Nähmaschinen-Motordrehzahl-Regelung

Hallo,
bei meiner schon etwas älteren KAYSER-Nähmaschine ist die Drehzahl-Regelung - von Anfang an - unbefriedigend: Bevor die Maschine anläuft, muss man das Pedal so weit durchdrücken, dass sie zwar anläuft, aber dann viel zu schnell weiterläuft. Man muss das Pedal dann sehr gefühlvoll zurücknehmen, damit die Maschine mit niedriger Tourenzahl läuft. Besser wäre es, wenn die Tourenzahl eindeutig von der Pedalstellung abhinge.
Der Motor ist ein Kollektormotor mit Bürsten; Daten: 220-240 V AC,50 Hz,5500 U/min, 75 W. Wie Stator und Rotor-Wicklungen verschaltet sind, weiß ich (noch) nicht. Der Anschluss des Motors erfolgt 2-polig an das 220 Volt-Netz. Zur Drehzahl-Regelung wird in eine dieser Zuleitungen ein schwärzlicher Zylinder (10 mm Durchmesser, 50 mm lang, vermutlich Grafit-Keramik-Gemisch) mit Pedalstellung-abhängigem Druck eingeschaltet. Auf dem Pedalgehäuse steht: 500 Ohm, 0.4 Amp, 220-240 V AC, 50 Hz. Wenn man das Pedal ganz durchdrückt, wird der schwarze Zylinder überbrückt. Dieser schwarze Zylinder wird im Betrieb ziemlich heiß.
Ich verstehe diese Art der Regelung nicht. Frage: Gibt es für diese Art von Motor eine Regel-Elektronik, wo die Drehzahl des Motors in eindeutiger Weise von der Pedalstellung abhängt? Ich würde so etwas selbst bauen wollen.
Für Tipps wäre ich dankbar.
Viele Grüße von
Haubenmeise

Steuerung über Vorwiderstand
Hallo,

der Motor wird über einen veränderbaren ohmschen Widerstand gesteuert, welcher den Strom begrenzt. Man muß den Motor zunächst mit voller Spannung versorgen (Widerstand überbrückt), damit er anläuft. Dann kann man den Widerstand via Pedal erhöhen, sodaß der Spannungsabfall am Widerstand höher ist als am Motor (Spannungsteiler).

Einfach gesagt, der Motor bekommt je nach Pedalstellung mehr oder weniger Spannung.

Durch den Spannungsabfall wird der Widerstand heiß.

Soviel zur Funktionsweise. Klingt mir sehr abenteuerlich.

Es läßt sich freilich auch anders lösen. Da hierbei aber der Umgang mit Netzspannung vonnöten ist, besteht bei unsachgemäßer Ausführung Brandgefahr bzw. Gefahr eines elektrischen Schlags.

Ich werde hier keine Bastelanleitung geben.

Einen Wechselstrommotor kann man via Frequenzumrichter ansteuern -> man hat schon bei 0 Hz (0 1/min) das volle Drehmoment. Wird die Frequenz langsam erhöht, so steigt die Drehzahl an.

LG

Hallo,

der Motor wird über einen veränderbaren ohmschen Widerstand
gesteuert, welcher den Strom begrenzt. Man muß den Motor
zunächst mit voller Spannung versorgen (Widerstand
überbrückt), damit er anläuft. Dann kann man den Widerstand
via Pedal erhöhen, sodaß der Spannungsabfall am Widerstand
höher ist als am Motor (Spannungsteiler).

Einfach gesagt, der Motor bekommt je nach Pedalstellung mehr
oder weniger Spannung.

Soweit korrekt.

Klingt mir sehr abenteuerlich.

War früher aber Standard!

Es läßt sich freilich auch anders lösen. Da hierbei aber der
Umgang mit Netzspannung vonnöten ist, besteht bei
unsachgemäßer Ausführung Brandgefahr bzw. Gefahr eines
elektrischen Schlags.

Auch korrekt.

Einen Wechselstrommotor kann man via Frequenzumrichter
ansteuern -> man hat schon bei 0 Hz (0 1/min) das volle
Drehmoment. Wird die Frequenz langsam erhöht, so steigt die
Drehzahl an.

Da der Motor aber über einen Vorwiderstand angesteuert wird, vermute ich fast, dass es sich um einen Gleichstrommotor handeln könnte oder um einen Universalmotor.

Es wäre also auch möglich, den Motor an einer Phasenanschnittsteuerung zu betreiben. Diese wird auch bei Dimmern eingesetzt. Ich könnte für einen Nichtfachmann daher nur vorschlagen:
Besorge dir einen zwischensteckbaren Dimmer, der auch induktive Lasten abkann (z.B. Trafoleuchtensysteme). Steck den zwischen Steckdose und Nähmaschine, dann sorgst du irgendwie dafür, dass das Pedal dauerhaft durchgedrückt ist.

Nun sollte man die Drehzahl mit dem Dimmer einstellen können.

Ich muss allerdings darauf hinweisen, dass dies Gefahren in sich bergen kann, da zum Dauerbetrieb des Motors kein dauerhafter Fußdruck oder ähnliches nötig ist. Somit könnte, mal starkt übertrieben, Mutti beim Nähen eine Haarsträhne mit einnähen. Daraufhin wird sie an den Haaren mit in die Maschine gezogen, rutscht vom Stuhl und die Maschine läuft und läuft… Bei der Pedalvariante würde sie sicherlich mit dem Fuß von selbigem herunterrutschen und könnte sich dann unversehrt befreien (lassen).

Also Augen auf und nicht mit langen offenen Haaren oder anderem langen Gebammel am Körper nähen!

MfG Marius

Irgendwie gefällt mir Deine Idee nicht allgemein

Hallo,

Halolo,

Ohne wirkliches Wissen um die wirklich verbaute " Hardware " wäre ich eher zur Vorsicht mit Tips geneigt.

MfG Marius

mfg

nutzlos

Ohne wirkliches Wissen um die wirklich verbaute " Hardware "
wäre ich eher zur Vorsicht mit Tips geneigt.

Na wenn erkannt wurde, dass der Motor über einen veränderlichen Widerstand und somit mit einer variablen Spannung betrieben wird, kann man die variable Spannung auch mit Phasenanschnittsteuerung herstellen.

Aber wenn ich schon gleich wieder ermahnt werde, schreiben wir eben die Standard-Antwort:

Leider ist die geplante Änderung der Steuerung nicht ohne die erforderliche Fachausbildung möglich. Kauf dir eine neue Nähmaschine.

MfG Marius

Hallo,

Hallo,

der Motor wird über einen veränderbaren ohmschen Widerstand
gesteuert, welcher den Strom begrenzt. Man muß den Motor
zunächst mit voller Spannung versorgen (Widerstand
überbrückt), damit er anläuft. Dann kann man den Widerstand
via Pedal erhöhen, sodaß der Spannungsabfall am Widerstand
höher ist als am Motor (Spannungsteiler).

Einfach gesagt, der Motor bekommt je nach Pedalstellung mehr
oder weniger Spannung.

Durch den Spannungsabfall wird der Widerstand heiß.

soweit hatte ich die Sache auch schon verstanden. Ich möchte aber gerade nicht, dass der Motor voll losläuft und dann die Drehzahl reduziert werden muss. Das ist einer sauberen Naht nicht zuträglich.

Soviel zur Funktionsweise. Klingt mir sehr abenteuerlich.

Es läßt sich freilich auch anders lösen. Da hierbei aber der
Umgang mit Netzspannung vonnöten ist, besteht bei
unsachgemäßer Ausführung Brandgefahr bzw. Gefahr eines
elektrischen Schlags.

Ich werde hier keine Bastelanleitung geben.

Ich kann nicht sehen, nach einer „Bastelanleitung“ gefragt zu haben.

Einen Wechselstrommotor kann man via Frequenzumrichter
ansteuern -> man hat schon bei 0 Hz (0 1/min) das volle
Drehmoment. Wird die Frequenz langsam erhöht, so steigt die
Drehzahl an.

Um einen solchen Motor handelt es sich hier nicht.

LG

Viele Grüße von
Haubenmeise

Hallo,

Nun sollte man die Drehzahl mit dem Dimmer einstellen können.

die Idee mit dem Dimmer (Phasen an schnittssteuerung)ist schon mal gut. Der Betrieb der Nähmaschine soll aber weiterhin mit dem Pedal erfolgen. Außerdem ist das ja noch keine Drehzahl-„Regelung“. Das schnelle Loslaufen und die Notwendigkeit, die Drehzahl von Hand zu reduzieren sind damit noch nicht vom Tisch!

Ich muss allerdings darauf hinweisen, dass dies Gefahren in
sich bergen kann, da zum Dauerbetrieb des Motors kein
dauerhafter Fußdruck oder ähnliches nötig ist. Somit könnte,
mal starkt übertrieben, Mutti beim Nähen eine Haarsträhne mit
einnähen. Daraufhin wird sie an den Haaren mit in die Maschine
gezogen, rutscht vom Stuhl und die Maschine läuft und läuft…
Bei der Pedalvariante würde sie sicherlich mit dem Fuß von
selbigem herunterrutschen und könnte sich dann unversehrt
befreien (lassen).

Also Augen auf und nicht mit langen offenen Haaren oder
anderem langen Gebammel am Körper nähen!

Jetzt bist Du aber ganz schön abgeschweift!

MfG Marius

Viele Grüße von
Haubenmeise

Hallo Haubenmeise !

Versuche doch ein Ersatzpedal zu bekommen,wenn Du mit der Regelung des alten unzufrieden bist. Grundsätzlich sind die m.E. alle gleich,zumindest ähnlich aufgebaut,auch die Motoren sind vergleichbar,deshalb austauschbar.

So wie ich diese Pedale kenne ist es etwas anders aufgebaut. Sie sind auch nicht zuerst überbrückt,das würde ja dem langsamen Lauf am Nähbeginn zuwiderlaufen.
Es handelt sich auch nicht um einen Regelwiderstand Typ Potentiometer,sondern um eine etwas seltsame Konstruktion.

In einem Keramikrohr mit ca. 8 -10 mm Innendurchmesser liegen gestapelte „Plättchen“ aus einem Widerstandmaterial jeweils ca. 0,5 mm dick und ca. 100 Stück an der Zahl.
Am Rohrende ist ein Anschluß. Am Rohranfang befindet sich ein Kontaktstift mit Feder,der vom Pedalhebelwerk gedrückt wird,dort ist auch der zweite Anschluß dran.
Misst man z.B. mit dem Ohmmeter daran,dann zeigt sich nichts !
Warum ?
Die Plättchen haben bei der geringen Spannung des Ohmmeters keinen Stromfluß ermöglicht,man muß eine höhere Meßspannung,am besten Wechselspannung anlegen,dann leitet es.

Je nach Kontaktdruck(Fußpedal) leitet es besser oder schlechter.
Bei Pedalstellung „Voll“ wird ein Kontakt betätigt,der den Widerstand überbrückt.

Die Nähmaschinenmotoren sind Universalmotoren(Gleich und/oder Wechselspannung) mit in Reihe geschalteten Feldspulen und Ankerspulen.
Sie werden über das Fußpedal direkt an 230 V Netzspannung angelegt.

Widerstand des Pedals und Motor liegen in Reihe.

Übrigens,wenn es bei Deinem Pedal gleich zu Anfang überbrückt,dann ist an den Kontakten etwas verbogen,das sollte erst mit mehr Druck geschehen.
Die sehr simplen Kontaktstreifen kann man biegen um die gewünschte Wirkung zu erzielen.

Für einen Selbstbau mit einer „Dimmerschaltung“ für Motore braucht man ein sehr gutes Fußpedal mit echtem Regelwiderstand von 0 bis max, der linear ansteigt,also eine richtige Schleiferbahn mit Schleifer.
So etwas ist schlecht erhältlich,ein Selbstbau aufwändig.
Und selbst dann wäre es im Regelverhalten m.E. unzufriedenstellend,weil es bestimmt Drehzahlsprünge macht,weil die Last so klein ist und es keine Drehzahlmessung gibt,die auf die Reglung einwirken kann.
Deshalb haben/hatten Nähmaschinen für den Haushalt so etwas noch nie.

MfG
duck313

Hallo,

Ohne wirkliches Wissen um die wirklich verbaute " Hardware "
wäre ich eher zur Vorsicht mit Tips geneigt.

keine Sorge, nutzlos, bei der Verwertung von Tipps kann ich durchaus auf mich selbst aufpassen…

MfG Marius

mfg

nutzlos

viele Grüße von
Haubenmeise

Hallo,

Kauf dir eine neue Nähmaschine.

MfG Marius

Ist das ein Experten-Rat?

Viele Grüße von
Haubenmeise

Hallo duck313,

endlich versteht mich einer!

Hallo Haubenmeise !

Versuche doch ein Ersatzpedal zu bekommen,wenn Du mit der
Regelung des alten unzufrieden bist. Grundsätzlich sind die
m.E. alle gleich,zumindest ähnlich aufgebaut,auch die Motoren
sind vergleichbar,deshalb austauschbar.

So wie ich diese Pedale kenne ist es etwas anders aufgebaut.
Sie sind auch nicht zuerst überbrückt,das würde ja dem
langsamen Lauf am Nähbeginn zuwiderlaufen.
Es handelt sich auch nicht um einen Regelwiderstand Typ
Potentiometer,sondern um eine etwas seltsame Konstruktion.

In einem Keramikrohr mit ca. 8 -10 mm Innendurchmesser liegen
gestapelte „Plättchen“ aus einem Widerstandmaterial jeweils
ca. 0,5 mm dick und ca. 100 Stück an der Zahl.
Am Rohrende ist ein Anschluß. Am Rohranfang befindet sich ein
Kontaktstift mit Feder,der vom Pedalhebelwerk gedrückt
wird,dort ist auch der zweite Anschluß dran.
Misst man z.B. mit dem Ohmmeter daran,dann zeigt sich nichts !
Warum ?
Die Plättchen haben bei der geringen Spannung des Ohmmeters
keinen Stromfluß ermöglicht,man muß eine höhere Meßspannung,am
besten Wechselspannung anlegen,dann leitet es.

Je nach Kontaktdruck(Fußpedal) leitet es besser oder
schlechter.
Bei Pedalstellung „Voll“ wird ein Kontakt betätigt,der den
Widerstand überbrückt.

Die Nähmaschinenmotoren sind Universalmotoren(Gleich und/oder
Wechselspannung) mit in Reihe geschalteten Feldspulen und
Ankerspulen.
Sie werden über das Fußpedal direkt an 230 V Netzspannung
angelegt.

Widerstand des Pedals und Motor liegen in Reihe.

Du beschreibst meinen Pedal-Mechanismus völlig korrekt, bis auf eine Kleinigkeit: Die gestapelten Plättchen gibt es nicht, dafür ein massives schwärzliches Teil von 10 mm Durchmesser und 50 mm Länge. Das funktioniert anscheinend ähnlich wie ein Plättchenstapel, haben wohl die Japaner erfunden.

Übrigens,wenn es bei Deinem Pedal gleich zu Anfang
überbrückt,

nein, das tut es nicht; erst wenn es ganz durchgetreten ist.

Für einen Selbstbau mit einer „Dimmerschaltung“ für Motore
braucht man ein sehr gutes Fußpedal mit echtem Regelwiderstand
von 0 bis max, der linear ansteigt,also eine richtige
Schleiferbahn mit Schleifer.

Danke für diesen Tipp.

So etwas ist schlecht erhältlich,ein Selbstbau aufwändig.

Ich probiere das trotzdem.

Und selbst dann wäre es im Regelverhalten m.E.
unzufriedenstellend,weil es bestimmt Drehzahlsprünge
macht,weil die Last so klein ist und es keine Drehzahlmessung
gibt,die auf die Reglung einwirken kann.

Genau; ich habe auch schon in Erwägung gezogen, eine Drehzahlmessung
anzubauen und damit dann einen richtigen Regelkreis zu machen. Ich werde dafür wohl einen PIC einsetzen.

Deshalb haben/hatten Nähmaschinen für den Haushalt so etwas
noch nie.

Das würde die Haushaltnähmaschinen wohl um einiges verteuern!

MfG
duck313

Viele Grüße von
Haubenmeise

Hallo duck313,

Grundsätzlich sind die
m.E. alle gleich,zumindest ähnlich aufgebaut,auch die Motoren
sind vergleichbar,deshalb austauschbar.

Nicht ganz, siehe unten.

Und selbst dann wäre es im Regelverhalten m.E.
unzufriedenstellend,weil es bestimmt Drehzahlsprünge
macht,weil die Last so klein ist und es keine Drehzahlmessung
gibt,die auf die Reglung einwirken kann.
Deshalb haben/hatten Nähmaschinen für den Haushalt so etwas
noch nie.

Es gibt da einen Schaltungstrick, welcher schon vor über 30 Jahren bei Nähmaschinen mit elektronischer Regelung angewandt wurde.

Ein Universalmotor funktioniert auch bestens als Generator. Während Phase noch angeschnitten ist entsteht eine Drehzahlabhängige Spannung. Damit kann man dann den Phasenanschnittwinkel je nach Last verschieben.
Und der zweite Trick besteht darin, dass die Motoren Vormagnetisiert sind, damit wird der Generatoreffekt noch verstärkt.

Allerdings sind diese Motoren dann recht anfällig auf Gleichstromfelder, welche entstehen wenn der Phasenanschnittwinkel zwischen positiver und negativer Halbwelle zu unterschiedlich ist. Der Motor fängt dann an zu knurren.

Ich habe mich vor 30 Jahren mal intensiv damit auseinandergesetzt, als ich die Messplätze für einen bekannten Nähmaschinenhersteller gebaut habe.

MfG Peter(TOO)
P.S. Ich meine Phasen AN schnitt,was anderes war damals zu teuer. Die Schaltung mit der Generatorspannung (Gegen-EMK) war in den älteren Tietze/Schenk beschrieben.

Den Pedalwiderstand kann man leicht Ersetzen mit einer Niederspannungslampe,der Pedal bewegt dann nur ein stück Blech das ein Rufezeichen-Schlitz hat,dahinter sitzt ein Photowiderstand der dementsprechend Beleuchtet wird.(10Mohm - 70 Ohm)Ersetzt den Poti der Regelung.Die Phasenanschnittsteuerung egal in welcher Art,kann dann neben der Nähmaschine Geschützt untergebracht werden,wo dann auch der kleine Niederspannungstrafo für die Lampe untergebracht wird.Der Kabel zum Pedal ist dann 4Polig (2 für die Lampe u.2 für die Photozelle. Gruß Transitron