Ein derartiger Magnet ist auch hier erforderlich, um die Kurvensteuerung in Eingriff zu
EMI8.3
nunmehrKontakte--21-23 und 22-25--. Über den geschlossenen Kontakt --22-24-- wird das Relais - RS1-- erregt, wodurch, wie vorher, die Bremslüftung rückgängig gemacht wird. Durch den geschlossenen Kontakt -21-23-- wird das Relais-RS--wie früher erregt. Der geschlossene Kontakt--22-25--schaltet das Relais--RSg--. Dessen Kontakt--rs,,--macht die
EMI8.4
über seinen Kontakt --rs4,-- gehalten.
Nunmehr schliesst auch der Kontakt--rs,,--, so dass nur die niedrigste Drehzahl der Maschine wirksam werden kann. Die Kupplung wird voll wirksam, die
EMI8.5
RC-Glied vermeidet somit ein fortlaufendes Einschalten der Maschine für jeweils eine Umdrehung.
In Fig. 4 ist schematisch eine Betätigungseinrichtung für die Kontakte--1-12--dargestellt.
Dabei sind die Kontakte in drei Kontaktgruppen aufgeteilt, nämlich in die Gruppe--1-2, 7-8, 3-4-5-6 und 9-10, 11-12--. Die Betätigung erfolgt über einen Hebel-26--, der an einen beispielsweise senkrecht verschiebbaren Teil--27--angelenkt ist. Der Teil-27-ist mit einem konischen oder kegelförmigen Steuerglied --28-- versehen. Am oberen Ende ist ein Kontaktstössel - angebracht. In der untersten Stellung, die der Nähstellung entspricht, sind alle Kontakte, ausgenommen die Kontakte --7-8-- geöffnet. In der mittleren Stellung, die der Haltestellung "unten" entspricht, sind die Kontakte-1-2, 3-4-5-6-geschlossen und die Kontakte-7-8, 9-10, 11-12-- geöffnet. Bei weiterer Aufwärtsbewegung wird die Haltestellung "oben" erreicht.
In diesem Falle sind alle Kontakte geschlossen.
<Desc/Clms Page number 9>
Durch die schräge Steuerfläche des Steuergliedes --28-- wird ein aufeinanderfolgendes
Schliessen der Kontakte-3-4, 4-5, 5-6-erreicht, wodurch verschiedene Drehgeschwindigkeiten einstellbar sind.
Aus der Darstellung ist ersichtlich, dass die Kontakte --1-2-- und die Kontakte-7-8- gegensinnig öffnen bzw. schliessen, während die Kontakte-9-10 und 11-12-gleichsinnig öffnen und schliessen und schliesslich die Kontakte-3-4, 4-5, 5-6-nacheinander geschlossen bzw. geöffnet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Insbesondere können innerhalb der bekannten Schaltungstechnik die üblichen Schaltungsanordnungen zur Temperaturstabilisierung und Spannungsstabilisierung vorgesehen werden. Ferner kann ein Wechselspannungsgenerator angeordnet sein, wodurch sich die Einschaltung einer Gleichrichterbrücke als erforderlich erweist. Die Steuerung der Brems-und bzw. oder Kupplungserregung kann über weitere Transistor-Treiberstufen erfolgen.
Die Erfindung umfasst auch vorteilhafte Teil-und Unterkombinationen der beschriebenen und bzw. oder dargestellten Merkmale. Ferner ist die Erfindung nicht nur bei Nähmaschinen, sondern auch bei Steuerungen für Werkzeugmaschinen aller Art anwendbar.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Nähmaschine, mit einem dauernd umlaufenden elektrischen Antriebsmotor, einer diesem nachgeschalteten, elektromagnetisch betätigbaren Reibungskupplung und. einem mit dieser umlaufenden, rotierenden Teil, dem eine ebenfalls elektromagnetisch betätigbare Reibungsbremse zugeordnet ist, und mit einer Schaltungsanordnung zum selbsttätigen Anhalten desselben in einer vorbestimmten Winkellage, in welcher mit dem umlaufenden, rotierenden Teil einerseits eine eine drehzahlabhängige Steuerspannung liefernde Einrichtung und anderseits eine beim Erreichen der vorgegebenen Winkelstellung des umlaufenden, rotierenden Teiles eine Steuerspannung liefernde Synchronisatoranordnung starr gekuppelt ist, wobei diese beiden Einrichtungen die mittels eines bei Einleitung eines Anhaltevorganges betätigten Schalters, z. B.
Fusstrittregler, anschaltbare Steuerschaltung für einen im Erregungsstromkreis der elektromagnetisch betätigbaren Reibungsbremse angeordneten Transistor bilden und im Erregungsstromkreis der elektromagnetisch steuerbaren Reibungskupplung ein weiterer Transistor liegt, der ebenfalls in Abhängigkeit von dem beim Einleiten eines Anhaltevorganges betätigten Schalter, z. B.
Fusstrittregler, gesteuert ist, wobei die Steuerschaltung für den die Reibungsbremse steuernden Transistor so ausgelegt ist, dass in einem oberhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitswertes liegenden Bereich die Erregung der Bremse in Abhängigkeit von der von der Geschwindigkeit abhängigen Steuergrösse und im darunter befindlichen Bereich in Abhängigkeit von der
EMI9.1
der im Kupplungs-Erregungsstromkreis liegende Transistor (Tloi ; T4) mit seiner Basis über den beim Einleiten des Anhaltevorganges betätigten Schalter (Sa o) an eine dem Erregungsstrom im Brennstromkreis verkehrt proportionale Spannung zugeführt ist und die Basis des im Erregerstromkreis der Reibungsbremse liegenden Transistors (Tio.
Tg) über einen weiteren Kontakt des genannten Schalters an den Verbindungspunkt einer die beiden Steuerspannungsquellen, beide einander entgegengeschaltet, enthaltenden Spannungsteilerschaltung (Rn ? Rus) angeschlossen ist, dass dadurch die Bremse und die Kupplung gemeinsam und gleichzeitig auf den Lauf des getriebenen Teiles einwirkend, diesem eine konstante Restgeschwindigkeit erteilend, bis, veranlasst durch die Synchronisatorsteuerspannung, die Bremse unter Aberregung der Kupplung auf volle Wirkung erregt und dadurch den getriebenen Teil in der durch den Synchronisator (S) bestimmten Winkellage stillsetzt.
EMI9.2