DE2922546A1

DE2922546A1 - Elektrische naehmaschine

Info

Publication number: DE2922546A1
Application number: DE19792922546
Authority: DE
Inventors: Hachiro Makabe; Toshiaki Watasue
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd; Janome Corp
Priority date: 1978-06-01
Filing date: 1979-06-01
Publication date: 1979-12-06
Also published as: US4332208A; JPS54157213A; DE2954280C2; DE2922546C2

Description

10595/Mü/Elf

P-54522-532
Jap.Anm. No.64936/78
vom 1.Juni 1978

JANOME SEWING MACHINE CO., LTD. Tokio (Japan)

Elektrische Nähmaschine

Die Erfindung betrifft eine elektrische Nähmaschine. Diese ist nach der Erfindung so beschaffen, daß die Drehzahl des Nähmaschinenmotors durch fortwährende Betätigung eines Betätigungselementes allmählich bis zu einem bestimmten maximalen Drehzahlwert beschleunigt wird. Wenn das Betätigungselement losgelassen wird, bleibt die Motordrehzahl auf dem Wert, der im Augenblick des Loslassens erreicht war. Durch Betätigen eines anderen Betätigungselementes wird die Drehzahl allmählich bis zu einem bestimmten minimalen Drehzahlwert oder auch bis zum Stillstand der Nähmaschine verringert. Wird während der Drehzahlabnahme das zweite Betätigungselement losgelassen, so bleibt auch in diesem Fall die Motordrehzahl oder Maschinengeschwindigkeit auf dem Wert , der im Augenblick des Loslassens erreicht war.

Bei Nähmaschinen mit herkömmlichem Fuß-Drehzahlkontroller wird durch das Maß, um wieviel das Pedal getreten wird, die Nähgeschwindigkeit der Nähmaschine bestimmt, und wenn der Nähvorgang während längerer Dauer mit konstanter Geschwindigkeit beibehalten werden soll, ist auch das Maß der Pedalauslenkung konstantzuhalten. Bei den heute vielfach verwendeten tragbaren Nähmaschi-

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nen verwendet man auch von Hand zu betätigende Drucktastersysteme anstelle eines Pedalkontrollers. Aber auch derartige Systeme lassen die gewünschte Nähgeschwindigkeit oder Antriebsmotordrehzahl nur sehr grob einstellen, und bei dem Versuch, eine gewünschte Drehzahl auszuwählen, stößt man auf erhebliche Schwierigkeiten.

Zur Beseitigung der im Stand der Technik vorhandenen Mängel und Schwierigkeiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, mit der bei einer elektrischen Nähmaschine die Drehzahl besonders gut eingestellt werden kann. Es soll dabei möglich sein, Drehzahlsteigerungen, Verringerungen und auch das Halten eines bestimmten Drehzahlwertes besonders leicht und gleitend durchführen zu können.

An einem Ausführungsbeispiel , das in den Figuren der Zeichnung im einzelnen dargestellt ist, werden die Einzelheiten der Erfindung nachfolgend näher dargelegt. Es zeigen:

Figur 1 eine Nähmaschine in perspektivischer Darstellung, an der die Erfindung verwirklicht ist;

Figur 2 das Schaltdiagramm einer Steuerschaltung dieser Nähmaschine;

Figuren 3 bis 6 in einzelnen Elementen der Steuerschaltung auftretende Steuersignalketten;

Figuren 7 bis 10 andere Ausführungsbeispiele der Steuerschaltkreisteile.

Die in der Fig.1 insgesamt mit 1 bezeichnete Nähmaschine weist einen Drucktaster S„ auf, der zum Steigern der Maschinendrehzahl gedrückt werden muß, wobei sich dann die Nähgeschwindigkeit der Nähmaschine allmählich erhöht. Die Geschwindigkeit bleibt auf ihrem Wert, wenn der Drucktaster SF losgelassen wird.

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Ein weiterer Drucktaster ist mit S_T bezeichnet und dient zur Verringerung der Nähgeschwindigkeit. Wird er gedrückt, dann nimmt die Geschwindigkeit der Nähmaschine allmählich ab; wird er losgelassen, bleibt der augenblickliche Geschwindigkeitswert bestehen. Wird ein vorhandener dritter Drucktaster S aedrückt so wird die Nähmaschine angehalten.

Im Schaltbild der Fig.2 liegt eine Wechselspannungsquelle V in Reihe mit dem Nähmaschinenmotor M und einem Zweiweg-Thyristor TRIAC₁, der zur Steuerung der Drehzahl des Motors verwendet wird, wobei die Steuerung über die Zündphase des Thyristors mit Hilfe der Impulse aus einem Impulstransformator T erfolgt. Innerhalb des strichpunktierten Rahmens 2 befindet sich eine die Motordrehzahl bestimmende Schaltung, zu der ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler COUNT₁ gehört, der die Zweiwert-Code-Ausgänge A₄₇A₃₇A₃A₁ erzeugt, die eine Drehzahl der Nähmaschine durch Betätigen der Schalter S„, S_T und S„ festlegen. Der Zähler COUNT₁ besitzt

Γ L· ir I

die Eingänge I₁-I-, die sämtlich über einen Widerstand R₁ mit einer positiven Spannungsquelle Vcc verbunden sind. Bei Spannungszufuhr von der Spannungsquelle Vcc führt ein Ladeeingang LOAD den EingängenI₄, I₃, I₂ und I₁ ein Η-Signal zu, wodurch sämtliche Ausgänge R_A, A-,, A„ und A₁ Η-Pegel aufweisen. Vier Ausgänge mit Η-Pegel bedeuten Stillstand des Motors M, während L-Pegel an allen vier Ausgängen der Maximaldrehzahl des Motors M entspricht. Auf diese Weise kann die Motordrehzahl in Stufen von 0 bis 15 gesteuert werden, wenn die Gruppe der vier Ausgänge in Dezimalzahlen betrachtet wird. AM₁ ist ein Oszillator, der Taktimpulse mit konstanter Periode von z.B. 0,1 bis 1 Sekunde erzeugt. Er ist mit dem Aufzählanschluß UP und mit dem UP-Zählanschluß DOWN des Zähler COUNT₁ über die NAND-Kreise NA₁ und NA₃ verbunden, und die Geschwindigkeit der Taktperiode stellt das Maß für das Anwachsen oder des Abnehmens des Ausgangscodewertes des Zählers COUNT₁ dar. FF₁ und FF₃ sind D-Flipflops, über die bestimmt wird, ob die Geschwindigkeit zunimmt oder abnimmt.

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Die Takteingänge Cp jedes Flipflop sind mit dem Oszillator AM₁ verbunden. Die Dateneingänge D werden jeweils auf L-Pegel umgeschaltet, wenn Schalter S„ oder S_T gedrückt werden, und erhalten Η-Pegel, sobald diese Schalter losgelassen werden. Die Komplementärausgänge Q sind jeweils an ein NAND-Glied NA₁ bzw. NA2 geführt. Wenn der Taster für die Drehzahlerhöhung gedrückt wird, dann wird über das NAND-Glied NA₁ das Signal des Oszillators AM-am Abwärtszähleingang DOWN des Zählers COUNT₁ wirksam. Wird dagegen der Taster S_T für die Drehzahlverringerung gedrückt, so wird über das NAND-Glied NA₃ das Oszillatorsignal am Aufwärtszähleingang des Zählers COUNT₁ wirksam. Ein ODER-Glied OR erhält die vier Ausgänge vom Zähler COUNT₁ zugeführt und gibt seinen Ausgangswert auf einen Eingang des NAND-Glieds NA₁. Sind sämtliche vier Ausgänge A. bis A₁ auf L-Pegel, dann nimmt das ODER-Glied OR dies wahr und unterbricht den Abwärtszähleingang DOWN. Sind sämtliche vier Ausgänge auf H-Pegel , dann nimmt ein NAND-Glied NA, dies wahr und unterbricht die Zuführung zum Aufwärtszähleingang UP über das NAND-Glied NA„. Von einem weiteren D-Flipflop FF₃ ist der Takteingang Cp als Gate-Eingang mit dem Oszillator AM₁ verbunden, während der Dateneingang D mit dem Ausgang des NAND-Gliedes NA₃ in Verbindung steht. Der Komplementärausgang Q des Flipflops FF₃ erzeugt ein Signal mit Η-Pegel, um den Motor M stillzusetzen, wenn sämtliche vier Ausgangssignale des Zählers COUNT₁ Η-Pegel haben. In einem mit 3 bezeichneten Rahmen sind die Schaltkreiselemente einer Impulserzeugerschaltung zusammengefaßt, die die Motordrehzahl bestimmt. Ein Vorwärts-Rückwärts-Zähler COUNT₂ erhält vom Vorwärts-Rückwärts-Zähler COUNT₁ ein codiertes Signal und erzeugt an seinen Ausgängen B₁-B-seinerseits Ausgangssignale, mit deren Hilfe eine Impulsbreite bestimmt wird für die Drehzahlbestimmung über ein NOR-Glied NOR₁ Ein Oszillator AM₂ erzeugt Taktimpulse mit einer Impulsfolge, die erheblich über derjenigen des Oszillators AM₁ liegt. COUNT₃ ist ein Binärzähler mit zwölf Stufen, der Impulse von dem Oszillator AM₂ an seinem Gate-Eingang Cp erhält. Der Zähler COUNT₃ hat in seiner vierten Stufe einen Ausgang G,-, der den Impuls in 1/16 einer Periode unterteilt. Ausgang G- ist mit dem Rückwärts-

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zähleingang DOWN des Zählers COUNT₂ über einen Inverter IN₂ und ein NOR-Glied NOR₃ verbunden. Das NOR-Glied NOR₃ besitzt einen weiteren Eingang, der mit dem Ausgang des NOR-Gliedes NOR., verbunden ist. Sind sämtliche Ausgänge B₁-B- des Zählers COUNT₂ auf L-Pegel, dann ist das NOR-Glied NOR₃ gesperrt, so daß der Rückwärtszählvorgang unterbrochen ist. Der Vorwärtszähleingang UP des Zählers COUNT₂ wird nicht benutzt. Mit einem mit 4 bezeichneten Rahmen ist ein Impulserzeugerteil umschlossen, durch den die Drehzahl der Nähmaschine abgetastet oder festgestellt wird und der proportional zur Nähmaschinendrehzahl einen Impuls erzeugt. Ein Drehzahldetektor SY erzeugt eine symmetrische Rechteckimpulskette mit 23 Perioden pro Umdrehung der oberen Welle der Nähmaschine. Mit einem Widerstand R₉ und einem Kondensator C₁ ist ein Verzögerungskreis aufgebaut. Eine Signalkette des Geschwindigkeitsdetektors SY und entsprechende Ausgangswellen eines Inverter IN- und eines NAND-Gliedes NA-, denen die Signalkette zugeführt wird, erzeugen die Ausgangswelle IN₄ des Potentials des Kondensators C₁, wie in Figur 3 gezeigt, in der auf der waagrechten Achse die Zeit t aufgetragen ist. Der Ausgang des NAND-Gliedes NA₄ ist mit Ladeeingang LOAD des Zählers COUNT₂ verbunden, so daß der Ausgangswert A₁-A₄ des Zählers COUNT₁ bei einem ansteigenden Punkt des Signals vom Drehzahldetektor SY geladen wird, und ferner wird der Ausgang des NAND-Gliedes NA₄ über einen Inverter IN₃ auf den Löscheingang RESET des Zählers COUNT₃ gegeben, so daß der Zähler an der abfallenden Flanke des Signals vom Geschwindigkeitsdetektor rückgestellt wird. Der strichpunktierte Rahmen 5 umschließt eine Komparatorschaltung, die einen Vergleich zwischen den die Drehzahl vorgebenden Impulsen der Drehzahlbestimmungsschaltung 3 und den Drehzahlimpulsen aus der Impulserzeugerschaltung 4 durchführt. Liegt die Drehzahl höher als der vorgegebene Wert, dann wird der Komparatorkreis 5 so betätigt, daß das Potential am nicht invertierenden Eingang (+) eines Verstärkers OP₁ vermindert wird, um auf diese Weise die Zündphase des TRIAC₁ zu verzögern. Bei unter den vorgegebenen Drehzahlwert liegender Drehzahl steigt dagegen das Potential des Komparatorkreises. AS₁ ist ein Analogschalter zum Steuern der

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Verminderung der Drehzahl und der Schalter hat einen Steuereingang J*, der mit dem Ausgang eines NOR-Gliedes NOR- über das NOR-Glied NOR₄ verbunden ist, welches ausserdem über ein NAND- Glied NA₅ mit dem Ausgang des Inverters IN₄ Verbindung hat. Wenn das Signal am Eingang J₁ H ist, wird die Ladung des Kondensators C₂ über den Widerstand R₃ abgeleitet. AS₃ ist ein Analogkreis zum Steuern der Erhöhung der Drehzahl. Sein Steuereingang J₂ ist über ein NOR-Glied NOR₅ und einen zwischengeschalteten Inverter IN₅ an den invertierenden Ausgang des NOR-Gliedes NOR₁ gelegt, wobei das NOR-Glied NOR₁- mit seinem zweiten Eingang über ein NAND-Glied NA_g mit der Drehzahlsteuerung SY in Verbindung steht. Bei Η-Signalen am Steuereingang J₂ wird der Kondensator C₂ über die Widerstände R₃,R. aufgeladen. Die NAND-Glieder NA₅, NAg sind mit einem Ausgang G₁₃ der 12-ten Stufe des Zählers COUNT₃ über den Inverter IN_g verbunden für eine Stillstandssteuerung des Motors und erhalten einen Impuls des Oszillators AM₂ geteilt in 1/4 K Perioden. Wenn der Oszillator AM₂ auf diesem Wege nicht ausreichend lange ein Rucksteilsignal erhält, dann ist die Klemme G₁₂ auf H-Pegel, und die NAND-Kreise NA₅₇NAg werden gesperrt. Der Zähler COUNT₃ wird dann gestoppt, da der Ausgang G₁₂ mit einem weiteren Eingang des NOR-Gliedes NOR- verbunden ist. Der mit 6 bezeichnete strichpunktierte Rahmen umfaßt eine Motorstopschaltung. Darin bedeutet PS einen Nadelstellungsdetektor, der den oberen und den unteren Umkehrpunkt der Nadel erfaßt und eine symmetrische Rechteckimpulskette von einer Periode je Umdrehung der oberen Nähmaschinenwelle erzeugt. Die Motorstopschaltung 6 nimmt den Ausgang Q des Flipflops FF,. nach Betätigung des Stopschalters S_p oder im Anschluß an ein fortwährendes Drücken der Drehzahlverminderungstaste S_ auf und erhält das Detektorsignal des Nadelstellungsdetektors PS, woraufhin TRIAC₁ nicht mehr gezündet wird, was den Stillstand der Nähmaschine in einer bestimmten Stellung der Nadel zur Folge hat. SR ist ein Schiebewiderstand mit Gate-Eingang Cp, der mit dem Ausgang des NAND-Gliedes NA₄ verbunden ist, während sein Reiheneingang SI ein Signal vom Nadelstellungsdetektor PS über ein exklusiv ODER-Glied

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ExOR erhält, das speziell die Nadelstopposition im unteren Umkehrpunkt bestimmt. Daraufhin erzeugt der Schiebewiderstand SR an seiner 5-Bit-Parallelausgangsklemme ein in der Phase um 5 Taktimpulse verzögertes Ausgangssignal. S ist ein Schalter für die Auswahl der Nadelstopposition im oberen Umkehrpunkt oder im unteren Umkehrpunkt. Ist der Schalter geschlossen, so liegt die Nadelstopposition im unteren Umkehrpunkt, ist er dagegen offen, so stoppt die Nadel im oberen Umkehrpunkt. Fig.4 zeigt die Ausgangsimpulsketten einzelner Schaltkreiselemente. Die Ausgangsimpulskette des NadelStellungsdetektors PS gibt mit der ansteigenden Flanke den oberen Umkehrpunkt und mit der abfallenden Hanke den unteren Umkehrpunkt der Nadel an. Das Signal wird als L-Pegel auf das Exklusiv-ODER-Glied ExOR gegeben, wenn der Umschalter Ss geschlossen ist, dagegen als H-Pegel-Signal wenn der Umschalter Ss geöffnet ist. Wenn der Schalter Ss geschlossen ist, hat der Ausgang des Exklusiv-ODER-Gliedes ExOR die Höchstphasenlage wie das Signal des Nadelpositionsdetektor PS, wohingegen bei geschlossenem Schalter Ss das Ausgangssignal invertiert ist. Der Ausgang PO₅ des Schiebewiderstandes SR ist ein in der Phase um 5 Impulse des Geschwindigkeitsdetektorsignals SY gegenüber dem Eingang ExOR verzögertes Signal. Ein UND-Glied AND erhält ein Signal vom Exklusiv-ODER-Glied ExOR und ein durch einen Inverter IN₇ invertiertes Signal vom Ausgang des Schiebewiderstandes SR. Diese Signale können nur dann wirksam werden, wenn der Ausgang Q des Flipflop FF_n, Η-Pegel hat. Das UND- Glied AND erzeugt also ein Signal mit der Breite von 5 Impulsen des Geschwindigkeitsdetektorsignals SY, wie dies in Figur 4 gezeigt ist. AS₃ ist ein Analogschalter zur Steuerung einer Anfangsdrehung und zur Steuerung einer Rückwärtsdrehung mit verminderter Geschwindigkeit der Nähmaschine, wenn die Stopposition der Maschine verändert wird. Der Analogschalter AS₃ hat einen Steuereingang J₃, der mit einem Ausgang G^₂ der 12-ten Stufe des Zählers COUNT₃ verbunden ist. Wenn der Eingang J Η-Pegel erhält, dann wird der vom UND-Glied AND über den Inverter IN„ zugehende Eingangswert wirksam für das Aufladen des Kondensators C₂ über die Widerstände R₅ und R₃. Mit 7 ist eine Schaltungsanordnung zum Triggern

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der Zündelektrode des Thyristors TRIAC₁ bezeichnet. Die Triggerschaltung 7 besitzt eine Rückstell- oder Löschklemme, die mit dem Ausgang des UND-Gliedes AND verbunden ist. Erhält diese Klemme ein Rückstell- oder Löschsignal, dann wird damit der Betrieb des Impulstransformators T eingestellt, so daß die Nähmaschine anhält. Der mit 8 bezeichnete Schaltungsblock erzeugt eine Sägezahnwelle, nämlich die Welle OP- , die in einer bestimmten Phasenbeziehung zur Phase der Wechselspannungsquelle V gemäß der Darstellung der Fig.5 steht. Der Schaltungsblock 8 ist mit einem invertierenden Eingang (-) des Verstärkers OP₁ verbunden, wodurch der Phasenwinkel verglichen wird. So stellt der Schaltungsblock einen Bezug zum Steuern der Phase des Thyristors TRIAC₁ dar. Der Ausgang des Verstärkers OP₁ ist mit einem Gate-Eingang Cp der Triggerschaltung 7 verbunden, und die ansteigende Flanke des Impulses stellt die Zündphase für den Thyristor TRIAC₁ dar, womit die Drehzahl des Motors M gesteuert wird.

Wenn in der Schaltung gemäß Figur 2 die Wechselspannungsquelle V und die SteuerSpannungsquelle Vcc angeschaltet sind, werden sämtliche Ausgänge A₁-A₄ des Zählers COUNT₁ H, und auch der Ausgang Q des Flipflop FF₃ nimmt Η-Pegel an. Trifft dieser Zustand mit der Stophase der Nähmaschine , begründet durch die Bestimmung der Nadelstopstellung durch den Schalter Ss, zusammen, dann erhalten alle Eingänge des UND-Gliedes AND Η-Pegel, und die Zündtriggerschaltung 7 ist gelöscht, womit der Nähmaschinenmotor M in dieser Stopstellung angehalten wird (der Fall, daß die Bedingung nicht mit der Stophase zusammentrifft, wird später beschrieben) .

Die Drehzahlsteigerungstaste S„ wird gedrückt gehalten, und dadurch zählt der Zähler COUNT₁ mit der vorgegebenen Arbeitsgeschwindigkeit des Oszillators AM₁ rückwärts. Der Wert der Ausgänge A₄, A₃-A₃ und A , wird, wenn der Schalter S losgelassen wird, beibehalten. In der ersten Rückwärtszählstufe geht der

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Ausgang Q des Flipflop FF _ auf L-Pegel über, und die Zündelektrodentriggerschaltung 7 verläßt den Löschzustand· Da in dieser Zeit der Gate-Eingang J₃ des Maschinenstart-Analogschalters AS₃ während einer bestimmten Stillstandszeit der Nähmaschine H-Pegel annimmt, wird der Kondensator C₂ über die Widerstände R₅ und R_ aufgeladen. Wenn das Potential OP-+ am Operationsverstärker OP₁ steigt, beispielsweise auf das in Figur 5 angedeutete Potential, dann wird die Durchlaßkurve des Thyristors TRIAC₁, der im Schnittpunkt mit dem Potential OP₁- zündet, so, wie es in der dritten Zeile der Figur 5 gegenüber der gestrichelt dargestellten Wechselspannungskurve der Wechselspannungsquelle mit ausgezogenen Linien dargestellt ist (der Einfachheit halber wird angenommen, daß der Motor M sich als Ohm'sche Last verhält), und der Motor M beginnt , sich zu drehen. Wenn dann das NAND-Glied NA₄ einen Impuls abgibt, wie in Figur 3 angedeutet, dann wird der Zähler COUNT₃ rückgestellt, und der Ausgang G₁₂ erhält L-Pegel, woraufhin der Analogschalter AS₃ geöffnet wird (AUS). Gleichzeitig nimmt der Zähler COUNT₂ das drehzahlbestimmende Signal A₁-A₄ auf. Da das Signal Η-Pegel enthält, wird das NOR-Glied NOR₁ am Ausgang L , und der Zähler COUNT₃ beginnt je Impuls vom Ausgang G₄ des Zählers COUNT₃ rückwärts zu zählen. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit sind die Ausgänge B₁-B₄ sämtlich auf L-Pegel, so daß das NOR-Glied NOR₁ L-Signal abgibt. Die Zeit von L nach H wird kürzer, wie dies durch die Impulsbreiten D₁-D₄.... in Figur 6 angedeutet ist, da der Codewert der geschwindigkeitsbestimmenden Signale A₁-A₄ kleiner wird, d.h. je länger der Schalter S„ gedrückt wird. Folglich erhöht sich die Einschaltdauer des Analogschalters für die Drehzahlerhöhung AS₂, wodurch der Pegel OP₁+ in Figur 5 angehoben wird, und die Schnittpunkte zwischen dem Pegel OP₁+ und der Sägezahnkurve OP₁- bewegen sich in der Fig.5 nach links. Dadurch wird der Zündwinkel des Thyristors TRIAC₁ vergrössert, was eine Drehzahlsteigerung des Motors M zur Folge hat.

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Der Darstellung der Figur 6 liegt eine konstante Drehzahl SY der Nähmaschine zugrunde, denn wenn die Drehzahl des Motors M steigt, wird die Periodendauer des Signals SY kürzer, so daß die Impulsbreite des Signals AS₂ so stark abnimmt, daß der Impuls nahezu nicht mehr vorhanden ist, und der Motor M läuft dann mit der vorgegebenen konstanten Drehzahl.

Drückt man auf die Drehzahlverringerungstaste S_T während einer bestimmten Zeitspanne, dann zählt der Zähler COUNT, vorwärts und hält die Ausgänge A₄, A_, A„, A₁ im Loslasaugenblick der Taste S_T auf ihrem Wert. Am Ende der Zeit, in der der Schalter S₇. gedrückt wird, ist die Impulsbreite größer geworden , wie

in Figur 6 mit D' - D' dargestellt, wodurch die Einschaltdauer des Analogschalters AS₁ zur Drehzahlverminderung verlängert ist. Daraus folgt, daß der Pegel OP₁+ in Fig. 5 absinkt und die Drehzahl des Motors M abnimmt. Mit verminderter Drehzahl wird die Impulsbreite des Signals AS₁ in einem Maß geringer, daß der impuls nahezu nicht mehr vorhanden ist, so daß der Motor M mit der vorgegebenen konstanten Drehzahl läuft.

Wird die Motorstoptaste S gedrückt , dann werden die Ausgänge A₁-A- des Zählers COUNT₁ sämtlich auf Η-Pegel gesetzt, und das die Verringerung bestimmende Signal D'.-D¹. erhält seine maximale Breite , so daß der die Verringerung bestimmende Analogschalter AS₁ das Potential OP₄ in Fig.5 schnellstens absenkt. Daraus ergibt sich, daß die Drehzahl des Motors M schnellstens abnimmt. Sobald der Motor stillstandsbereit ist, schaltet der Analogschalter AS₁ aus. Wenn andererseits der Q-Ausgang des Flipflop FF₃ aufgrund des Arbeitens des Analogschalters SP Η-Pegel hat und der Schalter Ss sich in dem Schaltzustand befindet, daß die Nadel im oberen Umkehrpunkt angehalten wird, wie in Figur 2 gezeigt, dann nimmt der Ausgang des UND-Gliedes AND bei ansteigender Flanke des Signals vom Nadelpositionsdetektor PS Η-Pegel an im Bereich zwischen den vorbestimmten Drehwinkeln der Nähmaschine in derselben Weise, als wenn der

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Umschalter Ss ixn ECN-Zustand in Fig.4 ist. Während dieser Η-Periode des UND-Gliedes ist die Zündelektrodentriggerschaltung 7 für den Thyristor TRIAC 1 gelöscht, so daß das Antriebsmoment des Motors M 0 ist, um den Motor während dieser Zeit stillzusetzen. Wenn für diesen Fall jedoch dar Motor M noch nicht langsam genug läuft, so daß er innerhalb dieser Spanne zum Stillstand kommen kann, dann läuft die Nähmaschine aufgrund ihres Schwungmomentes über diese Spanne hinaas, und wenn das UND-Glied AND in L-Zustand kommt, dann hat die Zündelektrodentriggerschaltung 7 nicht mehr Löschzustand, and in der Zwischenzeit nimmt der Ausgang G₁₂ des Zählers COUNT, Η-Pegel an. Als Folge davon ist der Analogschalter AS₃ eingeschaltet und hebt geringfügig den (+!Eingang des Operationsverstärkers OP₁ an, wodurch der Motor Ii erneut gedreht wird. Wena die Motordrehzahl ausreichend abgenortmen hat, wird er während «ler Η-Periode des UND-Kreises AND in Figur 4 angehalten, d.h. pn oberen Umkehrpunkt der Nadel. Während dieser Anhaltezeit 4er Maschine sind die Bedingungen der Schaltkreiselemente dieselben, wie in dem Zeitpunkt, als die Spannungsquelle eingeschaltet wurde.

Wenn der Umschalter Ss auf Offenstellung geschaltet wird, um die Nähmaschine im unteren Umkehrpunkt der Nadel anzuhalten, dann entspricht die Ef-Phase des UND-Gliedes AND der abfallenden Flanke des Signals des Nadelstellungsdetekto^s PS, wie bei SsOFF in Figur 4 gezeigt. Daraus ergibt sich, daß <ler Motor M noch weiter angetrieben wird und nach 180° Drehung der Nähmaschinenwelle anhält, d.h. im unteren Umkehrpunkt der Nadel.

In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Steuerschaltung unter Verwendung eines Analogsignals dargestellt, wogegen die Drehzahlvorgabe schaltung 2 in Figur 2 eiri Digitalsignal verwendet. OP2 ist ein Operationsverstärker mit einem nicht invertierenden Eingang (+), dem das Potential eines aufgeladenen Kondensators C₃ als Drehzahlbestimmungseingang zugeführt wird. Rg ist ein einstellbarer Widerstand, der mit einem Ende mit

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der Steuerspannungsquelle Vcc verbunden ist und über den der Kondensator aufgeladen wird, wenn der Drehzahlsteigerungsschalter S'p geschlossen wird, wobei die Zeitkonstante durch die Werte von R_c und C₀ bestimmt wird. Ein ebenfalls einstellbarer Widerstand R₇ liegt mit einem Ende an Masse. Über ihn entlädt sich der Kondensator C-, mit durch die Größe des Widerstands und der Kapazität des Kondensators vorgegebener Zeitkonstante, wenn der Drehzahlverminderungsschalter S' geschlossen wird. S'p ist der Motorstopschalter, über den beim Schließen der Kondensator ohne einen Ableitwiderstand unmittelbar entladen wird. Der invertierende Eingang (-) des Operationsverstärkers OP ist durch eine Rückkopplungsverbindung mit seinem Ausgang zur Bildung eines Spannungsfolgers direkt verbunden. Der Verstärkerausgang führt zu einer spannungsgesteuerten Drehzahlsteuerschaltung CONT für den Motor M. Diese Drehzahlsteuerschaltung ist beispielsweise in Figur 8 dargestellt. Eine Leuchtdiode LED eines Photokopplers P.C nimmt das Ausgangssignal des Verstärkers OP2 auf. In diesem Fall wird der Widerstandswert eines Photoleiterelementes CdS des Photokopplers durch das auffallende Licht der Leuchtdiode LED gesteuert, und TRIAC- wird zur Drehzahlsteuerung des Motors M über einen Diodenwechselstromschalter DIAC phasengesteuert. In der Schaltung befindet sich noch der Kondensator C..Wenn die Ausgangsseite des Verstärkers OP₃ z.B. mit der (+)-Eingangsseite des Verstärkers OP₁ in Fig. 2 verbunden ist, dann kann der auf der Eingangsseite spannungsgesteuerte Drehzahlsteuerschaltkreis CONT in Figur 7 aus dem Verstärker OP.,, der Zündelektrodentriggerschaltung 7, der Sägezahnschaltung 8, dem Impulstransformator T und dem TRIAC₁ zusammengesetzt sein, um die Drehzahl des Motors M zu steuern.

Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Widerstandswert zur Steuerung der Motordrehzahl variabel ist, während in Figur 2 und 7 für die Steuerung der Motordrehzahl Ausführungsformen gewählt sind, bei denen Halbleiter gesteuert werden. In der Figur 9 ist mit MA ein Steuermotor dargestellt, der den

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Wert des Stellwiderstandes Rg beim Schließen eines Tasters zur Drehzahlerhöhung S" vermindert und während des Schließens eines Tasters S"_ den Widerstandswert erhöht, um so die Drehzahl des Motors M zu steigern oder zu verringern. V+ und V-sind eine positive bzw. eine negative Spannungsquelle zum Antrieb des Motors MA.

Ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel für eine Steuerschaltung zeigt die Figur 10 mit einer gespeicherten eingestellten Drehzahl. Anstelle eines Stopschalters S' in Figur 7 ist ein Kondensator C,- vorgesehen, der mit Hilfe des Ausgangswertes des Operationsverstärkers OP₂ über einen festeingestellten Widerstand Rg aufgeladen wird, während ein SpeicherStartschalter S_ parallel zum Kondensator liegt, um diesen entweder aufzuladen oder zu entladen. Ferner ist der nicht invertierende Eingang (+) eines Operationsverstärkers OP₃ mit dem Kondensator C₅ so verbunden, daß er dessen Potential zugeführt erhält. Der Ausgang des Operationsverstärkers OP, ist -sum invertieresden Eingang (-) rückgekoppelt, so daß dieser einen Spannungsfolger bildet. Ferner ist der Ausgang auf den Steuereingang des spannungsgesteuerten Drehzahlsteuerschaltkreises CONT des Motors M geschaltet. Eine weitere Erläuterung ist in Hinblick auf die obigen Erklärungen zur Figur 7 nicht erforderlich. Wenn in der Fig.10 der Schalter S_c geöffnet ist und das Potential des Kondensators C₃ durch den Drehzahlerhöhungstaster S' bzw. den Drehzahlverminderungstaster S' vorgegeben ist, ist auch das Potential am Kondensator C_n. dadurch bestimmt, so daß die Drehzahl des Motors M durch die Schalter S¹ und S¹ festgelegt wird. Wenn hierbei der Speicherstartschalter S_ geschlossen wird, wird der Kondensator C₅ augenblicklich entladen, so daß der Motor M anhält. Wenn der Speicherstartschalter S_T geöffnet ist, wird vom Ausgang des Operationsverstärkers OP₂ der Kondensator C₅ mit einer durch den Widerstand R_g und die Kapazität des Kondensators Cr bestimmten Zeitkonstante aufgeladen, und die Aus-

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gangsspannung des Verstärkers OP₃ wächst mit ansteigendem Ladungszustand , so daß sich die Drehzahl des Motors M allmählich der durch die Schalter S' bzw. S' vorgegebenen Drehzahleinstellung nähert. Der Widerstand R„ kann so eingestellt werden, daß der Spannungsanstieg am Kondensator C₅ langsam erfolgt,
so daß der Motor M sanft anläuft.

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Claims

10595/MÜ/Elf P-54522-532 Jap.Anm. No. 64936/78 vom 1.Juni 1978 JANOME SEWING MACHINE CO., LTD. Tokio (Japan) Patentansprüche:

1.) Nähmaschine mit einer Drehzahlsteuereinrichtung für den Nähmaschinenmotor, die mit den MotorSteuerelementen verbundene, ein allmähliches Ansteigen bzw. Abnehmen der Motordrehzahl bewirkende Schalter aufweist, gekennzeichnet durch eine die Drehzahl bestimmende Steuereinrichtung, die den Motorsteuerelementen ein Signal zuführt, das die Drehzahl aufgrund der Betätigungsdauer der Schalter bestimmt.

2.) Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das die Drehzahl steuernde Element (TRIAC₁) ein Drehzahlsteuerthyristor ist, dessen Zündphase durch Impulse eines Impulstransformators (T) gesteuert ist.

3.) Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Drehzahlsteuerelement (TRIAC₂) ein Ausgangssignal von einem Rechenverstärker (OP₂) über eine

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Lichtquelle (LED) eines Photokopplers (P.C) erhält zur Steuerung des Widerstandswertes eines lichtleitenden Elementes (CdS) des Photokopplers und daß das geschwindigkeitsteuernde Element (TRIAC₂) durch einen Diodenwechselstromschalter (DIAC) phasengesteuert ist.

4.) Nähmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß während der Schließdauer eines Drehzahlerhöhungstasters (S" ) bzw. eines Drehzahlerniedrigungstaster

(S¹' ) ein drehzahlsteuernder Stellwiderstand (R_Q) im Motorkreis L ο

veränderbar ist.

5.) Nähmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß ein erstes Flipflop (FF₁) und ein zweites Flipflop (FF-) von einem Oszillator (AM₁) an ihren Gateeingängen (Cp) Impulse erhalten, daß die Datenausgänge (D) der Flipflops (FF₁,FF₂) auf L-Pegel schaltbar sind, wenn die Drehzahlstelltaster (Sp, S_L) gedrückt werden, und auf Η-Pegel geschaltet sind, wenn ein Stoptaster (S_p) gedrückt ist, daß die Komplementärausgänge (Q) auf NAND-Glieder (NA₁, NA₂) geschaltet sind, und daß bei Drücken der Motorbeschleunigungstaste (S^) über das NAND-Glied (NA₁) ein Signal des Oszillators (AM₁) auf den Rückwärtszähleingang eines Zählers (COUNT₁) und bei Drücken der Drehzahlverminderungstaste (S-.) das NAND-Glied (NA₂) ein Signal des Oszillators (AM₁) auf den Vorwärtszähleingang des Zählers (COUNT₁) leitet.

6.) Nähmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß das Drehzahlbestimmungselement sich aus einer Drehzahlbestimmungsschaltung (2), einem Triggerkreis (7), Rechenverstärkern (OP₁, OP₂, OP-), einem Impulstransformator (T), einem Photokoppler (P.C), einer Wechselstromschaltdiode (DIAC) und einem zu steuernden Motor (M) zusammensetzt.

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7.) Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß die drehzahlbestimmenden Signale einer Drehzahlbestimmungsschaltung (2) digitale Codeausgangswerte (A*, A-., A„,A₁) eines Vorwärts-Rückwärts-Zählers (COUNT₁) sind, die durch Betätigungstaster (S_F,S_L,S_{p) einstellbar sind}.

8.) Nähmaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß ein Rückstelleingang (RESET) einer Gate-Trigger-Schaltung (7) des Thyristors (TRIAC₁) mit einem Ausgang eines UND-Gliedes (AND) verbunden ist, wobei bei Zugang eines Löschsignals am Rückstelleingang (RESET) die Triggerschaltung (7) den Impulstransformator (T) unwirksam schaltet.

9.) Nähmaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß der Rechenverstärker (OP₁) mit seinem Ausgang auf einen Gateeingang (Cp) der Triggerschaltung (7) geführt ist und daß eine ansteigende Flanke des Impulses die Zündphase des Thyristors (TRIAC₁) zum Steuern der Motordrehzahl einleitet.

10.) Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß eine Drehzahlbestimmungsschaltung (2) eines Rechenverstärkers (OP₂) eine Steuerschaltung ist, die ein Analogsignal verwendet und am nicht-invertierenden Eingang (+) das Ladungspotential eines Kondensators (C₃) zugeführt erhält.

11.) Nähmaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß ein Rechenverstärker (OP₂) an einem nichtinvertierenden Eingang (+) des Ladungspotential eines Kondensators (Cr) zugeführt erhält und daß sein Ausgang auf seinen invertierenden Eingang (-) rückgekoppelt ist, während der Verstärkerausgang zugleich auf den Eingang eines spannungsgesteuerten Drehzahlsteuerelementes (COUNT) für die Drehzahlsteuerung des Motors (M) geleitet ist.

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