DE2444189A1 - Elektronische schalteinrichtung - Google Patents

Description

• Elektronische Schalteinrichtung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Schalteinrichtung zum willlairlichen Ein- und Ausschalten von Stromkreisen zur Auslösung bzw. Beendigung von bestimmten oder sämtlichen Funktionen und Funktionsabläufen bei industriellen Nähereimaschinen, wie Nähmaschinen, Nähaggregaten, Bügelmaschinen bzw. -gerXten oder dergleichen, durch die die Maschine bedienende Person.
• Bei Nähereimaschinen besteht die wesentlichste Tätigkeit der Bedienungsperson darin, daß Nähgut sachgerecht vorzulegen und während des Bearbeitungsvorgangs zu führen. Dies erfordert von der Bedienungsperson manuelles Geschick verbunden mit überlegtem Handeln.
• Bei modernen Nähereimaschinen sind eine ganze Reihe von Einrichtungen vorgesehen, die das Führen und Vorlegen des Nähgutes erleichtern sollen und Arbeits-bzw. Funktionsabläufe teile oder vollautomatisch steuern. Um die einzelnen Steuervorgänge und damit Funktionsabläufe auszulösen, sind bei den Nähereimaschinen Schalteinrichtungen vorgesehen, die teils mit der Hand, teils mit dem Fuß oder dem Knie betätigt werden. Es handelt sich dabei meist um rein mechanische Schalteinrichtungen, und wenn elektrische Ströme geschaltet werden sollen, dann geschieht dies nur mit mechanischen Schaltern, wie Kippschaltern oder dergleichen. Insbesondere bei modernen Nähmaschinen müssen, in Anpassung an die jeweilige Bearbeitungssituation, eine ganze Reihe von Funktionen zu- bzw. abgeschaltet werden. So nähen z. B. moderne Nähmaschinen zu Beginn und Ende des Nähvorgangs automatisch einen Riegel, d. h. der Transporteur der Nähmaschine führt das Nähgut nach Nähen einer kurzen Strecke um den selben Betrag bei gleichzeitigem Nähen zurück und wieder vor, damit die Naht an dieser Stelle festgelegt ist und ein Auflösen der Naht erschwert oder unmöglich gemachttrird.
• Andererseits gibt es Situationen, wo dieser Riegel unerwünscht ist. In solchen Fällen muß das Riegelprogramm abgeschaltet und nach Bedarf wieder zugeschaltet werden können.
• Die insbesondere bei Nähmaschinen erforderliche große Anzahl von Betätigungshebeln und dergleichen erfordern einen großen Platzbedarf und erschweren insbesondere das Einarbeiten der Bedienungsperson. Hinzu kommt auch bei eingearbeiteten Bedienungspersonen die Gefahr von Schaltfehlern, weil die an unterschiedlichen Orten im Bereich der Maschine angeordneten Hebel und die dadurch notwendige unterschiedliche Betätigungsweise, wie oben ausgeführt, teils von Hand, teils mit dem Fuß oder mit dem Knie, Schwierigkeiten bereitet. Auch ist nicht auszuschließen, daß bei einer derartigen Vielzahl von an unterschiedlichsten Stellen der Maschine angeordneten Hebeln unbeab-Q sichtigt Schaltvorgänge ausgelöst werden.
• Nun stellt jeder Schaltvorgang eine Unterbrechung des eigentlichen Arbeitsablaufs dar. Insbesondere wird auch bei eingearbeiteten Bedienungspersonen durch die Auslösung des jeweils erforderlichen Schaltvorgangs mittels eines Hebels eine Abinkung vom eigentlichen Bearbeitungsvorgang hervorgerufen.
• Damit aber wird der Arbeitsablauf, zumindest kurzzeitig, unterbrochen, was sich bei einer entsprechenden Produktionsdauer entsprechend negativ auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt.
• Es ist deshalb anzustreben, daß die bei Nähereimaschinen vorhandenen Einrichtungen ohne Aufenthalt im Bearbeitungsvorgang zur rechten Zeit zu-oder abgeschaltet werden können. Gefordert werden muß weiterhin, daß während der Ausführung der einzelnen Schaltvorgänge die Hand der Bedienungsperson am Nähgut bleibt. Dies ist bei mechanischen Schaltungen, die durch Hand bewirkt werden, nicht der Fall. Wo eine Fuß- bzw. Kniebetätigung vorgesehen ist, bleibt wohl die Hand zum Führen frei1 aber diese Art der Betätigung weist die oben genannten Nachteile auf. Es ist damit zu rechnen, daß in Zukunft in modernen Nähereimaschinen immer mehr Einrichtungen eingebaut werden, die während des Arbeitsablaufs geschaltet werden müssen, so daß die oben angegebenen Probleme in Zukunft verstärkt auftreten werde.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine elektronische Schalteinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der die obigen Nachteile vermieden werden.
• Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß im Griffbereich der Bedienungsperson wenigstens eine manuell, vorgugsweise mit einem Finger, betätigt bare Schalttastatur mit mehreren, der jeweiligen Funktion zugeordneten Tasten angeordnet ist, die über integrierte Schaltkreise (IC-Baustein) und Verstä mit einem Steuerkasten in elektrischer Verbindung steht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwei Schalttastaturen vorgesehen, die zur wahl- oder wechselweisen Bedienung parallel zieinander geschaltet sind, Dabei kann die eine Schalttastatur ortsfest am Maschinenkörper angebracht sein, während die andere Tastatur frei verschiebbar auf der das Nähgut aufnehmenden Unterlage aufliegt. Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist an der Unterseite der frei verschiebbaren Tastatur ein Haftmagnet angebracht, der die Tastatur gegen unbeabsichtigtes Verschieben hält.
• Die Schalttastatur bzw. die Schalttastaturen können bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung als Berührungsschalter ausgebildet sein, bei dem das Schließen des Stromkreises durch gleichzeitige manuelle Berührung der Tastkontakte aufgrund des dadurch verringerten Widerstandes erfolgt. Vorzugsweise, sind die Tasten der Schalt tastaturen in einer Reihe ausgerichtet. Die Schalttastaturen können band- oder streifenförmig ausgebildet sein, derart, daß die Höhe der Tastatur um ein Vielfaches kleiner ist als deren Breite und Länge. Zweckmäßigerweise besitzt der Grundkörper der Schalttastatur muldenförmige Vertiefungen zur Aufnahme der gegenüber der Oberfläche des Grundkörpers zurückgesetzten Tastkontakte. Um der Bedienungsperson die Kontrolle darüber zu ermöglichen, welcher Funktionsablauf geschaltet wurde, sind den Tasten der Schalttastaturen Leuchtdioden zugeordnet.
• Weiterhin ist vorgesehen, die Tasten bzw. Tastkontakte der Schalttastaturen fingergerecht zu gestalten.
• Dabei können die Tasten bzw. Tastkontakte plan, konkav oder konvex ausgebildet sein. Weiterhin ist Sorge dafür getragen, daß zwischen jeweils benachbarten Tasten der Schalttastatur ein ein gleichzeitges Berühren zweier oder mehrerer Tasten mit einem Finger ausschließender Abstand besteht.
• Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Nähmaschine mit der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Schalttastatur der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 einen Querschnitt durch die Schalttastatur gemäß Fig. 2 nach der Schnittlinie A -Fig. 4 eine Ansicht der Schalttastatur gemäß Ansicht B in Fig. 2, Fig. 5 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung und Fig. 6 eine Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schalteinriohtung.
• In Fig. t ist schematisch eine Nähmaschine 1 dargestellt, die aus dem Maschinenkörper 2 besteht, der sich im wesentlichen aus dem Nähmaschinenarm 2 a und dem Kopf 2 b zusammensetzt. Im Kopf sind die Nadelstange 3 mit der Nadel 3 a und die Stoffdruckstange 4 mit dem Nähfuß 4 a eingebaut. Mit 5 ist der Antrieb der Nähmaschine 1 bezeichnet, wobei das Antriebsrad mit einem Handrad gekoppelt ist. Die Nähmaschine 1 besitzt weiterhin eine Grundplatte 6t auf dar das (hier nicht dargestellte)Nhgut geführt wird. Am Maschinenkörper 2 ist eine Schalttastatur 7 angebracht während auf der Grundplatte 6 eine weitere Schalttastatur 8 frei verschiebbar aufliegt, Die Schalttastaturen 7 und S liegen im Griffbereich der Bedienungsperson und können beispielsweise mittels eines Fingers bedient werden.
• Die konstruktive Ausführung der Schalttastaturen 7 und 8 geht insbesondere aus den Fig. 2 - 4 hervor.
• Wie aus der vergrößerten Darstellung der Fig. 2 - 4 hervorgeht, besteht die Schalttastatur 7 bzw. 8 aus einem etwa streifen- oder bandförmigen Grundkörper 9, der, in einer Reihe liegend ausgerichtet, Tasten 1o 10' 10'' usw. trägt. Die Tasten 10, 10', 10'' bestehen Jeweils aus Tastkontakton 11 und 12 bzw. 11' und 121 usw.
• die in einer Ebene liegend voneinander elektrisch isoliert sind. Die elektrische Isolierung orfolgt durch den Spalt 13 zwischen den Tastkontakten 11, 12 bzw.
• 111, 12t usw.. Die Tasten lo, lol, 10'' sind in muldenförmigen Vetiefungen 14 (vergl. Fig. 3) des Grundkörpers 9 angeordnet. Durch die muldenförmigen Vertiefungen 14 sind die einzelnen Tasten lo, lol, 10''[ Jeweils voneinander durch das verbleibende Haterial des Grundkörpers 9 getrennt, das als Steg 15 zwischen den einzelnen Tasten bestehen bleibt. Die Tasten lo, 70', lo" usw. sind fingergerecht ausgebildet, d. h.
• sie sind S9 ausgebildet, daß mit einem Finger bequem in die muldenförmigen Vertiefungen 14 ein-gegriffen werden kann. Dabei können die Tasten lo, 1o', 1 0 plan ausgebildet sein; sie können aber auch konkav entsprechend der Wölbung der Fingerkuppe oder konvex, d. h. erhaben, gestaltet sein.
• Jeder Taste ist eine Leuchtdiode 16 zugeordnet, die anzeigt, welche Taste gerade betätigt wurde und welcher Stromkreis somit geschlossen ist.
• Aus dem Grundkörper 9 der-Schalttastatur 7 bzw. 8 führt ein mehradriges Kabel 17 heraus, das die Schalttastatur 7, 8 mit der aus IC-Bausteinen bestehenden elektronischen Verstärkereinrichtung und dem Steuerkasten verbindet, wie weiter unten noch im Zusammenhang mit den Fig. 5 und 6 beschrieben werden wird.
• In Fig. 2 bis 4 sind lediglich vier Tasten 10, lor usw.
• dargestellt, selbstverständlich können weitere Tasten angeordnet sein, wie durch die gestrichelte Darstellung im rechten Teil der Fig. 2 bzw. 4 versinnbildlicht ist.
• Aus Fig. 4 geht weiterhip hervor, daß die Breitseiten der Schalttastatur 7 bzw, 8 abgeflacht sind, wie bei 18 gezeigt, so daß der Betätigungsfinger der Bedienungsperson leicht zur jeweiligen Taste der Schalttastatur gleiten kann.
• Bei den gezeigten Tasten handelt es sich um Berührung tasten, d. h. die bloße Berührung oder auch nur ein Streifen der Tastatur mit einem Finger führt zu einer Überbrückung des Spaltes 13 derart, daß ein geringer Strom aufgrund galvanischer Vorgänge fließen kann, so daß dieser geringe Strom zur Auslösung des Schaltvorgangs herangezogen werden kann.
• Hierauf wird insbesondere noch im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig. 6 eingegangen.
• Zunächst sei noch anhand des in Fig. 5 dargestellten Blockdiagramms die Verknüpfung der einzelnen Organe der erfindungsgemäßen Sohalteinrichtung erklärt.
• Die Schalttastatur 7 bzw. 8 ist mit einer integrierten Schaltung, einem oder mehreren IC-Bausteinen 19, verbunden, die wiederum in Verbindung mit einem oder mehreren Verstärkern 20 zur Verstärkung des Stroms steht. Der bzw. die Verstärker 20 wiederum stehen mit einem oder mehreren Steuerkästen 21 der jeweiligen Nähereimaschine in Verbindung.
• In Fig. 6 ist ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung gezeigt. 7 bezeichnet die eine Schalttastatur und 8 die andere. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind die Schalttastaturen 7 und 8 parallel zueinander geschaltet, derart, daß jeweils zugehörige Tasten lo und 22 bzw. lq' und 22' usw. parallel zueinander liegen. Der jeweilige Schaltkreis kann also aowohl durch die Taste lo als auch durch die Taste 22 bzw. 1o' und 22' geschlqssen bzw. geöffnet werden.
• Wie bereits oben ausgeführt, genügt eine Berührung des Tasters lo, lo', 22, 22' mit einem Finger, um den jeweiligen Schaltkreis zu schließen. Damit nur ganz geringe Ströme fließen, so daß also die Bedienung der Schalttastaturen 7 und 8 vollkommen ungefährlich ist, ist den einzelnen Schaltkreisen ein Widerstand 23 vorgelagert, der etwa in der Größenordnung von 1 M Q liegt. Zum Schließen des jeweiligen Schaltkreises, d. h. zum Betätigen der einzelnen Tasten der Tastaturen 7 und 8 genügt ein Widerstand in der Größenordnung von 20 M Q oder kleiner. Dieser Widerstand wird mit Sicherheit durch gleichzeitigen leichtes Berühren oder Streifen der Tastkontakte 11, 12 des Tasters lo (vergl. auch Fig. 2) mit dem Finger erreicht. Den Schalttastaturen 7 und 8 ist ein oder sind mehrere IC-Bausteine 19 nachgeordnet, von denen Leitungen zu den einzelnen Verstärkern 20 führen. Von den Verstärkern 20 gehen dann weitere Leitungen zu den in Fig. 6 nicht weiter dar-0 gestellten Steuerkästen g1. Zur Anzeige, welcher Schaltkreis gerade geschlossen ist, sind Leuchtdioden 24 angeordnet, die im wesentlichen den Leuchtdioden 16 gemäß Fig. 2 entsprechen, Die Verstärker können al Transistor oder auch als Relaisschalter ausgelegt sein. Bei Relaisschaltern werden für stärkere Schaltströme Relais mit robuster Kontaktbestückung eingesetzt, die von der Elektronik über Transistoren geschaltet werden. Für schwache Schaltströme werden die für Elektronikschaltungen besonders geeigneten Reedrelais verwendet. Dies sind Relais in kleinsten Abmessungen mit hermetisch abgeschlossenem Kontakt (Schutzgas-KoXaktrelais). Der Relaisbauweise wird dort der Vorzug gegeben, wo unterschiedliche Schaltstromkreise verknüpft werden müssen.
• Es sei noch erwähnt, daß an der Unterseite der frei auf der Grundplatte 6 der Nähmaschine 1 (vergl. Fig. 1) verschiebbaren Schalttastatur 8 Haftmagnete oder Haftnäpfe angeordnet sein können, die hier nicht weiter dargestellt sind. Aufgrund der Anordnung derartiger Hafteinrichtungen ist die Schalt tastatur 8 gegen unbeabsichtigtes Verschieben ausreichend gesichert. Falls jedoch ein Verschieben der Schalttastatur 8 notwendig ist, weil beispielsweise das Nähgut einen größeren Platzbedarf erfordert, kann die Schalttastatur 8 leicht an eine andere Stelle der Grundplatte 6 verschoben werden oder aber von der Grundplatte 6 abgehoben werden. In diesem Fall, also dann, wenn ein besonders großer Platzbedarf für das Nähgut erforderlich ist, kann die Schalttastatur 8 auch ganz weggenommen werden und der Schaltvorgang von der Schalttastatur 7, die ortsfest am Maschinenkörper 2 angeordnet ist, ausgelöst werden. Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde und wie insbesondere aus Fig. 2 bis 4 hervorgeht, ist die Schalttastatur 7 bzw. 8 etwa streifenförmig ausgebildet, wobei die Höhe h der Schalttastatur 7 bzw. 8 wesentlich kleiner ist als die Länge 1 der Tastatur oder deren Breite b. Tatsächlich beträgt die Höhe der Schalttastatur 7 bzw. 8 nur einige Millimeter.
• Aufgrund der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist es nunmehr für die Bedienungsperson möglich, sich ganz auf den eigentlichen Bearbeitungsvorgang zu konzentrieren, so daß jegliche Ablenkung durch die Bedienung von an verschiedenen Orten angeordneten Hebeln entfällt. Es genügt ein leichtes Berühren oder Streifen der einzelnen Tasten der Schalttastaturen beispielsweise mit dem kleinen Finger, wobei die übrigen Finger der Betätigungshand weiterhin das Nähgut führen und ausrichten können. Gleichzeitig hat die Bedienungsperson eine genaue Kontrolle aufgrnnd des Aufleuchtens der Leuchtanzeigen (Leuchtdioden) über den ausgelösten Funktionsablauf. Schließlich wird aufgrund der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung die Einarbeitungszeit der Bedienungsperson wesentlich erleichtert, wie auch Schaltfehler während der Bearbeitung praktisch ausgeschlossen sind. Versuche haben ergeben, daß diese Art des Schaltens keinerlei Aufenthalte erfordert und sich am besten in den Bewegungsablauf auch der tätigen Hand einfügt. Das gilt natürlich nicht nur für Nähmaschinen, sondern auch für andere Nähereimaschinen, wie beispielsweise Nähaggregate oder Bügelmaschinen. Bei derartigen Maschinen ist eine Schaltleiste angebracht, die mit dem Fuß betätigt werden muß. Befindet sich nun die Bedienungsperson beim Einlegen bzw. Ausrichten des Nähguts in einer von der Schaltleiste entfernten Position, so bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, die Schaltleiste mit dem Fuß zu betätigen. Auch hier schafft die erfindungsgemäße Schalteinrichtung wirkungsvoll Abhilfe, insbesondere auch dadurch, daß wenigstens eine der beiden Schalttastaturen verschiebbar ist und so an den jeweiligen Standort der Bedienungsperson verlagert werden kann.

Claims (12)

ANSPRifCHE

1. Elektronische Schalteinrichtung zum willkErlichen Ein- und Ausschalten von Stromkreisen zur Auslösung bzw. Beendigung von bestimmten oder sämtlichen Funktionen und Funktionsabläufen bei industriellen Nähereimaschinen, wie Nähmaschinen, Nähaggregaten, BUgelmaschinen bzw. -geräten oder dergleichen, durch die die Maschine bedienende Person, dadurch gekennzeichnet, daß im Griffbereich der Bedienungsperson wenigstens eine manuell, vorzugsweise mit einem Finger, betätigbare Schalttastatur (7 bzw. 8) mit mehreren, der jeweiligen Funktion zugeordneten Tasten (lo, lo', wo", bzw. 22, 22') angeordnet ist, die über integrierte Schaltkreise (IC-Bausteine 19) und Verstärker (20) mit einem Steuerkasten (21) in elektrischer Verbindung steht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schalttastaturen (7, 8) vorgesehen sind, die zur wahl- und wechselweisen Bedienung parallel zueinander geschaltet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Schalttastatur (7) ortsfest am Maschinenkörper (2) angebracht ist, während die andere Tastatur (8) frei verschiebbar auf der das Nähgut aufnehmenden Unterlage (6) aufliegt.

i. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die frei verschiebbare Tastatur (8) an ihrer Unterseite einen Haftmagneten oder dergleichen tragt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schalttastatur bzw. -tastaturen (7, 8) als Berührungsschalter, bei dem das Schließen des Stromkreises durch gleichzeitige manuelle Berührung der Tastkontakte (10, 11 bzw. 10', 11') aufgrund des dadurch verringerten Widerstand des erfolgt, ausgebildet ist bzw. sind.

6. Einrichtung, nach einet der Ansprüche 1 - 5s dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (10, 10', 10'' bzw.

22, 22') der schalttastaturen (7,8) in einer Reihe ausgerichtet sind.

7. Einrichtung nach einem der Anspruche t - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalttastaturen (7,8) band-- oder streifenförmig ausgebildet sind, derart, daß die Höhe (h) der Tastatur (7, 8) um ein Vielfaches kleiner ist als deren Breite gb) und Länge (1).

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (9) der Schalttastatur (7,8) muldenförmige Vertiefungen (14) zur Aufnahme der gegenüber der Oberfläche des Grundkörpers (9) zurückgesetzten Tastkontakte (11, 12 bzw. 11', 12') besitzt.

9. Einrichtung nach einem der Anspruche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Tasten (lo, 10', 10'') der Schalttastaturen (7,8) Leuchtdioden (16) zur Anzeige der jeweils ausgelösten Funktion zugeordnet sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (10, lo', lo' s) bzw.

Tastkontakte (11, 12 bzw. 11' 12') der Schalttastaturen (7,8) fingergerecht gestaltet sind.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasten (lo, 10', 10'') bzw Tastkontakte (11, 12 bzw. 11', 12') plan, konkav oder konvex ausgebildet sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils benachbarten Tasten (10, lo', 10'') der Schalttastatur (7,8) ein ein gleichzeitiges Berühren zweier oder mehrerer Tasten (10, 10', 10'') mit einem Finger ausschließender Abstand besteht.

L e e r s e i t e