DE1788170C2 - Anordnung zum selbsttätigen Anhalten einer elektrischen Antriebseinrichtung, insbesondere für eine Nähmaschine - Google Patents

Description

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 Ausführungsbe^:· -.piels zur Erfindung.

Die Anordnung wird aus einem Wechselstromnetz über einen Transformator TR und einer Gleichrichterbrücke G 1 mit Gleichspannung gespeist Zur Betätigung der Kupplung bzw. der Bremse sind Magnetwicklungen MK und MB vorgesehen. Die Kupplungswicklung MK wird durch die Transistoren 7*4 und T9 und die Bremswicklung MB durch die Transistoren Γ3 und 7*6 gesteuert.

Die Erregung der Magnetkupplung MK während des Betriebes wird durch Regelung des Basisstromes des Transistors 7*4 gesteuert Der Transistor 7*9 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 (Ti, 7*2) verstärkten Impuls und aus einer vor 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 unu (gegensinnig) einen Kontakt rs i" im Steuerkreis der Bremserregung MB.

Das ReLis RSi weist eine durch einen Transistor 7*10 und ein RC-GWed R V-CV bestehendes Schaltverzögerungseinrichtung auf.

Im Kollektorkreis des Bremstransistors Γ3, dem der Transistor TS nachgeschaltet ist Hegt ein zusätzliches ÄC-Steuerglied Ri-Ci zur Abflachung des Bremsüberganges. Ein über die Kontakte 11-12 steuerbares Relais RS2 schaltet die Kontakte rs 2' und rs 2". Mit diesem Relais ist eine Umschaltung der Steuerköpfe von einer unteren Haltestellung zu einer oberen Haltestellung und umgekehrt möglich.

Ein weiteres von einem Transistor TU gesteuertes Relais RS3 betätigt einen magnetischen Fadenabschneider F₁ der mit der normalen Netzspannung versorgt wird, Ausgelöst wird ein derartiger Vorgang mittels eines Schalters S f.

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

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Ano; rindig wird nachfolgend anhand der einzelnen Bewe-¹J gungszustände 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, LA über die Transistoren Ti

1» und TI 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:

i¹» 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 T3, dessen Schwellspannung gegenüber der Schwellspannung des Transistors TA höher liegt, wird

-'» nicht angesteuert, so daß die Brems«· nicht erregt wird. Der Kontakt rs 1" ist dabei geschlossen, da das Relais RSl über die geschlossenen Kontakie 7-8 und den Transistor Γ10 erregt ist

Wird nun die Last der Maschine geringer, so strigt die

2ί Drehzahl des Generators G und damit auch seine abgegebene Spannung an. Transistor 7*4 wird mehr und Transistor Γ9 weniger ausgesteuert, wodurch die Kupplungserregung reduziert wird. Im Falle, daß die Drehzahl sehr stark ansteigt wird auch die Spannungs-

iii schwelle am Transistor 7*3 überschritten, damit steigt die Spannung an R 1, R 2 und steuert den Transistor 7*6 aus, und die Bremse wird zur Wirkung gebracht Damit wird erreicht, daß die Maschine auf die vorher eingestellte Drehzahl zurückfällt

r> Im umgekehrten Falle, wenn die Drehzahl durch Lastvergrößerung sinkt gleitet das Potential der Transistoren Γ4 und T3 sofort nach unten, die Bremse wird entregt und die Kupplungswirkung verstärkt, bis der alte Zustand wieder erreicht ist

4i) Beim Anhalten der Maschine ergibt sich die in der Fig-T dargestellte Kontaktstellung.

Durch die Ausschaltverzögerung über den Transistor Γ10 und das RC-G\ied Rv/Cv ergibt sich, daß der Kontakt rs i" geschlossen bleibt, obwohl die Kontakte

4i 7-8 offen sind. Der Generator, der .nit der hohen Maschinendrehzahl umläuft liefert eine entsprechend hohe Spannung, welche den Transistor Γ9 sperrt und den Transistor 7*6 voll durchsteuert. Über das ÄC-Glied R HCi im Kollektorkreis des Transistors TZ fließt nun

in im ersten Moment ein starker Stromstoß, welcher über 7*3 die Bremse voll erregt. Bei Einleitung des Bremsvorganges wird T3 voll durchgesteuert, da die Kapa7!tät C noch nicht aufgeladen ist. Daher wird auch die Bremse voll erregt Nach den entsprechenden

Vi Zeitkonstanten des /?C-Gliedes ist der Kondensator C\ voll geladen, der Widerstand R i wird wirksam und der Transistor Γ3 wird nicht mehr voll durchgesteuert Dadurch wird die Bremswirkung verringert.

Im ungünstigste / Fall, wenn beispielsweise ein Schlitz

w) des jeweil? eingeschalteten Steuerkopfes U bzw. O gerade am Kopf vorbeigegangen ist, erfolgt ein Wetterlauf der Maschine mit größerer Geschwindigkeit, so daß die Gesamt-Bremszeil kleiner wird. Ein weiterer Vorteil des ÄC-Steuergliedes im Kollektorkreis des

bi Transistors T3 besieht datin, daß ein Überschwingen verhindert wird. Ohne das ÄC-GIied im Kollektorkreis des Transistors 7*3 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 /?C-Glied vermieden. Dieses Steuerglied isl also so bemessen, daß nach einer bestimmten Zeit, nämlich wenn die Maschinendrehzahl -, auf ungefähr ein Drittel ihres maximalen Wertes abgesunken ist, die Ansteuerung der 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 _|(l einem sanften Bogen in eine bestimmte Restdrehzahl einläuft, welche durch die am Spannungsteiler RA bzw. am Widerstand^ 6 eingestellten Spännungsschwelien bestimmt wird. Ist nun an einem Punkt die gewünschte HaJtestellung erreicht, d. h, kommt der Steuerkopf U \<\ zur Wirkung, so wird über die Transistoren Tl 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, z. B. von Hand, weitergedreht werden.

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

Ist die andere Stillhaltestellung eingestellt, dann werden älje Kontakte geschlossen und damit über das Relais RS2 der zweite Steuerkopf Ö zur Wirkung gebrachL Der Weiteriauf 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 vorausbestimmter 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 Schaltmittel 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 Bremserregring 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 an,setreibenen Generator, einem vom Synchronisator gesteuerten Transistor im Basiskreis des die Brem erregung 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, dadurch gekennzeichnet, daß für den die Bremserregung (MB) steuernden Transistor (T3) eine höhere Schwellspannung, als für den die Kupplungserregung (MK) steuernden Transistor (TA) in bezug auf eine gemeinsame Ansteuerung beider Transistoren (T3, 7*4) durch die drehzahlabhängige 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, elektrisch steuerbaren Kupp'ung und einer elektrisch steuerbaren Bremse und mit Mitteln zum Anhalten des Antriebs in vorausbestimmter 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 Schaltmittel sowie das die Stillstandsstellung festlegende Schaltörgan im Steuerkreis und die Erfegerspülen 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

   τ 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

   M) 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 DG-Patent 12 91014 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 DE-AS

   11 77 732 oder aus der DE-AS 10 43 048 bekannt Im ^ letztgenannten Falle handelt es sich um eine lastunabhängige Drehzahlsteuerung von Nähmaschinen mit wechselweise über Srromtore erfolgender Ansteuerung entweder einer elektromagnetischen Reibungskupplung oder einer elektromagnetischen Reibungsbremse. Ein

   m 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

   π der gewünschten Stellung ohne Nachlaufen bewirkt. Das hiervon ausgehende vorerwähnte DT-Patent

   12 91014 seinerseits betrifft eine Anordnung zum selbsttätigen Anhalten einer elektrisch angetriebenen Einrichtung in vorausbestimmter Stc'lung, 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 steuerbare elektronische Schaltungselemente abhängig von der Stillsetzung des Antriebs zu betätigenden Schaltmitteln 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, drehzahlabhängi-

   5"> ge Steuerspannung mit Hilfe von Bremse und Kupplung konstant gehalten wird, die Steuerung der Bremse dem Synchronisator unterstellt wird und daß der Synchronisator die Bremse unter Entregung der Kupplung auf volle Wirkung erregt und dadurch den getriebenen Teil

   W) in der vorausbestimmten 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

   hi Anordnung zum definierten Anhalten einer elektrischen Antriebseinrichtung zu reduzieren.

   Diese Aufgabe, die gegenseitige und einander überläpppende Ansteuerung der Mägtietkreise für die