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Schaltvorrichtung für Elektromotoren, insbesondere zum Antrieb von
Nähmaschinen über ein Reibgetriebe Bei vielen Arbeitsmaschinen, welche elektrisch
angetrieben werden, z. B. Nähmaschinen, ist es notwendig, sie schnell stillzusetzen,
sobald der Arbeitsvorgang beendet ist. Dies kann durch Abschalten der Stromzuleitung
zum Elektromotor allein nicht erreicht werden, da die umlaufenden Massen des Elektromotors
einen schnellen Stillstand verhindern. Man muß deshalb den Elektromotor mechanisch
abkuppeln und die Arbeitsmaschine für sich bremsen, damit sie möglichst bald stillsteht.
Bei sehr genauem Schalten, wie es für manche Arbeitsvorgänge notwendig ist, ist
der zum Ein- und Auskuppeln erforderliche Weg sehr klein. Es ist dann nicht mehr
ohne weiteres möglich, auch die Schaltbewegung zur Betätigung des elektrischen Schalters
von dem Weg der Kupplung abzuleiten. Denn der Schaltvorgang im elektrischen Schalter
erfordert verhältnismäßig große Wege, um ein sicheres funkenfreies Abschalten zu
erzielen, und auch verhältnismäßig große Kräfte.
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Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird gemäß der Erfindung durch
die axiale Kuppelbewegung des Motors ein Schleppschalter zum Aus- und Einschalten
des Stromes und gegebenenfalls eine Bremse zum schnellen Stillsetzen der angetriebenen
Maschine gesteuert.
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Zum Einschalten des Stroms kann inan den Motor nicht unmittelbar verwenden,
da er ja in diesem Augenblick nicht läuft. Um trotzdem auch zum Einschalten eine
Hilfskraft zur Verfügung zu haben, kann man vom Motor beim Ausschalten Arbeit aufspeichern
lassen, etwa indem er eine Feder spannt. Die aufgespeicherte Arbeit steht dann zum
Einschalten zur Verfügung und kann mit einer ganz geringen Bewegung gesteuert werden;
es braucht dazu nur eine Sperre gelöst zu werden, welche die aufgespeicherte Hilfskraft
gehindert hat, sich zu entfalten und den Strom einzuschalten.
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Durch diese Maßnahmen wird es insbesondere ermöglicht, den elektrischen
Strom durch die geringen Bewegungen der mechanischen Kupplung oder der Maschinenbremse
zu steuern.
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Da man- nicht genau bestimmen kann, nach wieviel Umdrehungen der Motor
zur Ruhe kommt, wird man die Bewegung des laufenden Motors zweckmäßig durch Reibung
auf den elektrischen Schalter übertragen und die Einrichtung so bemessen, daß nach
Beendigung des Schaltvorgangs noch überschüssige Wucht im laufenden Motor
vorhanden ist. Da durch die Reibungsverbindung nur eine bestimmte Höchstkraft auf
den elektrischen Schalter übertragen werden kann, wird die übersclriissige Wucht
sich unschädlich totlaufen.
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Oft ist es erwünscht, den :Motor sogleich nach dein Ausschalten auch
zur Ruhe zu bringen,
besonders um unnötigen Lärm zu vermeiden. Dieser
Zweck wird ebenfalls durch die Reibungsverbindung zwischen Motor und elektrischem
Schalter erreicht, da ja der Motor nach dem Abschalten durch den Widerstand, den
der Schalter einer weiteren Be#,vegung entgegensetzt, an der Reibungsverbindung
gebremst wird.
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In vielen Fällen ist das Drehmoment des Elektromotors zu gering, um
ein schnelles und sicheres Abschalten des Stromes zu erzielen. Die Vergrößerung
der Kraft durch ein Getriebe ist umständlich und bringt auch eine unerwünschte Untersetzung
der Geschwindigkeit mit sich. Man verwendet zum Ausschalten daher mit Vorteil einen
Wucht-. speicher, der, vom Motor beschleunigt, den Schalter durch Stoß umlegt.
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In manchen Fällen kann man auch den Anker des Elektromotors selbst
als Wuchtspeicher verwenden; dann muß nur für einen genügenden Anlaufweg zwischen
dem Einschalten des Stroms und dem nächsten Ausschalten und für eine kräftige Verbindung
zwischen dem Anker und dem elektrischen Schalter gesorgt werden.
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Selbstverständlich kann die Einrichtung zur Steuerung der elektrischen
Schalter auch ohne Verbindung mit einer mechanischen > Kupplung und ohne Arbeitsmaschine
immer dann mit Vorteil verwendet werden, wenn ein lUotorschalter mit weniger Arbeitsaufwand
gesteuert werden soll, als zu seiner Betätigung erforderlich ist.
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In den Fig. i, bis io sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigen Fig. i eine sehr einfache Ausführungsform der Erfindung mit allen
notwendigen Teilen in Ansicht und Fig. 2 den Grundriß, Fig.3 die Verwendung eines
Zahnradgetriebes in Ansicht und Fig. 4 den Grundriß, Fig. 5 die Verwendung eines
Wachtspeichers in Ansicht und Fig: 6 den Grundriß, Fig.7 die Verwendung einer Reibrolle
und eines Schnurgetriebes in Ansicht, Fig. 8 die Verwendung einer besonderen Art
von Reibrolle in Ansicht, Fig. 9 den Grundriß zu Fig. 8, Fig. 1o die Verwendung
einer Reibrolle und eines selbsthemmenden Schraubgetriebes in Ansicht.
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In der Fig. i ist ein Stück des Schwungrades i der angetriebenen Nähmaschine
dargestellt. Der Elelctronlotor, kann auf- und abwärts bewegt werden. Auf seiner
Welle sitzt ein kegeliges Reibrad 3, das beine Arbeiten das Schwungrad i antreibt.
Am Ge-
häuse des Elektromotors ist ein elektrischer Schalter 4. befestigt.
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Am Arm 6. eines Winkelhebels ist ein Bremsklotz 5 angebracht. Wenn
der Motor gesenkt wird, legt sich der Bremsklotz 5 an das Schwungrad der Nähmaschine;
dann wird der Arm 6 des Winkelhebels entgegen der Kraft der Feder 7 geschwenkt und
dabei der gabelförmige Arm 8 des Winkelhebels nach oben bewegt.
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Auf der Motorwelle sitzt lose ein Ring 9, der mit einem Fortsatz io
am Hebel ii des Schalters 4. angreift. Wenn der Hebelarm 8 nach oben bewegt wird,
drückt er den Ring 9 gegen das Reibrad 3. Der Ring wird dann vom Reibrad mitgenommen,
spannt die Feder 12, bewegt den Hebel i i des elektrischen Schalters und schaltet
den Strom ab; dann kann der Ring der Bewegung des Reibrads nicht weiter folgen,
das Reibrad wird von ihm abgebremst und kommt in kurzer Zeit zur Ruhe.
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Die Scheibe 9 ist jetzt zwischen dem gabelförmigen Hebelarm 8 und
dem Reibrad 3 des Elektromotors eingeklemmt und kann dem Zug der Feder 12 nicht
folgen. Wenn durch die Einschaltbewegung der Druck zwischen Schwungrad i_ und Bremsklotz
5 aufhört, läßt auch der Druck auf die Scheibe 9 nach, die Sperre ist gelöst, die
Feder i- bewegt den Ring in umgekehrter Richtung und schaltet dabei den Strom ein.
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je nach der Weite der Lücke im Fortsatz io des Ringes kann der Ring
auch um ein größeres Stück zurückbewegt werden, als zur Betätigung des elektrischen
Schalters notwendig ist, und dadurch dem Anker des-Elektromotors Gelegenheit geben,
auf einem Anlaufweg Wucht aufzuspeichern, wenn etwa sofort nach einem irrtümlichen
Einschalten wieder ausgeschaltet werden soll und das Drehmoment des Elektromotors
zu gering ist, uni den Schalter zu betätigen.
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In Fig.3 und 4. ist gezeigt, wie bei der gleichen Vorrichtung der
Ring mit dem Fortsatz durch ein Zahnrad 13 ersetzt werden kann, das durch
Vermittlung eines Zwischenstückes 1 ¢ den Hebel des elektrischen Schalters bewegt.
Das Zwischenstück 14. ist am 1\Iotorgehäuse gelagert und tri,#;t auf der einen Seite
eine Verzahnung, <11'e 1n das Zahnrad 13 eingreift, auf der anderen einen
Fortsatz, uni den Hebel i i zu bewegen.
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Fig. 5 und C> zeigen die Verwendung eines \Vlichtspeichers. Auf der
Welle des EIcktroniotors sind ein Wuchtspeicller 1,5 und eine Gabel 16 frei drehbar
angebracht. Die Bewegungen der Gabel 16 werden von dem 1-le-Llel ii des elel:trisclieti
Schalters begrenzt, die ; Gabel Nvird von der Feder 12 innleer in die i:in:chaltstellunl;
gezogen. leer \\'uchts@eieher
16 wird beim Einschalten ebenfalls
immer durch eine Feder so weit als möglich von der Ausschaltstellung wegbewegt.
Beim Bremsen der Nähmaschine hebt sich der Hebelarm 8 und drückt den Wuchtspeicher
gegen das Reibrad 3; er wird mitgenommen, beschleunigt und trifft mit großer Wucht
auf die Gabel 16, die dadurch kräftig nach der Ausschaltstellung zu bewegt wird,
den Strom ausschaltet und die Feder 12 spannt.
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Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. An dem Hebelarm
8 ist ein Lager 17 befestigt, in dem. sich eine Welle dreht, die auf der einen Seite
eine Reibrolle ig, auf der anderen eine Schnurrolle 2o trägt. Wenn der Bremsschuh
5 am Schwungrad i zur Anlage gekommen ist, wird die Reibrolle ig an das Reibrad
3 gepreßt und dreht sich. Die Schnurrolle 2o dreht sich mit und wickelt die am Hebel
i i des elektrischen Schalters befestigte Schnur 21 auf. Dadurch wird der Hebel
i I bewegt, der Strom ausgeschaltet und die Feder 12 gespannt.
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Bei der Ausführung nach Fig. 8 und 9 wird die Reibrolle 22 nach dem
Anpressen an das Reibrad mitsamt der Gabel 23 geschwenkt und bewirkt so das Abschalten
des, Stroms.
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Bei der Ausführung nach Fig. io wird beim Abwärtsbelwegen des Motors
der Hebel 8 durch Anlage des Bremsklotzes 5 an das Schwungrad nach unten gedrückt.
Dadurch wird die Schnecke 25 mit einer Verzahnung 26 in Eingriff gebracht, die mit
der Gabel -27 an einem Stück sitzt. - Nach weiterem Verlauf der Einschaltbewegung
wird die Reibrolle 2.4 dürch Schwenken der ganzen Schaltvorrichtung um den Drehpunkt
29 an das Reibrad 3 gedrückt und schaltet, von diesem angetrieben, mittels Schnecke
und Zahnsegment den Motor aus. Wenn der Druck auf den Bremsschuh 5 aufhört, wird
die Schnecke von der Feder 12 aus dem Eingriff der Verzahnung gehoben. Dann kann
die Feder 12 die Gabel 27 bewegen, und der Strom wird eingeschaltet.