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Dokumentenidentifikation DE19855085A1 31.05.2000
Titel Elektrische Schaltung für die Funktionserdung an einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Nähmaschine
Anmelder Dürkopp Adler AG, 33719 Bielefeld, DE
Erfinder Czytrich, Martin, 32584 Löhne, DE
DE-Anmeldedatum 28.11.1998
DE-Aktenzeichen 19855085
Offenlegungstag 31.05.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2000
IPC-Hauptklasse H05F 3/02
IPC-Nebenklasse H01R 4/66   D05B 83/00   
Zusammenfassung Elektrische Schaltung für die Funktionserdung an einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Nähmaschine (18), mit einer aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff hergestellten Arbeitsplatte (8) und daran befestigten Metallteilen (5, 6) einschließlich elektrischer Geräte (21, 28, 35) mit metallischen Gehäusen (23, 27, 36), wobei die elektrische Schaltung einen Schaltkasten (29) mit einem Kabel (30) für die Zuleitung von elektrischer Energie an die Geräte (21, 28, 35) und ein mit den Gehäusen (23, 27, 36) der Geräte (21, 28, 35) und mit dem Schutzleiter (31) verbundenes Leitungssystem (47) für die Funktionserdung aufweist. Das Leitungssystem (47) ist einerseits mit dem Schutzleiter (31) des Kabels (30) verbunden und mit einer elektrisch leitenden Kontaktfläche (14) von einer derartigen Ausdehnung ausgebildet, daß die Gehäuse (23, 27, 36) durch direkten Kontakt unmittelbar und/oder durch die die Gehäuse (23, 27, 36) mit der Arbeitsplatte (8) verbindenden Befestigungselemente mittelbar elektrisch leitend verbunden sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung für die Funktionserdung an einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Nähmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Eine derartige Schaltung ist in der Druckschrift DIN EN 60 204 Teil 1 (Juni 1993) beschrieben und beispielsweise von Nähmaschinen der Anmelderin bekannt. Bei diesen Nähmaschinen ist der Schutzleiter des elektrische Energie zuführenden Kabels unter anderem über ein Kabel mit relativ großem Querschnitt, beispielsweise 4 Quadratmillimeter, mit einer Sammelstelle verbunden, von der ihrerseits an die verschiedenen, an der Arbeitsplatte befestigten Teile wie Ständer und Geräte wie Antriebsmotor, Bedienpult, elektronische Steuerung, Nähkopf usw. wiederum einzelne Verbindungskabel mit dem genannten großen Querschnitt verlegt sind. Ein derartiges Leitungssystem dient der Funktionserdung und ist völlig unabhängig von einem Schutzleitersystem als Schutzmaßnahme gegen elektrischen Schlag entsprechend den gesetzlichen Vorschriften. Die Funktionserdung dient der Sicherstellung von Funktionen an der Arbeitsmaschine durch Ableitung eines auftretenden elektrischen Potentials infolge statischer Aufladungen und/oder hochfrequenter elektromagnetischer Felder.

Elektrostatische Aufladungen entstehen insbesondere dann, wenn ein mit Kunststoffasern hergestelltes Arbeitsstück auf der mit Kunststoff beschichteten Oberseite der Arbeitsplatte hin- und herverschoben wird.

Das Auftreten eines solchen Potentials kann zu erheblichen Störungen an der Maschine oder zu einer Zerstörung elektronischer Bauteile oder sogar zum Ausfall der gesamten elektronischer Steuerung führen. Bei den bekannten Schaltungen ist nachteilig, daß eine Sammelstelle angelegt werden muß, von der jedes einzelne Gerät über eine eigene Leitung mit dem eingangs genannten Querschnitt verbunden werden muß. Die Herstellung einer solche Schaltung mit entsprechender Verdrahtung erfordert erheblichen Zeit- und Materialaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte elektrische Schaltung derart weiterzubilden, daß die Erstellung der Schaltung bei reduziertem Materialaufwand und unter Einsparung von Kosten für die Erstellung der Schaltung ermöglicht wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt bei einer Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale.

Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die einzelnen Geräte bei ihrer Befestigung mit der Arbeitsplatte automatisch mit dem Leitungssystem für die Funktionserdung verbunden sind, welches jetzt nur noch einer einzigen Leitung zur Verbindung mit dem Schutzleiter bedarf. Dies bringt den Vorteil, daß Verdrahtungsfehler, zum Beispiel durch das Fehlen einer Verbindungsleitung zu einem Gerät oder das ungenügende Befestigen einer Leitung an einem Gerät mit Sicherheit vermieden werden und daß die Herstellkosten für eine solche Schaltung erheblich gesenkt werden. Durch die flächige Ausdehnung der Kontaktfläche zu den einzelnen Geräten wird ein relativ großer Querschnitt und damit eine Schaltungsanordnung niedriger Impedanz bereitgestellt, woraus sich eine gesteigerte Wirksamkeit ergibt.

In den Unteransprüchen 2 bis 6 sind verschiedene vorteilhafte und zum Teil erfinderische Weiterbildungen wiedergegeben.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Arbeitsmaschine mit einer Arbeitsplatte und daran befestigter Teile einschließlich elektrischer Geräte,

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die Arbeitsmaschine entsprechend dem Sichtpfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht durch die Arbeitsplatte eines ersten Ausführungsbeispiels in vergrößertem Maßstab entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2 und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht einer Arbeitsplatte nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Auf Anschraubflächen 1, 2, 3 und 4 von aus Stahl oder Gußeisen hergestellten Ständern 5, 6 liegt eine Platte 7 und darauf eine Arbeitsplatte 8 auf, die eine Oberseite 8a und eine Unterseite 8b aufweist. Die Platte 7 und die Arbeitsplatte 8 erstrecken sich im wesentlichen in horizontalen Ebenen. Die Platte 7 und die Arbeitsplatte 8 sind durch Schrauben fest an den Anschraubflächen 1 bis 4 verschraubt, wobei beispielhaft Schrauben 9 und 10 bezeichnet sind. Die aus beispielsweise 1,0 Millimeter dickem Stahlblech hergestellte Platte 7 ist gemäß Fig. 2 in der Form eines um 90 Grad entgegen dem Drehsinn des Uhrzeigers gedrehtem U ausgebildet, wobei äußere Teile 11, 12 und 13 die Anschraubflächen 1 bis 4 mit überdecken. Die Platte 7 weist eine Kontaktfläche 14 auf. Die Verbindung zwischen den Ständern 5, 6 über die mit der Kontaktfläche 14 ist derart, daß diese elektrisch leitend mit den Anschraubflächen 1 bis 4 verbunden sind.

Die U-förmige Platte 7 (Fig. 2) weist zwei Schenkel 15, 16 auf, zwischen denen in bekannter Weise eine in einer Ausnehmung (nicht dargestellt) der Arbeitsplatte 8 aufgenommene Grundplatte 17 einer Nähmaschine 18 als Arbeitsmaschine gelagert ist. Die Nähmaschine 18 ist an ihrem Handrad 19 über einen Riementrieb 20 mit einem unterhalb der Arbeitsplatte 8 angeordneten Antriebsmotor 21 verbunden, wobei sich der Riementrieb 20 ohne Berührung durch Ausnehmungen 22 in der Platte 7 und in der Arbeitsplatte 8 hindurch erstreckt.

Im einzelnen ist der Antriebsmotor 21 mit seinem metallischen Gehäuse 23 mit Anschraubflächen an der Kontaktfläche 14 der Platte 7 mit vier Schrauben festgeschraubt. In Fig. 3 ist eine Einzelheit davon in vergrößertem Maßstab dargestellt, wobei ein Teil 24 der Anschraubleisten mit Hilfe einer Scheibe 25 und einer Schraube 26 auf der Kontaktfläche 14 festgeschraubt ist. Auch diese Verbindung ist derart ausgeführt, daß das metallische Gehäuse 23 durch direkten Kontakt unmittelbar elektrisch leitend mit der Kontaktfläche 14 verbunden ist.

Gemäß der Fig. 1 und 2 ist auf der Kontaktfläche 14 im Bereich des Schenkels 16 ein Gehäuse 27 einer elektronischen Steuerung 28 mit Hilfe von Schrauben (nicht bezeichnet) befestigt. Dabei entspricht die Art der Befestigung der des Antriebsmotors 21, so daß, wiederum das Gehäuse 27 durch direkten Kontakt unmittelbar elektrisch leitend mit der Kontaktfläche 14 verbunden ist. Weiter ist auf der Kontaktfläche 14 noch ein Schaltkasten 29 mit einem Kabel 30 für die Zuleitung elektrischer Energie festgeschraubt. Das Kabel 30 ist mit drei Adern ausgebildet, von denen eine Ader als Schutzleiter 31 aus dem Schaltkasten 29 austritt und über eine Schraube 32 an der Arbeitsplatte 8 festgeschraubt und damit elektrisch leitend unmittelbar mit der Kontaktfläche 14 verbunden ist. Weiter ist die Grundplatte 17 über eine Leitung 33 elektrisch leitend mit der Kontaktfläche 14 mit Hilfe einer Schraube 34 verbunden, wobei die Leitung 33 mit einem relativ dicken Querschnitt von 4 Quadratmillimetern ausgebildet ist.

Schließlich ist noch ein Bedienpult 35 mit einem aus Metall gefertigten Gehäuse 36 auf der Oberseite 8a der Arbeitsplatte 8 angeordnet, wobei das Gehäuse 36 einen über Schrauben befestigten Fuß 37 aufweist. Gemäß Fig. 3 ist in dem Fuß 37 ein Gewinde (nicht bezeichnet) ausgebildet, in dem eine Schraube 38 aufgenommen ist, die sich von unten her durch eine Durchgangsbohrung 39 durch die Arbeitsplatte 8 und die Platte 7 hindurch erstreckt. Die Schraube 38 weist einen Kopf 40 auf, der sich über eine Scheibe 41 an der Kontaktfläche 14 der Platte 7 abstützt. Die Schraube 38 und die Scheibe 41 sind aus Metall, beispielsweise aus Stahl hergestellt.

Die beschriebene Verbindung ist wiederum derart, daß der Fuß 37 mit dem Gehäuse 36 des Bedienpults 35 elektrisch leitend mit der Kontaktfläche 14 verbunden ist. Da die elektrische Verbindung nicht durch Berührung der Bauteile direkt, also unmittelbar, sondern durch die Schraube 38 und Scheibe 41 erfolgt, sind hier der Fuß 37 und die Kontaktfläche 14 mittelbar elektrisch leitend miteinander verbunden.

Der Vollständigkeit halber wird noch angegeben, daß die Zufuhr der elektrischen Energie von dem Schaltkasten 29 zu der Steuerung 28 und von dort zu dem Antriebsmotor 21, zu der Nähmaschine 18 für elektrische Zusatzantriebe und zu dem Bedienpult 35 über separate Leitungen (nicht dargestellt) erfolgt.

Das erste Ausführungsbeispiel gemäß der vorstehenden Beschreibung zeichnet sich durch die Platte 7 aus, die als getrenntes Bauteil unterhalb der Arbeitsplatte 8 angeordnet ist. Wie in Fig. 3 veranschaulicht ist, ist die Arbeitsplatte 8 in üblicher Weise aus einzelnen Holzschichten 42 und einer an der Oberseite 8a vorgesehenen Kunststoffplatte 43 zusammengesetzt.

In Fig. 4 wird eine Arbeitsplatte 44 für ein zweites Ausführungsbeispiel der Schaltung dargestellt, wobei die Arbeitsplatte 44 wiederum einzelne Holzschichten der Holzschicht 42 und eine Kunststoffplatte entsprechend der Kunststoffplatte 43 aufweist. Weiter ist die Arbeitsplatte 44 mit einer Kontaktfläche 45 versehen, die durch ein fest mit der Arbeitsplatte 44 verbundenes Gewebe 46 aus Kupferdraht mit einer Maschenweite von etwa 2 Millimetern gebildet wird. Das Gewebe 46 ist über eine Harzverbindung mit der Arbeitsplatte 44 fest verbunden.

Für beide Ausführungsbeispiele gilt, daß die Kontaktfläche 14 bzw. 45 und die mit ihr verbundene Leitung 33 ein Leitungssystem 47 bilden.

Im Betrieb der Nähmaschine 18 erfolgt ein Verschieben eines auf der Arbeitsplatte 8 bzw. 44 aufliegenden Nähgutteils 48. Je nach der Materialbeschaffenheit des Nähgutteils 48 kommt es durch die Relativbewegung auf der Kunststoffplatte 43 zu mehr oder weniger hohen elektrostatischen Aufladungen. Diese Aufladungen und etwaig durch hochfrequente Felder erzeugte Potentiale werden über die erfindungsgemäße Schaltung definiert abgeleitet. Bezugszeichenliste 1 Anschraubfläche

2 Anschraubfläche

3 Anschraubfläche

4 Anschraubfläche

5 Ständer

6 Ständer

7 Platte

8 Arbeitsplatte

8a Oberseite

8b Unterseite

9 Schraube

10 Schraube

11 Teil

12 Teil

13 Teil

14 Kontaktfläche

15 Schenkel

16 Schenkel

17 Grundplatte

18 Nähmaschine

19 Handrad

20 Riementrieb

21 Antriebsmotor

22 Ausnehmung

23 Gehäuse

24 Teil

25 Scheibe

26 Schraube

27 Gehäuse

28 Steuerung

29 Schaltkasten

30 Kabel

31 Schutzleiter

32 Schraube

33 Leitung

34 Schraube

35 Bedienpult

36 Gehäuse

37 Fuß

38 Schraube

39 Durchgangsbohrung

40 Kopf

41 Scheibe

42 Holzschicht

43 Kunststoffplatte

44 Arbeitsplatte

45 Kontaktfläche

46 Gewebe

47 Leitungssystem

48 Nähgutteil


Anspruch[de]
  1. 1. Elektrische Schaltung für die Funktionserdung an einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer Nähmaschine (18),

    mit einer aus einem elektrisch nicht leitenden Werkstoff (Holz, Schichtholz, Sperrholz) hergestellten Arbeitslatte (8; 44) und daran befestigten Metallteilen (5, 6) einschließlich elektrischer Geräte (21, 28, 35) mit metallischen Gehäusen (23, 27, 36),

    die elektrische Schaltung mit den Merkmalen:
    1. - ein Schaltkasten (29) mit einem Kabel (30) für die Zuleitung von elektrischer Energie an die Geräte (21, 28, 35), wobei das Kabel (30) einen Schutzleiter (31) aufweist und
    2. - ein Leitungssystem (47) ist mit den Gehäusen (23, 27, 36) der Geräte (21, 28, 35) und mit dem Schutzleiter (31) für die Funktionserdung verbunden,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem (47) eine elektrisch leitende Kontaktfläche (14; 45) mit, einer derartigen Ausdehnung aufweist, daß die Gehäuse (23, 27, 36) durch direkten Kontakt unmittelbar oder durch die die Gehäuse (23, 27, 36) mit der Arbeitsplatte (8; 44) verbindenden Befestigungselemente (26, 25; 38, 41) mittelbar elektrisch leitend verbunden sind.
  2. 2. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (14; 45) an einer aus Metall (Stahl) hergestellten Platte (7) vorgesehen ist.
  3. 3. Elektrische Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (14; 45) an einem aus elektrisch leitendem Draht (Kupferdraht) hergestellten Gewebe (46) ausgebildet ist.
  4. 4. Elektrische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (7) an einer Seite (8a; 8b) der Arbeitsplatte (8) angeordnet ist.
  5. 5. Elektrische Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe (46) fest mit der Arbeitsplatte (8; 44) verbunden ist.
  6. 6. Elektrische Schaltung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (14; 45) einen Teil (11, 12, 13) aufweist, mit dem ein Ständer (5, 6) für die Arbeitsplatte (8; 44) direkt oder durch eine Befestigungsschraube (26) indirekt elektrisch verbunden ist.






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