DE1788170B1 - Anordnung zum selbsttaetigen Anhalten einer elektrischen Antriebseinrichtung,insbesondere fuer eine Naehmaschine - Google Patents

Description

ORIGINAL INSPECTED

Bremse und für die Kupplung schaltungstechnisch möglichst einfach zu gestalten, wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß für den die Bremserregung steuernden Transistor eine höhere Schwellspannung, als für den die Kupplungserregung steuernden Transistor in bezug auf eine gemeinsame Ansteuerung beider Transistoren durch die drehzahlabhängige Steuerspannung eingestellt ist.

Bei dieser Lösung wird also auf eine gesonderte Schwellstufe zur Vorgabe des Maßes des Eingriffes einerseits des Antriebs- und andererseits des Bremsmomentes verzichtet und statt dessen unmittelbar eine entsprechende Schwellspannung an den Steuertransistoren für die Brems- bzw. für die Kupplungserregung sichergestellt, was beispielsweise durch entsprechende Wahl der Arbeitspunkte unmittelbar dieser Transistoren oder auch durch unterschiedliche Basis-Vorwiderstände denkbar einfach und funktionssicher realisierbar ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels zur Erfindung.

Die Anordnung wird aus einem Wechselstromnetz über einen Transformator FR und einer Gleichrichterbrücke G1 mit Gleichspannung gespeist. Zur Betätigung der Kupplung bzw. der Bremse sind Magnetwicklungen MK und MB vorgesehen. Die Kupplungswicklung MK wird durch die Transistoren Γ 4 und Γ9 und die Bremswicklung MB durch die Transistoren Γ 3 und Γ6 gesteuert.

Die Erregung der Magnetkupplung MK während des Betriebes wird durch Regelung des Basisstromes des Transistors 7*4 gesteuert. Der Transistor Γ9 ist diesem zur Verstärkung nachgeschaltet. Dazu empfängt die Basis des Transistors 7*4 eine Steuerspannung, die sich zusammensetzt aus einem von dem Steuerkopf O bzw. U gelieferten und in einem an sich bekannten Transistorverstärker (Π, 7*2) verstärkten Impuls und aus einer von einem Generator G gelieferten Spannung.

Die Steuerköpfe O, 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 rs Γ im Erregerstromkreis der Magnetkupplung MK und (gegensinnig) einen Kontakt rs 1" im Steuer kreis der Bremserregung MB.

Das Relais RSX weist eine durch einen Transistor 7*10 und ein WC-Glied RV CVbestehendes Schaltverzögerungseinrichtung auf.

Im Kollektorkreis des Bremstransistors Γ 3, dem der Transistor 76 nachgeschaltet ist, liegt ein zusätzliches /tC'-Steuerglied R ICl /ur Abflachung des Bremsüberganges. Ein über die Kontakte 11-12 steuerbares Relais RS2 schaltet die Kontakte rs2' und rs2". Mit diesem Relais ist eine Umschaltung der Steuerköpfe von einer unteren Haltestellung zu einer oberen Haltestellung und umgekehrt möglich.

Ein weiteres von einem Transistor Γ11 gesteuertes Relais RS 3 betätigt einen magnetischen Fadenabschneider F, der mit der normalen Netzspannung ι versorgt wird. Ausgelöst wird ein derartiger Vorgang mittels eines Schalters .S" 1.

Die umschaltbare Widerstandsanordnung R 7 und R 8 dient zur wahlweisen Einstellung einer bestimmten Arbeitsgeschwindigkeit.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung wird nachfolgend anhand der einzelnen Bewegungszustände näher erläutert.

Bei einer langsamen Geschwindigkeitsstufe 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, i/über die Transistoren 7*1 und 7*2 von der übrigen Schaltung abgetrennt. Der Generator G erzeugt eine Spannung, die an einen Spannungsteiler, bestehend aus den Widerständen R 4 und R 5, gelegt wird. An dem Potentiometer R 4 wird eine Spannung abgenommen, welche folgendes bewirkt:

• läuft der Generator mit der gewünschten Geschwindigkeit, so wird über R 6 der Transistor R 4 und damit die Kupplung in einer bestimmten Stärke angesteuert. Der Transistor 7* 3, dessen Schwellspannung gegenüber der Schwellspannung des Transistors 7*4 höher liegt, wird

ι nicht angesteuert, so daß die Bremse nicht erregt wird.

Der Kontakt rs i" ist dabei geschlossen, da das Relais RSl über die geschlossenen Kontakte 7-8 und den Transistor Γ10 erregt ist.

Wird nun die Last der Maschine geringer, so steigt die

■ Drehzahl des Generators G und damit auch seine abgegebene Spannung an. Transistor Γ4 wird mehr und Transistor Γ9 weniger ausgesteuert, wodurch die Kupplungserregung reduziert wird. Im Falle, daß die Drehzahl sehr stark ansteigt, wird auch die Spannungsschwelle am Transistor 7*3 überschritten, damit steigt die Spannung an R 1, R 2 und steuert den Transistor Γ6 aus, und die Bremse wird zur Wirkung gebracht. Damit wird erreicht, daß die Maschine auf die vorher eingestellte Drehzahl zurückfällt.

Im umgekehrten Falle, wenn die Drehzahl durch Lastvergrößerung sinkt, gleitet das Potential der Transistoren Γ4 und TI sofort nach unten, die Bremse wird entregt und die Kupplungswirkung verstärkt, bis der alte Zustand wieder erreic ht ist.

Beim Anhalten der Maschine ergibt sich die in der Figur dargestellte Kontaktstellung.

Durch die Ausschaltverzögerung über den Transistor Γ10 und das ffC-Glied Rv/Cv ergibt sich, daß der Kontakt rs I" geschlossen bleibt, obwohl Jie Kontakte 7-8 offen sind. Der Generator, der mit der hohen Maschinendrehzahl umläuft, liefert eine entsprechend hohe Spannung, welche den Transistor Γ9 sperrt und den Transistor Γ6 voll durchsteuert. Über das /?C-Glied R 1/C'l im Kollektorkreis des Transistors 7*3 fließt nun im ersten Moment ein starker Stromstoß, welcher über Tl die Bremse voll erregt. Bei Einleitung des Bremsvorganges wird Ti voll durchgesteuert, da die Kapazität C'noch nicht aufgeladen ist. Daher wird auch die Bremse voll erregt. Nach den entsprechenden Zeitkonstanten des ÄC-Gliedes ist der Kondensator ("i voll geladen, der Widerstand R 1 wird wirksam und der Transistor Γ 3 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 ÄC-Steuergliedes im Kollektorkreis des Transistors 7*3 besteht darin, daß ein Überschwingen verhindert wird. Ohne das ÄC-Glied im Kollektorkreis des Transistors Ti könnte es unter Umständen vorkommen, daß die Abbremsung bis auf Null

durchgeführt würde und eine Wiederbeschleunigung der Maschine notwendig wäre, Eine derartige Erscheinung wird durch das eingefügte Äi'-Glied vermieden. Dieses Steuerglied ist also so bemessen, daß nach einer bestimmten Zeit, nämlich wenn die Maschinendrehzahl auf ungefähr ein Drittel ihres maximalen Wertes al gesunken ist, die Ansteuerung dei 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 R 4 bzw. am Widerstand R 6 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 7"! und T2 die Bremse wieder voll erregt und die Maschine in dieser Stellung festgehalten. Die Restdrehzahl bleibt so lange erhalten, bis der Steuerkopf anspricht, d. h., bis die gewünschte Ruhestellung erreicht ist.

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, ζ. Β von Hand, weiteigedreht werden.

Um die Kupplungsseite mit Sicherheit zu sperren, ist nun der entsprechende Kontakt rs Γ geschlossen.

Ist die andere Stillhaltestellung eingestellt, dann werden alle Kontakte geschlossen und damit über das Relais RS 2 der zweite Steuerkopf O zur Wirkung gebracht. Der Weiterlauf und der Bremsvorgang erfolgt wie zuvor beschrieben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zum selbsttätigen Anhalten einer elektrischen Antriebseinrichtung, insbesondere für eine Nähmaschine, mit einer zwischen einem dauernd umlaufenden Antriebsmotor und dem getriebenen Teil eingeschalteten, elektrisch steuerbaren Kupplung und einer elektrisch steuerbaren Bremse und mit Mitteln zum Anhalten des Antriebs in vorausbestiminter Stellung, wobei die als elektromagnetische Reibungskupplung ausgebildete Kupplung und die Bremse über einen oder mehrere Transistoren gesteuert werden und die zur Stillsetzung des Antriebs zu betätigenden Schaltniittel sowie das die Stillstandsstellung festlegende Schaltorgan im Steuerkreis und die Erregerspulen von Kupplung und Bremse unmittelbar im Arbeitskreis der Transistoren liegen und ein beim Abschalten die Bremserregung steuernder Transistor einerseits durch eine in Abhängigkeit von der Lage eines Maschinenteils wirksam werdenden Steuerspannung und zusätzlich von einer in Abhängigkeit von der Restdrehzahl erzeugten Steuerspannung derart angesteuert wird, daß durch die drehzahlabhängige Steuerspannung unter gleichzeitigem und gegensinnigem Ansteuern von Kupplung und Bremse ein kurzfristiges Weiterlaufen des Antriebs mit einer konstanten Restdrehzahl bewirkt wird, bis die lageabhängige Steuerspannung mittels eines Transistors die Bremse voll wirksam werden läßt und dadurch den Antrieb stillsetzt, mit einem mit einem Synchronisator gemeinsam angetretenen Generator, einem vom Synchronisator gesteuerten Transistor im Basiskreis des die Bremserregung steuernden Transistors und mit Ansteuerung des die Kupplung steuernden Transistors für Kupplungsentregung über eine Schwellwertschaltung in bezug auf die Ansteuerung des Transistors für die Bremserregung, d a d u r c h gekennzeichnet, daß für den die Bremserregung (MH) steuernden Transistor (Ii) eine höhere Schwellspannung, als für den die Kupplungserregung (MK) steuernden Transistor (I'X) in bezug auf eine gemeinsame Ansteuerung beider Transistoren (T J, Γ4) durch die drehzahlab- ' hängige Steuerspannung eingestellt ist.

   Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum selbsttätigen Anhalten einer elektrischen Antriebseinrichtung, insbesondere für eine Nähmaschine, mit einer zwischen einem dauernd umlaufenden Antriebsmotor und dem getriebenen Teil eingeschalteten, elektrisc h steueibaren Kupplung und einer elektrisch steuerbaren Bremse und mit Mitteln zum Anhalten des Antriebs in vorausbestiminter Stellung, wobei die als elektromagnetische Reibungskupplung ausgebildete Kupplung und die Bremse über einen oder mehrere Transistoren gesteuert werden und die zur Stillsetzung des Antriebs /u betätigenden Schaltmittel sowie das die Stillstandsstellung festlegende Schaltorgan im Steuerkreis und die Hrregerspulen von Kupplung und Bremse unmittelbar im Arbeitskreis der Transistoren liegen und ein beim Abschalten die Bremserregung steuernder Transistor einerseits durch eine in Abhängigkeit von der Lage eines Maschinenteils wirksam werdenden Steuerspannung und zusätzlich von einer in Abhängigkeit von der Restdrehzahl erzeugten Steuerspannung derart angesteuert wird, daß durch die drehzahlabhängige Steuerspannung unter gleichzeitigem und gegensinnigem

   • Ansteuern von Kupplung und Bremse ein kurzfristiges Weiterlaufen des Antriebs mit einer konstanten Restdrehzahl bewirkt wird, bis die lageabhängige Steuerspannung mittels eines Transistors die Bremse voll wirksam werden läßt und dadurch den Antrieb

   > stillsetzt, mit einem mit einem Synchronisator gemeinsam angetriebenen Generator, einem vom Synchronisator gesteuerten Transistor im Basiskreis des die Bremserregung steuernden Transistors und mit Ansteuerung des die Kupplung steuernden Transistors für

   ■ Kupplungsentregung über eine Schwellwertschaltung in bezug auf die Ansteuerung des Transistors für die Bremserregung.

   Eine Anordnung dieser Art ist bereits im DT-Patent 12 91 014 unter Schutz gestellt, in der der Transistor für ■" die Kupplungserregung dem für die Bremserregung über eine Zenerdiode nachgeschaltet ist.

   Ein Kupplungs-Brems-Betrieb als solcher zur elektromechanischen Drehzahlsteuerung ist aus der I)T-AS 11 77 732 oder aus der DT-AS 10 43 048 bekannt. Im

   ■ letztgenannten Falle handelt es sich um eine lastunabhängige Drehzahlsteuerung von Nähmaschinen mit wechselweise über Stromtore erfolgender Ansteuerung entweder einer elektromagnetischen Reibungskupplung oder einer elektromagnetischen Reibungsbremse. Ein Tachodynamo gewährleistet dabei, daß diese Ansteuerung drehzahlabhängig erfolgt. Zum automatischen Stillsetzen in einer bestimmten Stellung erfolgt zunächst eine Abbremsung, wonach eine synchron mit der Maschine laufende Kontakteinrichtung das Anhalten in

   ■ der gewünschten Stellung ohne Nachlaufen bewirkt. Das hiervon ausgehende vorerwähnte DT-Patent 1201 Oll' seinerseits betrifft eine Anordnung zum selbsttätigen Anhalten einer elektrisch angetriebenen Einrichtung in vorausbestiminter Stellung, insbesondere für Nähmaschinen, mit einer zwischen einem dauernd umlaufenden Antriebsmotor und dem getriebenen Teil eingeschalteten, elektromagnetisch steuerbaren Reibungskupplung und einer elektromagnetisch steuerbaren Reibungsbremse, deren Erregerspulen über Steuer-

   • bare elektronische Schaltungselemente abhängig von der Stillsetzung des Antriebs zu betätigenden Schaltniit teln sowie von einem die Stillstandstellung festlegenden Schaltorgan (Synchronisator) in der Weise gesteuert werden, daß nach Betätigung der das Stillsetzen einleitenden Schaltmittel die Bremse unter Entregung der Kupplung erregt wird, daß nach Abbremsung des getriebenen Teils auf eine bestimmte Restgeschwindigkeit, die durch Steuerung der elektronischen Schaltungselemente durch eine zusätzliche, dreh/ahlabhängige Steuerspannung mit Hilfe von Bremse und Kupplung konstant gehalten wird, die Steuerung der Bremse dem Synchronisator unterstellt wird und daß der Synchroni sator die Bremse unter Entregung der Kupplung auf volle Wirkung erregt und dadurch den getriebenen Teil in der vorausbestinimten Stellung anhält.

   Die praktische Realisierung eingangs genannter Anordnung hat sich bereits gut bewährt. Im Interesse der Wirtschaftlichkeit ist es jedoch erstrebenswert, den schaltungstechnischen Aufwand für die Funktion dieser Anordnung zum definierten Anhalten einer elektrischen Antriebseinrichtung zu reduzieren.

   Diese Aufgabe, die gegenseitige und einander überlapppende Ansteuerung der Magnetkreise für die