DE1957749A1

DE1957749A1 - Nadelfadenwaechter fuer Naehmaschinen

Info

Publication number: DE1957749A1
Application number: DE19691957749
Authority: DE
Inventors: Beazley Aubrey G
Original assignee: Farah Manufacturing Co Inc
Current assignee: Farah Manufacturing Co Inc
Priority date: 1969-01-30
Filing date: 1969-11-17
Publication date: 1971-06-16
Also published as: CH494851A; AT302791B; US3587497A; JPS5231784B1; CS151539B2; GB1289990A; BE741366A; SE357586B

Description

1957749 Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84

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Farah Manufacturing Company, Inc. 8889 Gateway West, El Paso, Texas 79985 U. S. A.

Nadelfadenwächter für Nähmaschinen

Die ' erliegende Erfindung bei ifft einen Nadelfadenwächter für Nähmaschinen.

Für moderne und schneilauf ende Nähmaschinen wurde bereits eine große Anzahl von verschiedenen Vorrichtungen entworfen, um einen Ausfall des Ober- oder Nadelfadens festzustellen. Bei diesen Fadenwächtern unterscheidet man im wesentlichen zwischen !mechanischen, auf den Faden wirkendrnVorrichtungen, die über irgendwelche Nachweisvorrichtungen entweder elektrisch oder mechanisch feststellen, daß der obere

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Faden nicht unter Spannung steht, und elektrischen Vorrichtungen, die so programmiert sind, daß ein Ausfall im Nadelfaden eine elektrische Verbindung herstellt, welche anzeigt, daß auf dem Faden keine Spannung liegt.

Bei der ersten Gruppe sind Vorrichtungen bekannt, die von dem Faden selbst betätigt werden und feststellen, ob der Zug auf dem Faden während eines oder mehrerer der Arbeitsschritte vorhanden ist, aus denen sich ein Arbeitszyklus eines Stiches zusammensetzt. Des weiteren sind geeignete elektrische Vorrichtungen vorgesehen, die den Ausfall der mechanischen Fadennachweisvorrichtung feststellen und diese Information weiterleiten, so daß entweder die Nähmaschine angehalten oder einem Betrachter der Ausfall der Maschine gemeldet wird, der dann in üblicher Weise handeln kann. Eine derartige Vorrichtung ist in der USA-Patentschrift 3 029 763 beschrieben.

j Bei der zweiten Gruppe von Vorrichtungen verwendet man elektrische Stromunterbrecher, die von der an einem Kontaktblock anliegenden Fadenzugsfeder ausgelöst werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtungen der letztgenannten Art entscheidend zu verbessern. Insbesondere sollen die Schwierigkeiten, die mit den Übergangswiderständen an diesem Kontakt auftraten, vermieden werden. Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß eine mit einer Stromquelle verbundene Schaltanordnung vorhanden ist, die ein intermittierendes Ein- und Ausschalten synchron mit dem Nährhythmus der Maschine bewirkt und zwischen deren Kontakten ein veränderlicher, von Verunreinigungen in der Umgebung der laufenden Nähmaschine herrührender Widerstand besteht, durch Nachweisvorrichtungen, die mit der Schaltanordnung zusammenarbeiten, um ein Regelsignal entsprechend dem Ein- und Aus-

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schaltvorgang der Schaltanordnung zu erzeugen, das ein Relais mit geringem Widerstand steuert, und durch eine Anzeigevorrichtung für eine Anzeige eines Avisfalles des Nadel- oder Oberfadens, die mit der Nachweisvorrichtung und mit der Nähmaschine verbunden ist, wobei sie sich in einer Ausschaltstellung befindet, wenn die Nähmaschine läuft und umgekehrt dann eingeschaltet ist, wenn die Nachweisvorrichtung ein Signal von der Schaltanordnung erzeugt, das dem kontinuierlichen Anliegen der Kontakte entspricht.

Die beiliegende Zeichnung dient der weiteren Erläui jrung der zweiten Gruppe von Vorrichtungen insbesondere der vorliegenden Erfindung,

Hierin zeigen:

Fig. 1 eine übliche Spannvorrichtung auf einem Nähmaschinenkopf, wie sie im allgemeinen bei schneilauf enden Nähmaschinen verwendet wird;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Spannvorrichtung; Fig. 3 eine Seitenansicht der Spannvorrichtung und

Fig, 4 eine neuartige elektrische Schaltung, um während eines Betriebes der Nähmaschine mit hoher Geschwindigkeit sicher ein Abreißen des Fadens feststellen zu können.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung ist eine Fadenspannvorrichtung 2 dargestellt. Diese enthält zwei Spannscheiben 3 und 4, welche auf einer Achse 6 durch eine Feder 5 aneinandergepreßt sind und den Faden auf-

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nehmen können. Beim Betrieb der Nähmaschine mit hoher Geschwindigkeit führt eine Fadenanzugsfeder 8 eine Schwenkbewegung um die Achse 6 der Fadenspannvorrichtung 2 aus. Die Fadenanzugsfeder 8 ist derart vorgespannt, daß sie im Uhrzeigersinn solange eine Kraft ausübt, bis sie unter Federbelastung an einen Kontaktblock 9 anzuliegen kommt. Der Faden wird nach unten und wieder nach oben halb um die Achse 6 der Spannvorrichtung 2 herumgeführt und oben über eine Schleife 10 in die Fadenanzugsfeder 8 eingelegt. Anschließend wird der Faden wieder nach unten und um eine Fadenzugsicherung 11 herum gelegt, dann nach oben durch einen Fadenaufnehmer arm 12 hindurchgeführt, der hierzu eine Öse aufweist.

Beim Nähen im Nährhythmus wird die Federkraft der Fadenanzugsfeder von dem auf den Faden wirkenden Zug überwunden; dies findet während eines bestimmten Intervalles bei jedem Stich statt. Hierdurch wird die Fadenanzugsfeder 8 entgegen dem Uhrzeigersinn und von dem Kontaktblock 9 weggeschwenkt. Die Fadenanzugsfeder 8 stellt daher bei jedem Stich einmal einen zeitweiligen Kontakt mit dem Kontaktblock 9 her. Solange bei jedem Stich der Nadelfaden 1 während eines gewissen Intervalles unter Zug steht, hat man eine sichere Anzeige, daß der Nadelfaden den Nähvorgang ordentlich durchführt. Wenn jedoch der Nadelfaden 7 bricht, steht er nicht mehr länger unter Zug und die Fadenanzugsfeder 8 liegt dauernd an dem Kontaktblock 9 an, auch wenn die Nähmaschine weiterläuft.

Dementsprechend werden für die Feststellung eines Nadel- oder Oberfadenbruches zwei Ereignisse herangezogen:

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a) die intermittierende Kontaktierung der Feder 8 mit dem Kontaktblock 9 und

b) der andauernde Kontakt zwischen der Feder 8 und dem Kontaktblock. 9.

Bisher wurden diese beiden Ereignisse verwendet, um über geeignete elektrische Vorrichtungen den Bruch des Nadelfadens festzustellen. Obwohl die verschiedensten Lösungsversuche unternommen wurden, erwies es sich als unmöglich, bei rasch laufenden Nähmaschinen mit den gebauten Anzeigevorrichtungen die beiden Ereignisse sicher zu unterscheiden. Dies gelang insbesondere deshalb nicht, da es keine geeigneten elektronischen Vorrichtungen gab, die bei unterschiedlichen Verschmutzungsgraden noch sicher arbeiten. Derartige unterschiedliche Schmutz schichten treten in der Umgebung der Spannvorrichtung bevorzugt auf. Insbesondere Faser staub wirkt auf den Nähvorgang ein und häuft sich an der Spannvorrichtung oder der Fadenanzugsfeder an.

Wenn daher die Fadenanzugsfeder 8 und der Kontaktblock 9 als elektrische Kontakte verwendet werden, entsteht rasch auf den die Kontakte bildenden Oberflächen der beiden eine Schicht von Faserstaub. Bereits nach kurzer Betriebszeit wird es unmöglich, mit den Kontakten eine Relaisschaltung zu betreiben, Aus Sicherheitsgründen dürfen diese Kontakte auch nur an eine Niederspannungsquelle angelegt werden und der Übergangswiderstand zwischen den Kontakten, über welche die Relais erregt werden, muß sehr geringe Werte haben. Wegen des Unterschieds im Verschmutzungsgrad durch die Staubschichten entstehen Übergangswider stände mit unterschiedlichen Werten, da der Verschmutzungsgrad und die Staubdichte variieren und da/verschiedenen verarbeiteten Materialien unterschiedliche Widerstandscharakteristiken haben. Als weiterhin nachteilig erweist es sich,

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daß die Achse 6 der Fadenspannvorrichtung bei manchen sehr schnellen Nähmaschinen einen axial hin- und herbewegten Nockenstößel aufweisen, der periodisch eine der beiden Fadenspannscheiben 3 und 4 von der anderen abspreizt« Die Achse 6 enthält daher auf ihrer Oberfläche etwas Maschinenöl, das seinerseits die Tendenz zeigt, den Faserstaub anzuziehen.

Es wurden die verschiedensten Versuche unternommen, um das mit dem Übergangswiderstand verbundene Problem der Widerstandsänderung zu lösen. Die hierbei vorgeschlagenen Lösungswege brachten jedoch noch immer keine störungsfreien Vorrichtungen, die zuverlässig arbeiten. So erfordert beispielsweise die in der US-Patentschrift 2 868 151 vorgeschlagene Schaltung eine Niederspannung und einen regulierbaren Widerstand für ein RC-Tiefpaßfilter. Da bei sehr schnellen Nähmaschinen der ursprüngliche Übergangswiderstand an den Kontakten ansteigt und die Spannung sowie die Filtercharakteristiken sich wegen der Einführung eines weiteren Widerstandes ändern, kommt der Kondensator zwischen die beiden Widerstände zu liegen. Die von dem Nährhythmus erzeugte Unterbrechungsfrequenz ändert die vor gezeichnete Kontaktfrequenz, wenn Faserstaub die Kontakte isoliert und ein ausreichender Kontakt nicht mehr aufrechterhalten wird«, Dieser hohe Widerstand kann auch die angelegte Niederspannung verändern, so daß auf diese Weise kein genügender Strom für den Antrieb des Relais geliefert wird. Durch diese Umstände wird eine dauernde Wartung der genannten Vorrichtungen unerläßlich, die sich mit einem wartungslosen Betrieb einer schnellen Nähmaschine nur schwer vereinbaren läßt,,

Mit der vorliegenden Erfindung wurde nun eine verbesserte, Meß- und Anzeigevorrichtung für den Kontakt an der Fadenanzugsfeder gefunden,

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mit der die bisherigen durch die Verschmutzung von Faserstaub entstehenden Probleme überwunden sind. Mit diesem Fadenwächter ist ein sicherer Betrieb über einen weiten Bereich von Betriebsbedingungen gewährleistet.

Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine elektronische Schaltung als Nachweis- und Ergebnisprogrammierungsvorrichtung verwendet, die mit geeigneten Anzeigevorrichtungen zusammenarbeitet, um entweder dem Bediener das Fehlen der Fadenspannung anzuzeigen oder um durch geeignete Mittel die Nähmaschine anzuhalten. Die Nachweisvorrichtung formt hierbei grundsätzlich den durch die Verschmutzung durch Faserstaüb bedingten hohen Kontaktwiderstand elektronisch in einen niedrigen Widerstand bezüglich der Relaiskontakte um.

Diese elektronische Schaltung, die den Nachweis über den Ausfall des Ober- oder Nadelfadens liefert, ist in Fig. 4 dargestellt. In einer Anfangsstellung, bei der die Nähmaschine nicht in Betrieb ist und die Fadenanzugsfeder 8 an dem Kontaktblock 9 anliegt, ist das gezeigte Festkröperschaltelement, d. h. der Transistor 13 gesperrt und ebenso der weitere Transistor 14. Das Relais 15 ist damit nicht erregt.

Bei der Betätigung einer nicht gezeigten Kupplung des Nähmaschinenmotors wird das Relais 16 betätigt, so daß seine zum Relais 15 führende Leitung von Strom durchflossen wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Signallampe 17 nur brennt, wenn die Kupplung betätigt ist; während bei nicht betätigter Kupplung dieses verhindert wird. (Man kann aber auch derartige Vorrichtungen vorsehen, daß die Kupplung ausgerückt werden kann und trotzdem unter bestimmten Bedingungen bei Bedarf das Signal aufrechterhalten wird.) Wenn daher das Relais 16 an Strom anliegt, ist

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sichergestellt, daß die Nähmaschine in Betrieb ist, bevor das Signallicht 17 brennt. An dem Relais 16 liegt ein Strom an, wenn die Fadenanzugsfeder/sehr rasch intermittierend einen Kontakt mit dem Kontaktgeladen block 9 herstellt . Hierdurch wird der Kondensator 18 rasch auf/ und langsam entladen. Durch diese Wirkung des Kondensators 18 wird am Emitter des Transistors 13 eine positive Restspannung angelegt, durch welche beim Ansteuern der Basis,~Strom auf den Transistor 14 gegeben wird, so daß das Relais 15 erregt wird und die Signallampe 17 in "Aus "-Stellung gehalten wird. Wenn der Nadelfaden 7 während des Betriebs der Maschine bricht, gibt es für den Kondensator 18 keine Auflade-Periode mehr, da die Fadenanzugsfeder 8 dauernd an dem Kontaktblock 9 anliegt und hierdurch der Transistor 13 seinen steuernden Basisstrom verliert.

Nach kurzer Zeit, in der sich der Kondensator 18 entlädt und seine Ladung an die Basis des Transistors 14 abgibt.gerät der Transistor 14 in Sperrstellung. Hierdurch fällt das Relais 15Aind die Signallampe 17 auf und zeigt an, daß der Nadelfaden gebrochen ist. Die einzelnen Elemente der Schaltung können derart gewählt werden, daß - auch wenn der aufgrund von Faserstaub oder einer anderen Verschmutzung zunehmende Übergangswiderstand an der Fadenanzugsfeder 8 mehrere tausend Ohm erreicht - die Wirksamkeit der Schaltung nicht beeinträchtigt wird.

Die rasche und intermittierende Herstellung und Unterbrechung des Kontaktes bewirkt also eine Erregung des Relais 15. Das Relais 15 fällt aber nicht ab, wenn die Kontakte momentan geschlossen sind, da der Kondensator 18 eine Ladung behält und auf diese Weise einen steuernden Basisstrom auch während dieser Zeit zu dem Transistor 14 fließen läßt.

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Wenn jedoch die Kontakte aufgrund eines Fadenbruches für eine längere Zeit geschlossen sind und die Maschine weiterläuft, wird sich der Kondensator 18 genügend entladen, so daß der Transistor 14 seinen steuernden Basisstrom verliert und das Relais 15 abfällt, In diesem Falle leuchtet die Signallampe 17 auf. Weiterhin ist es möglich, ein Magnetspulenventil anstelle der Lampe 17 zu verwenden, wenn dieses mit einem pneumatischen Zylinder verbunden ist, so daß durch diese Vorrichtungen bei Ausfall des Nadelfadens ein Brems- und Küpplungszylinder für die Nähmaschine betätigt werden kann, die die Maschine anhalten.

Im folgenden ist noch ein Beispiel für eine besonders günstige Auswahl der Bauelemente einer derartigen Schaltung angeführt.

Transistor 13	2 N 3704
Transistor 14	2 N 3704
Relais 15	KRPIlDG 24 V Gleichstrom
Relais 16	KRPIlDG 24 V Gleichstrom
Signallampe 17	No 327 G. E. Lampe
Kondensator 18	lOyUf
Widerstand 19	10OkQ
Widerstand 20	4, 7 k Q
Widerstand 21	47 Ω
Widerstand 22, 23	4,7k Q
Diode 24	1N5060
Spannung	26 V

Verwendet man den Nadelfadenwächter gemäß vorliegender Erfindung bei einer Nähmaschine, wie sie beispieleweise in dem USA-Patent 2 938 dargestellt ist, so wird ein Ausfall des Ober- oder Nadelfadens mit Sicherheit nachgewiesen. _: >

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Claims

- ίο - Patentansprüche

1. Nadelfadenwächter für Nähmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit einer Stromquelle verbundene Schaltanordnung (8,9,10) vorhanden ist, die ein intermittierendes Ein- und Ausschalten synchron mit dem Nährhythmus der Maschine bewirkt und zwischen deren Kontakten (9,10) ein veränderlicher, von Verunreinigungen die in der Umgebung der laufenden Nähmaschine herrührender Widerstand besteht, durch Nachweisvorrichtungen (13,18,14,24), die mit der Schaltanordnung (8,9,10) zusammenarbeiten, um ein Regelsignal entsprechend dem Ein- und Ausschaltvorgang der Schaltanordnung zu erzeugen, das ein Relais (15) mit geringem Widerstand steuert, und durch eine Anzeigevorrichtung (17) für eine Anzeige eines Ausfalles des Nadel- oder Oberfadens, die mit der Nachweisvorrichtung (13,14,18,24) und mit der Nähmaschine verbunden ist, wobei sie sich in einer Ausschaltstellung befindet, wenn die Nähmaschine läuft und umgekehrt dann eingeschaltet ist, wenn die Nachweisvorrichtung (13,14,18,24) ein Signal von der Schaltanordnung (8,9,10) erzeugt, das dem kontinuierlichen Anliegen der Kontakte (9,10) entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweisvorrichtung einen Kondensator (18) enthält, der dann aufgeladen wird, wenn der Schalter dauernd zwischen der Ein- und Ausschaltstellung hin- und herbewegt wird, und daß der Kondensator (18) eine Restspannung an einen Transistor (19) anlegt, um einen steuernden Basisstrom an einen Transistor (14) zu legen, welcher ein Relais (15) erregt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachweisvorrichtung einen Kondensator (18) enthält, der, wenn der Schalter (10, 9) dauernd hin- und herbewegt wird eine positive Restspanriung auf den Emitter eines Transistors legt, um ein Relais (14) zu erregen, das mit der Anzeigevorrichtung (17) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erregte Relais (14) die Anzeigevorrichtung (17) in einem Zustand hält, in dem keine Signale von der Anzeigevorrichtung gegeben werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltanordnung aus einer Fadenanzugsfeder (10) aus Draht und einem Kontaktblock (9) besteht, daß die Nachweisvorrichtung einen Emitterfolger betreibt, der den hohen Übergangswiderstand zwischen der Fadenanzugsfeder (10) und dem Kontaktblock (9) in einen niedrigen Widerstand des Relais (15) umformt und daß das Relais (15) bei Betrieb der Nähmaschine erregt ist und die Anzeigevorrichtung (17) in unerregtem Zustand hält, wenn die Schaltanordnung (8,9,10) in einer Betriebsstellung ist, in der. ein intermittierendes Umschalten erfolgt.

6. Nadelfadenwächter für Nähmaschinen, bei dem durch die Bewegung der Fadenanzugsfeder ein Kontaktstromkreis zwischen der Fadenanzugsfeder und einem Kontaktblock mit dem Nährfythmus unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nur bei der Stellung der Fadenanzugsfeder (8), in welcher der Kontaktstrom unterbrochen ist, in einer Parallelleitung ein für die Steuerung einer Schalteinrichtung (14,15) und die gleichzeitige Aufladung eines Kondensators (18) ausreichender Strom fließt, und daß der Kondensator (18) bei geschlossenem Kontaktstromkreis seine Ladung an die Schalteinrichtung (14,15) abgibt, wobei er derart dimensioniert ist, daß auch während dieser Zeit ein ausreichender Strom zu der Schalteinrichtung (14,15) fließt, welche eine Anzeigevorrichtung (17) betätigt.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung ausgelöst wird, wenn die Stromzufuhr zu der Schalteinrichtung (14,15) endet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung aus einer Warnlampe (17) und/oder einem Magnetspulenventil besteht, welches über einen pneumatischen Zylinder eine Brems- und Kupplungseinrichtung für das Anhalten der Nähmaschine betätigt. .

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 mit 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung einen Transistor (14) enthält, an dessen Basis der zu der Schalteinrichtung fließende Strom gelegt wird, welcher den Transistor (14) leitend macht, so daß durch ihn ein Strom fließen kann, der ein Relais (15) hält, welches bei seinem Abfallen die Anzeigevorrichtung (17) auslöst.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5 mit 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Prallelleitung der Strom für die Betätigung der Schalteinrichtung (14,15) und die Aufladung des Kondensators (18) durch eine Spannungsteilerschaltung erhalten wird, die derart dimensioniert ist, daß nur bei unterbrochenem Kontaktstrom genügend Strom zu der Schalteinrichtung (14,15) und dem Kondensator (18) gelangt, während selbst beim Anwachsen des Übergangswiderstandes zwischen der Fadenanzugsfeder (10) und dem Kontaktblock (9) durch Verschmutzung auf einige Tausend Ohm dieser Strom unter einem minimalen Auslösewert für die Schalteinrichtung bleibt.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der bei unterbrochenem Kontaktstrom in der Parallelleitung fließende Strom nicht direkt an den Kondensator (18) und die Schalteinrichtung (14,15) gelangt, sondern einen Transistor (13) leitend macht, so daß der durch diesen fließende Strom die Aufladung des Kondensators (18) bewirkt und die Schalteinrichtung (14,15) mit Strom versorgt.

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Elemente desselben von einer Gleichspannungswelle versorgt werden.

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