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Nähmaschine zur automatischen Erzeugung von unterschiedliche
Motive bildenden Stichen
Gegenstand der Erfindung ist eine Nähmaschine zur automatischen Erzeugung von unterschiedliche Motive bildenden Stichen, bei der der Nadelträger und der Stoffrücker. jeweils während einer halben Umdrehung der Antriebswelle der Maschine abwechselnd der Einwirkung eines nach einem vorher aufge-. stellten Digitalprogramm arbeitenden Steuermechanismus unterliegen, wobei zum Übertragen der im Programm enthaltenen Informationen auf den Steuermechanismus eine Abfühlvorrichtung vorgesehen ist.
Bekanntlich wurde aus Gründen der Vereinfachung, besonders zur Vermeidung von Schwierigkeiten, die sich aus der Präzision ergeben, mit welcher analoge Programme (z. B. Kurvenscheiben) hergestellt werden müssen, vorgeschlagen, zur Steuerung automatischer Nähmaschinen elektromagnetische Einrichtungen heranzuziehen, die durch Digitalprogramme gesteuert waren. Unter einem Digitalprogramm versteht man ein Programm, welches eine Reihe von Gruppen unter sich gleicher Signale enthält und die Abgabe elektrischer Signale veranlasst, die in weiterer Folge durch die elektromagnetische Einrichtung in mechanische Bewegungsimpulse umgewandelt werden, wobei jeder Bewegungsimpuls durch die Zahl der gleichzeitig abgetasteten Signale einer Gruppe und durch die Lage, die jedes Signal in der Gruppe einnimmt, bestimmt ist.
Die zu steuernden Organe einer Nähmaschine sind der Nadelträger und der Stoffrücker. Das Arbeitsprinzip der meisten Maschinen macht es erforderlich, dass die Steuerung des Nadelträgers und die Steuerung des Stoffrückers jeweils während einer halben Umdrehung der Antriebswelle, also zusammen während einer ganzen Umdrehung derselben erfolgen. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass der Mechanismus der automatischen Steuerung, welcher entsprechend einem vorher festgelegten Programm arbeitet, nur die Weite der Versetzung des Stoffrückers wählen kann, wogegen die Versetzung desselben durch andere Mittel erfolgt, die geeignet sind, eine hinreichende Kraft aufzubringen. Diese Wahl der Weite erfolgt im allgemeinen, während die Nadel den Stoff steppt, und die Versetzung des Stoffrückers erfolgt während der seitlichen Versetzung der Nadel durch den Steuermechanismus.
Letzterer muss während einer halben Umdrehung der ihn antreibenden Welle das Kommando für die seitliche Versetzung des Nadelträgers ausführen und während der andern halben Wellenumdrehung ein Organ steuern, welches die Weite der Versetzung des Stoffrückers bestimmt. Anderseits bedingen die Steuermechanismen bei bestimmten Maschinen, dass das Abtasten des Programms während einer gewissen Zeit vor sich geht, sogar während der ganzen Arbeitszeit. Offenbar setzt der Fall, in welchem das Abtasten eines in Bewegung befindlichen Programms mittels einer festen Abtasteinrichtung, also das Abtasten von Signalen bei einer Relativewegung des Programms und der Abtasteinrichtung erfolgt, die Zahl der Signale herab, die an einem Träger von gegebenem Platzbedarf untergebracht sind.
Um die Anzahl der Signale eines Programms von gegebenem Platzbedarf zu steigern, wäre es erforderlich, das Abtasten auszuführen, wenn die Relativbewegung des Programms und der Ableseeinrichtung Null ist, also bei Stillstand des Programms. Anderseits, wenn ein gleiches auf einem Träger untergebrachtes Programm ebenso Signale für den Nadelträger wie solche für den Stoffrücker umfasst und wenn diese Signale abwechselnd abgetastet werden sollen, wäre es erforderlich, dieselben ebensogut bei Stillstand wie bei Bewegung des Programms abtasten zu können.
Die erfindungsgemässe Nähmaschine ermöglicht die Beseitigung des vorgenannten Mangels und ihr
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Antriebs- und Steuermechanismus unterscheidet sich von dem der bekannten Nähmaschinen dadurch, dass ein im Gehäuse drehbar gelagerter Programmträger, der eine Anzahl von das Programm verkörpernder Impulsgeber enthält, zwecks schrittweise Weiterdrehung mit einem Schrittschaltwerk gekuppelt und diesem Programmträger eine Abfühlvorrichtung zugeordnet ist, die aus einer ortsfesten und einer mit dem Schiittschaltwerk gekuppelten Fühlergruppe besteht, wobei die Fühler der beweglichen Fühlergruppe während der Weiterdrehung des Programmträgers,
die Fühler der ortsfesten Fühlergruppe bei Stillstand des Programmträgers und die Fühler beider Fühlergruppen zugleich in den beiden Endlagen des Schrittschaltwerkes mit Impulsgebern des Programmträgers kuppelbar sind. Entsprechend einem weiteren wesentlichen Erfindungsmerkmal besteht das Schrittschaltwerk im wesentlichen aus einem mit dem Programmträger auf Drehung verbundenen Schaltrad und einem in einer Radialebene beweglich gelagerten zweiarmigen Hebel, dessen Enden mit Zapfen zum wechselweisen Eingriff in das z.
B. mit Rasten versehene Schaltrad ausgestattet sind, von welchen der eine Bolzen zur Weiterschaltung des Rades und der andere Bolzen zur Verriegelung desselben dient, wobei der Hebel durch an sich bekannte, seine Verbindung mit der Welle herstellende kinematische Übertragungselemente zur Ausführung von zwei vorzugsweise zueinander senkrechten Schwingbewegungen gesteuert ist.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung an Hand der beigefügten, beispielsweise, jedoch nicht beschränkend, eine Ausführungsform der Erfindung darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine das Programm bildende Scheibe, Fig. 2 eine Vorderansicht der Abfühlvorrichtung, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig. 2, der ausserdem die Scheibe nach Fig. 1 darstellt, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht der aus der Abfühlvorrichtung und dem teilweise aufgebrochenen Antriebsmechanismus für das Programm bestehenden Gruppe und Fig. 6 eine allgemeine Ansicht der Nähmaschine nach der Erfindung im Teilschnitt.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, besteht die Maschine nach der Erfindung aus einem oberen Gestell 50 und einem unteren Gestell 51, in welchem ein Nadelträger 52 bzw. ein (nicht dargestellter) Stoffrücker untergebracht sind. Im oberen Gestell 50 ist ausserdem eine, beispielsweise durch einen nicht dargestellten Elektromotor (Fig. 3) angetriebene Welle 11 angeordnet. Mit ihrem rechten Ende dreht sich die Welle 11 in einem im oberen Gestell 50 und in der Wand 13a eines mit dem Gestell fest verbundenen Gehäuses 13 (Fig. 3) angeordneten Lager 12. Auf der Welle 11 sind zwei Exzenter 14 und 15 befestigt, die sich in zwei in einem Hebel 18 vorhandenen länglichen Öffnungen 16 bzw. 17 (Fig. 5) drehen.
An jedem seiner Enden trägt der Hebel 18 einen Zapfen 19 bzw. 20, von denen der Zapfen 19 mit am Aussenumfang eines frei drehbar auf der Welle 11 angeordneten Rades 7 vorhandenen parallelflankigen Einschnitten zusammenwirkt. Der Zapfen 20 ist'soweit verlängert, dass er m eine in einer Wand 13b des Gehäuses 13 vorgesehene Öffnung 46 eingreift. Die Öffnung 46 ist länglich und verläuft radial zum Rad 7.
Die durch die Wand 13b hindurchragende und sich (nach der Zeichnung) nach rechts fortsetzende Nabe 6 des Rades 7 hat an ihrem Ende ein zentrisches Gewindeloch 47 sowie zwei sich beiderseits des Loches 47 diametral gegenüberliegende Löcher 48 und 49. Eine Scheibe 1 ist mit Hilfe einer Schraube 8 mit Rändelkopf 8a sowie zweier Feststellstifte 9 und 10, die durch an der Scheibe 1 vorhandene Löcher 3,4 bzw. 5 hindurchragen, am Ende der Nabe 6 befestigt. Die Scheibe 1 enthält zehn zur Scheibenachse konzentrisch angeordnete und ein Digitalprogramm bildende Reihen Sacklöcher 2.
Das Ende des Zapfens 19 steht mit einem Radialschlitz 21 (Fig. 3 und 4) im Eingriff, der sich am Ende eines Hebels 22 befindet. Letzterer ist mit einer Büchse 23 durch eine in diese eingreifende Zunge 55 drehfest verbunden, wobei die Büchse 23 auf der Nabe 6 frei drehbar sitzt. Durch den Zapfen 19 sind die beiden Hebel 18 und 22 auf Drehung miteinander gekuppelt.
An ihrem der Scheibe 1 zugewandten Ende trägt die Buchse 23 eine Halbscheibe 24. Die axiale Verschiebung der Halbscheibe 24 und folglich der Buchse 23 sowie des Hebels 22 ist durch Schrauben 25 begrenzt, die im Gehäuse 13 durch längliche, in der Halbscheibe 24 vorhandene Löcher 26 hindurch befestigt sind. Die Halbscheibe 24 hat ausserdem fünf in unterschiedlichen Entfernungen von ihrer Achse je auf einem andern Radius (Fig. 2) angeordnete Perforierungen 27 - 31. Die Entfernungen der Perforerungen 27 - 31 von der Mitte der Scheibe 1 entsprechen den Entfernungen der fünf ersten Lochreihen der Scheibe 1 von ihrer Achse.
In jeder der Perforierungen 27 - 31 sitzt ein Fühler, beispielsweise eine Kugel 32, die mit Hilfe eines Stössels 33 eines an sich mit der Halbscheibe 24 fest verbundenen Mikroschalters 34 gegen die Scheibe gedrückt gehalten wird.
Die aus dem Hebel 22, der Buchse 23, der Halbscheibe 24, den Fühlern 32 und den Mikroschaltern 34 bestehende Einheit bildet die bewegliche Gruppe einer Abfühlvorrichtung zum Abfühlen des an der
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Scheibe 1 vorhandenen Programmes während deren Bewegung. Die Mikroschalter 34 sind über Leiter 53 (Fig. 6) mit einem nicht dargestellten elektromagnetischen Steuermechanismus für die Steuerung der seitlichen Verschiebung des Nadelträgers 52 verbunden.
Die ortsfeste Gruppe der Abfühlvorrichtung für das Abfühlen des an der Scheibe 1 vorhandenen Programmes während seines Stillstandes enthält eine die Buchse 23 umgebende Buchse 35, die an ihrem der Scheibe zugewandten Ende eine mit Hilfe von Schrauben 37 (Fig. 2) mit dem Gehäuse 13 fest verbundene Halbscheibe 36 trägt. Diese Halbscheibe 36 hat ebenfalls fünf in unterschiedlichen Entfernungen von ihrer Achse je auf einem andern Radius (Fig. 2) angeordnete Perforierungen 38 - 42. Die Entfernungen der Perforierungen 38 - 42 von der Mitte der Scheibe 1 entsprechen den Entfernungen der fünf letzten Lochreihen der Scheibe 1 von ihrer Mitte.
In jede der Perforierungen 38 - 42 greift ein Fühler, beispielsweise eine Kugel 43, ein, die mit Hilfe eines Stössels 44 eines an sich mit der Halbscheibe 36 fest verbundenen Mikroschalters 45 gegen die Scheibe 1 gedrückt gehalten wird. Die Mikroschalter 45 sind über Leiter 54 (Fig. 6) mit einem (nicht dargestellten) elektromagnetischen Steuermechanismus für die Steuerung der Verschiebungen des Stoffrückers verbunden.
Die vorstehend beschriebene Nähmaschine nach der Erfindung arbeitet wie folgt
Die das Programm, nach dem ein gewisses Motiv hergestellt werden soll, bildende Scheibe 1 erhält einen schrittweise erfolgenden Drehantrieb mit Hilfe des aus der Welle 11, dem Hebel 18 und dem Rad 7 bestehenden intermittierenden Antriebsmechanismus mit selbsttätiger Verriegelung.
Die in der Zeichnung dargestellte Lage der verschiedenen Teile ist die Lage, die der Verriegelung des Rades 7 während seines Stillstandes entspricht. Der Verriegelungszapfen 20 steht mit einem Einschnitt des Rades 7 in Eingriff, während der Antriebszapfen 19 ausserhalb desselben liegt. Die mit der Nabe 6 des Rades 7 fest verbundene Scheibe 1 des Programmes steht ebenfalls still. Von da an verursacht eine Drehbewegung der Welle 11, beispielsweise rechtsherum, Verschiebungen der verschiedenen Teile wie folgt :
Der sich rechtsherum in der Öffnung 16 drehende Exzenter 14 drückt gegen den rechten Rand der Öffnung 16 (Fig. 5) und verursacht die Verschiebung des Hebels 18 nach rechts. Der mit der Öffnung 46 in Eingriff stehende Zapfen 20 dreht sich in der Öffnung 26 und bildet so den Schwenkungspunkt des Hebels 18.
Anderseits drückt der sich in der Öffnung 17 rechtsherum drehende Exzenter 15 gegen den unteren Rand der Öffnung 17 und verursacht eine Verschiebung des Hebels 18 von oben nach unten, was den allmählichen Eingriff des Zapfens 19 in einen Einschnitt des Rades 7 und das Lösen des Zapfens 20 aus dem Rad 7 zur Folge hat. Bei Fortsetzung seiner Drehbewegung legt sich der Exzenter 14 gegen den linken Rand der Öffnung 16, wodurch die Verschiebung des Hebels 18 nach links und infolgedessen auch eine Linksdrehung des Rades 7, mit dem sich der Zapfen 19 in Eingriff befindet, erfolgt.
Bei Fortsetzung seiner Drehung gelangt der Exzenter 15 am oberen Rand der Öffnung 17 zur Anlage, wodurch eine Verlagerung des Hebels 18 von unten nach oben in der Weise bewirkt wird, dass der Zapfen 19 sich allmählich aus dem Rad 7 löst und der Zapfen 20 in das Rad 7 eingreift, um es in seiner neuen Stellung zu verriegeln.
Man sieht also, dass die sich in den Öffnungen 16 bzw. 17 des Hebels 18 drehenden Exzenter 14 und 15, während die Welle 11 eine Umdrehung ausführte, zwei unterschiedliche Schwingbewegungen des Hebels 18 hervorgerufen haben. Die Form der Exzenter 14 und 15 und der Öffnungen 16 und 17 ist so gewählt, dass die sich aus dem Zusammenwirken des Exzenters 14 mit der Öffnung 16 ergebende Bewegung des Hebels 18 das Rad 7 tangiert und eine der Teilung des Rades 7 entsprechende Strecke beträgt, und dass die sich aus dem Zusammenwirken des Exzenters 15 mit der Öffnung 17 ergebende Bewegung des Hebels 18 radial zum Rad 7 erfolgt, wobei die Bewegungsstrecke so gewählt ist, dass sie das aufeinanderfolgende Eingreifen und Lösen des Zapfens 19 in die bzw. aus den Einschnitten des Rades 7 ermöglicht.
Demzufolge beschreibt der Antriebszapfen 19 bei jeder. Umdrehung der Welle 11 eine etwa elliptische Bahn, die sich aus zwei Schwingbewegungen des Hebels 18 zusammensetzt, und deren grosse Achse radial zum Rad 7 geführt wird, während ihre kleine Achse das Rad 7 tangiert. Dagegen ist die Bewegungsbahn des in der Öffnung 46 geführten Verriegelungszapfens 20 linear und beispielsweise radial zum Rad 7 gerichtet.
Auf diese Weise wird das Rad 7 während einer halben Umdrehung der Welle 11 mitgenommen und während der nächsten halben Umdrehung angehalten und verriegelt. Das gleiche geschieht also mit der Scheibe 1 des Programmes, da diese mit der Nabe 6 fest verbunden ist. Die Teilung des Rades 7 ist so gewählt, dass die winkelmässige Verstellung der Scheibe 1 dem kleinsten, zwei benachbarte Löcher 2 der gleichen konzentrischen Lochreihe trennenden Winkel entspricht.
Aus dem Eingreifen des Zapfens 19 in den Einschnitt 21 des Hebels 22 ergibt sich, dass der Hebel 22 und folglich die ganze aus den Fühlern 32, der Halbscheibe 24, den Mikroschaltern 34 und der Buchse
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23 bestehende bewegliche Gruppe der Abfühlvorrichtung in eine schwingende Drehbewegung versetzt wird. Infolgedessen können die Fühler 32 dem Programm 1 in seiner Bewegung folgen und während des Stillstandes des Programmes die Rücklaufbewegung ausführen.
Es ergibt sich also, dass während des Antriebes des Programmes 1 derjenige der Fühler 32, der sich unter der Einwirkung des Stössels 33 mit einem der Löcher 2 in Eingriff befindet, das Abfühlen der von diesem Loch 2 ausgehenden Information durchführt und sie über den entsprechenden Mikroschalter 34 dem Steuermechanismus des Nadelträgers übermittelt. Während dieser Zeitspanne ist keiner der Fühler 43 der ortsfesten Gruppe der Abfühlvorrichtung mit einem der Löcher 2 in Eingriff, da die Scheibe 1 sich ihnen gegenüber in Bewegung befindet. Folglich wird also auch keine Information auf den Steuermechanismus des Stoffrückers übertragen.
Während der nächsten halben Umdrehung der Welle 11 wird die Scheibe 1 angehalten, lösen sich die Fühler 32 aus den Löchern 2 und suchen sich auf ihrem Rückweg neue Informationen.
Dagegen nimmt bei stillstehender Scheibe 1 derjenige der Fühler 43, der sich unter der Einwirkung des Stössels 44 mit einem der Löcher 2 in Eingriff befindet, das Abfühlen der von diesem Loch 2 ausgehenden Information vor und überträgt diese über den entsprechenden Mikroschalter 45. auf den Steuerme-
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Wie aus dem vorstehenden ersichtlich, wird die das Digitalprogramm bildende Scheibe 1 mit Hilfe des an der Maschine nach der Erfindung vorhandenen intermittierenden Antriebsmechanismus schrittweise angetrieben. Anderseits ermöglicht die Abfühlvorrichtung nach der Erfindung das Abfühlen des Programmes sowohl während dessen Antriebes als auch während dessen Stillstandes, wobei das Abfühlen in beiden Fällen erfolgt, wenn die relative Bewegung zwischen Programm und Fühlern gleich Null ist..
Auf diese Weise macht die Erfindung die Verwirklichung von raumsparenden Programmen möglich, die trotzdem eine grosse Anzahl von das Erzielen von Motiven mit einer grossen Stichzahl gestattenden Informationen enthalten. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die im Beispiel beschriebene Programm-und Fühlerart beschränkt. So könnte beispielsweise als Abänderung die Scheibe 1 statt der Löcher 2 leitende und isolierende Felder haben. In diesem Falle könnten die Fühler 32 und 43 elektrische Kontaktgeber sein. Bei einer weiteren Abänderung könnte die Scheibe 1 Magnetfelder enthalten, wobei in diesem Falle die Fühler Magnetköpfe wären. Als noch weitere Abänderungen könnte die Scheibe 1 Perforationen oder transparente Abschnitte enthalten, die einem Lichtstrahl das Beleuchten der Fühler ermöglichen, die in diesem Falle photoelektrische Zellen wären.
Anderseits ist es offensichtlich, dass. da die Bewegungsbahn des Antriebszapfens 19 durch die Form der Zahnung des Rades 7 bedingt ist, jede Abänderung des Rades gegenüber der beispielsweise beschriebenen Form die Veränderung der Form der Bewegungsbahn des Zapfens 19 zur Folge hätte. Dazu genügt es, den Exzentern 14 und 15 und den Öffnungen 16 und 17 passende Formen zu geben.
Schliesslich ist es klar, dass die Fühler der beweglichen Gruppe der Abfühlvorrichtung gegenüber In- formationen liegen könnten, die für den Steuermechanismus des Stoffrückers bestimmt und folglich mit diesem verbunden sind. In diesem Falle wären die Fühler der ortsfesten Gruppe der Abfühlvorrichtung mit dem Steuermechanismus des Nadelträgers verbunden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Nähmaschine zur automatischen Erzeugung von unterschiedliche Motive bildenden Stichen, bei der der Nadelträger und der Stoffrücker jeweils während einer halben Umdrehung der Antriebswelle der Maschine abwechselnd der Einwirkung eines nach einem vorher aufgestellten Digitalprogramm arbeitenden Steuermechanismus unterliegen, wobei zum Übertragen der im Programm enthaltenen Informationen auf den Steuermechanismus eine Abfühlvorrichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Gehäuse drehbar gelagerter Programmträger (1), der eine Anzahl von das Programm verkörpernder Impulsgeber enthält, zwecks schrittweiser Weiterdrehung mit einem Schrittschaltwerk (11, 18,7) gekuppelt und diesem Programmträger (1) eine Abfühlvorrichtung zugeordnet ist, die aus einer ortsfesten (35,36,
42 - 44) und einer mit dem Schrittschaltwerk gekuppelten Fühlergruppe (23, 24, 32-34) besteht, wobei
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zugleich in den beiden Endlagen des Schrittschaltwerkes mit Impulsgebern des Programmträgers (1) kuppelbar sind.