DE19618499A1 - Steuerung für den automatischen Wechsel der Unterfadenspule für Nähmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerung für den automati­ schen Wechsel der Unterfadenspule für Nähmaschinen, im we­ sentlichen bestehend aus beweglichen Mitteln, die eine me­ chanische Zange in die Lage versetzen, nacheinander eine leere Unterfadenspule aus ihrem Aufnahmesitz herauszuziehen und zu entfernen und diese durch eine andere, mit Garn ge­ füllte Spule zu ersetzten, die einer geeigneten Zuführpa­ trone entnommen wird, in der eine Mehrzahl der genannten vollen Spulen vorgesehen ist.

Es ist bekannt, daß Unterfadenspulen derzeit immer manuell ausgetauscht werden müssen, wenn sie entleert sind. Aufgrund technischer Zwänge, wegen denen die vorgenannten Spulen nur begrenzte Abmessungen aufweisen können, ist es offensichtlich, daß die Menge des aufgespulten Fadens im Verhältnis dazu nur begrenzt sein kann. Tatsächlich muß der Austausch von Leerspulen gegen volle Spulen ziemlich häufig erfolgen.

Dieser Vorgang ist nicht nur störend und mühsam, sondern setzt auch das Anhalten der Nähmaschine, den Eingriff des Bedieners für den Austausch mit darauffolgender peri­ odischer Unterbrechung des Arbeitszyklus und mit der offen­ sichtlichen Begrenzung der effektiven Produktionsmöglich­ keiten im Rahmen der industriellen Anwendung oder derglei­ chen voraus. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen dargestellt ist, löst das Problem durch eine automatische Steuerung der Unterfadenspule für Nähmaschinen, insbesondere für Industrienähmaschinen im Rahmen der Herstellung von Bekleidungsprodukten und ähnli­ chem, wodurch folgende Resultate erzielt werden: An jeder Nähmaschine ist eine Zuführpatrone vorgesehen, die eine Reihe von Kapseln mit vollen Garnspulen enthält; mit der Zuführpatrone wird eine Vorrichtung ausgerichtet, die in Quer- und Längsrichtung verschiebbar ist und eine Zange trägt; die Bewegungsvorrichtung bewirkt die Verschiebung und automatische Ausrichtung der vorgenannten Zange in ver­ schiedene Positionen in Ausrichtung und Gleitbewegung mit dem Sitz der Kapsel, mit dem Aufnahmekorb, mit der Zuführ­ patrone, so daß nacheinander der automatische Austausch der Kapseln samt voller Spule direkt in die Nähmaschine er­ folgt; die Verschiebungen der Bewegungsmittel sind mittels programmierbarer elektronischer Steuervorrichtungen koordi­ niert. Die mit der vorliegenden Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen darin, daß sämtliche Gleit-, Anstell-, Zuführ- und Abführbewegungen vollautomatische von­ statten gehen und schnell, genau und autonom ohne manuellen Eingriff bei teilweiser Reduzierung der Betriebszeiten er­ folgen; dieser automatische Ablauf gestattet eine Verbesse­ rung der Arbeitsleistung von Industrie-Nähmaschinen, wie sie für die Serienherstellung von Konfektionsprodukten für Bekleidung oder dergleichen eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Bediener auch mehrere Ma­ schinen gleichzeitig leichter überwachen können, während die Zuführpatronen im voraus, auch an anderer Stelle, ein­ gefüllt und den Bedienern selbst zur Verfügung gestellt werden können, die sie erst nach Erschöpfung der Kapseln mit vollen Spulen bei gleichzeitigem Einsatz während der Nähphasen ersetzen müssen.

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Be­ zugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand einer bestimmten Ausführungsart beschrieben, die nur Beispielcharakter hat und nicht einschränkend zu verstehen ist.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht und eine Draufsicht einer me­ chanischen Zange;

Fig. 2 eine Frontansicht eines Sitzes für Zuführpatro­ nen für Kapseln mit Unterfadenspulen, komplett mit Patrone;

Fig. 3 den gleichen Sitz und die gleiche Patrone wie in Fig. 2 in der Draufsicht;

Fig. 4 die vollständige Steuerung bei Anbringung an einer Nähmaschine in Frontansicht; und

Fig. 5 die gleiche Steuerung wie in Fig. 4 in Seiten­ ansicht.

Die Figuren zeigen eine Steuerung für den automatischen Wechsel der Unterfadenspule für Nähmaschinen, insbesondere Industrie-Nähmaschinen, welche im wesentlichen eine mecha­ nische Zange 1 aufweist, deren beweglicher Arm 2 mittels eines Kolbens 3 betätigt wird. Insbesondere und ohne jeden einschränkenden Charakter handelt es sich bei dem Kolben 3 um eine beispielhafte pneumatische Ausführung, ebenso wie die Gleitverschiebungsvorrichtung, welche aus zwei Kolben 4, 4′ besteht, die an der Seite einer Nähmaschine 5 vertikal fluchtend mit dem Arbeitskopf ausgerichtet sind, der den Greifer und den Stoffdrückerfuß aufweist.

Bei der als Beispiel dargestellten Konfiguration weist die Bewegungseinrichtung zwei Kolben 4 und 4′ auf, die den Zweck haben, die Stützplatte 6 zu tragen und zu verschie­ ben, auf der ein durch einen Kolben 8 betätigter Schlitten 7 dazu frei verschiebbar ist.

Es wird darauf hingewiesen, daß die oben erwähnte Bewe­ gung durch einen pneumatischen Kolben entsprechend einer Ausführungsform dargestellt und beschrieben ist, die sowohl vom wirtschaftlichen als auch vom funktionellen Standpunkt bevorzugt ist: Insbesondere wird die Verbindung der Kolben 4 und 4′ verwendet, um die Bewegung der Einzelteile zu er­ halten. In jedem Falle hat die vorgeschlagene Lösung nur beispielhaften Charakter und ist nicht einschränkend zu verstehen; in der Tat kann die Bewegungseinrichtung auch mit anderen bekannten Mitteln bewerkstelligt werden, näm­ lich mit mechanischen, öldynamischen, elektromechanischen, gemischten oder dergleichen Mitteln. Die gesamte Anordnung wird in ihrer vertikalen Gleitbewegung regulär durch einen Querwagen 9 in Linie gehalten, der zwei Seitenträger 10 aufweist, die sich ebenfalls entlang zweier vertikalen Füh­ rungen 11 bewegen.

Mit dem Schlitten 7 ist eine Stützplatte 12 verbunden, an der der feste Teil 1 der mechanischen Zange befestigt ist. Während des Betriebs der Nähmaschine 5 ist eine Kapsel 13, die eine Unterfadenspule 14 enthält, in den Sitz 15 unter­ halb des Arbeitskopfes eingesetzt.

Wenn der auf der Spule 14 aufgewickelte Faden endet, wird der Nähvorgang unterbrochen und die Spule muß durch eine volle Garnspule ersetzt werden.

Die fehlende Zuführung des Unterfadens bewirkt den Be­ ginn der erfindungsgemäßen Arbeitsphase, gesteuert durch eine programmierbare elektronische Vorrichtung, die auf die Elektroventile zur Betätigung der Kolben 3, 4, 4′ und 8 einwirkt, indem deren Hub und die Ausrichtung in die ge­ wünschten Positionen über Näherungssensoren, optische Sen­ soren oder solche einer anderen geeigneten Art bzw. durch Endschalter geregelt wird. Die Kolben 4 und 4′ werden nach­ einander ausgefahren, bis die Stützplatte 6 in eine solche Höhe angehoben ist, daß die Zange 1 koaxial mit der oberen Achse 16 ausgerichtet ist, entsprechend der axialen Position der Kapsel 13 mit Spule 14 ohne Faden, die auf dem Sitz 15 angeordnet sind (Position A).

An diesem Punkt tritt der Kolben 8 in Funktion, der den Schlitten 7 aus der Ruhestellung vorwärts schiebt, bis sich die am Scheitelpunkt der Stützplatte 12 angebrachte mecha­ nische Zange 1 im wesentlichen in Berührung mit dem vorde­ ren Teil der in den Sitz 15 eingesetzten Kapseln 13 befin­ det.

Der Kolben 3 bewirkt die Drehung des beweglichen Arms 2, bis das schnabelförmige Ende 17 mit dem beweglichen Hebel 18 der Kapsel 13 in Eingriff tritt.

Dieser Hebel 18 hakt auf bekannte Weise stabil an der Leerspule 14 ein, so daß die anschließende Rückbewegung des Kolbens 3 in seine Ruhestellung das Herausziehen der Spule wie auch der Kapsel aus dem Sitz 15 bewirkt, während die Befestigung an der mechanischen Zange selbst erhalten wird.

In der nächsten Phase fahren die Kolben 4, 4′ wieder ein, bis die mechanische Zange 1 mit einem Korb 19 ausge­ richtet ist, in dem nach dem Vorschub des Schlittens 7 und der Öffnung des beweglichen Arms 17 sowohl die Leerspule als auch die entsprechende Kapsel abgelegt werden (Position B).

Der Schlitten 7 wird wieder bis zum Endanschlag zurück­ gezogen und die Kolben 4, 4′ fahren wieder aus, wobei dieses­ mal die mechanische Zange 1 koaxial mit dem Aufnahmesitz für eine Zuführpatrone 21 von Kapseln 13 mit Spulen 14, die mit aufgewickeltem Garn gefüllt sind, ausgerichtet wird (Position C).

Der Kolben 8 schiebt den Schlitten 7 wiederum vorwärts, bis die mechanische Zange 1 im wesentlichen den vorderen Teil der ersten Kapsel 13 mit der entsprechenden vollen Spule 14 in der Patrone 21 berührt.

Die durch den Kolben 3 bewirkte Drehung des beweglichen Arms 2 der Zange 1 verursacht den Eingriff der vorgenannten ersten Kapsel 13 mit der entsprechenden Spule 14 am Schnabel 17 des Arms.

Nach erfolgtem Eingriff bewirkt der Kolben 8 wiederum den Rückzug des Schlittens 7 bis zum Anschlag, die Kolben 4, 4′ fahren aus, bis die mechanische Zange 1 wieder koa­ xial mit dem Sitz 15 der Nähmaschine ausgerichtet ist (Position A), der Kolben 8 bewegt den Schlitten 7 vorwärts, bis die volle Spule 14 mit der entsprechenden Kapsel 13 in diesen Sitz gelangt, der Kolben 3 bewirkt die Rückwärtsdre­ hung des beweglichen Arms 2 mit anschließender Freigabe der genannten Spule und der genannten Kapsel und schließlich wird der Schlitten 7 wieder zum Endanschlag positioniert, zusammen mit den Kolben 4, 4′, die sich in ihre Ruhestel­ lung absenken (Position D), während die Nähmaschine 5 wieder zur Aufnahme des Betriebs freigegeben wird.

Die Zuführpatrone 21 besteht im wesentlichen aus einem büchsenförmigen horizontalen Außenkörper 22, in dem sich ein Längszapfen 23 befindet, der die Abstützung für die vollen Spulen 14 mit den entsprechenden Kapseln 13 bildet. An der Vorderseite befindet sich eine Profilklaue (staffa sagomata) 24, die der Abstützung der genannten Spulen-Kap­ sel-Einheiten dient und die Funktion einer Führung für den Eingriff der beweglichen Zange 1 hat; der vordere Teil 25 dieser Zange 1 wiederum ist mit Führungselementen 26 verse­ hen, die sich mit der Konfiguration der vorgenannten Kap­ seln verschieben. Dadurch wird jederzeit und zuverlässig die Verbindung zwischen den Teilen, ihre Selbstausrichtung und ihre garantierte Befestigung während des Eingreifens des beweglichen Arms 2 mit Schnabel 17 gewährleistet wer­ den.

Der hintere Teil der Zuführpatrone 21 weist einen Feder­ stößel 27 auf, der die Spulen-Kapsel-Einheiten stets zur Ausgabeöffnung hin vorgespannt hält.

Zwei seitliche Hebel 28 mit Ratschen 29 und seitlichen elastischen Einrastmitteln 30 ermöglichen es, die Zuführpa­ trone 21 während des normalen Betriebs in der richtigen Po­ sition zu halten und die Patrone schnell und zuverlässig für den Austausch gegen eine andere, ähnliche Patrone frei­ zugeben, wenn sie leer ist. In den beschriebenen Arbeitszy­ klus kann eine eventuelle spätere Phase zur Kontrolle der Zuführpatrone 21 eingeschaltet werden; in diesem Fall wird die Zange 1, bevor sie in ihre Ruhestellung bewegt wird, und nachdem eine Leerspule ersetzt wurde, noch mit der ge­ nannten Zuführpatrone 21 ausgerichtet, und es wird während des Vorschubs des Schlittens 7 durch einen in die Vorrich­ tung eingebauten Mikrosensor überprüft, ob sich im Innern noch Kapseln 13 mit entsprechenden vollen Spulen 14 befin­ den.

Falls solche nicht vorhanden sind, wird ein akustisches oder optisches oder kombiniertes Signal abgegeben, durch welches der Bediener über die Notwendigkeit eines Eingriffs zum Austauschen der leeren Patrone gegen eine volle Patrone unterrichtet wird, noch bevor die Maschine die letzte Spule beendet.

Während die vorliegende Erfindung in einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt und beschrieben wurde, ver­ steht sich für den Fachmann von selbst, daß verschiedene Änderungen im Aufbau, in den mechanischen Eigenschaften, in der Ablauffolge, der Anordnung der Teile, in den Steue­ rungen und Betätigungsmitteln vorgenommen werden können, ohne daß dadurch der Schutzumfang der Erfindung verlassen würde.

Claims (11)

1. Steuerung für den automatischen Wechsel der Unterfaden­ spule für Nähmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mechanische Zange (1) mit einem beweglichen Arm (2) aufweist, versehen mit einem schnabelförmigen End­ stück (17) zum Einhaken an dem beweglichen Hebel (18) einer beliebigen Kapsel (13), welche an einer Tragkon­ struktion (12) angebracht ist, die von beweglichen Mit­ teln (7), (8), (4), (4′) getragen ist, wobei die beweg­ lichen Mitteln von einem programmierbaren Betätigungssy­ stem gesteuert sind, das in den verschiedenen Arbeits­ schritten die Position und Betätigung dieser mechani­ schen Zange regelt, und diese Steuerung mit einem Auf­ nahmesitz oder Körper (22) für eine herausnehmbare und austauschbare Zuführpatrone (21) verbunden ist, in welche mit Unterfaden gefüllte Kapsel-Spulen-Einheiten in koaxialer Ausrichtung eingesetzt sind.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit jeder Art von Nähmaschine (5) gekoppelt werden kann, in Ausrichtung mit der Arbeitsachse der gekoppelten ten Kapsel (13), insbesondere hinsichtlich der festge­ legten Positionen, die die genannte mechanische Zange (1) in den verschiedenen Arbeitsschritten einnimmt.

3. Steuerung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mechanische Zange (1) mit beweglichem Arm (17) in der Lage ist, eine abwechselnde Vorwärts- und Rückwärtsbewegung und eine translatorische Bewegung in beiden Richtungen auszuführen.

4. Steuerung nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die abwechselnden Vorwärts- und Rück­ wärtsbewegungen und die axialen translatorischen Bewe­ gungen in beiden Richtungen der mechanischen Zange (1) und die Öffnungs- und Schließbewegung des beweglichen Arms (2) mit schnabelförmigem Ende (17) durch pneumati­ sche Kolben (4), (4′), (8) und (3) bewirkt werden, die durch eine programmierbare elektronische Vorrichtung gesteuert werden, welche auf die Elektroventile zur Be­ tätigung der vorgenannten Kolben einwirkt und deren Be­ wegung und Ausrichtung in die gewünschten Positionen mittels Sensoren beliebiger Bauart regelt.

5. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte für den automatischen Wechsel der Unterfadenspulen: axiale Vorwärtsbewegung der mechanischen Zange (1) unter koaxialer Ausrichtung der Kapsel (13) mit dem Auf­ nahmesitz (15), in welchem die leere Spule (14) für Un­ terfaden einer Nähmaschine (5) angeordnet ist; Quervor­ schub der Zange (1) mit vorderem Eingriff derselben in die genannte Kapsel (13); Schließen des beweglichen Arms (2) bei gleichzeitigem Einhaken des Schnabels (17) an dem beweglichen Hebel (18) der Kapsel (13) und sta­ biler Anbringung der entsprechenden Leerspule (14); Rückwärtsbewegung der Zange (1) bei gleichzeitigem Her­ ausziehen der genannten eingehakten Kapsel (13) und der entsprechenden Spule (14); axiale Rückwärtsverschiebung unter Ausrichtung der Zange (1) mit einem Aufnahmekorb (19); Quervorschub der Zange (1); Öffnen des bewegli­ chen Arms (2) der Zange (1) unter Ablegen der Kapsel (13) und der entsprechenden leeren Spule (14) in den Korb (19); Rückzug der beladenen Zange und transla­ torischen Bewegung derselben unter koaxialer Ausrichtung mit einer Zuführpatrone (21) mit Kapseln (13) in Kombi­ nation mit vollen Spulen (14) mit aufgewickeltem Garn; Quervorschub der Zange (1) unter Vordereingriff derselben an der ersten Kapsel (13) in Kombination mit einer vollen Spule (14); neuerliches Schließen des bewegli­ chen Arms (2) unter Einrasten des Schnabels (17) am be­ weglichen Hebel (18) der genannten Kapsel (13) und der entsprechenden Spule (14) mit gewickeltem Garn; Rückzug der Zange (1) bei gleichzeitigem Herausziehen der ge­ nannten Kapseln (13) und der entsprechenden Spule (14) aus der Zuführpatrone (21); axiale Verschiebung unter koaxialer Ausrichtung der Zange (1) in Bezug auf den Sitz (15) der Nähmaschine (5); Quervorschub der Zange (1) bei gleichzeitigem Einsetzen der Kapsel (13) und der Spule (14), die mit dem beweglichen Arm (2) in Ein­ griff stehen, in den Sitz (15); Öffnen des beweglichen Arms (2) und Rückzug bei gleichzeitigem Loslassen der genannten Kapsel (13) und der Spule (14) im Sitz (15); translatorische Rückzugsbewegung in die Ruhestellung.

6. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie wenigstens einen Kolben (4), (4′) aufweist, an dem eine Stützplatte (6) befestigt ist, an der ein durch einen Kolben (8) betätigter Schlitten (7) eine freie Quer-Gleitbewegung ausführen kann und eine Stützplatte (12) trägt, an der die durch einen Kolben (3) betätigte mechanische Zange (1) mit dem beweglichen Arm (2) befestigt ist, wobei die translatorische Gleit­ bewegung der genannten Mittel über einen Querwagen (9) ausgerichtet wird, der seitliche Träger (10) aufweist, welche an Führungen (11) entlanglaufen.

7. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der vordere Teil (25) der mechanischen Zange (1) mit Führungselementen (26) versehen ist, die passend zur äußeren Form der genannten Kapseln (13) ausgebildet sind, wobei die genannten Elemente (26) in selbstausrichtenden Eingriff mit den genannten Kapseln (13) treten, während der Einhakphasen des genannnten, Schnabels (17), des beweglichen Arms (2) mit dem beweg­ lichen Hebel (18) der Kapseln.

8. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zuführpatrone (21) aus einem büchsen­ förmigen Außenkörper (22) besteht, der in Ausrichtung mit der Querbewegung der genannten Zange (1) positio­ niert ist, worin sich ein Zapfen (23) befindet, der als Abstützung für eine Mehrzahl von kombinierten Kapseln (13) und vollen Garnspulen (14) dient, die nacheinander ausgerichtet werden und über einen hinteren Stößel (27) in Position gehalten werden, welcher sie nacheinander bei jeder Ausgabe zur Ausgabeöffnung hin anordnet, welche eine Profilklaue (24) enthält, die entsprechend der Außenform der genannten Kapseln (13) ausgebildet ist, wobei die genannte Klaue (24) in Entsprechung zur Außen­ konfiguration der Zange (1) für die Selbstausrich­ tung der Teile beim Einhaken des Schnabels (17) des be­ weglichen Arms (2) mit dem beweglichen Hebel (18) jeder Kapsel (13) ausgebildet ist.

9. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Körper (22) der Zuführpatrone (21) für die kombinierten Kapseln (13) und vollen Garnspulen (14) herausnehmbar und austauschbar ist und in der Zu­ führeinrichtung über seitliche Schnelleinrastvorrich­ tungen wie zum Beispiel Ratschenhebel (28) mit elasti­ schem Verschluß in Eingriffsposition gebracht wird.

10. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 8 sowie 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die abwechselnden Vorwärts- und Rückwärtsbewegungen und die axialen translatori­ schen Bewegungen in beiden Richtungen der mechanischen Zange (1) und die Öffnungs- und Schließbewegung des be­ weglichen Arms (2) mit schnabelförmigem Ende (17) durch mechanische oder öldynamische oder elektromechanische oder auch kombinierte Mittel ausgeführt werden und durch eine programmierbare elektronische Vorrichtung gesteuert sind, die auf die entsprechenden Betätigungs­ glieder einwirkt und deren Hub und die Ausrichtung in die gewünschten Positionen mittels Sensoren regelt.

11. Steuerung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Maschine mit mehreren unabhängigen und austauschbaren Zuführpatronen (21) versehen ist, deren Auffüllung mit Kapseln (13) und vollen Garnspulen (14) unabhängig von der Funktionsweise der genannten Nähmaschine (5) vonstatten geht.