Brevet FR2476156A1 — publié le 19810821

La présente invention concerne un dispositif électronique pour le réglage de la vitesse,notamment de la vitesse maxîmale,du moteur sur les machines à coudre électriques, ce dispositif apportant de nets avantages par rapport aux systèmes connus et actuellement existants sur le marché. Les progrès de l'électronique,et en particulier la miniaturisation des composants,ont déà trouvé des applications,pour le centrale des opérations à réaliser et/ou pour la sécurité,dans le domaine des machines à coudre,industrielles ou à usage domestique,comme dans d'autres appareils d'usage courant. Dans le cas précis des machines à coudre,il y a une infinité de travaux qui ne peuvent tre effectués à de grandes vitesses du moteur,et qui demandent en conséquence des vitesses moyennes et sême,réellement,dess petites vitesses. Jusqu a présent,les machines à coudre élec;briques existantes sur le marché disposent d'un moteur électrique entrainant les parties mobiles de la machine,et lis en marche à l'aide d'une pédale.Cette pédale,proportionnellement i la pression qui est exercée sur elle,s'enfonce progressivement et commute différentes prises d'un rhéostat intérieur qui est branche en série avec le moteur,de sorte qu'en fonction de la partie de rhéostat shunthe,le moteur sera traversé par un courant plus ou moins fort,et tournera en conséquence à un plus grand ou plus petit nombre de tours/minute. Ce système possède indiscutablement l'inconvénient que le réglage de la vitesse doit être effectué par l'opérateur de la machine,uniquenent en faisant varier la pression exercée sur la pédale, et il s' avère par con séquent difficile, dans la pratique, de pouvoir maintenir la vitesse pendant de longs intervalles de temps. Par ailleurs, les pédales connues possèdent l'inconvénient supplémentaire que leur actionnement peut se faire de façon correcte,seulement dans une.position déterminée, de sorte que si l'on actionne la pédale dans une autre position quelconque, il n'est pas facile d'atteindre aveo le pied le plan d'actionnement, ce qui rend encore plus difficile la fixation et maintien de la vitesse requise Le dispositif selon l'invention supprime les inconvénients indiqués dans ce qui précède, ce dispositif permettant de fixer,d'une part, la vitesse maximale de rotation du moteur et,d'autre part, de choisir la vitesse de travail entre les limites que constituent la vitesse maximale prédéterminée et le moteur complètement arrêtez par ailleurs, la pédale étant enfoncée au maximum,le mo teur pourra seulement atteindre le régime de fonctionnement qui aura été fixé au préalable. À cet effet, le dispositif électronique objet de 1Cin- vention est constitue essentiellement:d'un circuit d'ali- tentation incluant un redresseur d'onde complète de type conventionnel; d'un thyristor de mise en marche du moteur de la machine quand celui-ci est amorcé; d'un circuit déterminant la vitesse maximale voulue; d'un circuit indicateur du programme suivant lequel travail la machine; d'éléments pour compenser l'influence de la charge sur la rotation du moteur; et d'une pédale munie de composants pour sélectionner la vitesse de travail entre les limites du moteur complètement arrêté et de la vitesse lailmale prédéterminée. L'ajustage de la vitesse maximale est avantageusement obtenu au moyen d'un potentiomètre, qui se combine au circuit variateur de vitesse associé à la pédale.Le dispositif bAnéficio , en outre, de moyens servant à compenser l'influence de la charge sur la vitesse de rotation du moteur, ce qui sera explicité plus bas,dans la description détaillée des circuits électroniques du dispositif. En outre, la pédale qui complète l'ensemble electroni- que est, de préférence, de forme parfaitement circulaire, de sorte que son attaque peut se faire sans difficulté, sous un angle quelconque. De toute façon,l'invention sera bien comprise à laide de la description qui suit, en référence au dessin schema- tique annexé représentant, Q titre d'exemple non limitatif1 une forme de réalisation de ce dispositif de réglage de vitesse : Figure 1 est une vue schématique du circuit électronique objet de l'invention; Figure 2 est une vue en plan de la pédale, dépourvue de son couvercle supérieur; Figure 3 représente la pédale de la figure 2,en coupe passant par son axe; Figures 4 et 5 sont des vues en élévation et de côté du bottier dans léquel le circuit électronique est logé. La figure 1 , qui donne une représentation schématique du circuit électronique constitutif de l'invention,sontre d'abord les bornes 1 et 2 de la prise de tension du réseau,derrière lesquelles figurent un interrupteur 3 en sd- rie avec une lampe 4,et un interrupteur général 5 qui établit le courant ou la fourniture d'énergie électrique vers un pont redresseur formé par des diodes 6. Comme protection du circuit, il est prévu un fusible 7, ainsi qu'un condensateur 8 en parallèle avec le pont redresseur précité. Comme on peut le constater, cette disposition correspond à un redresseur conventionnel d'onde complite,dont la partie négative est branchée à la masse. En outre,à l'aide de l'interrupteur 3 on peut alimenter la lampe 4, laquelle sera convenablement placée sur la machine pour éclairer la zone de travail, si on le désire. La tension positive est présente à une sortie 9 du pont redresseur et, à partir de ce point, elle alimente les différentes parties du circuit. En aval du pont redresseur se trouve d'abord un circuit indicateur de la fonction qu'est en train d'assurer la machine. Ce circuit est formé par un commutateur 10, des diodes Il et 12 et une résistance 13. Les diodes Il et 12 sont du type d iodes électro-luminescentes (L E D) et,si possible, de couleurs distinctes. Selon la position dans laquelle se trouve le commuta- teur 10, le courant fourni depuis la sortie 2 traversera l'une ou l'autre des diodes Il et 12.Sur la représantation de la figure 1, le courant traverse la diode 12, car celle-ci ferme Justement le circuit vers la masse, à travers la résistance 13. En conséquence, la diode 12 s 'éclairera. La régistance 13 agit comme imitateur du courant qui traverse cette diode 12. Dans la pratique, le commutateur 12 sera du type mi- crorupteur et sera commandé par la commande même de sélection du programme de travail (autowatique), situéeà la portée de l'opérateur. Selon le programme choisi, la diode correspondante s'éclairera, de sorte qu'en choisissant des diodes de différentes couleurs, l'opérateur saura à tout moment le programme suivi par la machine, sans avoir besoin de vérifier la position de la commande de sélection. Sur la figure 1 apparaît, en outre, le moteur 15, dont l'une des bornes est branchée au point positif 2 par l'intermédiaire d'une bobine d'induction 14, alors que son autre borne est reliée à un thyristor 16 et son circuit associé. En parallèle avec le moteur 15, branchée entre la bobine 14 et l'anode du thyristor 16, est prévue une diode 48, polarisée en sens inverse, laquelle sert à éliminer les tensions inverses de pointe qui pourraient détériorer les bobinages du noter et sert aussi au désamorçage du thyristor 16 . Le bloc correspondant à la pédale variatrice de vitesse a été représenté par un rectangle 17 en pointillés. Dans celui-ci figurent des résistances en série 18 à 23, ainsi que des prises 24 à 31 disposées entre ces résisstances,etancurseur 32 dont le positionnement peut atre changé à volonté entre chacune des prises 24 à 30 et un point coamun 33, ou entre la dernière prise 31 et un point 34 relié directement à la masse. Le curseur 32.correspond,dans la pratique, à la partie mobile de la pédale devant entre actionnée par l'opérateur de la machine, de sorte qu'en exerçant une pression sur ladite pédale,soit sélectionné un groupement de résistances en série,ce qui déterminera les variations de vitesse du moteur. Lorsque le curseur 32 est placé entre les points 31 et 34 (position correspondant à la pédale libre de pression), le moteur starrête.Par conséquent, on comprendra que le moteur pourra tourner,dans le cas représenté, à sept vitesses différentes, de valeurs progressives, ayant comme limite supérieure une vitesse maximale prédéterminée selon ce qui sera expliqué ci-après. Ee restant du circuit électronique est constitué par un potentiometre 35, lequel détermine précisément la vi tesse maximale du moteur,et par un circuit de déclenchement du thyristor 16 et de compensation de la charge.On remarque : une résistance 36 branchée entre la cathode du thyristor 16 et la masse; une résistance 37 reliée å l'anode du thyristor 16 et montée en série avec une autre résistance 38, cette dernière étant reliée à une borne du potentiomètre 35. L'autre borne du potentionètre 35 est branchée, d'une part, au curseur du mêne potentios*- tre et, d'autre part, à la borne de sortie 33' reliée au point commun 33. Au point de jonction des résistances 37 et 38, est branchée une diode du type Zener 59 reliée à la masse, ainsi qu'une branche de circuit montée entre ce point et la masse et formée par une diode 40 et par des résistances 41 et 42, toutes en série. Entre la ponction diode 40 - résistance 41, et la masse, est encore monté un condensateur 43' tandis que le point situé entre les résistances 41 et 42 est relié à la porte d'un transistor unijonction "programmable" (PU) 43. La cathode de ce transistor 43 est relié à la gâchette du thyristor 16 par l'intermédiaire d'une diode 44, tandis que son anode est branchée directement à la borne de sortie 24' correspondant à la prise 24 de la pédale. De plus, l'anode de ce transistor 43 est reliée à la masse par un condensateur 45. Enfin, le circuit électronique représenté sur la figure 1 comprend une résistance 46 branchée en parallèle avec le potentionètre 35, ainsitqu'une résistance 47 montée entre le point de jonction de la résistance 38 et du potentiomêtre 35, et l'anode du transistor 43. Après avoir défini ci-dessus chacun des composants formant le circuit électronique, l'on expose le fonctionnement détaillé de celui-ci, en supposant qu'initialement la pédale soit libre de pression et que, par conséquent, le curseur 32 soit placé entre la prise 31 et le point 34 vis à la masse.Par ailleurs, le curseur du potentiomètre 35 est supposé se trouver dans une position quelconque de sa course. En fermant l'interrupteur général 5,du courant est fourni au pont redresseur formé par les diodes 6 et, à travers le commutateur 10,1s diode électro-luminescente Il ou 12 s'éclairera, selon la position dans laquelle se trouve ledit commutateur 10, ceci en fonction du program- me choisi par l'opérateur de la machine. Pour l'instant, le moteur 15 restera arrêt8 car,le curseur 32 se trouvant entre les points 31 t 3X, le condensateur 45 et l'anode du transistor 43 sont connectés au n négatif ". Par conséquent, le thyristor 16 reste bloqué et le mo- teur 15 ne peut entrer en fonctionnement. Lorsque l'opérateur commence à exercer une pression sur la pédale et que le curseur 32 se déplace entre le point commun 33 et les prises 30 à 24, la résistance en circuit formée par la somme des valeurs ohmiques des résistances en série 23 à 18 diminue, ce qui fait que la charge du condensateur 45 est plus rapide. Puisque l'angle d'abord çage du thyristor 16 dépend de la vitesse de montée de la tension dans les bornes de ce condensateur 45,lorsque la durée de charge de ce condensateur diminue avec la variation de position du curseur 32, la durée de conduction du thyristor 16 augmentera, et par conséquent le moteur t5 recevra une plus forte intensité de courant et tournera donc plus rapidement. Le déclenchement du thyristor 16 dépend du transistor 43, et en conséquence les valeur ohmiques des résistances 41 et 42 seront choisies de manière à former un diviseur de tension afin que la polarisation de l'électrode de commande du transistor 43 soit excellente. Comme on peut le-rerarquer,le potentionètre 35 se trouve en série avec le curseur 32 de la pédale. Par conséquent,selon la position choisie pour le curseur dudit potentïomêtre,la vitesse maximum du moteur restera limi- tée. Le curseur du potentiomètre étant à une extrérité, correspondant à la position (-), Si l'on enfonce la pédale au maximum ( curseur 32 entre la prise 24 et le point 33) on obtiendra une vitesse lente préalablement déterminée. La résistance 36 sera dimensionnée de sorte que, quand le thyristor 16 se trouve à l'état de conduction, la chute de tension dans celui-ci sera si faible que la diode Zener 39 restera bloquée. Le condensateur 45 se chargera alors à la tension existante dans l'anode du thyristor 16, à travers les résistances 37, 38, 47, 35, 46, et les résistances 23 à 18 selon la position du curseur 32.Après le blocage du thyristor 16, le condensateur se chargera avec la limitation de la diode Zener 39, atteignant à nouveau la tension d'amorçage du thyristor d'autant plus vite que la tension du condensateur pendant la période de passage du courant A travers le moteur sera plus élevée.Âvec cet effet de réalimentation, l'on parvient à compenser l'influence de la charge sur la vitesse de rotation du moteur. Le condensateur 43' se chargera à travers la diode 40 en évitant la décharge du condensateur 45 lorsque le thyristor 16 est conducteur. Par ailleurs, la résistance 37 agira comme résistance limitatrice du courant de la diode Zener 39, tandis que la diode 44 a été prévue comme moyen de protection de la cathode du transistor 43 en cas de court-circuit anode-porte sur le thyristor 16. La figure 2 est une vue en plan de la pédale,dépç > ur vue de son couvercle supérieur; la figure 3 est une coupe faite par l'axe de la même pédale. Sur ces figures, il apparaît que la pédale comporte un corps général externe 101, à la partie supérieure duquel est ménagée une ouverture de diamètre approprié, par laquelle sort,avec possibilité de déplacemeht vertical, une pièce cylindrique 102 creuse et ouverte à sa partie inférieure. À l'intérieur de cette pièce 102 est logée la partie supérieure d'un ressort 103, dont la partie inférieure est calée par une saillie intérieure cylindrique 104 de la base du corps général 101.Latéralement, dans des positions diamétralement opposées, la pièce mobile 102 possède des nervures longitudinales 105 qui coulissent le long de rainures formées sur des pièces de support 106. Latéralement et de préférence en position normale aux nervures 105,la pièce mobile 102 possède un prolongement inférieur 107 auquel est fixé le curseur 32 de la pédale, par exemple au moyen d'une vis. Par ailleurs est représentée, sur les deux figures considérées, une plique de circuit imprimé 108, laquelle comporte les résistances 18 å 23 de la figure 1. Cette plaque de circuit imprimé se loge dans des rainures appropriées faites sur des supports 109, et la connexion de la pédale A la machine est réalisée au moyen d'un cible 11O,de préférence blindé, se terminant par un connecteur 111 de type conventionnel. Enfin, il est à remarquer que l'ensemble de la pédale est muni de plots inférieurs 112 pour son appui sur n'importe quelle surface. La manoeuvre de la pièce mobile 102 est effectuée par l'opérateur de la machine à l'encontre de l'action du ressort 103. bu point extrême supérieur de la course de cette pièce 102, le curseur 32 reliera les points 31 et 34 mais quand la pièce 102 sera abaissée, le curseur 32 se déplacera sur la plaque de circuit imprimé 108, afin de commuter les différentes résistances 18 à 23 avec le point commun 33. Lorsque la-pression cesst,iuriuiè ce 102 ,l'action du ressort 103 la rappellera dans sa position initiale. Les figures 4 et 5 sont, enfin, des vues en élévation et de c8té du bottier 201 à l'intérieur duquel est logé le circuit électronique de la figure 1. Naturelleaent, tous les composants de ce circuit seront mont sur une plaque ou carte de circuit imprimé, laquelle sera fixée à l'intérieur du bottier 201 à l'aide de vis ou d'autres moyens adéquats. Sur ces deux dernières figures, on note l'emplace- ment des interrupteurs 4 et 5, ainsi que le bouton 202 commandant le curseur du potentiomètre 35. En outre,sur la figure 4,apparaissent des prises de connexion 203 et 204; la prise 203 recevra le connecteur précédemment mentionné 111, alors que la prise 204 est prévue pour le raccordement de l'ensemble au réseau électrique. Enfin, sur cette même figure 4, on peut remarquer la position préférée dans laquelle seront placées les diodes électroluminescentes Il et 12 indicatrices du programme de travail choisi. Le bottier 201,dans lequel sont enfermés tous les composants du dispositif,sauf la pédale 17 et ses éléments associés 18 à 34, est placé de préférence sur la partie latérale de la machine à coudre, et fixé à celleci par des vis ou similaires. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de ce dispositif de réglage de vitesse qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple; elle en embrasse,au contraire, toutes les variantes con çues selon le même principe,quels qu'en soient les détails tels que : formes exteraes,caractéristiques des composants, modes de fixation et/ou éléments de connexion, et... -REVENDICÂTIONS 1.- Dispositif électronique pour le réglage de la vitesse maximale du moteur sur les machines à coudre électriques, caractérisé en ce qu'il est constitué essentiellement d'un circuit d'alimentation (1 à 8) incluant un redresseur d'onde complète (6) de type conventionnel; d'un thyristor (16) de mise en marche du moteur (15) de la machine quand celui-ci est amorcé ;d' un circuit (35) déterminant la vitesse maximale voulue; d'un circuit (10 à 13) indicateur du programme suivant lequel travaille la machine; d'éle'ments (40 à 45)pour compenser l'influence de la charge sur la rotation du moteur (15); et d'une pédale (17), munie de composants (18 à 34) pour sélec- tionner la vitesse de travail entre les limites du moteur complètement arrêté et de la vitesse maximale prédétermi- née. 2.- Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation et de redressement est formé par quatre diodes redresseuses(6) auxquelles est fourni un courant à l'aide de l'interrupteur général (5), et en ce qu'est prévu, par ailleurs,un interrupteur (3) en série avec une lampe (4),cet interrupteur (3) étant placé dans un endroit facilement accessible par l'opérateur de la machine, tandis que la lampe (4) est placée de manière à éclairer, si on le désire,la zone de travail. 3.- Dispositif électronique selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que la pédale (17) est constituée d'un corps général externe (101), entièrement circulaire, avec une partie supérieure ouverte, traversée par une pièce cylindrique mobile (102),susceptible de déplacement vertical à l'encontre de l'action d'un ressort (103),la- dite pièce (102) étant dotée d'un prolongement latéral inférieur (107) auquel est fixé un curseur (32)qui,quand ladite pièce (102) est abaissée, se déplace sur les parties conductriee d'une plaque de circuit imprimé(108),et commute différentes résistances en série (18 à 23) avec une sortie commune (33'), modifiant de cette façon la valeur ohmique des résistances en série et,par conséquent, la vitesse de rotation du moteur (15). 4. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le circuit indicateur du programme de travail est formé par deux diodes (11,12), de préférence du type diodes électroluminescentes et de couleurs distinctes, en série avec une résistance (13)linitatrice de courant, ainsi qu'un commutateur (10) actionné directement par la commande externe de sélection du programme de travail, de sorte que selon la position de cette commande, la diode correspondante s'éclairera 5.~ Dispositif électronique selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit commutateur (10) est du type microrupteur et, de préférence, est fixé directement sur la plaque de circuit imprimé (108) sur laquelle se trouve placé le restant du circuit. 6.- Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,caractérisé en ce que comme circuit déterminant la vitesse maximale du moteur (15), il est prévu un potentiomètre (35), en parallOle avec une résistance (46), connecté d'un cbté au curseur (32) de la pédale, tandis que de l'autre c8té il est monté en série avec deux autres résistances (37,38)de valeur ohaigue prédéterminée, par l'intermédiaire desquelles il est relié à l'anode du thyristor (16) de mise en mar- che du moteur de la machine. 7.- Dispositif électronique selon l'ensemble des revendications 3 et 6, caractérisé en ce qu'il est prévu un transistor (43) du type uniJonctionnprogramuablen avec sa cathode branchée à la gâchette du thyristor (16) par l'intermédiaire d'une diode de protection (44), tandis que son anode est reliée à l'ensemble de résistances en série (18 à 23) de la pédale et à un condensateur (45)ds façon à ce que; la pédale étant manoeuvrée par l'opérateur et la résistance en série diminuant, la charge dudit condensateur(45) se fasse plus rapidement, la durée de conduction du thyristor (16) augmente et,en conséquence, le moteur (15),recevant une plus forte intensité de courant, tournera plus rapidement, selon la position à laquelle se trouve le curseur du potentiomètre (35) précité, déterminant la vitesse masialede rotation. 8.- Dispositif électronique selon la revendication 7, caractérisé en ce que, lorsque l'opérateur cesse de faire pression sur la pièce mobile (102) de la pédale, cette pièce, rappelée dans sa position initiale par l'action du ressort (103), met à la masse le condensateur (45) et l'anode du transistor (43) à travers l'ensemble de résistances (18 à 23) de la pédale,provoquant le blocage du thyristor (16) et l'arrAt du moteur (15) 9.- Dispositif électronique selon la revendication 7 ou 8,caractérisé en ce que l'effet de compensation de charge est obtenu quand, après le blocage du thyristor (16), le coniensateur précité (45) se charge avec la limitation d'une diode Zener (39),atteignant à nouveau la tension d'amorçage dudit thyristor d'autant plus vite que la tension du condensateur pendant la période de passage du courant à travers le moteur sera plus élevée. 10.- Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qutil est prévu une diode (48),polarisée en sens inverse et placée en parallèle avec le moteur (15),pour-la protection dudit moteur et pour le désamorçage du thyristor (16). 11.- Dispositif électronique selon la revendication 3,caractérisé en ce que la plaque de circuit imprimé (108) servant de support aux résistances (18 à 23) de la pédale est,logée dans des rainures ménagées sur des supports verticaux (109) solidaires de la base de ladite pédale, tandis que la liaison électrique entre la pédale et la machine est réalisée au moyen d'un câble(110) e préférence blindé, et au moins un connecteur approprié (111). 12.~ Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que tous les composants, sauf la pédale (17) et ses éléments associés (18 à 34), sont enfermés dans un boîtier (201) placé sur la partie latérale de la machine à coudre et fixé à celleci par des vis ou similaires.