DE3234171A1

DE3234171A1 - Naehmaschine mit einem universalmotor

Info

Publication number: DE3234171A1
Application number: DE19823234171
Authority: DE
Inventors: Jürgen 7505 Ettlingen Hartwig; Patrice Jean 7513 Stutensee Kemmel
Original assignee: Pfaff Haushaltsmaschinen GmbH
Current assignee: VSM Group AB
Priority date: 1982-09-15
Filing date: 1982-09-15
Publication date: 1984-03-15
Also published as: SE8304880L; SE8304880D0; DE3234171C2; US4479077A; JPS5950793A; IT1168838B; SE456093B; JP2501106Y2; JPS62172298U; CH662138A5; IT8367952A0

Description

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PFAFF HAUSHALTMASCHINEN GMBH KARLSRUHE-DURLACH

Nähmaschine mit einem Universalmotor

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Nähmaschinen sind zur Steuerung des Motors im
allgemeinen mit einem einen Widerstand enthaltenden Fußanlasser ausgestattet. Weiterhin gibt es Nähmaschinen, in deren Gehäuse eine elektronische Phasenanschnittsteuerung eingebaut ist, die über ein in dem zugehörigen Fußanlasser angeordnetes Potentiometer steuerbar ist. Es ist daher
nicht ohne erheblichen Aufwand möglich, wahlweise an einer Nähmaschine einen Anlasser mit einem ohmschen Widerstand oder mit einer eingebauten Phasenanschnittsteuerung zur

Steuerung der Drehzahl der Nähmaschine anzuschließen;

zumal eine übliche mit Wechselstrom arbeitende Phasenanschnittsteuerung eine wesentliche Verringerung der maximal aussteuerbaren Drehzahl der Nähmaschine bewirkt.

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Insbesondere scheiterte der Austausch eines normalen Widerstandsanlassers gegenüber eines solchen mit eingebauter Phasenanschnittsteuerung daran, daß bei Verwendung einer Phasenanschnittsteuerung ohne Drehzahleinbuße gegenüber dem Widerstandsanlasser ein erhöhter Aufwand an Leitungsverbindungen zur Nähmaschine notwendig gewesen wäre.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Anlassersteuerung zu schaffen, mit der die von dem normalen Widerstandsanlasser steuerbare maximale Drehzahl des Motors ebenfalls erreichbar ist und deren Verbindung zur Nähmaschine ohne erhöhten Leitungsaufwand durchführbar ist.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Dadurch wird nunmehr beim Austausch des Widerstandsanlassers gegen eine Phasenanschnittsteuerung nicht nur die Durchstichkraft der Nadel bei niedrigen Drehzahlen verbessert, sondern auch die vorher steuerbare maximale Nähgeschwindigkeit trotz der Phasenanschnittsverluste erreicht.

Ein Großteil der bekannten Haushaltnähmaschinen ist zum Anschluß des Netzkabels für die Stromversorgung des in der Nähmaschine eingebauten Motors und der Nähleuchte sowie der Verbindung der Drehzahlsteuerung mit dem Motor nur mit einer dreipoligen Steckerverbindung ausgestattet. Dabei dient ein Steckerpol zum gemeinsamen Anschluß der einen Zuleitung des Motors und der einen Zuleitung der Nähleuchte an die eine Netzzuführung. Die andere Zuleitung der Nähleuchte ist über den zweiten Steckerpol mit der anderen Netzzuleitung und mit einer der beiden Leitungen

der Drehzahlsteuerung verbunden. Schließlich ist die andere Zuleitung des Motors über den dritten Steckerpol mit der zweiten Leitung der Drehzahlsteuerung verbunden.

Bei diesen mit einer dreipoligen Steckerverbindung ausgestatteten Nähmaschinen (DE-GM 17 13 '»l?, Fig. 12) bestand bisher keine Möglichkeit, anstelle der normalen als Widerstandsanlasser ausgebildeten Drehzahlsteuerung eine externe mit Phasenanschnittsteuerung arbeitende Drehzahlregelung zu verwenden. Dazu ist es erforderlich, entweder die Steckervorrichtung zu verändern oder aber die Phasenanschnittsteuerung in das Gehäuse der Nähmaschine einzubauen, wodurch sich die Ausstattung der Nähmaschine wesentlich verteuert und eine nachträgliche Umrüstung vorhandener Nähmaschinen ausgeschlossen sein würde. Bei einer üblichen Wechselstrom-Phasenanschnittsteuerung ist eine gemeinsame Benutzung der gleichen Leitung für den Motor und die Nähleuchte mit den bisher vorhandenen Schaltungsmaßnahmen ausgeschlossen, weil sonst der Lichtstrom mitgesteuert würde.

Der Erfindung liegt daher die weitere Aufgabe zugrunde, die Schaltung für die Phasenanschnittsteuerung so auszugestalten, daß die dreipolige Steckerverbindung am Nähmaschinengehäuse und ihre Verkabelung mit dem Motor und der Nähleuchte beibehalten werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im Kennzeichen des Anspruches 2 genannten Merkmale gelöst. Dadurch läßt sich nun ohne Abänderung der dreipoligen Steckerverbindung sowohl eine Drehzahlsteuerung mit herkömmlichem Widerstandsanlasser als auch eine Drehzahlregelung mit darin untergebrachter Vollwellen-Phasenanschnittsteuerung mit Drehmo-•jO mentanhebung ohne Beeinträchtigung der Nähleuchtenfunktion der Nähmaschine verwenden.

Mit der Maßnahme nach Anspruch 3 werden Rückwirkungen des zur Entstörung von Motor und Widerstandsanlasser dienenden, parallel zur Nähleuchte geschalteten Entstörkondensators

beim Ausfall der Nähleuchte auf die Phasenanschnittsteuerung des Motors vermieden.

Eine preisgünstige Ausführung der Schaltung ergibt sich durch die Einsparung der halben phasengesteuerten Gleichrichterbrücke nach Anspruch h.

In der Zeichnung ist ein Schaltplan der Schaltungsanordnung dargestellt.

In dem Schaltplan ist in einem nur schematisch dargestellten Nähmaschinengehäuse 1 ein Motor 2 sowie eine Nähleuchte 3 und ein dieser parallel geschalteter Kondensator k dargestellt. Motor 2, Nähleuchte 3 und Kondensator k sind durch eine Leitung 5 verbunden, die in einer Steckbuchse 6 eines Steckergehäuses 7 endet. Das Steckergehäuse 7 ist in das Nähmaschinengehäuse 1 eingebaut. Es weist zwei weitere Steckbuchsen 8 und 9 auf, von denen die Steckbuchse 8 mit der Nähleuchte 3 sowie mit dem Kondensator k und die Steckbuchse 9 mit dem Motor 2 verbunden ist. An das Steckergehäuse 7 ist eine Steckerverbindung 10 mit Steckern 11, 12 und 13 kuppelbar. Diese sind mit Leitungen l4, 15 und l6 verbunden, die in ein angedeutetes Gehäuse 17 einer Steuereinrichtung zur Veränderung der Drehzahl des Nähmotors führt.

Die Steuervorrichtung ist durch zwei Netzzuleitungen l8 und 19 an das Wechselstromnetz anschließbar. Die beiden Netzzuleitungen l8 und 19 sind mit Anschlüssen 20 und 21 eines mit Dioden 22, 23, 2.h und 25 bestückten Brückengleichrichters 26 verbunden. Dieser weist einen Anschluß 27 mit positivem Potential und einen Anschluß 28 mit negativem Potential auf. Der Anschluß 28 ist mit der Leitung l4 verbunden. An dem Anschluß 20 ist ein Thyristor 29 und an dem Anschluß 21 ein Thyristor 30 angeschlossen. Beide Thyristoren 29 und 30 bilden zusammen mit den beiden Dioden 22 und 23 eine phasengesteuerte Gleichrichterbrücke 31 mit

einem Anschluß 32 mit positiven und dem Anschluß 28 mit negativem Potential. Die Gleichrichterbrücke 31 ist von ihrem Anschluß 32 über eine Leitung 33» eine Diode 34, einen Widerstand 351 eine Leitung 36 und einen Schalter mit der Leitung l6 verbunden, die an dem Stecker 13 angeschlossen ist.

Der Anschluß 27 ist über eine Leitung 38 mit einem Widerstand 39» einer Leitung 40, einem Widerstand 4l, einer Leitung 42 und einem Widerstand 43 mit der Leitung 33 verbunden. Die Leitung 4θ ist über einen Widerstand 44, eine Leitung 45 und eine Zenerdiode 46 an der Leitung 33 angeschlossen. Die Leitung 45 ist über einen Widerstand 47j eine Leitung 48 und einen Kondensator 49 mit der Leitung 33 verbunden.

Schließlich ist an der Leitung 45 ein Widerstand 50 angeschlossen, der über einen weiteren Widerstand 51» ein Potentiometer 52 einen PUT (programmable Unijuctionstransistor) 53 und einen Widerstand 54 mit der Leitung 33 in Verbindung steht. Das Potentiometer 52 weist einen Schleifer 52a auf, der mit dem Schalter 37 verbunden ist und diesen in der maximalen Widerstandsstellung abschaltet. Dem Widerstand 50 ist ein Schalter 55 parallel geschaltet.

An die Leitung 33 ist die Basis eines Transistors 56 angeschlossen, dessen Kollektor über einen Widerstand 57 an der Leitung 42 liegt und dessen Emitter über einen Widerstand 58 an der Leitung 36 angeschlossen ist.

Die Thyristoren 29 und 30 sind mit ihren Zündanschlüssen über je einen Widerstand 59 und 60 an eine Leitung 6l angeschlossen, die mit dem Kathodenanschluß des PUT 53 verbunden ist. Die Leitung 48 ist über eine Leitung 62 mit dem Anodenanschluß des PUT 53 verbunden, dessen Zündanschluß ^an der Leitung 42 liegt.

Die Leitung 38 ist über eine Diode 63 mit der Leitung 15 verbunden.

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Die Schaltung arbeitet wie folgt:

Die an beiden Leitungen l8 und 19 anliegende Netzspannung wird durch die Gleichrichterbrücke 26 gleichgerichtet, so daß an dem Punkt 27 positives Potential und am Punkt 28 negatives Potential einer pulsierenden Gleichspannung anliegt. Daher wird Strom über die Leitung 38, die Diode 63, die. Leitung 15 der Nähleuchte 3 zugeführt und fließt über die Leitung \k zum Verbindungspunkt 28. Der parallel zur Nähleuchte 3 geschaltete Kondensator k dient zur Funkentstörung bei Verwendung eines normalen Widerstandsanlassers .

Die beiden Widerstände 39 und kk dienen als Spannungsteiler für eine an der Leitung kO abzugreifende teilstabilisierte Spannung, während an der Leitung ^5 durch die Zenerdiode eine stabilisierte Spannung zur Verfügung steht. Durch den Spannungsteiler aus den Widerständen kl und kj wird die teilstabilisierte Spannung der Leitung ^tO an den Zündanschluß des PUT 53 angepaßt.

Bei Betätigung des Potentiometers 52 wird erst der Schalter 37 geschlossen, bevor der Schleifer 52a die Widerstandsbahn des Potentiometers 52 berührt. Beim Schließen des Schalters 37 lädt die an der Leitung ^5 im Rhythmus der Netzfrequenz sich aufbauende stabilisierte Spannung über den Widerstand hl den Kondensator ^9 auf. Der Stromfluß über den relativ hochohmigen Widerstand k"7 ist dabei so gering, daß das sich in der Leitung 6l aufbauende Spannungspotential das am PUT 53.anliegende Zündpotential (Leitung k2) erst gegen Ende jeder Halbwelle übersteigt. Die Durchschaltung des PUT 53 bewirkt über die Leitung 6l eine Zündung des Thyristors 29 bzw. 3O· Diese Zündung erfolgt aber so spät während des Verlaufes der jeweiligen Halbwelle, daß die über die Leitung 33 dem Motor 2 zugeführte Leistung nicht

35· ausreicht, um diesen zum Anlaufen zu bringen. Wenn sich

beim weiteren Betätigen des Potentiometers 52 dessen

Schleifer 52a auf der Widerstandsbahn bewegt, wird der Kondensator 49 zusätzlich durch die parallel zu dem Widerstand 47 liegenden Bauteile (Widerstände $0 und 51 sowie Potentiometer 52) über die Leitung 62 mit Strom versorgt, so daß das Potential in der Leitung 62 entsprechend der jeweiligen Stellung des Potentiometers 52 früher in der Ablaufphase der Halbwelle die Referenzspannung in der Leitung 42 übersteigt und damit entsprechend früher die Durchschaltung des PUT 53 bewirkt. Dieser zündet dann über die Leitung 6l den Thyristor 29 bzw. 30. Damit wird der Motor 2 über die Leitung 33 und l6 mit dem Strom der Resthalbwelle versorgt und läuft an.

Durch Verstellung des Potentiometers 52 wird der Stromfluß zum Kondensator 49 gesteuert, das Durchschalten des PUT 53 und damit auch des Thyristors 29 oder 30 früher oder später im Ablauf der Halbwelle erreicht und somit die Geschwindigkeit des Motors 2 gesteuert.

Über den Spannungsteiler aus den Widerständen 4l und 43 ändert sich die Referenzspannung in der Leitung 42 für den PUT 53 entsprechend den Schwankungen der teilstabilisierten Netzspannung, so daß der Zeitpunkt der Durchschaltung des PUT 53 entsprechend angepaßt wird und die am Motor 2 veränderte Netzspannung ausgeglichen wird.

Beim Stromfluß durch den Motor 2 entsteht im Meßwiderstand 35 ein Spannungsabfall, der proportional zu dem den Meßwiderstand 35 durchfließenden Strom ist. Der in der Diode 34 entstehende Spannungsabfall gleicht dabei die zwischen der Leitung 33 und dem Widerstand 58 auftretende Spannungsdifferenz UBE im Transistor 56 aus. Durch den Spannungsabfall an dem Meßwiderstand 35 wird die Basis des Transistors 56 positiver als das Potential der Leitung 36, der

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Transistor 56 wird damit leitend. Der Emitterwiderstand 58 bestimmt dabei den Ver stä'rkungsgrad des Transistors Der parallel zu dem Widerstand Ί3 liegende Widerstand 57 wird damit allmählich zugeschaltet, so daß das Potential der Leitung k2 sinkt und der PUT 53 früher durchschaltet. Damit tritt bei erhöhtem Drehmomentbedarf im unteren und mittleren Drehzahlbereich eine Regelung durch eine größere Stromzufuhr zum Motor 2 ein, indem die Phasenanschnittsteuerung den Stromflußwinkel gegenüber seiner durch die Stellung des Schleifers 52a des Potentiometers 52 gesteuerten Lage entsprechend dem erhöhten Strombedarf anhebt.

Claims

Patentansprüche -

1. Nähmaschine mit einem mit dem Gehäuse verbundenen Universalmotor als Antriebsmotor, einer zur Veränderung der Drehzahl des Motors vorgesehenen Drehzahlsteuerung, einer Nähleuchte und einer am Gehäuse der Nähmaschine angeordneten Steckerverbindung zur Verbindung der Leitungen für den Netzstrom und die Drehzahlsteuerung mit dem Motor und der Nähleuchte, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlsteuerung eine Phasenanschnittsteuerung ist, die eine aus Dioden (22 bis 25) bestehende Gleichrichterbrücke (26) zur Stromversorgung der Phasenanschnittsteuerung und der Nähleuchte (3) sowie eine Gleichrichterbrücke Öl) mit durch die Phasenanschnittsteuerung gesteuerten Halbleitern (29, 30) zur Steuerung des Motors (2) aufweist.

2. Nähmaschine, bei welcher die Steckerverbindung zwischen Universalmotor und der Nähleuchte einerseits und der Netzzuleitung "und der Drehzahlsteuerung andererseits dreipolig ausgebildet ist,' wobei die eine Zuleitung des Motors und die eine Zuleitung der Nähleuchte gemeinsam über einen Anschluß der Steckerverbindung mit der einen Netzzuführung verbunden sind, die andere Zuleitung der Nähleuchte über den zweiten Anschluß der Steckerverbindung mit der anderen Netzzuleitung und mit einer Leitung der Drehzahlsteuerung verbunden ist und schließlich die andere Zuleitung des Motors

3p über den dritten Anschluß der Steckerverbindung mit der zweiten Leitung der Drehzahlsteuerung verbunden ist, nach Anspruch 1, dadurcH gekennzeichnet, daß die Netzzuleitungen (l8, 19) an beide Gleichrichterbrücken (26, 31) angeschlossen sind, deren negative Anschlüsse

(28) mit⁴dem gemeinsamen Anschluß (6, ll) von Motor (2) und Nähleuchte (3) verbunden sind, während der

positive Anschluß (32) der phasenanschnittgesteuerten Gleichrichterbrücke (Jl) mit dem zweiten Anschluß (9, 13) des Motors (2) und der positive Anschluß (27) der Dioden-Gleichrichterbrücke (26) mit dem zweiten Anschluß (8, 12) der Nähleuchte verbunden ist.

3. Nähmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen dem positiven Anschluß (27) der Dioden-Gleichrichterbrücke (26) und dem zweiten Anschluß (8, 12) der Nähleuchte (3) eine Diode (63) angeordnet ist.

k. Nähmaschine nach Anspruch 2 oder 3i dadurch gekennzeichnet, daß die phasenanschnittgesteuerte Gleichrichterbrücke (31) aus zwei mit ihrem positiven Anschluß (32) verbundenen Thyristoren (29, 30) und den mit dem negativen Anschluß (28) der Dioden-Gleichrichterbrücke (26) verbundenen Dioden (22, 23) gebildet ist.

5· Nähmaschine nach Anspruch 1 bis k_r dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Motors (-2) ein Meßwiderstand (35) vorgesehen ist, der als Steuerglied zur Drehmomentenanhebung dient.