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Führungs- und Steuerungsvorrichtung für Werkstücke in Maschinen mit an sich geradlinigem Werkstückvorschub
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die an Maschinen mit konstantem, an sich geradlinigen Werkstückvorschub angeordnet werden kann und mit deren Hilfe das zu bearbeitende Werkstück so geführt und gesteuert werden kann, dass der Vorschub ohne Beeinflussung der Steuerungsvorrichtung von aussen bei etwaigen Abweichungen selbsttätig in die gerade Vorschublinie zurückkehrt oder das durch Beeinflussung der Steuerung entweder durch das Werkstück oder eine Schablone der Werkstückvorschub beliebigen vorbestimmten Kurven folgt.
Die Vorrichtung ist insbesondere bei Nähmaschinen anwendbar, um mit diesen vorbestimmte Nähte oder Steppstichmuster ausführen zu können. Sie ist aber, wie gesagt, umgekehrt auch dazu geeignet, mögliche Abweichungen von der geraden Vorschubvorrichtung zu korrigieren.
Die Erfindung basiert auf folgendem Prinzip : Das Werkstück erfährt üblicherweise einen geradlinigen Vorschub, d. h. es bewegt sich nach einer geraden Linie. Wenn nun das Werkstück, z. B. bei einer Nähmaschine, die durch eine Naht zu verbindenden Gewebe, nahe der Linie, der der Vorschub folgt, an einem Punkt vorübergehend festgehalten wird, wird es um diesen Festhaltepunkt als Mittelpunkt einen Kreis beschreiben.
Bei der erfindungsgemässen Führung-un Steuerungsvorrichtung ist demgemäss beiderseits der Vorschublinie je eine steuerbare Festhaltespitze vorgesohen. Diese Festhaltespitzen gelangen abwechselnd zur Wirkung und bilden so je einen vorübergehend wirksamen Festhaltepunkt.
Die Betätigung dieser beiden abwechselnd und vorübergehend wirkenden Festhalteorgane, die die Form von Spitzen haben, erfolgt durch Elektromagnete, gegebenenfalls auch durch einen Elektromagnet, die bzw. der von der Stellung eines Tastorganes abhängig elektrisch gesteuert werden. Dieser Taster kann dabei beispielsweise den Rand des vorrückenden Werkstückes oder einer Schablone abtasten.
Ein solcher Taster setzt jedoch ein zumindest annähernd starres Werkstück oder die Verwendung einer festen Schablone voraus, da der Taster von der Umrisslinie eines nicht starren Werkstückes nicht verschoben werden kann.
Demgemäss kann nach einer weiterenAusführungsform des Erfindungsgegenstandes an Stelle des Tastorganes eine photoelektrische Zelle zur Erzeugung eines photoelektrischen Stromes, der die oder den Elektromagneten speist und eine Lichtquelle, deren Strahlen auf die Zelle gerichtet sind und von dem Umriss des vorwärtsgeschobenen Werkstückes unterbrochen werden können, vorgesehen sein.
Vorzugsweise ist die Lichtquelle als ein unter dem Tisch angeordneter kleiner Scheinwerfer ausgebildet. Der Tisch ist mit einem Schlitz für das Hindurchtreten der Strahlen der Lichtquelle versehen, die photoelektrische Zelle ist am Nähmaschinenkopf angeordnet.
Vorteilhafterweise ist die Lichtquelle unter dem Tisch so angeordnet, dass ihre Strahlen parallel oder zumindest nahezu parallel zum Tisch verlaufen, während ein Spiegel im Bereich des Schlitzes sie in Richtung auf die photoelektrische Zelle umlenkt.
Selbstverständlich kann die Anordnung der Elemente auch umgekehrt erfolgen, so dass die Zelle sich unter dem Tisch befindet und die Lichtquelle am Nähmaschinenkopf angeordnet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Elektromagnet am Steppfuss oder an einem mit diesem
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fest verbundenen Teil angebracht. Er wirkt zwangsläufig auf einen an dem Steppfuss gelenkig angeordneten Hebel ein, der beidseits von dem Gelenkpunkt mit den Festhaltespitzen gelenkig verbunden ist, die in Führungen gleiten.
Schliesslich können Einrichtungen vorgesehen sein, die es gestatten, die Stellung des Schlitzes gegenüber der Stichlinie zu verändern.
Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichten Ausführungbeispielen des Erfindungsgegenstandes. Fig. l zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, als Zusatzvorrichtung für eine Nähmaschine ausgebildet, sowie die elektrischen Schaltkreise, mit deren Hilfe die Vorrichtung gesteuert wird. Fig. 2 stellt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar, Fig. 3 gibt eine Ansicht dieser Ausführungsform und Fig. 4 eine Teilansicht derselben wieder.
Bei derAusführungsform gemäss Fig. 1 sind zweiElektromagnete 1 und 2 beidseits des Nähmaschinenkopfes 3, u. zw. quer zur Vorschubrichtung des Werkstückes angeordnet. Der Nähmaschinenkopf 3 weist weiterhin einen üblichen Steppfuss 4 und eine Nähnadel 5 auf. Die Kerne la und 2a der beiden Elektromagnete 1 und 2 laufen nach unten in Spitzen Ib und 2b aus. Bei erregtem Elektromagnet befindet sich der jeweilige Kern in abgesenkter Stellung. Sobald die Erregung aufhört, wird der Kern durch eine nicht dargestellte Feder in seine Hochstellung zurückgeführt.
Auf dem Tisch 6 der Nähmaschine ist eine Führung je nach der Formgebung des Werkstückes entsprechend angebracht. Diese Führung besteht aus einer Fussplatte 7 mit einem festen Teil 8, der von einer waagrechten Bohrung 8a durchsetzt ist, in welcher ein Gleitstab 9 verschiebbar gelagert ist. Der Gleitstab 9 ist an dem einen Ende mit einem Taster 10 versehen. Eine Feder 11 hat das Bestreben, den Gleitstab 9 aus der Bohrung 8a herauszustossen. Zweckmässig wird der Gleitstab 9 durch einen Anschlag 9a in der Bohrung zurückgehalten.
Der Gleitstab 9 trägt beiderseits des Teiles 8 je einen Stift 9b bzw. 9c. Jeder Stift trägt ein Kontaktplättchen 12 bzw. 13, von dem er durch ein nichtleitendes Plättchen 14 bzw. 15 elektrisch isoliert ist.
Die Kontakte 12 und 13 sind einander zugekehrt. An seinen den Kontakten 12 und 13 zugekehrten Flächen trägt der Teil 8 ein von diesem letzteren isoliertes DoppelkontaktstUck 16. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, verschiebt die Feder 11 den Gleitstab 9 und rückt dadurch die Kontakte 13 und 16 zusammen. Der Kontakt 16 ist an die Eintrittsklemme Id bzw. 2d der Spulen der Elektromagnete 1 und 2 angeschlossen, während der Kontakt 13 an die Austrittsklemme Ic der Spule 1 und der Kontakt 12 an die Austrittsklemme 2c der Spule 2 angeschlossen ist.
Wenn der Stromkreis von irgendeiner Stromquelle, z. B. einer Batterie 17, mit Strom versorgt wird, ist der Elektromagnet 1 erregt und folglich die Spitze. Ib gesenkt, wenn die Kontakte 13 und 16 den Stromkreis schliessen, die Kontakte 12 und 16 hingegen stehen miteinander nicht in Berührung, der Elektromagnet 2 ist stromlos und die Spitze 2b rückt unter der Wirkung der Feder dieses Elektromagnets in die Hochstellung. Wird der Taster 10 und folglich der Gleitstab 9 unter Überwindung der Feder 11 zurückgeschoben, dann ist der Kontakt zwischen 13 und 16 unterbrochen, die beiden Elektromagnete sind stromlos geworden und die Spitzen Ib und 2b in die Hochstellung gerückt.
Bei Weiterverschiebung des Tasters 10 wird der Kontakt zwischen 12 und 16 hergestellt, der Elektromagnet 2 ist alsdann erregt und die Spitze 2b senkt sich.
Es ist angebracht, zwischen der Stromquelle 17 und dem Kontakt 16 einen Schalter 18 anzuordnen, um den Strom auszuschalten, wenn die Vorrichtung nicht benutzt wird.
Zweckmässig kann der eine am Gleitstab 9 sitzende Kontakt gegenüber dem letzteren verschieblich und in einer gewählten Stellung feststellbar sein, um die Einstellung der Amplitude und folglich der Genauigkeit der Korrektion zu gestatten.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende :
Das Werkstück, z. B. ein Filzstück 19 mit geschweiftem Umriss wird auf den Maschinentisch 6 derart aufgelegt, dass sein Rand 19a mit dem Taster 10 Fühlung hat, während der Gleitstab 9 noch seine Mittelstellung (weder Kontakt zwischen 16 und 13 noch zwischen 16 und 12) einnimmt. Wird die Nähmaschine angelassen, dann beginnt der geradlinie Vorschub des Werkstückes 19, wird aber sofort korrigiert, weil der Taster 10 unter dem Einfluss der Feder 11 an dem geschweiften Rand 19a nachdrückt und den Gleitstab 9 in die Stellung führt, in welcher der Kontakt zwischen 13 und 16 hergestellt, somit der Elektromagnet 1 erregt und die Spitze Ib gesenkt wird.
Das Filzstück wird alsdann um diese Spitze schwen-
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Wenn die Nadel 5, die Spitze 1b (bzw. 2b) und der Taster 10 nicht geradlinig aufeinander ausgerichtet sind, wird die Schwenkbewegung um 1b zu Folge haben, dass der Gleitstab 9 unter Überwindung der Feder 11 zurückgeschoben wird und dadurch den Kontakt 13-16 unterbricht und den Kontakt 12-16 herstellt. Die Spitze 2b wird sich sanken, die Spitze 1b zurück in die Hochstellung gehen. Die Schwenkung wird diesmal um 2b erfolgen, der Rand 19a löst sich dabei vom Taster 10 ab, der unter der Wirkung der Feder 11 den Kontakt 12-16 unterbricht und den Kontakt 13-16 wieder herstellt usw.
Wie zu sehen ist, kann also eine mit dieser Vorrichtung ausgestattete Nähmaschine ohne irgendwelchen Eingriff der Näherin arbeiten, wenn das Werkstück genügend dick und steif ist, um die Verschiebung des Tasters zu bewirken. Wird die Anlage durch einen selbsttätigen Abstellkontakt, ergänzt, der am Ende einer Steppstichnaht eine ausreichend lange Pause gewährleistet, dann kann eine nicht spezialisierte Arbeiterin mehrere Maschinen gleichzeitig bedienen.
Selbstverständlich sind im Rahmen der Erfindung jegliche Abwandlungen der beschriebene ! ! Ausführungen möglich. Die Vorrichtung kann insbesondere jeglichen Näh-, Stick-, Überwendlichnäh-, Kanteneinfass-, Säummaschinen usw. angepasst werden.
Sind die Werkstücke durch eine in sich geschlossene Kurve oder eine stets in demselben Sinne verlaufende Kurve begrenzt, dann genügt selbstverständlich ein einziger Elektromagnet. Dies ist z. B. der Fall einer Steppstichnaht, die mit dem Rand einer Schuhsohle parallel läuft.
Bei der speziellen Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, besteht die erfindungsgemässe Führungs- und Steuerungsvorrichtung im wesentlichen aus einer Lichtquelle 20 unter dem Tisch 6 der Nähmaschine, einer photoelektrischen Zelle 21 am Nähmaschinenkopf 3 und einem im Tisch so angeordneten Schlitz 22, dass die von der Lichtquelle 20 auf die Zelle 21 gerichteten Strahlen hindurchtreten können. Weiter besitzt die Vorrichtung einen einzigen Elektromagneten 23, dessen Spule mit der photoelektrischen Zelle verbunden ist und dessen Kern 23a auf einen Hebel 24 einwirkt.
Dieser ist an einem mittigen Punkt am Steppfuss 4 befestigt und mit zwei Spitzen 25 und 26 verbunden, die in beidseits vom Steppfuss 4 und der Vorschublinie des Werkstückes angeordneten Führungen 27 und 28 gleiten.
Gegebenenfalls können, je nach Art der photoelektrischen Zelle, zwischen der Zelle 21 und dem Elektromagneten 23 Einrichtungen vorgesehen sein, die eine einwandfreie Steuerung des Elektromagneten durch den Emissionsstrom der Photozelle sicherstellen, beispielsweise ein Verstärker 29 und ein Relais 30, oder es kann de1 Strom der Zelle direkt den Elektromagneten 23 oder auch die Spule des Elektromagneten 23 steuern.
Um Platz zu gewinnen, wird die Lichtquelle 20 vorzugsweise waagrecht angeordnet und die von ihr ausgehenden Strahlen mit Hilfe eines Spiegels 31 (oder eines Prismas) umgelenkt, um sie durch den Spalt 22 zur Zelle 21 zu führen.
Verlässt das Werkstück 19, in diesem Falle z. B. ein Gewebe, das von einer üblichen (nicht dargestellten) Vorrichtung der Nähmaschine geradlinig vorgeschoben und in die senkrechte Ebene der Nadel 5 gebracht wird, diese Vorschubrichtung, dann verschiebt sich der Rand des Gewebes 19 über den Schlitz 22 und verdeckt diesen. Die von der Lichtquelle 20 ausgehenden Strahlen werden unterbrochen, der photoelektrische Strom hört auf und der Kern 23a des Elektromagneten fällt zurück. Die Spitze bewegt sich abwärts und bildet einen Festhaltepunkt, der das Gewebe dazu zwingt, in seine ursprüngliche Richtung zurückzukehren. In dem Augenblick, in dem das Gewebe den Schlitz 22 wieder freigibt, fliesst auch der photoelektrische Strom wieder, der Elektromagnet wird erregt, zieht den Kern 23a an und die zweite Spitze kommt zur Wirkung usw.
Um die Stellung des Schlitzes 22 gegenüber der Vorschublinie (die hier durch die Achse der Nadel 5 dargestellt wird) verändern zu können, da die Naht ja in einer mehr oder minder grossen Entfernung vom Rand des Gewebes vorgesehen sein kann, wird der Tisch vorzugsweise mit einem breiten Schlitz versehen (dessen Öffnung ausserdem mit einer lichtdurchlässigen Platte 32 verschlossen werden kann) und die Nutzbreite des Schlitzes wird mit Hilfe eines mit einem Schlitz 33a versehenen Abdeckschiebers 33 verän- dert.
Um die Genauigkeit der Vorrichtung zu erhöhen, kann hinter der Lichtquelle ein Kondensor 34 vorgesehen sein und der Spiegel 31 um eine waagrechte Achse drehbar angeordnet sein, so dass der auf die Zelle auftreffende Lichtstrahl ein wirklicher Lichtfleck Ist. Selbstverständlich ist es möglich, die Einstellung dieser Vorrichtungen mit der Verschiebung des Abdeckschiebers 33 zu synchronisieren. Beispielsweise kann der Kondensor 34 an dem Abdeckschieber 33 befestigt sein, wobei dieser ausserdem noch das Kippen des Spiegels 31 bewirkt.
Es sind selbstverständlich Abänderungen der Ausführungsformen denkbar und durchführbar, ohne den
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Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere kaM die Vorrichtung mit einer photoelektrischen Zelle versehen werden, deren Schwelle ausserhalb des Spektrums der üblichen Umgebungsbeleuchtung liegt. Falls diese aus Glühlampen besteht, wird vorzugsweise eine Kaliumzelle verwendet oder eine Cäsium- Antimon-Zelle. Besteht die Raumbeleuchtung jedoch aus Leuchtstoffröhren, dann wird vorzugsweise eine Cäsiumzelle angewendet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ftihrungs-und Steuerungsvorrichtung für Werkstücke in Maschinen mit an sich geradlinigem Werkstückvorschub, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits der Vorschublinie je eine steuerbare Festhaltespitze (lb, 2b bzw. 25,26) vorgesehen ist, die abwechselnd zur Wirkung gelangen und so je einen vorübergehend wirksamen Festhaltepunkt bilden.