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Nähmaschine mit einer Drehzahlregeleinrichtung für deren als
Reihen-Kommutatormotor ausgebildeten Antriebsmotor
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ker 17. Ein Geschwindigkeitseinsteller 18 ist durch eine Leitung 19 mit Stecker 20 mit dem Steckersockel 21 verbunden, der im Maschinenunterteil 10 sitzt.
Gemäss Fig. 4 trägt ein Isolierstoffpresskörper 22, der am Motorgehäuse 23 sitzt, Anschlussbuchsen 24, 25,26 und 27. Die inneren Enden der Buchsen 24,26 und 27 nehmen Kontaktstifte 28,29 und 30 auf, die an einer Isolierplatte 31 befestigt sind. Die Stifte 28, 29 und 30 stehen mit Leitern 32, 33 und 34 in Verbindung, die an der Unterseite der Platte 31 vorgesehen sind (vgl. Fig. 6). Ein Widerstand 35, ein Kondensator 36 und eine Diode 37 sind an der Oberseite der Platte 31 angeordnet und stehen über Leitungen, die sich durch die Platte 31 erstrecken mit den Leitern 32, 33, 34 und 38 in Verbindung. Die Leiter 32, 33, 34 werden zweckmässig als gedruckte Leitungen auf die Platte 31 aufgebracht.
Ein Verbundtransistor 39 (mitunter als siliziumgesteuerter Gleichrichter bezeichnet), ist an einem Arm 40 befestigt, der Teil eines metallischen Motorgehäuses 41 ist. Obwohl der Transistor 39 von dem Arm 40 durch dünne Glimmerstücke 42 elektrisch isoliert ist, steht er mit dem Metallgehäuse 41 in gut wärmeleitender Verbindung. Der Arm 40 erstreckt sich durch eine Ausnehmung 43 der Platte 31. Der Kollektoranschluss 44 des Transistors 39 ist durch eine Fahne 45 mit einer Leitung 46 verbunden, die zu einem Ende der Feldwicklung 47 des Motors 12 (Fig. 6) geführt ist.
Das andere Ende der Feldwicklung 47 ist durch eine Leitung 48 mit einer Buchse 27 verbunden. Der Basisanschluss 49 und der Emitteranschluss 50 des Transistors 39 sind mitleitungswindungen 51 bzw. 52 verbunden, die durch die Platte 31 hindurch mit den Streifen 38 und 32 verbunden sind. Eine Leitung 53 von der Buchse 24 steht mit der Ankerbürste 54 in Verbindung, und die andere Ankerbürste 55 ist durch eine Leitung 56 mit der Buchse 25 verbunden.
Ein Sockel 57 kann die Buchse 27 aufnehmen und mit dem Schalter 15 durch eine Leitung 58 verbinden und weiter durch eine Leitung 59, ein Gehäuse 60, einen Stecker 61, Leitung 16 und Leitungsstecker 17 mit einem Pol einer üblichen Wechselstromquelle. Ein Sockel 62 kann die Buchse 25 aufnehmen und verbindet sie durch eine Leitung 63 mit dem Gehäuse 60 und durch einen Stecker 61, die Leitung 16 und den Leitungsstecker 17 mit dem andern Pol der Wechselstromquelle. Ein Sockel 64 kann die Buchse 26 aufnehmen und verbindet sie durch eine Leitung 65 mit dem Gehäuse 21, dann durch den Stecker 20 und die Leitung 19 mit dem Handregler 18.
Eine Leitung 66 führt von der Leitung 63 am Gehäuse 60 zum Gehäuse 21 und ein Widerstand 67 ist zwischen die Leitungen 65 und 66 gelegt. Der Zweck des Festwiderstandes 67 zu dem der Reglerwiderstand 18 im Nebenschluss liegt, besteht darin, eine Schutzvorspannung an den Emitter 49 des Transistors 39 für den Fall anzulegen, dass der Stecker 20 aus dem Gehäuse 21 bei Stromzu- fuhr herausgenommen wird. Das Fehlen einer solchen Vorspannung könnte in dem Transistor 39 zu einem zerstörenden Stromfluss führen.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, greift eine Abdeckung 68 der Platte 31 hinter eine Lippe 69 des Pressteiles 22 und ist mittels eines durchgehenden Bolzens 70 gesichert. Ein Streifen aus Isoliermaterial 71, ist zwischen der Platte 31 und dem Motorgehäuse 23 und 41 angeordnet.
Die Funktion der soweit beschriebenen Schaltung ist in der USA-Patentschrift Nr. 2, 939, 064 näher beschrieben. Für die Schaltung nach den Fig. 6 und 7 gilt folgendes :
Wie aus oden Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, bilden der Widerstand 35 und der Regler 18 oder Potentiometerwiderstand 72 einen veränderlichen Spannungsteiler, um eine Bezugsspannung für die Basis des Transistors 39 einzustellen. Die EMK, die sich als Folge der Drehung des Motorankers einstellt, ist hinsichtlich der Basis des Transistors 39 negativ und wirkt dadurch als eine negative Vorspannung für die Basis.
Es sei nun angenommen, dass der Anker des Antriebsmotors mit einer Geschwindigkeit umläuft, die durch. den Regler 18 oder 18t eingestellt ist. Wäre der Spannungsteiler, der durch den Widerstand 35 und den Widerstand 18 oder 18' gebildet ist, nicht vorhanden, um an die Basis des Transistors 39 eine Bezugsspannung anzulegen, so würde der Transistor 39 gesperrt werden und würde der Motor zum Stillstand kommen. Die Einstellung des Reglers 18 oder 18'ist nun so getroffen, dass die Bezugsspannung die Vorspannung bei einer bestimmten Motorgeschwindigkeit übersteigt und den Transistor 39 leitend macht.
Daraufhin läuft der Motor und seine Anker-EMK steigt an, bis sie die Bezugsspannung überwindet und den Transistor in den nichtleitenden Zustand versetzt. Demnach wirkt der Transistor wie ein Schalter, um den zum Motor fliessenden Strom ein-und auszuschalten, u. zw. mit einer Geschwindigkeit, die erforderlich ist, um die gewünschte Drehzahl des Motors eingestellt zu halten. Der über dem Widerstand 35 liegende Kondensator 36 bringt eine Zeitkonstante in das System, deren Grösse ausreicht, um zu
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sichern, dass der Transistor in der richtigen Zeitfolge arbeitet, wobei eine brauchbare Phasenlage mit der über der Feldwicklung 47 herrschenden Spannung gesichert ist.
Wenn der Widerstand des Handreglers 18 entsprechend dem abgeschalteten Zustand des Motors 12 ein Maximum ist, wird Spannung noch dem Widerstand 35 und dem Regler 18 aufgedrückt. Der Lei-
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schliessen. Fig. 7 zeigt einen abgeänderten Stromkreis, der drei Leitungen zum Anschliessen des Reglers verwendet ; der Leitungsschalter 15 ist hier nicht erforderlich. Der Handregler 181 ist mit einem Wi-
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Wennauf Isolierstreifen 75-75 auf, in welcher Stellung die Spannung der Leitungen L-L vom Motorstrom- kreis abgeschaltet ist. Dies ist die"Aus"-Lage des Reglers, in welcher an keinen Teil des Motorstromkreises Spannung liegt.
Zum Vergleich sei bemerkt, dass ein üblicher Fusswiderstandsregler, wie er zum Regeln von Haushaltnähmaschinen verwendet wird, 30 W aufnehmen bzw. verteilen muss. Der maximale Energieverlustin dem Regler gemäss der Erfindung beträgt etwa 1/2 W. Dies ist ein Verhältnis von 60 : 1 und ergibt einen entscheidenden Vorteil bei der Verkleinerung des Regelelementes.
Durch die Erfindung wird ein Drehzahlregler für Nähmaschinen geschaffen, der frei von Trägheitund Abnutzungswirkungen arbeitet und so klein gebaut werden kann, dass er mit dem Motor als einbaufertige Einheit innerhalb des Maschinenarmes einer Nähmaschine bequem angeordnet werden kann. Der Handregler wird zu einer kleinen Einheit von sehr niedriger Wärmeverteilung, die auch dann in der Hand gehalten werden kann, wenn diese gleichzeitig das Werkstück führt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Nähmaschine mit einer Drehzahlregeleinrichtung für deren als Reihen-Kommutatormotor ausgebildetenAntriebsmotor, dadurchgekennzeichnet,dassdieRegleinrichtungeinenVerbundtransistor (39) enthält, dessen Kollektor über die Feldwicklung (47) an die eine Klemme, dessen Emitter über den Rotor (54, 55) an die andere Klemme und dessen Basis über eine Kristalldiode (37) einerseits über eine Parallelschaltung eines konstanten Widerstandes (35) und eines Kondensators (36) an die erstgenannte Klemme, anderseits über einen von Hand verstellbaren Widerstand (18, 18') an die andere Klemme geschaltet ist und wobei der konstante Widerstand (35), der Kondensator (36) und die Kristalldiode (37) auf einem gemeinsamen Träger (31) angeordnet sind und der Verbundtransistor (39)
in wärmeleitender Verbindung'mit dem Gehäuse der Maschine (41) steht und diese Teile der Regeleinrichtung zu einer baulichen Einheit zusammengefasst sind, die in den Arm der Nähmaschine eingeführt ist und mit Stecker und Buchsenanschlüssen versehen ist, an die der veränderliche Widerstand und die Stromquelle angeschlossen sind.