Nähmaschinentechnik-Forum

Hallo,

wie in meiner Vorstellung angekündigt, möchte ich über die Motorisierung einer Pfaff 130 berichten. Das ist kein neues Thema, die Informationen finden sich alle schon hier im Forum. Aber für mich war es die erste Arbeit an einer Nähmaschine und der erste Kontakt mit einem modernen BLDC Motor.

Ausgangspunkt war der Wunsch meiner erwachsenen Tochter nach einer stabilen Nähmaschine, die auch für leichte Lederarbeiten taugen sollte. Ihre in die Jahre gekommene "Kindernähmaschine" ist dafür nicht stabil genug.
Ich habe etwas im Internet - besonders in diesem Forum - gelesen und mich dann entschieden, es mit einer Pfaff 130-6 zu versuchen. Ich konnte 2 Stück mit Tisch und Zubehör für je 30 € kaufen. Die ältere Maschine hat die Seriennummer 3745510 und dürfte damit aus dem Jahr 1942 stammen. Sie war bis vor 5 Jahren bei einer sehr alten Dame in Benutzung, wirkt gut gepflegt und völlig leichtgängig. Die andere Maschine mit Seriennummer 5213569 (Baujahr vermutlich 1954) wurde nach Angaben des Verkäufers schon vor Jahrzehnten durch eine modernere Maschine ersetzt und seither nicht mehr verwendet. Sie ist gleichmäßig schwergängig, vermutlich ist nur das Öl verharzt. Auf dem Maschinentisch sind Wasserflecke, vermutlich von Topfpflanzen. ich habe mich dann entschieden, zunächst die ältere Maschine zu verwenden und die andere als möglichen Ersatzteilspender ins Regal zu stellen. Falls die ältere Maschine Probleme macht, dann kann man die Rollen natürlich tauschen.

Hier im Forum gibt es mehrere Threads über die Vorzüge von BLDC-Motoren, etwa 10817, 11286 oder 11685. Deren Autoren gebührt mein herzlicher Dank. Aufgrund der dort geschilderten Erfahrungen habe ich mich für folgende Komponenten entschieden:

1. Motor: ACT Motor 42BLF 03, gekauft bei https://www.ebay.de/usr/actmotorgmbh. Das ist ein 24V BLDC-Motor mit Hall-Sensoren, Baugröße NEMA-17 und 78W Wellenleistung bei 4000 RPM.
2. Keilriemen: DIN 2215 Y/6 x 335 mm Li in gezahnter Ausführung. Die Breite ergibt sich aus der Rille an der Pfaff für den Lederriemen. Die Länge geht gerade so über das Handrad.
3. Keilriemenscheibe am Motor: Stahl, selbst gefertigt, Zeichnung anliegend. Ich habe geschaut, wie eng ich den Keilriemen biegen kann. Das waren ungefähr 18mm Außendurchmesser. Dementsprechend hab ich die Scheibe konstruiert. Das ist deutlich kleiner als der von der Norm empfohlene Mindestdurchmesser von 28mm. Probleme erwarte ich nicht, da die Maschine ja nur selten läuft und da der Riemen innen gezahnt und damit biegsamer ist, als es die Norm erwartet. Natürlich hab ich versucht, eine vergleichbar kleine Riemenscheibe zu kaufen, aber ich habe nichts passendes gefunden.
4. Motorhalter: 3D-Druck aus PLA, Step-File anliegend. Zur mechanischen Befestigung ist nicht viel zu sagen. Ist eine einfache Platte mit den passenden Bohrungen, einem Langloch und einer Führungsnut.
5. Schraube zum Anschrauben an die Pfaff 130: Sonderschraube auf der Drehmaschine hergestellt, Außendurchmesser 6,0mm, 20 Gänge je Zoll, Flankenwinkel 60°. Ich weiß nicht sicher, ob 60° richtig ist, ich hatte den 60° Drehmeißel gerade zur Hand. Es könnten auch 56° sein. Wenn man keine Drehmaschine mit Leitspindel zur Hand hat, dann besorge man sich einen UNC 1/4" 20TPI Gewindebohrer, schneide das Gewinde nach und verwende eine entsprechende Schraube.
6. Kontroller für Motor: 400W DC9V-60V BLDC 3 Phase DC Brushless Motor Controller PWM Hall Motor Control von https://www.ebay.de/usr/efrzhao6 . Es gibt diese Kontroller von ganz vielen Anbietern. Wichtig ist der 5V Ausgang.
7. Netzteil: 300W 24V LED Netzteil von https://www.ebay.de/usr/zf304160642-1 Solche Netzteile gibt es massenhaft. Man achte auf das CE-Kennzeichen.
8. Anlasserpedal: Fussanlasser Art.N. LVGU von https://www.ebay.de/usr/naehshop. Ich habe das Pedal heftig umgebaut. Auswahlkriterien für das Pedal waren der Preis und, dass es erkennbar ein Poti enthielt. Sehr wahrscheinlich wäre eine mechanisch bessere Ausführung sinnvoller gewesen.
9. Gehäuse: Schweißkonstruktion aus Altteilen: die Bodenplatte war mal der Träger für die Rollen eines Rollcontainers, das Lochblech stammt von einem durchgebrannten Elektroradiator und dann noch ein paar Blechreste.
10. Stecker: Motor D-SUB 9 polig, Anforderungsstufe 2 gemäß CECC 75 301-802, Pedal DIN-3 mit Verschraubung, Netzstecker mit Schalter und Kontrolleuchte.

Zum Anlasserpedal. Das elektronische Innenleben des Pedals habe ich bis auf das Schiebepoti und 2 Kondensatoren (C1 und C2) entfernt. Das Schiebepoti hat einen Widerstand von etwa 500k. Die Eingangsimpedanz des Motorkontrollers beträgt nach meiner Messung aber nur 10k. Das passt nicht gut zusammen, es braucht eine Anpassung. Außerdem wollte ich gerne die Kennlinie des Pedals einstellbar nichtlinear machen. Die Schaltung sieht so aus: Das Trimmpoti R1 sorgt dafür, dass die Eingangsspannung des Operationsverstärkers nicht linear von der Stellung Pedals abhängt. Am Anfang steigt die Spannung langsamer an, dann schneller. Hat etwa R1 25% vom Widerstand des Schiebepotis, so ergibt sich folgende Kennlinie: Das schaut ganz sinnvoll aus.

Die Qualität des Motorkontrollers ist fragwürdig, jedenfalls erzeugt er ganz heftige Rückwirkungen in den analogen Eingang. Schließt man dort direkt ein Poti an, macht das natürlich nichts aus. Der Operationsverstärker - ein Rail-2-Rail Typ - mag sowas nicht gerne. Und die Kapazität des geschirmten Kabels mag er auch nicht. Schwingungen sind die Folge, wenn man sie nicht durch eine entsprechende Beschaltung (R2 - R4, C3, C4) unterdrückt. Woher ich das weiß? Ich hab die Schaltung 4mal aufgebaut. Fertig sieht das so aus: Von der originalen Schaltung sind nur noch die beiden gelben Kondensatoren C1 und C2 sowie das Schiebepoti übrig. Die originale Schaltung enthielt bereits ein Trimmpoti aber mit einem anderen Wert. die übrigen neuen Bauelemente sitzen auf einer kleinen Lochrasterplatine.

Zum Gehäuse: es soll alles möglichst unauffällig an die Rückseite des Nähmaschinentischchens. Daher heißt die Devise "lang und dünn". Ich hab in meiner Altmetallsammlung noch ein passendes Blech für die Grundplatte gefunden und eine Schweißkonstruktion gemacht. Von links nach rechts sieht man die Stecker für Motor und Anlasser, den Motorkontroller, das Netzteil und die Zugentlastung für das Netzkabel. Das Lochblech für den Deckel stammt von einem alten Elektroradiator.

Fertig montiert sieht es dann so aus.


(Das Lampenkabel bleibt natürlich nicht da. Ich hab das Foto unmittelbar nach der Befestigung des Netzteils gemacht und da ging mir das Kabel im Weg um.)

Inzwischen hab ich auch ein paar Nähversuche gemacht. Der Motor ist gut kontrollierbar und die Kraft reicht auch bei dickem Material.

Ein Problem gibt es: die Maschine lässt bei dickem Material Stiche aus. Das kann natürlich gut daran liegen, dass die Nadel alt ist oder nicht zum Faden passt. Es ist immer noch die selbe Nadel, die in der Maschine steckte, als ich sie gekauft hab.

Viele Grüße
Anselm

Kommt mir irgendwie bekannt vor

Für die Ansteuerung und Delinearisierung des Fußpedals verwende ich einen Mikrocontroller und gehe mit einem PWM Signal auf den Motorcontroller. Das ist unempfindlicher gegen Störungen.

Gruß, Achim

Hi,

im Nachhinein betrachtet wäre ein Microcontroller weniger Aufwand gewesen. Nur fehlt mir da etwas die Erfahrung und ich wollte in endlicher Zeit fertig werden.

Grüße
Anselm

Guten Abend,

mein Problem mit den ausgelassenen Stichen ist gelöst. Es war nicht die alte Nadel, die ist noch tadellos in Ordnung. Der Greifer war etwas verdreht. Mit etwas WWW lies er sich auf der Greiferwelle bewegen und neu justieren. Jetzt näht sie wieder so wie sie soll.
Nochmals vielen herzlichen Dank an alle, die in diesem Forum die Infos bereitstellen, mit denen man diese schönen alten Maschinen am Leben halten kann.

Grüße
Anselm

Moin an vor allem euch beide, die ihr hier bisher im Thread aktiv seid.
Zuerst einmal vielen Dank für die umfangreiche Dokumentation von euren Projekten! Ich klinke mich hier mal in den Thread ein und wäre das Thema nochmal auf.

Ich bin neulich über eine top erhaltene, aber motorlose 130-115 gestolpert. Die soll bei mir zukünftig die Haupt-"Haushalts"maschine werden. Zur Zeit nähe ich vor allem Taschen/Rucksäcke mit Cordura, X-Pac, LKW-Plane etc... Fürs ganz Grobe steht mir immer wieder eine Maschine mit 3-fach Transport zur Verfügung, das kann ich der 130 also ersparen.
Der günstige China-Motor, den ich kurzerhand drangebaut habe, wird mich auf Dauer glaube ich nicht glücklich machen, daher bin ich jetzt drauf und dran mich in das Abenteuer der BLDC Motorisierung zu stürzen.
Ich hab bisher nicht wirklich Erfahrung mit Elektronik-Projekten, wollte aber sowieso mal einen geeigneten Einstieg in die Materie finden. Hintergrund habe ich bisher nur mit ein bisschen CAD und 3D Druck, sowie sehr sporadische Basics in Python.
Die letzten Tage hab ich mich mal mit einem Elegoo Starter Kit auseinandergesetzt und glaube, dass ich das in der Microcontroller Variante durchaus hinbekommen könnte. Resourcen zur Programmierung gibt es ja reichlich und ich steige durch die Logik auch halbwegs durch. Aktuell stelle ich mir meine Einkaufsliste zusammen und würde die Nema17 Variante mit 24V/78W und Microcontroller anpeilen, um in Zukunft die Option für Nadelpositionierung mit Hall-Sensor zu haben. Für das ganze Unterfangen habe ich jetzt aber noch ein paar Fragen, mit denen ihr mir vielleicht/hoffentlich netterweise helfen könnt.

1. Riemenscheibe am Motor: Da ich bisher nicht vorhabe das Handrad an der Maschine irgendwie zu modifizieren, schaut es für mich am sinnvollsten aus, einen Riemen zu verwenden, der optimal in die vorgesehene Rille passt. Da schein mir soetwas wie die DIN 2215 Version, die auch akruis verwendet hat, am passendsten. Eine Riemenscheibe dafür aufzutreiben ist aber ziemlich unmöglich. Daher die Frage. Reicht die Reibung einer Riemenscheibe ohne Verzahnung, die dann auch auf eBay massenweise zu finden ist. Oder brauche ich etwas mit Verzahnung. Da könnte ich mir aktuell nur mit 3D-Druck helfen, weiß aber nicht, ob selbst härteres Filament wie ASA oder PETG die auftretenden Kräfte irgendwie aushalten würden, oder ob ich mich da nach etwas anderem umschauen muss. Achim, du hast ja bei deiner 360 mit integriertem Motor 3D-Druck für was vergleichbares eingesetzt, gibt es da Erfahrungswerte?

2. Habe ich richtig Verstanden, dass manuelles Nachstellen am Handrad schwierig wird, sobald am Motor Spannung anliegt? Wäre es da möglich über einen Transistor o.Ä. die Stromzufuhr auf Knopfdruck (z.B. Ferse am Anlasser) zu unterbrechen oder spricht da aus anderen Gründen etwas dagegen? Ich bin bisher doch recht häufig am Handrad am Nachjustieren, das kann aber auch am schlechten Motor und der fehlenden Nadelpositionierung liegen. Auf die Funktion könnte ich auch verzichten, wäre aber eventuell ein leicht realisierbares "Nice-to-have".

3. Muss ich bei irgendwelchen Teilen mit erhöhter Hitzeentwicklung rechnen? Ich will das alles in eine Holzbasis setzen, da könnten beispielsweise Lüftungsschlitze und sogar aktive Lüfter mitgeplant werden.

4. Kennlinie der Steuerung: Die Kennlinie hier ein paar Beiträge vorher sieht für meine Augen recht sinnvoll aus. Ich plane den Arduino mit einem linearen Poti zu bespielen, will aber gerne die Kennline rumprobieren. Gibt es da praktische Möglichkeiten, ohne zu viel mit mathematischen Formeln zu experimentieren? (Bei Polynom-Funktionen bin ich wohl raus) Das praktikabelste scheint mir bisher eine Art Umrechnungstabelle zu sein, die Werte von 0-1023 (oder was der Poti so ausspuckt) in Werte zwischen 0 und 255 übersetzt, letztere dann aber eben nicht in linearer Weise verteilt. Gibt es da etwas effizienteres, das sich aber trotzdem gut anpassen lässt?

Ich belasse es vorübergehend mal hierbei und freue mich auf eure Rückmeldungen. Viele Grüße aus Augsburg!

Clemens_L hat geschrieben: ↑Montag 27. Oktober 2025, 15:12 1. Riemenscheibe am Motor: Da ich bisher nicht vorhabe das Handrad an der Maschine irgendwie zu modifizieren, schaut es für mich am sinnvollsten aus, einen Riemen zu verwenden, der optimal in die vorgesehene Rille passt. Da schein mir soetwas wie die DIN 2215 Version, die auch akruis verwendet hat, am passendsten. Eine Riemenscheibe dafür aufzutreiben ist aber ziemlich unmöglich. Daher die Frage. Reicht die Reibung einer Riemenscheibe ohne Verzahnung, die dann auch auf eBay massenweise zu finden ist. Oder brauche ich etwas mit Verzahnung. Da könnte ich mir aktuell nur mit 3D-Druck helfen, weiß aber nicht, ob selbst härteres Filament wie ASA oder PETG die auftretenden Kräfte irgendwie aushalten würden, oder ob ich mich da nach etwas anderem umschauen muss. Achim, du hast ja bei deiner 360 mit integriertem Motor 3D-Druck für was vergleichbares eingesetzt, gibt es da Erfahrungswerte?

Ich drucke die Zahnriemnscheiben so das sie exakt über die Riemenrille der Handräder passt.
!! Um den Spuler zu verwenden musst Du ihn dann auch hochsetzen.
PLA reicht völlig aus.

Clemens_L hat geschrieben: ↑Montag 27. Oktober 2025, 15:12 2. Habe ich richtig Verstanden, dass manuelles Nachstellen am Handrad schwierig wird, sobald am Motor Spannung anliegt? Wäre es da möglich über einen Transistor o.Ä. die Stromzufuhr auf Knopfdruck (z.B. Ferse am Anlasser) zu unterbrechen oder spricht da aus anderen Gründen etwas dagegen? Ich bin bisher doch recht häufig am Handrad am Nachjustieren, das kann aber auch am schlechten Motor und der fehlenden Nadelpositionierung liegen. Auf die Funktion könnte ich auch verzichten, wäre aber eventuell ein leicht realisierbares "Nice-to-have".

Die meisten Motortreiber dissablen den Motor beim Stillstand, dann ist manuelles drehen kein Problem

Clemens_L hat geschrieben: ↑Montag 27. Oktober 2025, 15:12 3. Muss ich bei irgendwelchen Teilen mit erhöhter Hitzeentwicklung rechnen? Ich will das alles in eine Holzbasis setzen, da könnten beispielsweise Lüftungsschlitze und sogar aktive Lüfter mitgeplant werden.

Nicht wirklich es sei dend Du nähst viele Stunden am Stück
Passive Lüftung würde ich aber vorsehen

Clemens_L hat geschrieben: ↑Montag 27. Oktober 2025, 15:12 4. Kennlinie der Steuerung: Die Kennlinie hier ein paar Beiträge vorher sieht für meine Augen recht sinnvoll aus. Ich plane den Arduino mit einem linearen Poti zu bespielen, will aber gerne die Kennline rumprobieren. Gibt es da praktische Möglichkeiten, ohne zu viel mit mathematischen Formeln zu experimentieren? (Bei Polynom-Funktionen bin ich wohl raus) Das praktikabelste scheint mir bisher eine Art Umrechnungstabelle zu sein, die Werte von 0-1023 (oder was der Poti so ausspuckt) in Werte zwischen 0 und 255 übersetzt, letztere dann aber eben nicht in linearer Weise verteilt. Gibt es da etwas effizienteres, das sich aber trotzdem gut anpassen lässt?

Gammakorrektur

Gruß, Achim

Achim (js_hsm) hat geschrieben: ↑Montag 27. Oktober 2025, 15:32 Gammakorrektur

Gamma = 1 ist eine Grade

Prima, vielen Dank für die ganzen Infos!
Dann mache ich mir wahrscheinlich den Antrieb mit GT2 Riemen und einem 3D-Druck über der Riemenrille. Wenn es soweit ist teile ich hier auch gerne meinen Fortschritt mit ein paar Bildern.
Auch mit den anderen Dingen bin ich schonmal schlauer. Das mit der Gammakorrektur hatte ich bisher nicht auf dem Schirm.

Clemens_L hat geschrieben: ↑Montag 27. Oktober 2025, 20:42 Dann mache ich mir wahrscheinlich den Antrieb mit GT2 Riemen und einem 3D-Druck über der Riemenrille.

Nimm besser XL Riemen

Sehr fein und Danke fürs zeigen!

Wenn ich das richtig sehe steht das Netzteil etwas unter der Tischplatte raus? Dann würde ich das weiter unter die Tischplatte versetzen, damit nicht eine runterfallende Stecknadel ein gösseres Problem (Kurzschluss) verusrsachen kann.

Grüsse vom Sputnik