DE3335652A1

DE3335652A1 - Naehmaschine

Info

Publication number: DE3335652A1
Application number: DE19833335652
Authority: DE
Inventors: Hansueli Lerch; Otmar 8266 Steckborn Stillhard
Original assignee: Fritz Gegauf AG
Current assignee: Fritz Gegauf AG
Priority date: 1982-11-24
Filing date: 1983-09-30
Publication date: 1984-05-24
Also published as: JPS639879B2; SE451075B; CH659094A5; US4586448A; SE8306447D0; JPS59105495A; SE8306447L; DE3335652C2

Description

NAEHMASCHINE

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nähmaschine gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Nähmaschine ist bekannt aus der PCT-Patentanmeldung WO 82/03 879. Diese bekannte Nähmaschine ist zwar insofern einfach, als ein üblicher Fussregler mit Regelwiderstand und Ausschalter in der einen Endstellung verwendbar ist. Die Steuerung ist jedoch mit dem erheblichen Nachteil behaftet, dass für eine Umsteuerung der Nadel aus ihrer oberen Endstellung, in die sie beim Anhalten der Maschine automatisch läuft, in die untere Endstellung oder aus derselben wieder in die obere Endstellung, der Fussregler nur kurzzeitig in seine Regelstellung gebracht werden muss. Diese Art der Umsteuerung ist besonders für ungeübte Personen heikel.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ohne Mehraufwand, insbesondere an Verbindungsleitern zwischen dem Fussregler und der Nähmaschine, zusätzliche Steuersignale zu erzeugen und zu übermitteln und damit die Steuerung der Nähmaschine zugleich einfacher und vielseitiger zu gestalten. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 umschrieben. Die Eingangskreise des Empfängers können mit ihren mindestens drei logischen Zuständen, z.B. 1/1, 1/0 und 0/0, ganz bestimmte Funktionen der Maschine eindeutig steuern ohne dass eine bestimmte Folge dieser Funktionen einzuhalten oder dass zur Auslösung bestimmter Funktionen eine nur kurzzeitige Betätigung des Fussreglers erforderlich ist.

Vorzugsweise ist ein Fussregler vorgesehen, welcher Mittel aufweist, um sein Pedal in einer mittleren Ausschaltstellung zu halten und welche ein Verschwenken des Pedals nach vorne zur Einschaltung des Regelwiderstandes zur Erzeugung des Regelsignals oder nach hinten in eine Steuerstellung zur Erzeugung des Steuersignals erlauben. Hierbei kann das Pedal auf einen Schieber mit Bürsten wirken, die aus der Ausschaltstellung nach einer Seite auf Beläge eines Regelwiderstandes und nach der anderen Seite auf Kontakte zum Schliessen eines

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Steuerstromkreises laufen können.

Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Figur 1 zeigt das elektrische Schaltschema,

Figuren 2 und 3 zeigen den Fussregler in Ruhestellung, bzw. in seiner wirksamen Stellung zur Wahl der Stillstandslage der Nadel,

Figur 4 zeigt die elektrischen Teile des Fussreglers, Figur 5 zeigt einen Positionsgeber und,

Figur 6 zeigt eine Stopvorrichtung zum Anhalten der Nadel in ihrer oberen Stillstandslage, und

Figur 7 zeigt eine Ausführungsvariante.

Figur 1 zeigt schematisch die elektrischen Teile des Fussreglers 1. Es handelt sich um einen Umschalter 2, der wahlweise einen Regelwiderstand 3 oder einen festen Widerstand 4 in den Kreis zu schalten gestattet. Im vorliegenden Beispiel weist der Regelwiderstand 3 einen maximalen Widerstandswert von 4 kOhm und der Widerstand 4 einen Widerstandswert von 10 kOhm auf. Der elektrische Kreis des Fussreglers 1 ist über ein zweiadriges Kabel 5 mit dem an der Maschine angebrachten eigentlichen Steuerkreis oder Empfänger 6 verbunden. Der Kreis des Fussreglers 1 wird über einen Vorwiderstand 7 mit einem positiven Potential gespeist. Im Betrieb bildet der Widerstand 7 mit dem Widerstand 3 oder dem Widerstand 4 einen Spannungsteiler, und die Spannung am Mittelpunkt dieses Spannungsteilers gelangt an je einen Eingang eines Differentialverstärkers oder Komparators 8, bzw. 9 und an den Eingang eines Pulsmodulators 10. Der Pulsmodulator 10 steuert über ein UND-Tor 11 und einen Transistor 12, den Antriebsmotor 13

im Chopper-Betrieb. Die anderen Eingänge der Komparatoren 8 und 9 werden über einen Spannungsteiler 14, 15, 16 mit verschiedenen Referenzspannungen versorgt. Der Ausgang des Komparators 8 ist über eine Differenzierschaltung 17 und eine Diode 18 mit einem Kondensator 19 verbunden. Der Ausgang der Differenzierschaltung 17 sowie der Ausgang des !Comparators 9 sind mit den Eingängen eines Flip-Flop's 20 verbunden, dessen Ausgang mit dem einen Eingang eines NAND-Tors 21 verbunden ist. Der Ausgang dieses Tors ist über eine Diode 22 mit dem Kondensator 19 verbunden. Auch der Ausgang des Komparators 9 ist über eine Diode 23 und einen parallel geschalteten Widerstand 24 mit dem Kondensator 19 verbunden. Dieser Kondensator 19 kann über einen Widerstand 25 und einen Schalter 26 entladen werden, wobei der Schalter 26 geschlossen wird, wenn in später beschriebener Weise die Oberwelle der Maschine in bestimmter Position angehalten und damit die obere Stillstandlage der Nadel bestimmt wird. Der Kondensator 19 ist schliesslich über einen Schmidt-Trigger 27 und einen Inverter 28 mit dem anderen Eingang des Tors 11 verbunden. Die Ausgänge des Schmidt-Triggers 27 und des Komparators 9 sind mit den Eingängen eines NOR-Tors 29 verbunden, dessen Ausgang auf einen Stopmagneten 30 zum Anhalten der Oberwelle, bzw. der Nadel in oben beschriebener Weise dient. Auf den anderen Eingang des Tors 21 wirkt eine Lichtschranke 31 mit Photodiode und Phototransistor. Die Steuerung dieser Lichtschranke wird später erläutert.

Figur 2 zeigt den Fussregler. Er weist ein Gestell 32 auf, in welchem um eine Achse 33a das Pedal 33 und ein Hebel 34 schwenkbar gelagert sind. Anschlagnocken 35a und 35b im Pedal bestimmen die Endlagen der PedalverSchwenkung im Uhrzeigersinn, bzw. Gegenuhrzeigersinn. Zwischen dem freien Ende des Hebels 34 und dem Pedal 33 wirkt eine Zugfeder 36, welche den Hebel 34 im Anschlag an einem Nocken 37 des Pedals zu halten trachtet. Zwischen dem Boden des Gestells 32 und dem Hebel 34 wirkt eine Druckfeder 38, welche das Pedal in der in Figur 2 dargestellten Ruhestellung zu halten trachtet, bei welcher das freie Ende des Hebels 34 gegen eine Anschlagnase 39 des

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Gehäuses anschlägt. Eine Fahne 40 des Pedals 33 ist mit einem Schieber 41 gekuppelt, welches längs Führungen 41a in vertikaler Richtung verschoben werden kann. Dieser Schieber 41 ist in Figur 4 schematisch dargestellt. An ihm sind zwei schematisch dargestellte, federbelastete Schleifbürsten 42 angebracht. Sie werden gegen ein Dickfilmsubstrat 43 gedrückt, auf welchem Leiterbahnen 44 mit Kontakten 45 sowie der Widerstand 4 in der einen Leiterbahn 44 und schliesslich zwei Widerstandsbeläge 3 aufgedruckt sind. Bei der Stellung nach Figur 4 stehen die Bürsten 42 zwischen den Widerstandsbelägen 3 und den Kontakten 45, so dass der Kontakt 2 gemäss Figur 1 offen ist. Wird der Schieber 41 mit den Bürsten 42 nach oben verschoben, gelangen die Bürsten auf die Kontakte 45 und schliessen den Kreis des Widerstandes 4. Eine Verschiebung nach unten bringt die Bürsten 42 auf die Widerstandsbeläge 3, womit der Widerstand 3 wirksam wird. Sein Wert variiert mit der vertikalen Position des Schiebers 41, bzw. der Bürsten 42.

Figur 5 zeigt den Positionsgeber. Auf der Oberwelle 46 der Nähmaschine ist eine Nockenscheibe 47 mit Nocken 48 befestigt. Sie wirkt auf einen um eine Achse 49 schwenkbaren Hebel 50, der durch eine Zugfeder 51 gegen die Nockenscheibe 47 angedrückt wird. Das freie Ende des Hebels 50 ist als Fahne 52 ausgebildet, welche sich bei der dargestellten Position im Strahlengang der Lichtschranke befindet. Wird der Hebel durch den Nocken 48 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wird die Lichtschranke geöffnet und der Phototransistor 31 wird leitend.

Figur 6 zeigt schematisch die Stopvorrichtung zur Bestimmung der Stillstandlage der Oberwelle 46, bzw. der Nadel. Auf der Oberwelle 46 ist eine Riemenscheibe 53 lose drehbar angeordnet, welche die Oberwelle 46 über eine Federkupplung mitnimmt. Eine Stopvorrichtung dieser Art ist in der DE-OS 30 17 176. eingehend beschrieben. Ueber der Federkupplung befindet sich eine Hülse mit einem Anschlagnocken 54. Ein Stophebel 55 kann mittels des Magneten 30 um den Schwenkzapfen 56 in den Weg des Anschlagnockens 54 geschwenkt und damit die Oberwelle 46 in bestimmter Position angehalten werden. Bei dieser Position

befindet sich die Nadel über dem Nähgut in ihrer oberen Still standlage und der Fadenhebel befindet sich auch in seiner obersten Lage. Beim Aufschlagen des Anschlagnockens 54 auf den Stophebel 55 wird derselbe entgegen der Wirkung einer Zugfeder 57 auf seinen Schwenkzapfen 56 nach rechts in Figur 6 verschoben und betätigt den Schalter 26. Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Nähmaschine ist wie folgt:

Zum Nähen wird das Pedal 33 nach vorne, d.h. in Uhrzeigerrichtung in Figur 2 verschwenkt, womit der Schieber 41 nach unten bewegt wird, so dass die Bürsten 42 auf die Beläge des Widerstandes 3 gelangen. Der Widerstandswert beträgt höchstens 4 kOhm, so dass an den Eingängen der Komparatoren 8 und 9 eine relativ niedrige Spannung erscheint. Beide Komparatoren erzeugen hierbei ein positives Ausgangssignal. Ueber die Diode 23 wird der Kondensator 19 aufgeladen. Der Schmidt-Trig ger 27 wird eingeschaltet und gibt über den Inverter 28 das Tor 11 frei, so dass die Impulse aus dem Pulsmodulator 35 an den Transistor 12 gelangen, und der Motor 13 gespeist wird. Mit sinkendem Eingangssignal wird die Impulslänge vergrössert und damit die Drehzahl des Motors erhöht. Wird das Fusspedal losgelassen, geht es in seine Ruhestellung nach Figur 2 zurück, womit der Steuerstromkreis unterbrochen wird. Die Spannung an den Eingängen der Komparatoren 8 und 9 steigt auf die volle Spannung, d.h. auf einen Wert über den angelegten Referenzspannungen an, womit die Ausgänge X und Y beider Komparatoren auf Null gehen, was ein Entladen des Kondensators 19 über den Widerstand 24 zur Folge hat. Die Zeitverzögerung, die aus der Entladung des Kondensators 19 resultiert, wird benutzt, um die Oberwelle jedenfalls weiterzudrehen und so zu positionieren, dass sich die Nadel über dem Nähgut befindet. Zugleich wird über das Tor 29 der Stopmagnet 30 erregt. Wie oben beschrieben, wird damit die Oberwelle in bestimmter Anschlagposition festgehalten und zugleich wird der Schalter 26 geschlossen. Damit wird der Kondensator 19 über den Widerstand 25 schnell entladen und das Tor 11 wird über den Trigger 27 und den Inverter 28 gesperrt, so dass auch der Transistor 12 gesperrt und damit der Motor 13 stromlos wird. Nach

erfolgter Entladung des Kondensators 19 wird der Stopmagnet 30 über den Trigger 27 und das Tor 29 abgeschaltet*

Beim Anhalten der Nähmaschine durch Loslassen des Fusspedals wird also die Nadel automatisch in ihrer oberen Stillstandlage angehalten. Es kann nun aber erwünscht sein, entweder zum Drehen des Nähgutes oder vor Wiederbeginn der Näharbeit die Nadel in das Nähgut einzuführen, d.h. in ihre untere Stillstandlage zu versetzen. Zu diesem Zwecke wird nun das Pusspedal 33 rückwärts, d.h. im Gegenuhrzeigersinn gedrückt bis in die Anschlagposition gemäss Figur 3. Hierbei wird das Fusspedal, entgegen der Wirkung der Feder 36 vom Hebel 34 abgehoben, der Schieber 41 mit seinen Bürsten wird dabei nach oben verschoben, bis die Bürsten auf die Kontakte 45 auflaufen. Damit wird der Stromkreis über den Widerstand 4 geschlossen. Die an den veränderbaren Eingängen der Komparatoren 8 und 9 erscheinende Spannung liegt unter der Referenzspannung des Komparators 8 aber über der Referenzspannung des Komparators 9. Am Ausgang X des Komparators 8 erscheint das logische Signal 1, während am Ausgang Y des Komparators 9 das logische Signal Null bleibt. Ueber die Differenzierschaltung 17 und die Diode

18 wird während der ansteigenden Flanke des Signals am Ausgang X ein Impuls gebildet, der den Kondensator 19 auflädt. Durch diese Ladung des Kondensators 19 wird der Motor in der beschriebenen Weise eingeschaltet, und er bleibt eingeschaltet, bis sich die Nadel in der unteren Endlage befindet, für welche die Lichtschranke geöffnet wird, d.h. der Phototransistor derselben beleuchtet ist. Damit steigt die Spannung an dem mit der Lichtschranke verbundenen Eingang des Tors 21 rasch an_r und der auftretende Impuls entlädt den Kondensator

19 über die Diode 22 und das Tor 21. Der Motor wird dabei stillgesetzt.

Wird das Pedal jetzt losgelassen und wieder betätigt, erfolgt in der beschriebenen Weise eine neue Einschaltung des Motors. Da hierbei auch der Magnet 30 über das Tor 29 erregt wird, erfolgt Stillsetzung der Oberwelle 46 in der beschriebenen Weise durch Anschlag des Nockens 54 gegen den Stophebel 55,

womit die Nadel in ihrer oberen Stillstandslage angehalten wird. Der Schalter 26 wird dabei geschlossen und entlädt den Kondensator 19 über den Widerstand 25, womit der Motor ausgeschaltet wird. Bei mehrmaligem Rückwärtsdrücken des Fusspedals wird somit die Nadel abwechslungsweise unten, bzw. oben positioniert. Das Flip-Flop 20 verhindert, dass beim nachträglichen Vorwärtsdrücken des Fusspedals der Impuls der Lichtschranke den Kondensator 19 entladen kann. Das Flip-Flop wird gesetzt, wenn der Komparator 9 am Ausgang die logische Information 1 aufweist, und er wird zurückgesetzt, wenn nur das Signal am Ausgang des Komparators 8 logisch 1 beträgt. Bei gesetztem Flip-Flop werden die Lichtschrankenimpulse beim Tor 21 gesperrt.

Figur 7 zeigt eine Ausführungsvariante, bei welcher die Information vom Fussregler mittels einer der Speisegleichspannung überlagerten Wechselspannung an den Empfänger an der Nähmaschine übertragen wird. Im Fussregler befindet sich wiederum der Regelwiderstand 3 sowie der durch die Pedalstellung betätigte Umschalter 2. Wenn der Widerstand 3 zur Regelung der Geschwindigkeit wirksam ist, liegt der Umschalter 2 an der Klemme A, während er an der Klemme B liegt, wenn das Pedal zurückgedreht wird. Die Klemmen A und B sowie der Widerstand 3 sind an Eingänge eines Frequenzmodulators 60 angeschlossen, dessen Ausgang über einen Kondensator 61 an das zweiadrige Verbindungskabel 5 angekoppelt ist. Die Speisung erfolgt ebenfalls über das Kabel 5 und den Siebwiderstand 62, dem ein Siebkondensator 63 nachgeschaltet ist. In der Steuerschaltung oder dem Empfänger befindet sich ein Demodulator 64, an dessen Eingang die Wechselspannung mittels eines Kondensators 65 angekoppelt ist. Befindet sich der Umschalter 2 in der dargestellten neutralen Position, ist der Modulator 60 unwirksam; es wird keine Wechselspannung übertragen, und die Ausgänge X und Y des Demodulators 64 geben die logischen Signale Null ab. Bei wirksamem Regelwiderstand 3 und Umschalter 2 in Position A wird ein Frequenzbereich bestrichen, für welchen der Demodulator 64 an den Ausgängen X und Y die logischen Signale 1 abgibt, während er an einem dritten Ausgang

eine Regelspannung Ur für den Pulsmodulator 10 abgibt. Wird beim Zurückdrücken des Fusspedals der Umschalter 2 in die Stellung B umgelegt, erzeugt der Modulator 60 eine Frequenz, bei welcher der Demodulator 64 an seinen Ausgängen X und Y die logischen Signale 1, bzw. 0 abgibt. Es erfolgt hier in der beschriebenen Weise die Umsteuerung der Nähmaschine von einer Stillstandslage der Nadel zur anderen.

Die Schaltung könnte gegebenenfalls etwas vereinfacht werden, wenn auf eine fortgesetzte Ümsteuermoglichkeit zwischen den beiden Stillstandslagen der Nadel verzichtet wird. In diesem Falle würde die Nadel in der beschriebenen Weise beim Anhalten der Nähmaschine automatisch in ihrer oberen Stillstandslage angehalten. Durch ein zusätzliches Steuersignal könnte jetzt nur noch die Möglichkeit bestehen, die Nadel aus der oberen Stillstandslage in die untere umzusteuern. Anderseits wäre es auch möglich, die Anzahl von Komparatoren und die Zahl von Spannungszuständen an deren Eingängen zu erhöhen, um weitere Kombinationen logischer Informationen zu erhalten. Es könnten dann in ebenso einfacher Weise über ein zweiadriges Kabel bestimmte Informationen übermittelt werden, die eine entsprechende Vielzahl von Funktionen, beispielsweise weitere Stellungen der Nadel, eine Fadenschneidvorrichtung oder dgl. betätigen. Es müsste dann allerdings auch dafür gesorgt werden, dass das Fusspedal in eine entsprechende Anzahl eindeutig bestimmter Stellungen gebracht werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Nähmaschine mit elektrischem Antrieb und einem Fussregler (1) zur Regelung der Nähgeschwindigkeit und zur Vorwahl mindestens je einer Nadel-Stillstandslage oben oder unten, wobei der Fussregler (1) einen Regelbereich, für welchen Regelsignale zur Bestimmung der Nähgeschwindigkeit erzeugt werden und eine Ausschaltstellung, für welche ein sich von den Regelsignalen unterscheidendes Ausschaltsignal erzeugt wird, aufweist, wobei ein Empfänger (6) für diese Signale derart vorgesehen ist, dass bei Empfang eines Ausschaltsignals die Nadel in eine Stillstandslage steuer-

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bar ist, dadurch gekennzeichnet , dass der Fussregler (1) ausserdem in mindestens eine Steuerstellung umschaltbar ist, in welcher er ein sich von den Regelsignalen und dem Ausschaltsignal unterscheidendes Steuersignal erzeugt, und daß der Empfänger (6) mindestens zwei logische Eingangskreise (8, 9) aufweist, die mindestens drei bestimmte logische Zustände zur Bestimmung je einer Funktion aufweisen können, und dass zwischen Fussregler (1) und Empfänger (6) eine zweiadrige Verbindung (5) zur Uebertragung aller Signale besteht.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Fussregler (1) mittels eines Umschalters (2) mit Ausschaltstellung umschaltbare Widerstände (3, 4) zur Erzeugung von Gleichspannungssignalen aufweist, wobei die Spannung des Steuersignals ausserhalb des Spannungsbereiches des Regelsignals liegt und dass der Empfänger (6) Komparatoren (8, 9) mit unterschiedlichem Ansprechpegel aufweist, welche dem empfangenen Signal entsprechende Kombinationen logischer Zustände erzeugen.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Pedal (33) des Fussreglers (1) derart zwischen seinen Enden gelagert ist, dass es nach vorne und rückwärts schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß eine neutrale Ausschaltstellung durch Anschlag eines unter der Wirkung einer Rückführ feder (38) stehenden Hebels (34) gegen einen Anschlag (39) bestimmt ist,

und dass das Pedal (33) aus dieser Ausschaltstellung gegen den Zug einer Feder (36) nach rückwärts in eine Steuerstellung zur Erzeugung des Steuersignals schwenkbar ist.

4. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fussregler (1) einen mit dem Pedal verbundenen Schieber (41) mit zwei elektrisch verbundenen Bürsten (42) aufweist, die aus einer mittleren Ausschaltstellung (Fig. 4) nach einer Seite auf zwei Widerstandsbeläge (3) zur Erzeugung des Regelsignals und nach der anderen Seite auf zwei Kontakte (45) zur Einschaltung eines festen Widerstandes (4) zur Erzeugung des Steuersignals verschiebbar sind.

5. Nähmaschine nach Anspruch 4_r dadurch gekennzeichnet, dass der Fussregler (1) auf einer Substratplatte (43) Leiter (44), Kontakte (45) und Widerstände (3, 4) in Dickfilmtechnik aufweist, und dass die Bürsten (42) des mit dem Pedal verbundenen Schiebers (41) auf die Substratplatte aufliegen.

6. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei beim Anhalten die Nadel vorerst in ihre obere Stillstandslage steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass hierauf durch ein Steuersignal eine Umsteuerung in die untere Stillstandslage erfolgen kann.

7. Nähmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch wiederholte Steuersignale je eine Umsteuerung aus der einen in die andere Stillstandslage erfolgt.

8. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stopmagnet (30) vorgesehen ist, der beim Abschalten des Motors (13) wirksam wird und die Oberwelle (46) durch Anschlag in einer Position anhält, für welche die Nadel sich in der oberen Stillstandlage befindet, wobei beim Anschlag ein Ausschalter (26) für den Motor (13) betätigt wird.

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9. Nähmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtschranke (31, 52) vorgesehen ist, die bei der unteren Stillstandlage der Nadel wirksam ist, um den Motor (13) auszuschalten.

10. Nähmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hilfskreis (20) vorgesehen ist, der bei wirksamem Regelsignal die Lichtschranke (31, 52) unwirksam macht.

11. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Pussregler (1) ein Oszillator (60) angeordnet ist, dessen Frequenz in einem Regelbereich variabel ist und der eine das Steuersignal kennzeichnende Frequenz erzeugen kann, dass die Oszillatorfrequenz auf der zweiadrigen Verbindung (5) der Gleichstromspeisung für den Fussregler (1) überlagert ist, und dass der Empfänger (6) einen Frequenzempfänger (64) .aufweist, dessen Ausgänge ein der empfangenen Frequenz entsprechendes Signal zur Regelung des Motors (13) und logische Signale an die logische Schaltung abgeben.