DE2414030A1

DE2414030A1 - Elektronische steueranordnung fuer eine naehmaschine

Info

Publication number: DE2414030A1
Application number: DE2414030A
Authority: DE
Inventors: Takashi Dohi; Iwao Gotoh; Kenichi Ohara
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1973-03-23
Filing date: 1974-03-22
Publication date: 1974-10-03
Also published as: US4013933A; DK146283B; JPS49120760A; BE812679A; NL7403929A; FR2222473A1; IT1003835B; AU465289B2; JPS5714875B2; AU6695874A; DK146283C; ZA741757B; DE2414030B2; FR2222473B1; GB1461174A; DE2414030C3; USB452915I5; CA1034236A

Description

Dr. D. Thomsen PATE NTANWALTS Bö RO W. Weinkauff _Τβΐβ·_Οη ίο*» *»α> ^i

Dr.l.Ruch ^⁰²¹² 24U030

, . . Telex 5-24303 topat

Dr. H. Agular

PATENTANWÄLTE München: Frankfurt/M.:

Dr. rar. nat. D. Thomsen Dlpl.-Ing. W. Weinkauff

Dr. rer. nat. I. Ruch (Fuchehohl 71) Dipl.· Ing. Dr. H. Agular

8000 München 2

Kalser-Ludwlg-Platz 6 ₂2. März 1974

Matsushita Electric Industrial Company, Limited Osaka, Japan

Elektronische Steueranordnung für eine nähmaschine

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steueranordnung zur Lageeinstellung der Nadel an einem Totpunkt ζxirecks Erleichterung von Einfaßarbeitsgängen und anderen Arbeiten einer Nähmaschine des industriellen Typs.

In Nähmaschinen des industriellen Typs sind normalerweise wenigstens zwei handbetatigte Steuerungen vor-

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handen. Die eine Steuerung besteht aus einem Fußhebel oder Trittbrett, der bzw. das die Nähmaschine mit hohen Drehzahlen für normale Näharbeiten steuert. Die Bedienungsperson muß die Naschine augenblicklich und in genauer Weise stillsetzen können, z.B., um den Stoff zwecks Fortsetzung des Nähens in eine andere Richtung zu drehen. Zu diesem Zweck muß die Nadel an ihrem unteren Totpunkt zum Stillstand kommen, wenn die Maschine stillgesetzt ist, damit die Nadel zur Erleichterung der Bewegung des Stoffes um die Nadel herum auf derselben Naht bleibt. Zum Erzielen eines solchen genauen Stillsetzens und Einstellens der Nadellage wird die Nähmaschine auf eine niedrige Drehzahl verlangsamt, normalerweise auf 400 U/min, d.h. auf eine beträchtlich geringere Drehzahl gegenüber der normalen hohen Betriebsdrehzahl. Die Nähmaschine des industriellen Typs ist auch mit einer Anhaltesteuerung zum Anhalten der Nadel an ihrem oberen Totpunkt versehen, an dem die Nadel außer Eingriff mit dem Stoff ist.

Bekannte elektronische Steueranordnungen zur Lageeinstellung der Nadel an ihrem unteren bzw. oberen Totpunkt sind insofern nicht zufriedenstellend, als sie kompliziert und teuer sind.

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten elektronischen Steueranordnung zum Erfassen der oberen und unteren Nadelstellungen bei einer Nähmaschine des industriellen Typs, wobei die Steueranordnung einfachen Aufbau hat und wirtschaftlich ist.

Erfindungsgemäß wird eine elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des industriellen Typs vorgesehen, die einen mit einer vorbestimmten oder hohen und niedrigen Drehzahl antreibbaren Motor, eine Nadel und eine Nadelarmwelle hat, die von dem Motor angetrieben werden kann, um die Nadel hin- und herzubewegen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Erzeugen einer Impulsreihe synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wenn der Motor mit einer vorgewählten Drehzahl angetrieben wird, wobei die Impulsreihe einen Impuls mit einer ersten Länge, der zu dem im we sentliehen dem unteren Totpunkt der Nadel entsprechenden Zeitpunkt auftritt, und einen Impuls mit einer zweiten Länge aufweist, der zu dem im wesentlichen dem oberen Totpunkt der Nadel entsprechenden Zeitpunkt auftritt. Die Erfindung ist weiterhin gekennzeichnet durch eine erste Impulsiängenerfassungsvorrichtung, die bei Antrieb des Motors mit der vorgewählten Drehzahl zwecks Erfassung der ersten Impulslänge betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei

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sich die Nadel an ihrem unteren Totpunkt befindet, und eine zweite Impulslängenerfassungsvorrichtung, die nach Erfassung der ersten Impulslänge zwecks Erfassung der zweiten Impulslänge, während der Motor mit der vorgewählten Drehzahl wieder angetrieben ist, betätigbar ist, so daß der Motor bis zum Stillstand verlangsamt wird, wobei sich die Nadel an ihrem oberen Totpunkt befindet.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird eine elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des industriellen Typs vorgesehen, die einen mit einer vorbestimmten oder hohen und niedrigen Drehzahl antreibbaren Motor, eine Nadel und eine Nadelarmwelle hat, die von dem Motor angetrieben werden kann, um die Nadel hin- und herzubewegen. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch Vorrichtungen zum Erzeugen eines Impulses vorbestimmter Länge synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wobei die äußersten Flanken des Impulses jeweils dem unteren bzw. oberen Totpunkt der Nadel entsprechen, eine erste Impulsflankenerfassungsvorrichtung zum Erfassen von einer der äußersten Flanken des Impulses bei Antrieb des Motors mit einer vorgewählten Drehzahl, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an ihrem unteren Totpunkt befindet, und durch eine

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zweite Impulsflankenerfassungsvorrichtung, die nach Erfassung der einen äußersten Flanke zwecks Erfassung der anderen Flanke des Impulses, während der Motor wieder mit der vorgewählten Drehzahl angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an ihrem oberen Totpunkt befindet.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine abgebrochen im Aufriß dargestellte Ansicht, welche die LagebeZiehungen zwischen dem Antriebsmotor, der Nadelarmwelle und einer Drehzahl- und Positionsabfühlscheibe veranschaulicht, die in einer Anordnung nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 eine Ansicht der in Fig. 1 dargestellten Drehzahl- und Positionsabfühlscheibe im Aufriß;

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild der Drehzahl- und Nadelpositionserfassungsanordnung nach der Erfindung;

Fig, 4- eine graphische Darstellung der zeitbezoge-

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nen Wellenformen und Betriebsbedingungen der in der
Schaltung nach Fig. 3 verwendeten Schaltungselemente;

Fig. 5 eine Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform der Drehzahl- und Positionsabfühlscheibe;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der zeitbezogenen Wellenformen und Betriebsbedingungen der in der Schaltung nach Fig. 7 verwendeten Schaltungselemente;

Fig. 7 ein schematisches Schaltbild der Anordnung nach der Erfindiing, die zusammen mit der Scheibe nach
Fig. 5 verwendet wird;

Fig. 8 eine Ansicht einer weiteren abgeänderten
Ausführungsform der Scheibe im Aufriß;

Fig. 9 eine graphische Darstellung der zeitbezogenen Wellenformen und Betriebsbedingungen der in der Schaltung nach Fig. 5 zusammen mit der Scheibe nach Fig. 8 verwendeten Schaltungselemente;

Fig. 10 eine Ansicht einer weiteren abgeänderten
Ausführungsform der Scheibe im Aufriß;

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Fig. 11 eine graphische Darstellung der zeitbezogenen Wellenformen und Betriebsbedingungen der in der Schaltung nach Fig. 12 verwendeten Schaltungselemente, die zusammen mit der Scheibe nach Fig. 10 verwendet werden; und

Fig. 12 ein schematisch.es Schaltbild der Anordnung nach der Erfindung, die zusammen mit der Scheibe nach Fig. 10 verwendet wird.

Gemäß Fig. 1 ist eine Nadelarmwelle 10 einer Nähmaschine des industriellen Typs mittels eines Verbindungselemente s 11 an die Antriebswelle 12 eines Antriebsmotors

13 gekuppelt, der mit hoher Drehzahl, normalerweise in der Größenordnung von tausenden Umdrehungen.pro Minute, für normale Näharbeitsgänge und mit einer hilfsweise niedrigen Drehzahl, die normalerweise 400 U/min beträgt, für Positionsabfühlvorgänge laufen kann. Eine magnetisierte Scheibe

14 ist koaxial mit der Antriebswelle 12 des Motors I3 gekuppelt, und eine Scheibenbremse 15 besteht aus einer elektromagnetischen Spule, die um die Achse der Antriebswelle 12 gewickelt, durch eine Feder 15a an dem Gehäuse des Motors 13 federnd abgestützt und mit Bezug auf die magnetisierte Scheibe 14 axial gleitend beweglich ist, so daß

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beim Fließen eines Bremsstromes durch, die Spulenwicklung der Bremsscheibe die magnetisierte Scheibe und die Bremsscheibe gegenexnanderstoßen, um eine Bremskraft auf den Anker des Motors auszuüben. Die Antriebswelle 12 trägt auf der entgegengesetzten Seite eine Drehzahl- und Positionsabfühlscheibe 16, die sich mit der Antriebswelle 12 dreht und mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben wird. Eine Lichtquelle 17 und eine photoelektrische Vorrichtung, die in der vorliegenden Erfindung ein Phototransistor 18 sein kann, sind auf beiden Seiten der Scheibe 16 angeordnet. Am Umfang der Drehzahl- und Positionsabfühlscheibe befindet sich eine Anzahl Ausschnitte, welche intermittierende Belichtung des Phototransistors 18 durch einen Lichtstrahl zwecks Erzeugung einer Impulsreihe ermöglichen. Die Ausschnitte enthalten einen Teil 16a mit einem Bogen A, der so angeordnet ist, daß er das von der Lichtquelle 17 ausgesandte Licht auffängt, wenn sich die Nadel (nicht gezeigt) an ihrem unteren Totpunkt befindet, und einen Ausschnitt 16b, der vorzugsweise an einer Stelle des Umfangs in zu dem Teil 16a diametral entgegengesetzten Verhältnis angeordnet ist. Der Ausschnitt 16b hat einen Bogen B, der größer als der Bogen A ist. Die Scheibe 16 hat vorzugsweise eine Anzahl Ausschnitte 16c, 16d, 16e und 16f mit gleichem Bogen, der größer als der Bogen B ist. Es wird bemerkt, daß

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die Zahl der Ausschnitte mit gleichem Bogen nicht auf die in der Erfindung offenbarte Zahl begrenzt ist. Die Zahl kann insofern beliebig sein, als der gleiche Bogen größer als der Bogen B ist. Der Ausschnitt 16c, der dem Teil 16a am nächsten kommt, wenn die Scheibe in der in 5¹Ig, 2 markierten Pfeilrichtung umläuft, definiert einen Teil, in dem die !Tadel für Fadenbetätigungsvorgänge, nrie Fadenspannungslösung, Fadentrimmung und Fadenbeiiregungsumkehrung, im Ruhezustand gehalten werden muß.

Fig. 3 zeigt eine Schaltungsanordnung, die das Laufen mit hoher Drehzahl, das Laufen mit niedriger Drehzahl und das Stillsetzen einer Faltmaschine durch entsprechende Betätigung eines Fußhebels oder Trittbretts durch die Bedienungsperson ermöglicht. Der Phototransistor 18 erhält Licht von der Lichtquelle 17 und erzeugt eine Impulsreihe, wenn die den Lichtstrahl unterbrechende Scheibe 16 umläuft, und liefert die Impulsreihe an einen ersten ImpulsdetelEtor 60, der einen monostabilen Multivibrator für die untere ¥adelplazierung und eine UlTD-Schaltung 21 für die untere Fadelplazierung enthält, an einen zweiten Impulsdetektor 61, der einen monostabilen Multivibrator 2J für die obere Nadelplazierung und eine UHD-Schal bung 24 für die obere iTadelplazierimg enthält, und an andere

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Schaltungen, die eine Fehleranzeige-NICHT-Schaltung 22
enthalten, sowie an einen Amplitudendetektor 25. Der Ausgang 26 der UND-Schaltung 21 ist mit der Einstellklemme
eines die untere Nadelplazierung anzeigenden Flip-Flops 27 verbunden, dessen Ausgang an eine UED-Schaltung 28 für
die obere Nadelplazierung angeschlossen ist. Diese ist mit einem Flip-Flop 29 gekoppelt, das ein Steuersignal für die obere Nadelplazierung an die UND-Schaltung 24 liefert. Der Ausgang 26 ist auch mit einer ODER-Schaltung 30 verbunden, die ein Steuersignal für die untere Nadelplazierung zu der Einstellklemme eines Brems- und Langsamlauf-Flip-Flops 31
hindurchverlaufen läßt. Ein monostabiler Brems-Multivibrator 32 ist an. den Q-Ausgang des Flip-Flops 31 gekoppelt,
um auf der Leitung 33 einen Bremsimpuls an die Bremsscheibe 15 zu legen. Ein normalerweise offener Kontakt 34, der bei Betätigung eines Trittbretts oder Fußhebels (nicht gezeigt) durch die Bedienungsperson betätigbar ist, ist mit Erde und einer Schnellauf-UND-Schaltung 35>verbunden, deren Ausgang an die Rückstellklemme des Flip-Flops 29 und an eine NICHT-Schaltung 36 angeschlossen ist. Diese kehrt das Signal mit niedrigem Pegel auf ein Signal mit hohem Pegel um, das auf der Leitung 37 an den Antriebsmotor I3 angelegt wird, um
diesen mit hoher Drehzahl für normales Nähen anzutreiben.
Ein normalerweise offener Kontakt 38, der auch bei Betätigung

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des Fußhebels in entgegengesetzter Richtung betätigbar, ist mit dem Eingangskreis der UND-Schaltung 28 für die obere Nadelplazierung verbunden. Der Ausgang der UND-Schaltung 28 liegt an einer NICHT-Schaltung 39, die das Signal mit niedrigem Pegel auf ein Signal mit hohem Pegel umwandelt und dieses auf der Leitung 40 an das zugeordnete Gerät anlegt, das Fadenspannungslösung, Fadentriramung und Fadenbexvegungsumkehrung durchführt. Der Eingang einer UND-Schaltung 41 für die dynamische Bremsung ist mit dem Steuerschalter 34 für die untere Nadelplazierung verbunden und legt ein Signal für dynamische Bremsung auf der Leitung 42 an den Anker des Motors 13 an. Der Amplitudendetektor 25 umfaßt einen Eingangswiderstand 43, einen Transistor RC-Stromkreise 45 und 46, einen Thyristor 47 und in Reihe geschaltete Widerstände 48 und 49 eines Spannungsteilers. Der Eingangswiderstand 43 koppelt die Eingangsimpulsreihe von dem Phototransistor 18 an die Basis des Transistors Der veränderbare Widerstand 45 ist mit dem Kollektor des Transistors 44 und der Kondensator 46 ist mit dem Widerstand 45 und mit Erde verbunden. Die in Reihe geschalteten Widerstände 48 und 49 liefern eine Bezugsspannung an ihrem Verbindungspunkt, die mit dem Potential zwischen den Elektroden des Kondensators 46 mittels der zwei Eingangselektroden des Thyristors 47 verglichen wird. Wenn das Potential an dem Kondensator die Bezugsspannung erreicht, wird der Thyristor

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leitend und liefert ein Signal mit niedrigem Pegel an die Einstellklemme eines Flip-Flops 51· Eine positive Klemme 50 erhält positive Spannung von einer Spannungsquelle (nicht gezeigt). Der Ausgang des Flip-Flops 51 ist mit der UND-Schaltung für dynamische Bremsung und mit dem Triggereingang des Langsamlauf-Flip-Flops 31 über eine ODER-Schaltung 52 verbunden. Ein Langsamlauf-Signal gelangt über die Leitung 53 an den Motor 13 und treibt diesen mit 400 U/min an.

Bei Erregung der Schaltung nach Fig. 3 werden die Flip-Flops 27, 29 und 51 unter der Rückstellbedingung von einem von einer nicht gezeigten Schaltung gelieferten Rückstellimpuls eingestellt, so daß die Q-Ausgänge dieser Flip-Flops auf einen hohen Potentialpegel gebracht werden, wobei sich ihre komplementären Q-Ausgä-nge auf einem niedrigen Potentialpegel befinden. Infolgedessen ändert das Flip-Flop 31 seinen Zustand durch Anlegung eines Einstellimpulses auf der Leitung 54- über die ODER-Schaltung 30, wobei der Q-Ausgang niedrigen Pegel hat. Daher werden zu diesem Zeitpunkt keine Signale auf einer der Ausgangsleitungen 40, 37, 33, 53 und 42 angelegt, und die Nähmaschine ist unter dieser Bedingung nicht betriebsfähig.

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Bei Betätigung des Fußhebels durch die Bedienungsperson zwecks Bewegung in der Vorwärtsrichtung wird der normalerweise offene Kontakt 37 geschlossen und legt ein Signal mit niedrigem Pegel an die Schnellauf-UND-Schaltung 35 an, die auch ein Signal mit niedrigem Pegel von dem Q-Ausgang des Flip-Flops 31 erhält. Die UND-Schaltung 35 liefert ein Signal mit niedrigem Pegel auf der Leitung 54-an die NICHT-Schaltung 36, die ein Schnellauf-Signal an den Motor gibt, ,um diesen mit der vorbestimmten hohen Drehzahl für normales Nähen anzutreiben. Beim Loslassen des Fußhebels ist der Kontakt 34- offen und das Schnellauf-Signal wird von der Leitung 37 entfernt. Wenn der Kontakt 34-offen ist., wird ein Signal mit hohem Pegel an die UND-Schaltung 4-1 für dynamische 3remsung angelegt. Die UND-Schaltung 4-1 läßt den Ausgang mit hohem Pegel auf der Leitung 4-2 zu .dem Anker des Motors laufen, um den Motor zu verlangsamen, wobei der Anker als Belastung arbeitet«,

Wie zuvor beschrieben wurde, erzeugt der Phototransistor 18 eine Impulsfolge mit einer Frequenz, die infolge Unterbrechung des von der Lichtquelle 17 gelieferten Lichtstrahls durch die Scheibe 16 in Beziehung zu der Motordrehzahl steht. Die Impulsfolge umfaßt ein erstes Paar Impulse, die zu dem Zeitpunkt auftreten, zu dem der Ausschnitt 16a

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der Scheibe 16 den Lichtstrahl in genauem Synchronismus mit der unteren Nadelstellung durchquert, und ein zweites Paar Impulse, die zu dem Zeitpunkt auftreten, zu dem der Atisschnitt 16b den Lichtstrahl synchron mit der oberen Nadelstellung durchquert. Das erste Impulspaar hat einen Abstand von einem ersten vorbestimmten impulslosen Zeitraum, und das zweite Impulspaar hat einen Abstand von einem zweiten vorbestimmten impulslosen Zeitraum, der größer als der erste impulslose Zeitraum ist. Die Impulsreihe kann weiterhin zusätzliche Impulse umfassen, die jeweils zu dem Zeitpunkt auftreten, der gleichen Abstand von dem ersten und zweiten Impulspaar in Entsprechung mit den Ausschnitten 16c, 16d, 16e und 1Sf hat, deren impulsloser Zeitraum größer als der zweite impulslose Zeitraum des zweiten Impulspaares ist.

Der Transistor 44 des Amplitudendetektors 25» der sich normalerweise in leitendem Zustand befindet, wechselt in den nichtleitenden Zustand durch die Impulsreihe, die niedrigen Pegel hat. Der nichtleitende Zeitraum des Transistors 44 hängt von der Frequenz der Impulsreihe ab, während der die Spannung zwischen den Elektroden des Kondensators 46 exponentiell'ansteigt, und fällt durch den nachfolgenden Impuls auf Null. Die Maximalspannung an dem

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Kondensator 46 wächst somit mit dem Absinken der Frequenz der Impulsreihe. Wenn sich der Motor einer Drehzahl annähert, die geringfügig über der niedrigen Lageeinstelldrehzahl von 400 U/min liegt, vergrößert sich die Spannung an dem Kondensator 46, so daß sich die Eingangsspannung an einer Eingangselektrode des Thyristors 47 der von den Reihenwiderständen 48 und 49 gelieferten Bezugsspannung annähert. Der Thyristor 47 zündet und stellt einen Kurzschluß an dem Widerstand 49 her. Ein schwacher Ausgang wird auf diese Weise an den eingestellten Eingang des Flip-Flops 51 angelegt,und sein Q-Ausgang wird klein, wodurch sich in der UND-Schaltung 41 die Entfernung des Signals für dynamische Bremsung von der Leitung 42 ergibt. Gleichzeitig wird der niedrige Ausgang des Q-Ausgangs des Flip-Flops 5I an den Triggereingang des Langeamlauf-Flip-Flops 3I (das sich im eingestellten Zustand befunden hat) über die ODER-Schaltung 52 angelegt und steuert dieses Flip-Flop von dem ersten in den zxireiten Zustand um. Der Q-Ausgang des Flip-Flops 31 wird hoch, und ein Lan^samlauf-Signal wird auf der Leitung 53 an den Motor 13 gegeben, der daraufhin mit der niedrigen Lageeinstelldrehzahl von 400 U/min läuft.Bei hohem Pegel des Q-Ausgangs des Flip-Flops 31 gelangt der hohe Ausgang auf der Leitung 55 an die UND-Schaltung 21 für die untere Nadelplazierung zur Vorbereitung für den entsprechenden Einsteilvorgang.

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¥on dem Zeitpunkt T_x, in S¹Ig. 4 an läuft der Motor mit niedriger Lageeinstelldrehsahl, wobei sich einer der drei Eingänge der UND-Schaltung für die untere Nadelplazierung auf hohem Pegel "befindet. Der monostabile Multivibrator 20 erzeugt einen einzelnen Impuls an der Hinterflanke des angelegten Impulses, wobei der Ausgangsimpuls eine Dauer oder Breite hat, die größer als der erste impulslose Zeitraum des ersten Impulspaares und kleiner als der zvrelte impulslose Zeitraum des zweiten Impulspaares ist. Daher tritt eine Koinzidenz; bei Tp (^Fig· ^) in der UND-Schaltung 21 bei der Vorderflanke des nachfolgenden Impulses des ersten Impulspaares auf. Auf diese Weise wird ein erstes Impulspaar erfaßt, und ein Ausgang mit niedrigem Pegel nn.rd auf der Leitung 26 durch die ODER-Schaltung 30 an den eingestellten Eingang des Flip-Flops 31 angelegt, das aus seinem zweiten rückgestellten Zustand in den ersten eingestellten Zustand umgesteuert wird, um das Langsamlaufeinstellsignal von der Leitung 53 zu entfernen. Zu dem Zeitpunkt, zu dem die Leitung 53 auf einen niedrigen Pegel gebracht ist, wird ein einzelner Impuls an dem Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators 32 erzeugt, um ein Bremssignal auf der Leitung 33 an die Scheibenbremse 15 anzulegen. Die Scheibenbremse wird von der benachbarten Scheibe 14 magnetisch angezogen und gegen diese gedruckt, um den Motor bis

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zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an ihrem unteren Totpunkt befindet. Unter dieser Bedingung ist die Drehzahl- und Positionsabfühlscheibe 16 so eingestellt, daß der Lichtstrahl der Lichtquelle 17 innerhalb des Ausschnitts 16c liegt, und das Flip-Flop 27 bleibt in dem eingestellten Zustand, der den Schaltungszustand von dem Zustand vor der Betätigung des Fußhebels zum Nähen mit hoher Drehzahl unterscheidet, wodurch angezeigt wird, daß die untere Nad el st ellung erfaßt !-/orden ist. Durch die Verbindung des Triggereingangs des Flip-Flops 27 mit dem Phototransistor 18 wird gewährleistet, daß der Lichtstrahl innerhalb des Ausschnitts 16c liegt. Venn sich die Scheibe 16 um einen solchen Betrag gedreht hat, daß der Lichtstrahl aus dem Ausschnitt 16c verschoben ist, wird ein Impuls mit niedrigem Pegel erzeugt und von der NIGHT-Schaltung 22 umgek.-ehrt, um das Flip-Flop 27 in den zurückgestellten Zustand umzusteuern, so daß der nachfolgende Vorgang für die obere Nadelplazierung unterbunden wird.

Bei Betätigung des Fußhebels in PLÜckwärtsrichtung bei T^ durch die Bedienungsperson zum Schließen des normalerweise offenen Kontaktes 38 für die obere Nadelplazierung wird ein geringer Eingang an die UND-Schaltung 28 angelegt, wodurch ein kleiner Ausgang erzeugt wird, der

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von der NICHT-Schaltung 39 in ein Signal mit großem Ausgang auf der Leitung 4-0 umgekehrt wird, das an das zugeordnete Fadenbetätigungsgerät (nicht gezeigt) zum Bewirken der Fadenspannungslösung, Fadentrimmung und Fadenbewegungsumkehrung angelegt wird. Der niedrige Ausgang von der UND-Schaltung 28 steuert das Flip-Flop 31 durch die ODER-Schaltung 52 hindurch in den zurückgestellten Zustand, um den Motor mit der niedrigen Lageeinst elldrehaaiil anzutreiben, und schaltet das Flip-Flop 29 von dem zurückgestellten in den eingestellten Zustand um, wobei sich der Q-Ausgang auf hohem Pegel befindet, der an die UND-Schaltung 24 für die obere Nadelplazierunn; angelegt wird. Wenn der Motor mit der niedrigen Drehzahl angetrieben wird und sich bei dem nächsten halben Umlaufzyklue befindet, durchquert der Ausschnitt 16b den Lichtstrahl, und ein zweites Impulspaar wird, wie vorher beschrieben wurde, von dem Phototransistor 18 erzeugt. Der monostabile Multivibrator 23 für die obere Nadelplazierung erzeugt ansprechend darauf einen Impuls bei der Hinterflanke des vorhergehenden Impulses des zweiten Impulspaares. Es wird jedoch bemerkt, daß der so erzeugte Impuls eine Dauer hat, die größer als der zweite impulslose Zeitraum des zweiten Impulspaares ist. Auf diese V/eise tritt Koinzidenz zur Zeit T^ in der UND-Schaltung 24 bei der Vorderflanke des nachfolgenden Impulses des zweiten Impuls-

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paares auf und steuert das Langsamlauf-Flip-Flop 31 in den eingestellten Zustand um, wodurch der Q-Ausgang niedrig wird. Wie oben beschrieben wurde, wird ein Bremsimpuls von dem monostabilen Multivibrator 32 zu dem Zeitpunkt erzeugt, zu dem der Q-Ausgang niedrig wird, und der Motor wird bis zum Stillstand verlangsamt, wenn sich die Nadel an ihrem oberen Totpunkt befindet.

Eine abgeänderte Form der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 ^is 7 dargestellt. Gemäß Fig. 5 hat der äußere Umfang der Positionsabfühlscheibe 16 einen Ausschnitt 16g mit einem Bogen G und einen Ausschnitt 16h mit einem Bogen H, der größer als der Bogen G ist. Wenn die Scheibe 16 in Pfeilrichtung umläuft, wird eine Impulsreihe an dem Phototransistor 18 erzeugt, wie in Fig. 6b gezeigt ist, wobei der impulslose Zeitraum G und der impulslose Zeitraum H, der größer als der Zeitraum G ist, jeweils den Ausschnitten 16g und 16h entsprechen. Die Impulsreihe wird an den ersten Impulsdetektor 60 (Fig. 7) angelegt, der so wie in der vorhergehenden Ausführungsform hinsichtlich seiner Schaltung ausgebildet ist. Der monostabile Multivibrator 20 für die untere Nadelplazierung erzeugt ansprechend auf den angelegten Impuls einen Erfassungsimpuls für die untere Nadelplazierung mit einer Dauer, die größer als der

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impulslose Zeitraum G-, aber kleiner als der impuls!öse Zeitraum H ist. In dem Langsamlauf-EinstellZeitraum erzeugt die UND-Schaltung 21 einen Koinzidenzausgang, wenn der Erfassungsimpuls für die untere Nadelplazierung mit dem daran angelegten nächsten Impuls zusammenfällt, stellt jedoch keinen Ausgang während des impulslosen Zeitraums H her. Ein Bremssignal wird in der gleichen Weise, wie zuvor beschrieben wurde, erzeugt, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an ihrem unteren Totpunkt befindet. Während des nächsten Langsamlauf-Lageeinst ellzeitraums wird der zweite Iinpulsdetektor 61 in die Schaltung eingeschaltet. Der Detektor 61 umfaßt in diesem Fall einen an den Phototransistor 18 gekoppelten Differentiator 23a, und ein Eingang der UND-Schaltung 24 für die obere Nadelplazierung ist mit dem Ausgang des Differentiators 23a verbunden. Bei Empfang des nächsten Impulses von dem Phototransistor erzeugt der Differentiator 23a bei der Vorderflanke des angelegten Impulses einen Erfassungsimpuls für die obere Nadelplazierung (Fig. 6d). Wenn der andere Eingang der UND-Schaltung 24 von dem hohen Q-Ausgang des Flip-Flops 29 erregt wird, ändert das Langsamlauf-Flip-Flop 3^ seinen Zustand, so daß sein Q-Ausgang niedrig wird, wodurch in dem monostabilen Bremssignal-Multivibrator 32 ein Ausgang (Fig. 6e) erzeugt: wird, der bewirkt, daß der

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Motor stillgesetzt wird, wenn sich die Nadel an ihrem oberen Totpunkt befindet.

In Fig. 8 ist eine abgeänderte Form der Scheibe dargestellt und tireist einen Ausschnitt 160, der einen Bogen J definiert,und einen Ausschnitt 16k auf, der einen zweiten Bogen K definiert und größer als der Bogen J ist. Eine an dem Phototransistor 18 erzeugte und in Fig. 9b dargestellte Impulsreihe wird an den ersten Detektor 60 in Fig. 7 angelegt. Der monostabile Multivibrator des Detektors 60 ist dazu bestimmt, in diesem Fall einen Impuls mit einer Länge zu erzeugen, die größer als der impulslose Zeitraum J und kleiner als der impulslose Zeitraum K ist. In dem Langsamlaufzeitraum zur Lageeinstellung der Nadel an dem unteren Totpunkt wird der dem Bogen J entsprechende impulslose Zeitraum J in dem ersten Detektor 60 erfaßt, um zu bewirken, daß das Flip-Flop 32 ein Bremssignal auf der Leitung 33 erzeugt. In dem nächsten Langsamlaufzeitraum zur Lageeinstellung der Nadel an dem oberen Totpunkt wird die abfallende Flanke des nächsten Impulses von dem zweiten Impulsdetektor 61 der Fig. 7 erfaßt, der den Differentiator 23a und die UND-Schaltung 24 aufweisen kann. Es ist ersichtlicht, daß die abfallende Flanke des Impulses von einem monostabilen Multivibrator erfaßt werden kann, da die monostabilen Multivibratoren 20 und 23 einen Impuls bei der

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abfallenden Flanke seines angelegten Impulses erzeugen. Daher kann die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 zum Erfassen der Impulsreihe der Fig. 9b verwendet werden. Somit kann der zweite Detektor 61 jede beliebige Schaltung haben, die Änderung der Amplitude des angelegten Impulses erfaßt.

Eine weitere abgeänderte Ausführungsform der Scheibe 16 ist in Fig. 10 dargestellt, in der die Scheibe 16 einen Ausschnitt 16m aufweist, der einen Bogen Vi definiert, der den Umfang der Scheibe im wesentlichen in zwei Abschnitte teilt. Jedoch ist der Bogen M abhängig von dem Nähmaschinentyp, auf den die Erfindung angewandt v/erden soll. Ein Rechteckimpuls wird je Umdrehung der Scheibe 16 erzeugt und an den ersten Detektor 60 der Fig. 12 angelegt, der einen Differentiator 20a und eine UFD-Schaltung 21 aufweist. Der Differentiator 20a erzeugt einen positiven scharfen Impuls bei der Vorderflanke des angelegten Rechteckimpulses. Der zweite Impulsdetektor 61 entspricht dem Detektor 60 und weist einen Differentiator 23a und eine UND-Schaltung 24-auf. Der Differentiator 23a erzeugt einen negativen scharfen Impuls bei der Hinterflanke des Rechteckimpulses. Der negative Impuls wird als Signal mit niedrigem Pegel an den Umkehrungseingang der UND-Schaltung 24 angelegt. Wenn die Vorderflanke und die Hinterflanke des Impulses so angeordnet

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sind, daß sie dem unteren bzw. oberen Totpunkt der Nadel entsprechen, können verständlicherweise der positive scharfe Impuls und der negative scharfe Impuls als Impuls zur Erfassung des unteren Nadeltotpunktes bzw. als Impuls zur Erfassung des oberen Nadeltotpunktes verwendet werden, wie in Fig. 11c und 11d gezeigt ist.

Obgleich sich die vorstehende Beschreibung hauptsächlich auf die Erfassung des impulslosen Zeitraums von Impulsen bezogen hat, wird bemerkt, daß der impulslose Zeitraum in komplementärem Verhältnis zu der Impulslänge steht. Wenn ein Impuls einer bestimmten Impulslänge umgekehrt wird, wie dies häufig in einer logischen Schaltung geschieht, entspricht die Impulslänge genau dem komplementären impulslosen Zeitraum. Daher kann die vorstehende Beschreibung auch auf die Erfassung der Impulslänge angexvandt werden, und der impulslose Zeitraum wird in äquivalenter Weise für die Impulslänge verwendet.

Bei Verwendung einer einzigen Drehzahlabfühl- und. Nadellageeinstellscheibe nach der Erfindung, die an ihrem Umfang eine Anzahl Ausschnitte hat, um Impulse mit verschiedenen, impulslosen Zeiträumen oder Impulslängen zu erzeugen, die der Position der Nadel am unteren und oberen

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Totpunkt entsprechen, und "bei Verwendung entsprechender Irapulsdetektoren ist ersichtlich, daß die Schaltungsanordnung "beträchtlich vereinfacht worden ist und sich daraus Wirtschaftlichkeit für eine nähmaschine des industriellen Typs ergibt.

Die vorstehende Beschreibung zeigt nur eine bevorzugt Ausführungsform der Erfindung. Verschiedene Modifikationen sinn für die Fachleute naheliegend, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten, der nur durch die Patentansprüche begrenzt ist. Daher ist die Beschreibung der dargestellten Ausführungsform nur veranschaulichend, jedoch nicht begrenzend.

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Claims

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Patentansprüche

1» Elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des industriellen Typs mit einem mit einer vorbestimmten Drehzahl antreibbaren Motor, einer Nadel und einer Nadelarmwelle, die von dem Motor so angetrieben werden kann, daß die Nadel hin- und herbewegt wird, gekennzeichnet durch:

Vorrichtungen zum Erzeugen einer Impulsreihe synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wobei die Impiilsreihe einen Impuls mit einer ersten Länge, der zu dem Zeitpunkt auftritt, der dem unteren Totpunkt der Nadel im wesentlichen entspricht, und einen Impuls mit einer zweiten Länge aufweist, der zu dem Zeitpunkt auftritt, der dem oberen Totpunkt der Nadel im wesentlichen entspricht;

eine erste Vorrichtung, die, wenn der Motor mit der Drehzahl zum Erfassen der ersten Impulslänge angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem unteren Totpunkt befindet; und

eine zx^eite Vorrichtung, die nach Erfassung der ersten Impulslänge zum Erfassen der zweiten Impxilslänge,

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während der Motor mit der genannten Drehzahl angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem oberen Totpunkt befindet.
2. Elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des industriellen Typs mit einem mit hoher und niedriger Drehzahl antreibbaren Motor, einer Nadel und einer Nadelarmwelle, die von dem Motor v/ahlweise angetrieben werden kann, um Hin- und Herbewegung der Nadel zu bewirken, gekennzeichnet durch:

Vorrichtungen zum Erzeugen einer Lmpulsreihe synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wobei die lmpulsreihe einen Impuls mit einer ersten Länge, der zu dem Zeitpunkt auftritt, der dem unteren Totpunkt der Nadel im wesentlichen entspricht, und einen Impuls mit einer zweiten Länge aufweist, der zu dem Zeitpunkt auftritt, der dem oberen Totpunkt der Nadel im wesentlichen entspricht;

eine erste Vorrichtung, die, wenn der Motor von der hohen Drehzahl auf die niedrige Drehzahl zum Erfassen der ersten Impulslänge verlangsamt worden ist, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem unteren Totpunkt befindet: und

eine zweite Vorrichtung, die nach Erfassung der

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ersten Impulslänge zum Erfassen der zweiten Impulslänge, während der Motor wieder mit der niedrigen Drehzahl angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem oberen Totpunkt befindet.
3· Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungsvorrichtung eine Lichtquelle, eine zu dieser in entgegengesetzter LacebeZiehung angeordnete photoelektrische Vorrichtung und eine Scheibe aufweist, die von dem Motor synchron mit der Hin- und Herbewegung der !Tadel drehbar angetrieben wird, wobei der Umfang der Scheibe zwischen der Lichtquelle und der photoelektrischen Vorrichtung liegt und verschiedene physikalische, charakteristische Merkmale hat, die einen dem unteren Totpunkt der Nadel entsprechenden ersten Teil und einen dem oberen Totpunkt der Nadel entsprechenden zweiten Teil bilden, wobei der erste Teil einen ersten Bogen und der zweite Teil einen zweiten Bogen hat, der größer als der erste Bogen ist.
4. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und der zweite Teil Ausschnitte sind.

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5. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe dritte charakteristische Teile zwischen dem ersten und zweiten Teil aufweist, die einen gleichen Bogen an dem Scheibenumfang haben, der größer als der Bogen des zweiten Teiles ist.
6. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Teile Ausschnitte sind.
7· Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Schaltung zum Integrieren der Impulsreihe, um die niedrige Drehzahl zu erfassen, wenn sich der Motor aus der hohen Drehzahl verlangsamt hat.
8. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 5* gekennzeichnet durch ein zweites Flip-Flop, dessen Eingang an die photoelektrische Vorrichtung gekoppelt ist, um die zweite UND-Schaltung zu sperren, wenn sich die Scheibe um einen vorbestimmten Bogen gedreht hat, nachdem der Motor zum Stillstand gebracht ist, wobei sich die Nadel am unteren Totpunkt befindet.
9. Elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des industriellen Typs mit einem mit einer vorbe-

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stimmten Drehzahl antreibbaren Motor, einer Nadel und einer Nadelarmwelle, die von dem Motor so angetrieben werden kann, daß die Nadel hin- und herbewegt wird, gekennzeichnet durch:

Vorrichtungen zum Erzeugen einer Impulsreihe synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wobei die Impulsreihe einen Impuls mit einer ersten Länge, der dem unteren Totpunkt der Nadel entspricht, und einen Impuls mit einer zweiten Länge enthält, der dem oberen Totpunkt der Nadel entspricht;

eine erste Vorrichtung, die, wenn der Motor mit der Drehzahl zum Erfassen der ersten Impulslänge angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem unteren· Totpunkt befindet; und

eine zweite Vorrichtung, die nach Erfassung der ersten Impulslänge zum Erfassen der Flanke des zweiten Impulses, während der Motor wieder mit der genannten Drehzahl angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel am oberen Totpunkt befindet.
10. Elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des industriellen Typs mit einem mit hoher und

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niedriger Drehzahl antreibbaren Motor, einer Nadel und einer Nadelarmwelle, die von dem Motor wahlweise angetrieben werden kann, um Hin- und Herbewegung der Nadel zu bewirken, gekennzeichnet durch:

Vorrichtungen zum Erzeugen einer Impulsreihe synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wobei die Impulsreihe einen Impuls mit einer ersten Länge, der dem unteren Totpunkt der Nadel entspricht, und einen Impuls mit einer zweiten Länge enthält, der dem oberen Totpunkt der Nadel entspricht;

eine erste Vorrichtung, die, wenn der Motor von der hohen Drehzahl auf die niedrige Drehzahl zum Erfassen der ersten Impulslänge verlangsamt worden ist, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Ilade'l an dem unteren Totpunkt befindet; und

eine zweite Vorrichtung, die nach Erfassung der ersten Impulslänge zum Erfassen der Flanke des zweiten Impulses, während, der Motor wieder mit niedriger Drehzahl angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem oberen Totpunkt befindet.
11. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungsvorrich-

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tung eine Lichtquelle, eine in entgegengesetzter Lagebeziehung zu dieser angeordnete photoelektrische Vorrichtung und eine Scheibe aufweist, die von dem Motor synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel drehbar angetrieben wird und deren Umfang zwischen der Lichtquelle und der photoelektrischen Vorrichtung liegt, wobei die Scheibe an ihrem Umfang verschiedene physikalische,charakteristische Merkmale hat, die einen dem unteren Totpunkt der ,Nadel entsprechenden ersten Teil und einen dem oberen Totpunkt der Nadel entsprechenden zweiten Teil bilden, x^obei der erste Teil einen ersten Bogen und der zweite Teil einen zweiten Bogen hat, der größer als der erste Bogen ist.
12. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil und der zweite Teil Ausschnitte sind.
13. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Schaltung «um Integrieren der Impulsreihe, um die niedrige Drehzahl zu erfassen, wenn der Motor aus der hohen Drehzahl verlangsamt ist.
14. Elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des industriellen Typs mit einem mit einer vorbe-

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stimmten Drehzahl antreibbaren Motor, einer Nadel und einer Nadelarmwelle, die wahlweise von dem Motor angetrieben werden kann, -um die Nadel hin- und herzubewegen, gekennzeichnet durch:

Vorrichtungen zixm Erzeugen eines Impulses einer vorbestimmten Länge synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wobei die äußersten Flanken des Impulses jeweils dem unteren bzw. oberen Totpunkt der Nadel entsprechen;

eine erste Vorrichtung zum Erfassen einer der äußersten Flanken des Impulses, wenn der Motor mit der genannten Drehzahl angetrieben wird, um. den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem unteren Totpunkt befindet; und

eine zweite Vorrichtung, die nach Erfassung der einen der genannten Flanken zum Erfassen der anderen Flanke des Impulses, während der Motor wieder mit der genannten Drehzahl angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand zu verlangsamen, wobei sich die Nadel an dem oberen Totpunkt befindet.
15. Elektronische Steueranordnung für eine Nähmaschine des ind.ustriellen Typs mit einem mit hoher und nie-

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driger Drehzahl antreibbaren Motor, einer Nadel und einer Nadelarmwelle, die von dem Motor wahliveise angetrieben werden kann, um die Nadel hin- und herzubewegen, gekennzeichnet durch:

Vorrichtungen zum Erzeugen eines Impulses mit einer vorbestimmten Länge synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel, wobei die äußersten Flanken des Impulses dem unteren bzw. oberen Totpunkt der Nadel entsprechen;

eine erste Vorrichtung zum Erfassen einer der äußersten Flanken des Impulses, wenn der Motor von der hohen auf die niedrige Drehzahl verlangsamt wird, um den Motor bis zum Stillstand abzubremsen, wobei sich die Nadel an dem unteren Totpunkt befindet; und

eine zweite Vorrichtung, die nach dem Erfassen von einer der genannten Flanken zum Erfassen der anderen Flanke des Impulses, während der Motor wieder mit der niedrigen Drehzahl angetrieben wird, betätigbar ist, um den Motor bis zum Stillstand abzubremsen, wobei sich die Nadel an dem oberen Totpunkt befindet.
16. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ImpulGerzeugungsvorrichtung eine Lichtquelle, eine in entgegengesetzter Lagebeziehung zu dieser angeordnete photoelektrische Vorrichtung und eine

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Scheibe aufweist, die von dem Motor synchron mit der Hin- und Herbewegung der Nadel drehbar angetrieben wird und deren Umfang zwischen der Lichtquelle und der photoelektrischen Vorrichtung liegt, wobei die Scheibe an ihrem Umfang ein unterschiedliches physikalisches,charakteristisches Merkmal in Form eines Bogenteils aufweist, von dem ein Ende dem unteren Totpunkt der Nadel und das andere Ende dem oberen Totpunkt der Nadel entspricht.
17. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen des Bogenteils im wesentlichen gleich dem Bogen des übrigen Teils ist.
18. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogenteil mit dem unterschiedlichen Merkmal ein Ausschnitt ist.
19. Elektronische Steueranordnung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Schaltung zum Integrieren des Impulses, um die niedrige Drehzahl zu erfassen, wenn der Motor aus der hohen Drehzahl verlangsamt worden ist.

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