DE2734404A1

DE2734404A1 - Naehmaschine

Info

Publication number: DE2734404A1
Application number: DE19772734404
Authority: DE
Inventors: Hachiro Makabe; Hideaki Takenoya
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 1976-07-30
Filing date: 1977-07-29
Publication date: 1978-02-02
Also published as: JPS5317461A; JPS6254517B2; US4141305A; DE2734404C2

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Or. E. Asomar.n · Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-lng. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

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Case P-52715-^92

Janome Sewing Machine Company Limited, Tokyo / Japan Nähmaschine

Sie Erfindung betrifft eine Nähmaschine mit einer elektronischen Steuerung zum Steuern der die Nähstiche ausbildenden Einrichtungen der Nähmaschine und zum Indern der relativen Lage der Nadel und des zu nähenden Materials, um dadurch Nähstichauster auf dem Nähmaterial auszubilden. Die elektronische Steuerung enthalt eine logische Schaltung, die ein Nähstichsteuersignal ismer dann liefert, wenn sie pro Umdrehung der Nähmaschine ein Signal empfängt. Eine derartige logische Steuerung kann eine Vielzahl τόη Informationen zum Steuern und zum Erzeugen verschiedener Arten von Nahstichmustern speichern und kann somit leicht an einem beschränkten Platz der Nähmaschine eingebaut werden.

Demgegenüber sind herkömmliche Nähmaschinen im allgemeinen mit einer mechanischen Informationsspeichereinrichtung, beispielsweise mit Musternockenscheiben und Nockenstoßeln ausgerüstet, um die die Nähstiche ausbildenden Einrichtungen zur Ausbildung von Nahstichmustern zu steuern. Bei den bekannten Nähmaschinen müssen daher sehr viele Musternockenscheiben vorgesehen sein,

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um viele Nähstichmuster auszubilden, während der in der Nähmaschine zur Verfügung stehende Platz zur Aufnahme einer derartigen Anzahl von Musternockenscheiben beschränkt ist und gleichfalls das Gewicht der Nähmaschine erhöht wird. Die Musternockenscheiben und Nockenstößel als Muster erzeugende Einrichtung können durch ein Magnetband ersetzt werden, das die erforderliche Anzahl von Nähstichsteuersignalen speichert. Um die Signale von einem derartigen Magnetband auszulesen, ist jedoch eine getrennte und platzraubende Antriebseinrichtung erforderlich. In jedem Fall können herkömmliche Nähmaschinen, was ihren Aufbau sowie ihre Arbeitsweise zum Ausbilden von Nähstichmustern verschiedenen Typs anbetrifft, noch verbessert werden.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die Mängel und Unzulänglichkeiten der bekannten Nähmaschinen beseitigt werden. Ziel der Erfindung ist nämlich eine Nähmaschine mit einer elektronischen logischen Schaltung zur Steuerung der Ausbildung verschiedener Nähstiche durch die Nähmaschine.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine elektronische logische Schaltung mit kleinen Abmessungen, die eine Vielzahl von Informationen zum Steuern der Ausbildung der Nähstiche steuern kann.

Durch die Erfindung soll weiterhin eine elektronische Einrichtung geliefert werden, die leicht und genau arbeitet, um die Nähstichmuster auszubilden. Weiterhin ist eine elektronische Steuereinrichtung Ziel der Erfindung, die klein und kompakt ist, so daß sie in einem begrenzten Baum der Nähmaschine aufgenommen werden kann.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert:

Figur 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

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Figur 2 zeigt eine Nähmaschine mit Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäß vorgesehenen Hauptbauteile·

Figur 3 zeigt eine Tabelle verschlüsselter Daten für die erfindungsgemäß vorgesehene logische Schaltung.

Figur 4, 5 und 6 zeigen Veitch-Tabellen jeweils gemäß der vorliegenden Erfindung.

Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß vorgesehenen logischen Schaltung.

Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß vorgesehenen elektronischen Steuerschaltung.

In Figur 1 ist der Grundaufbau eines Ausführungebeispiels der Erfindung dargestellt, wobei mit20 ein Impulsgenerator, mit 30 eine Nähstichmusterwähleinrichtung, mit 100 eine logische Schaltung und mit 40 ein Antrieb der Nähmaschine bezeichnet sind. Die logische Schaltung ist so aufgebaut, daß sie auf zu nähende gewählte Nähstichmuster anspricht und Nähstichsteuersignale dem Antrieb immer dann liefert, wenn die logische Schaltung von der Musterwähleinrichtung und vom Impulsgenerator Signale empfängt, der synchron mit der Drehung der Nähmaschine arbeitet.

In Figur 2 ist mit 1 ein Maschinengehäuse bezeichnet. Mit 2 und 2' sind elektromechanische Verbindungseinrichtungen zum Steuern der Amplitude der Schwingbewegung der Nadel und der Stärke des Stoffvorschubs jeweils bezeichnet. Diese elektromechanischen Verbindungseinrichtungen bilden den Antrieb 40 in Figur 1. Das Ausgangssignal der Verbindungseinrichtung 2 wird über eine Übertragungsstange 3 auf den NadelStangenhalter 4 übertragen, der durch eine Torsionsfeder 5 in eine Richtung vorgespannt ist und in seitliche Richtung schwingen kann, während die Nadelstange in Halter 4 durch die Hauptwelle 13 der Nähmaschine vertikal hin- und herbewegt wird. Das Ausgangssignal der Verbindungsein-

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richtung 2¹ wird auf eine nicht dargestellte allgemein bekannte Einrichtung zum Einstellen des Vorschubs übertragen, um die Arbeitsweise des nicht dargestellten Transporteurs zu steuern.

Da die Steuereinrichtung 2, 2' für die Nadel und für den Vorschub den gleichen Aufbau haben, wird nur eine dieser Einrichtungen, nämlich die Steuereinrichtung 2 für die Nadel, im einzelnen beschrieben. Wie es in Figur 2 dargestellt ist, ist ein . Träger 6 fest am Maschinengehäuse 1 angebracht. Am Träger ist eine die Nadel in Stellung bringende Nockenscheibe 11 drehbar angebracht. Die Nockenscheibe 11 wird durch einen elektromagnetischen Treiber 9 gedreht, dessen mittlere Drehachse mit einem Zahnrad 10 versehen ist, das in die Nockenscheibe 11 eingreift, um diese zu drehen. Die die Nadel in Stellung bringende Nockenscheibe 11 steht mit einem Nockenstößel 12' eines U-förmigen Stößelelementes 12 in Eingriff, das mit einem Ende der Übertragungsstange 3 verbunden ist, die unter dem Einfluß der Torsionsfeder 5 steht. Eine Freigabenockenscheibe 8 ist gleichfalls drehbar am Träger 6 und koaxial zur die Nadel in Stellung bringenden Nockenscheibe 11 angeordnet und wird durch die Hauptwelle 13 der Nähmaschine gedreht. Die* Freigabenockenscheibe steht mit einem anderen Nockenstößel 12" des Stößelelementes 12 in Eingriff und arbeitet so, daß sie den Nockenstößel 12' des Stößelelementes 12 von der die Nadel in Stellung bringenden Nockenscheibe 11 freigibt, wenn der elektromagnetische Treiber 9 ein Signal, die die Nadel in Stellung bringende Nockenscheibe 11 zu drehen, empfängt. Venn der Nockenstößel 12" eine der Aussparungen der Freigabenockenscheibe 8 erfaßt, empfängt der elektromagnetische Treiber 9 keine Signale. Daher wird die die Nadel in Stellung bringende Nockenscheibe 11 nicht weiter gedreht und ist die Nadelstellung durch die Nockenscheibe 11 festgelegt.

Mit 200 ist der Impulsgenerator 20 in Figur 1 bezeichnet, der aus einem Hall-Generator in Form einer integrierten Schaltung 201, die fest am Maschinengehäuse 1 angebracht ist, einem Permanentmagneten 202, der dem Hall-Generator gegenüber fest angebracht

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ist und aus einem Abschirmelement aufgebaut ist, das an der Hauptwelle 13 angebracht ist, so daß es sich mit dieser Welle dreht und zwei im Abstand voneinander angeordnete Abschirmsegmente 203, 204 aufweist. Das Segment 203 wird zwischen dem Hall-Generator 201 und dem Permanentmagneten 202 gedreht und das Segment 204 wird neben dem Permanentmagneten 202 in der dargestellten Weise gedreht. Wenn das Abschirmsegment 203 sich zwischen dem Hall-Generator 201 und dem Permanentmagneten 202 während der Drehung des Abschirmelementes befindet, liefert der Hall-Generator kein Ausgangssignal. Wenn das Abschirmsegment 203 aus dem Zwischenraum zwischen dem Hall-Generator und dem Permanentmagneten herauswandert, liefert der Hall-Generator ein Signal in Form einer symmetrischen Rechteckwelle. Der Hall-Generator erzeugt nämlich ein Signal pro Umdrehung der Hauptwelle.

Hit 301 bis 303 sind Druckknopfschalter zum Auswählen der zu nähenden Nähstichmuster bezeichnet, die die Hauptbauteile der Musterwähleinrichtung 30 von Figur 1 bilden. Mit 14 ist ein Steuerkasten bezeichnet, in dem die logische Schaltung 100 und die Betriebsschaltung 400 für den Antrieb 40 angeordnet sind.

Im folgenden werden die Einrichtung 30 zum Auswählen des Nahstichmusters und die logische Schaltung 100 im einzelnen näher beschrieben, wobei jedoch zunächst darauf hingewiesen sei, daß die Nähmaschine mit Nähstichmusterdaten für fünf Arten von Nähstichmustern, nämlich das Grund-Zick-Zack-Muster, das Dreipunkt-Zick-Zack-Muster, für die Ausführung von Blindstichen, für die Ausführung von Nähstichen in Vorwärtsrichtung für ein Knopfloch und für die Ausführung von Nähstichen in Rückwärtsrichtung für ein Knopfloch versehen ist, wie es in Figur 3 dargestellt ist, die durch die jeweiligen fünf Druckknopfschalter 301 bis 305 ausgewählt werden können.

Wenn, wie es in Figur 3 dargestellt ist, die Bite Nr. 4, 5 und 6 der binär codierten Zahlen den Koordinaten der Nadelstellung entsprechen, sind die Koordinaten der Nadelstellung durch die darge-

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stellten Binärzahlen bestimmt. Sie Koordinate O am linken Ende der NadelSchwingbewegung ist nämlich durch die Binärzahl 0 0 0 bestimmt und die Koordinate 6 am rechten Ende ist durch die Binärzahl 110 bestimmt..Die Bits Nr. I₁ 2 und 3 werden zum Auswählen von Mustern verwandt» wenn die Musterwählschalter 301 bis 305 betätigt werden. Die Bits Nr. 1, 2 und 3 dienen auch dazu, bestimmte Nähstiche wiederholt zu nähen, nachdem die vorhergehenden Nähstiche in einem gewählten Muster ausgebildet worden sind. Dadurch können Nähstichmuster ausgeführt werden, die niemals durch die üblicherweise verwandten Musternockenscheiben erhalten werden können. Die Bits Nr. 7 und Nr. 8 dienen dazu, eine wiederholte Verwendung desselben Codes in einem Muster zu vermeiden, bei dem eine Wiederholung derselben Nadelstellungskoordinate mehr als zweimal erforderlich ist.

Der Zeitpunkt η und der Zeitpunkt n+1 der Binärzahlen sind in derselben Zeile angegeben. Die Signale für den vorhergehenden und den folgenden Nähstich sind nämlich jeweils in derselben Zeile wiedergegeben und die Nähstichsignale des Zeitpunktes n+1 sind in der nächsten Zeile beim Zeitpunkt η wiederholt angeordnet. Die Dezimalzahlen entsprechen den Binärzahlen des Zeitpunktes η jeweils. Die Zahlentafel 1 bis JA wird dazu verwandt, die Tabelle 3 leichter zu übersehen. Was die Wiederholung von Näh-Btichen, beispielsweise der Dreipunkt-Zick-Zack-Nähstiche anbetrifft, so muß jeder Stich vom Tabellenwert Nr. 6 auf dem Tabellenwert Nr. 3 zurückkehren, nachdem die Stiche über die Tabellenwerte 3 bis 5 ausgeführt sind. Was jedoch die Nähstiche in Vorwärtsrichtung eines Knopfloches anbetrifft, so werden die Verriegelungsstiche der Nadelstellungskoordinaten 0 und 6 wiederholt in einer bestimmten Anzahl ausgebildet und werden anschliessend die Steppstiche auf der linken Seite der Nadelstellungskoordinaten 0 und 2 wiederholt in der gewünschten Anzahl entsprechend der Größe des Knopfloches ausgebildet. Die Nähstiche erreichen daher vom Tabellenwert 16 den Tabellenwert 25 und der nächste Nahstich muß zum Tabellenwert 24- zurückkehren, woraufhin die Tabellenwerte 24 und 25 wiederholt werden müssen. Was die Nähstiche

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in Bückwärtsrichtung des Knopfloches anbetrifft, so werden die Nähstiche der Nadelstellungskoordinaten in Figur 3 durch einen Vorschub in Rückwärtsrichtung begleitet und gehen von unten nach oben mit fortschreitenden aufeinanderfolgenden Tabellenzahlen, wie es in Figur 3 dargestellt ist.

Venn die in Figur 3 dargestellten binär codierten Zahlen durch die logische Schaltung mit J-K-Flip-Flop-Schaltungen ausgeführt werden, ist die folgende mathematische Aussage notwendig, um das Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung zu beschreiben. Wie es in Figur 3 dargestellt ist, sind acht Flip-Flop-Schaltungen mit den Buchstaben A bis H bezeichnet, wenn diese Flip-Flop-Schaltungen gesetzt sind, d.h. wenn die Ausgangsklemmen Q dieser Flip-Flop-Schaltungen an der wahren Seite den logischen Wert 1 haben. Die Flip-Flop-Schaltungen sind andererseits mit Ä bis H bezeichnet, wenn sie rückgesetzt sind, d.h. wenn die Ausgangsklemmen Q der Flip-Flop-Schaltungen an der wahren Seite den logischen Wert O haben.

Die Dezimalzahlen sind O bis 240, ihre Gesamtanzahl beträgt 34-· Die in Figur 3 nicht angegebenen oder ausgelassenen Binärzahlen sind in den Ausdrucken der binär codierten Zahlen verboten, die aus Kombinationen von Variablen gebildet sind, wie es im folgenden beschrieben wird. Das dient dazu, die charakteristischen Gleichungen zu vereinfachen, die im folgenden angegeben werden und gleichfalls den Aufbau der erfindungsgemäß vorgesehenen logischen Schaltung zu vereinfachen.

Jede der Dezimalzahlen 0 bis 240 einschließlich der übersprunge-

nen oder verbotenen Zahlen kann durch die Binärzahlen 2 ■ 256 aus Kombinationen der Buchstaben A bis H und A" bis B ausgedruckt werden. Diese Buchstaben A bis H und I bis H dürfen jedoch niemals gleichzeitig kombiniert werden und auch dieselben Buchstaben dürfen niemals gleichzeitig kombiniert werden. Diese binär codierten Zahlen können in einer Tabelle angeordnet werden, die allgemein als Veitch-Tabelle bekannt ist und in Figur 4 darge-

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stellt ist. Die binär codierten Dezimalziffern 1 bis 256 in der Tabelle stehen in Beziehung zu einem der Buchstaben A bis H, die an der Außenseite der Tabelle angeordnet sind. Wenn nämlich der Buchstabe F zu den binär codierten Dezimalziffern in den ersten acht Zeilen in Beziehung steht, wie es beispielsweise dargestellt ist, sind diese binär codierten Dezimalziffern so angeordnet, daß in den vorbestimmten Dezimalzahlen des Flip-Plop F im Bit Nr. 6 in Figur 3 eine 1 erscheint. Die binär codierten Dezimalziffern, die nicht zu F in Beziehung stehen, sind so angeordnet, daß in denselben Zeilen des Bit Nr. 6 in Figur 3 eine O steht. In derselben Weise sind die einzelnen codierten Zahlen im Bezug auf die Buchstaben F bis H in der dezimalen Numerierung einschließlich der oben erwähnten verbotenen Codezahlen in Figur 4· angeordnet. Figur 5 zeigt eine Tabelle, in der alle Codezahlen außer den 34 Dezimalzahlen in Figur 3 entfernt sind.

Wenn eine charakteristische Gleichung mittels der allgemein bekannten Bool'sehen Algebra gefunden werden soll, um die Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltungen A bis H zum Zeitpunkt n+1 mit Hilfe der Funktionen dieser Flip-Flops zum Zeitpunkt η auszudrücken, kann beispielsweise das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung A zum Zeitpunkt n+1 durch Aⁿ ausgedrückt werden, und kann die Bedingung, daß A gleich 1 wird, über den Zustand der Flip-Flop-Schaltung A zum Zeitpunkt η gefunden werden. Wenn nämlich die Codeelemente der Codezahlen, die zum Zeitpunkt n+1 und in den Dezimalzeilen von A in Figur 3 eine 1 enthalten, Poolvariablen A bis H und X bis H sind, wird die gesuchte Bedingung die Funktion sein, die durch die Tabellenaddition der Poolvariablen nach ihrer Multiplikation erhalten wird, nämlich:

Aⁿ⁺¹ - /ABCDEFGH + ABCDEFGH + ABCDEPGH + ABCDEPGH +

ABCDEPGH + ABCDEFGH + ABCDEPGH + ABCDEPGH +

ABcDEPGH + ABCEEFGH + ABCDEPGH + ABCDEPGH +

abcBefgh + abCdePGh + abCBEFgh + abCdefgB +

ABCDEFGH + ABCDEFGH + ABCDEFGH7ⁿ

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-»- 2734A0A

Um die Gleichung (1) zu vereinfachen, ist die Tabelle in Figur 6 vorgesehen, bei der die Zahl 1 für die Binärzahlen in Figur 5 verwandt ist, die in der Gleichung (1) benutzt wurden und wo eine Leerstelle für die.Binärzahlen verwandt wird, die nicht in dieser Gleichung benutzt wurden. Aus Figur 6 ist ersichtlich, daß die Gleichung 1 Aⁿ in alle Bereiche einbezogen ist, die durch stärkere Linien eingeschlossen sind. Das kann mittels der Bool'sehen Algebra in Form einer vereinfachten Gleichung mit der geringsten Anzahl möglicher Variablen einschließlich der Bool'sehen Variablen A und I ausgedrückt werden. Alle durch stärkere Linien eingeschlossenen Bereiche liegen in Α-Zeilen und enthalten keine Leerstellen. Da in Figur 6 I oder 1-0 nicht auftritt, ist schließlich

Aⁿ*¹ - Aⁿ (2).

Die Gleichung 1 weist eine Anzahl von Ausdrücken auf, die alle einen sehr umfangreichen Aufbau haben. Eine Steuerschaltung zum Steuern derartiger Kombinationen von Elementen benötigt daher viele Bauteile, die zu einem komplizierten Aufbau der Schaltung führen werden. Die vereinfachte Gleichung 2 besteht jedoch aus einem Ausdruck mit einer Variablen, so daß nach dieser Gleichung mittels einer Steuerschaltung mit einfachem Aufbau gesteuert werden kann.

In derselben Weise können vereinfachte Gleichungen bezüglich der Flip-Flop-Schaltungen B bis H erhalten werden, die lauten:

Bⁿ⁺¹ - Bⁿ

Cⁿ⁺¹ - (C(F₊EG₊BGH₊IEG) ₊ C(F₊AEGH₊IEGH)J¹¹ Dⁿ⁺'¹ - [D(AEG₊ACe₊ES₊CEGH₊BFGH) + 15(AEG₊HF₊ACE₊BCGS₊CEgH)I¹¹ E⁰⁺¹ - (E(FS₊BCD) + E(BP₊DB₊AC₊CGh₊BCD)) ⁿ

F⁰⁺¹ » (IBCGB)¹¹

Gⁿ⁺¹ - (G(EP₊PS₊AE) + G(DEPH₊IEh₊DEPS)) ⁿ

Hⁿ⁺¹ - (h(AE₊BCD) + B(BCE₊IEPG₊EPG₊ACePG₊BCD₊IB)]¹¹

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Was die vereinfachten Gleichungen anbetrifft, so werden die J-K-Flip-Flop-Schaltungen A bis H dazu verwandt, die Ausgangssignale auf der linken Seite der Gleichungen aus den Eingangssignalen auf der rechten Seite der Gleichungen zu bilden. Vorausgesetzt, daß die Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltungen zum Zeitpunkt η gleich Qⁿ sind und an der Triggerklemme Cp irgendeiner der Flip-Flop-Schaltungen in Figur 7 ein Taktimpuls zum Zeitpunkt n+1 liegt, bleibt das Ausgangssignal Qⁿ der Ausgangsklemme Q unverändert gleich dem, wie es zum Zeitpunkt η war, wenn die Klemmen J und K zum Zeitpunkt des Anlegens des Taktimpulses die logischen Werte 0,0 jeweils haben, kommt die Ausgangsklemme Q auf den Wert 0, wenn die Klemmen J,K zum Zeitpunkt des Anlegens des Taktimpulses jeweils auf den Werten 0,1 liegen und kommt die Ausgangsklemme Q auf den Wert 1, wenn die Klemmen J und K zum Zeitpunkt des Anlegens des Taktimpulses jeweils die Werte 1 und 0 haben. Sie Ausgangsklemme Q kommt auf den Wert Qⁿ, wenn die Klemmen J, K zum Zeitpunkt des Anlegens des Taktimpulses jeweils auf den Werten 1,1 liegen, d.h., daß das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung zu diesem Zeitpunkt umgekehrt wird. Alle diese Bedingungen können durch die Bool'sche Funktion,· nämlich durch die Gleichung Qⁿ⁺¹ - (KQ+JQ)ⁿ ausgedrückt werden. Wenn K und J durch die logischen Werte 0,1 in der Gleichung ersetzt werden, wird die rechte Seite gleich (Q+Q)ⁿ und wird die Summe aus Q und dem komplementären Wert Q gleich 1 entsprechend dem Bool'sehen Axiom. In dieser Weise kann die Gleichung Q^n+/1 » (KQ+JQ)ⁿ erfüllt werden.

Wenn die Werte J, K aus der Gleichung Qⁿ⁺¹ - (KQ+jQ)ⁿ durch Ersetzen von Q und des komplementären Wertes Q durch A bis H und die komplementären Werte I bis H ermittelt werden sollen, können die Eingangssignale J^, K^ der Flip-Flop-Schaltung A beispielsweise aus dem Vergleich zwischen der Gleichung Aⁿ « (KA+Jl)ⁿ und der Gleichung 2 Aⁿ - Aⁿ erhalten werden, wobei die den Buchstaben J und K als Index angeführten Buchstaben A bis H den jeweiligen Flip-Flop-Schaltungen entsprechen. Es ist nämlich K.«1 und die Komplemente der beiden Seiten sind Ka-O und

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da die Gleichung 2 Aⁿ - Aⁿ keinen Ausdruck von Ä" enthält, kann J.-O erhalten werden. In derselben Weise können die Werte J_n bis

η+Ί J„ und K_ß bis Kg erhalten werden. Aus der Gleichung C kann K . (F+EG+BGH+ÄEG) ermittelt werden und die Komplemente der beiden Seiten sind K_C«(F+EG+BGB+ÄE&") - P(E₊G) (B+G+H)(A+E+G) entsprechend dem Axiom von De Morgan. Folglich können die folgenden Funktionen erhalten werden:

J_A - ο. κ_Λ « o J_B - o, k_b « o*

J₀ β F₊AaSH₊ASGH

* F( B₊G) (B₊G₊H) ( A+B-tG)

Jg « BH+DH+AC^CGE+BCD »_B- (F+H) Jp « ABCG,

(B₊F)(F₊B)(X₊B)

BCS₊AIFC₊BFG (A₊S)(B₊C₊D)

Figur 7 zeigt eine elektrische Schaltung, die so ausgebildet ist, daß sie die Funktionen von J. bis J_u und K- bis K₁, erfüllt.

A H A π

Da in dieser Schaltung die Klemmen J_A, K., J_ß und K_ß der Flip-Flop-Schaltungen A bis H wie oben erwähnt zu jedem Zeitpunkt den logischen Wert 0 haben, liegen diese Klemmen an Hasse. Die Buchstaben A und B, die als Index den Buchstaben J und K zugesetzt sind, geben die entsprechenden Flip-Flop-Schaltungen an. Die

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Klemme Κ_ρ liegt immer auf dem logischen Wert 1 und ist mit einer Steuergleichspannungsquelle Vcc verbunden. Was das NAND-Glied NAND(J₀) anbetrifft, so empfängt beispielsweise die erste Eingangsklemme dieses Verknüpfungsgliedes eine Größe P von der Ausgangsklemme Q der komplementären Seite der Flip-Flop-Schaltung F. Die Klemmen auf der Eingangsseite des NAND-Gliedes NAND(AEGH) empfangen Daten A, E, G, H jeweils von den Ausgangsklemmen Q auf der wahren Seite der Flip-Flop-Schaltungen A, E, G, H, um das Komplement TESE der Multiplikation AEGH der Bool'sehen Variablen A, E, G, H an die zweite Eingangsklemme des NAND-Gliedes NAND(J₀) zu legen. Die Klemmen auf der Eingangsseite des NAND-Gliedes NAND(IEGH) empfangen die Daten I, E jeweils von den Ausgangsklemmen Q auf der komplementären Seite der Flip-Flop-Schaltungen A, E und gleichfalls die Daten G, H jeweils von den Ausgangsklemmen Q auf der wahren Seite der Flip-Flop-Schaltungen G, H, um das Komplement ÄEGH der Multiplikation ]LEGH der Bool'sehen Variablen I, E, G, H an die dritte Eingangsklemme des NAND-Gliedes NAND(J₀) zu legen. Die Ausgangsklemme J_c des NAND-Gliedes NAND(J₀) liefert somit das Ausgangssignal F+AEGH+äEGH, das der komplementäre Wert der Multiplikation P(AEGH)(I[EGH) der Bool'sehen Variablen ist.

In der gleichen Weise sind die Eingangsklemmen der NAND-Glieder» die durch die Multiplikationen der Buchstaben A bis H und Ä bis H wiedergegeben sind, mit den Ausgangsklemmen der Flip-Flop-Schaltungen der gleichen Buchstaben A bis H verbunden. Die Eingangsklemmen des NAND-Gliedes DD sind beispielsweise jeweils mit den Ausgangsklemmen Q, Q der Flip-Flop-Schaltung D verbunden. In derselben Weise sind die Eingangskiemmen der NOR-Glieder, die durch die Additionen der Buchstaben A bis H und Ä" bis H dargestellt sind, mit den Ausgangsklemmen der Flip-Flop-Schaltungen der entsprechenden Buchstaben A bis H verbunden. Die NAND-Glieder oder die NOE-Glieder, bei denen an die Buchstaben J oder K die Buchstaben C, D, E, G und H als Index zugefügt sind, stehen mit ihren Ausgangsklemmen mit den Ausgangski emmen J oder K der Flip-Flop-Schaltung des entsprechenden Buchstabens C,D,E,G und H

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in Verbindung. Die NAND-Glieder NAND(K₀), NAND(Kp) stehen mit ihren Ausgangsklemmen mit den Eingängen K der Flip-Flop-Schaltungen C, D jeweils über entsprechende Inverter IN 1 und IN 2 in Verbindung.

Die NAND-Glieder oder die NOR-Glieder, die mit den Eingangsklemmen J oder K der Flip-Flop-Schaltungen A bis H verbunden sind, sind so angeordnet, daß sie die im vorhergehenden bezüglich J. bis Jjj und K^ bis K_fi gesuchten Ausgangswerte zeigen. Die Flip-Flop-Schaltung F liegt mit einer Klemme J am Ausgang des NAND-Gliedes NAND(JBcG) über einen Inverter. Wie es in Figur 7 dargestellt ist, sind die Eingangsklemmen J, K jeder der Flip-Flop-Schaltungen A bis H jeweils so geschaltet, daß sie eine Kombination der Daten von einer oder mehreren anderen Flip-Flop-Schaltungen empfangen oder liegen die Eingangsklemmenfest an Masse oder an der Steuerspannungsquelle Vcc. Bei einer derartigen Anordnung der Flip-Flop-Schaltungen ist das Ausgangssignal einer Flip-Flop-Schaltung zum Zeitpunkt n+1 durch die Informationen zum Zeitpunkt η der anderen Flip-Flop-Schaltungen bestimmt.

In Figur 7 ist mit CP eine Taktimpulsklemme der logischen Schaltung zur Aufnahme eines Taktimpulses bezeichnet, wie es später beschrieben wird, die mit den Triggerklemmen C der Flip-Flop-Schaltungen A bis H verbunden ist. Hit SP ist eine Setzimpulsklemme zur Aufnahme eines Setzimpulssignals bezeichnet, wie es später beschrieben wird, die mit einer der Eingangsklemmen der NAND-Glieder NAND(PS.A) bis NAND(PS.H) und NAND(PC.A) bis NAND(PC.H) verbunden ist. Mit SA bis SH sind Setzdatenklemmen bezeichnet, von denen die Klemmen SA, SB und SC Musterwählsignale empfangen, während die anderen Klemmen SD bis SH an Masse liegen, wie es in Figur 8 dargestellt ist. Die Setzdatenklemmen SA bis SH sind jeweils mit den anderen Eingangsklemmen der NAND-Glieder NAND(PS.A) bis NAND(PS.H) verbunden und liegen gleichfalls jeweils an den anderen Eingangsklemmen der NAND-Glieder FAND(PC.A) bis NAND(PC.H) über jeweilige Inverter INA bis INH. Die Ausgangssignale der NAND-Glieder NAND(PS.A) bis NAND(PS.H)

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liegen jeweils an den Setzklemmen PS der jeweiligen Flip-Flop-Schaltungen A bis H, so daß an der abfallenden Flanke des an den Setzklemmen PS liegenden Signals ein logischer Wert 1 an den Ausgangsklemmen Q der wahren Seite dieser Flip-Flop-Schaltungen gesetzt wird. Die Ausgangsklemmen der NAND-Glieder NAND(PC.A) bis NAND(PC.H) sind jeweils mit den Lösch- oder Rücksetzklemmen PC der jeweiligen Flip-Flop-Schaltungen A bis H verbunden, so daß an der abfallenden Flanke des an den Rücksetzklemmen PC liegenden Signals ein logischer Wert 0 an den Ausgangsklemmen Q der wahren Seite dieser Flip-Flop-Schaltungen rückgesetzt wird. Mit OUT 1, OUT 2, OUT 3 sind Ausgangsklemmen der logischen Schaltung bezeichnet, die, wie bereits erwähnt, jeweils mit den Ausgangsklemmen Q der wahren Seite der jeweiligen Flip-Flop-Schaltungen D, E, F verbunden sind und die Eingänge eines Digitalanalogwandlers 401 bilden, der einen Bestandteil der Betriebsschaltung 400 darstellt.

Im folgenden wird die elektrische Steuerschaltung in Figur 8 erläutert. Mit 30 ist eine Musterwähleinrichtung bezeichnet, bei der die Musterwählschalter 301 bis 305 mit dem einen Ende an Masse liegen und mit dem anderen Ende mit der Gleichspannungsquelle Vcc über Widerstände R^. bis R₁- jeweils verbunden sind. Die Musterwählschalter 301 bis 305 sind gleichfalls jeweils an diesem Ende mit den jeweiligen Eingangsklemmen des NAND-Gliedes 306 verbunden, dessen Ausgang mit der Eingangsklemme B einer monostabilen Multivibratorschaltung 311 verbunden ist. Die monostabile Multivibratorschaltung 311 liefert ein Ausgangssignal mit dem logischen Wert 1 von der Ausgangsklemme Q auf der wahren Seite immer dann, wenn sie ein Impulssignal empfängt. Die monostabilen Multivibratorschaltungen 311» 202 bilden jeweils Bauelemente, die auf dem Markt käuflich erhältlich sind und die jeweiligen Eingangsklemmen A sind gemeinsam mit dem umgekehrten Massepotential verbunden, wie es in Figur 8 dargestellt ist, um ein spezielles Ziel der Erfindung zu erreichen.

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Die Musterwählschalter 301 bis 305 stehen über NAND-Glieder 307, 308 und 309 mit den Eingangsklemmen D^, D₂, D, einer Sperrschaltung in der dargestellten Weise in Verbindung, um die Signale der jeweiligen Schalter.in drei Bits zu verschlüsseln. Die Sperrschaltung 310 weist eine Triggerklemme CP auf, die mit der Ausgangsklemme auf der wahren Seite des monostabilen Multivibrators 311 verbunden ist. An der abfallenden Flanke des Signals am Ausgang Q der wahren Seite werden die Signale an den Eingängen D^, Dp, D, der Sperrschaltung 310 umgekehrt und an die Ausgänge ?L, $2' ^3 ß^ekl^emmt, so daß sie an den Setzdatenklemmen SA, SB und SC der logischen Schaltung 100 liegen, die andere an Masse liegende Setzdatenklemmen SD bis SH aufweist.

Mit 20 ist ein Impulsgenerator bezeichnet, bei dem die Ausgangsklemme des Hall-Generators 201 mit der Eingangsklemme B der monostabilen Multivibratorschaltung 202 verbunden ist, deren Ausgangsklemme Q an der Triggerklemme CP der J-K-Flip-Flop-Schaltung

203 und gleichfalls an einer der Eingangsklemmen des UND-Gliedes

204 und des UND-Gliedes 205 liegt. -Die Klemme J der Flip-Flop-Schaltung 203 liegt an Masse und ihre Klemme K sowie die Rücksetzklemme PC liegen an der Spannungsquelle Vcc. Die Setzklemme PS der Flip-Flop-Schaltung 203 ist mit der komplementären Ausgangsklemme Q des monostabilen Multivibrators 311 verbunden. Die Flip-Flop-Schaltung 203 wird durch die abfallende Flanke des Signals an der Ausgangsklemme Q des monostabilen Multivibrators 202 gesetzt und durch die abfallende Flanke des Signals an der Ausgangsklemme Q der monostabilen Multivibratorschaltung 202 umgeschaltet. Die Ausgangsklemme Q der wahren Sete und die komplementäre Ausgangsklemme Q der Flip-Flop-Schaltung 203 sind Jeweils mit der anderen Eingangsklemme des UND-Gliedes 204 und des UND-Gliedes 205 verbunden, deren Ausgangsklemmen jeweils mit der Setzimpulsklemme SP und der Taktimpulsklemme CP der logischen Schaltung 100 verbunden sind. Die codierten Daten, die von den Ausgangsklemmen OUT^, OUT₂ und OUT₅ der logischen Schaltung 100 geliefert werden, werden in analoge Signale durch den Digital-Analogwandler 401 umgewandelt und durch einen Leistungsverstärker

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402 verstärkt, um damit einen elektromagnetischen Treiber 9 zu betreiben, der seinerseits die Verbindungseinrichtung 2 zum Steuern der seitlichen Schwingbewegung der Nadel oder der Stärke des Vorschubes und der Richtung der Stoffvorschubeinrichtung betätigt, wie es in Figur 2 dargestellt ist. Der Digital-Analogwandler 401 und der Leistungsverstärker 402 sind, wie es in Figur 8 dargestellt ist, in einer Betriebsschaltung 400 vorgesehen, die den Antrieb 40 der Nähmaschine bildet.

Aus dem obigen ergibt sich, daß dann, wenn der Musterwählschalter 302 in Figur 8 von Hand aus geschlossen ist, die Eingangsklemmen D., Dp, D, der Sperrschaltung 310 die logischen Werte 1,1,0 jeweils haben, und daß diese logischen Werte durch die Arbeit der monostabilen Multivibratorschaltung 311 für ein bestimmtes Zeitintervall verriegelt werden. Die invertierten logischen Werte 0,0,1 werden jeweils an die Setzdatenklemmen SA, SB, SC der logischen Schaltung 100 gegeben. Gleichzeitig wird die Flip-Flop-Schaltung 203 gesetzt.

Wenn die Nähmaschine arbeitet und der Hall-Generator 201 einen Impuls erzeugt, wird die monostabile MuItivibratorschaltung 202 für eine vorbestimmte Zeit betätigt, um einen Setzimpuls an die Setzdatenklemme SP der logischen Schaltung 100 zu geben. Aus Figur 7 ist ersichtlich, daß mit diesem der Klemme SP gelieferten Impuls die entsprechende Flip-Flop-Schaltung C gesetzt wird und die Flip-Flop-Schaltungen A, B, D bis H rückgesetzt werden, die jeweils den Setzdatenklemmen SA, SB, SD bis SH entsprechen. Zu diesem Zeitpunkt entspricht der Schaltzustand der Flip-Flop-Schaltungen A bis H der binär codierten Zahl 00100000 in der Tabelle unter Nr. 3 und zum Zeitpunkt η der Dreipunkt-Zick-Zack-Nähstiche in Figur 3· Die Nähstichsteuerinformationen, die von den Ausgangsklemmen OTJT^, OUT« und OUT, geliefert werden und diesen Daten entsprechen, betreiben den elektromagnetischen Treiber 9 mit der dezimalen Zahl 0 der Daten 0 0 0 und die Nadelstellungskoordinate 0 wird erhalten, da der Schaltzustand der Flip-Flop-Schaltungen D, E, F gleich 0 0 0 ist.

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273ΑΛ0Α

Nach einem vorbestimmten Zeitintervall, wenn die monostabile Multivibratorschaltung 202 aufhört, einen Impuls zu erzeugen, wird die Flip-Flop-Schaltung 203 rückgesetzt. Die Flip-Flop-Schaltung 203 wird solange nicht wieder gesetzt, wie die monostabile Multivibratorschaltung 311 nicht betätigt wird, d.h. solange ein neues Muster nicht gewählt ist.

Venn der Hall-Generator 201 nach einer Umdrehung der Hauptwelle 13 wieder einen Impuls erzeugt, wird die monostabile Multivibratorschaltung 202 in einem vorbestimmten Zeitintervall betätigt, um einen Impuls an die Taktimpulsklemme CP der logischen Schaltung 100 zu geben. Mit diesem Impuls werden die Flip-Flop-Schaltungen A bis H vom Schaltzustand zum Zeitpunkt η in den Schaltzustand zum Zeitpunkt n+1, wie es in Figur 3 dargestellt ist, entsprechend den Zuständen der Eingangskiemmen J und E umgeschaltet. Da die Flip-Flop-Schaltungen A bis H zum Zeitpunkt η jeweils auf den Werten 00100000 lagen, bleibt der Zustand 0 der Flip-Flop-Schaltungen A und B zum Zeitpunkt n+1 unverändert, da J.»0, K.-O, Jg»O und Kg-O. Der Zustand 1 der Flip-Flop-Schaltung C bleibt unverändert, da J₀-(F₊AEGH₊IEGH)¹¹- (0+0, 0, 0, 0+1, 1, 0, 0) - 0 und K₀ - ^F(E₊G)(B₊G₊H)(A₊E₊G)]¹¹ - 1(0+1)(0+0+0)(0+0+0) ■ 1 ist. In diesem Fall kann η durch die Daten ersetzt werden, die den Buchstaben in den Klammern entsprechen. Der Zustand 0 der Flip-Flop-Schaltung D bleibt unverändert, da J^ « (AEG+HF+ ACE+BCGH+CEGH)¹¹ «0, 1, 0+1,0+0, 0, 1+1, 0, 0, 0+1, 1,

0, 0 - 0, und K_D - {(I₊E₊G)(I₊C₊E)(E₊H)(C₊E₊G₊H)(B₊F₊G₊H)]¹¹ -(1+O+1)(1+1+O)(O+O)(O+O+1+1)(1+O+1+1) - 0 ist. Der Zustand 0 der Flip-Flop-Schaltung E wird auf den Wert 1 umgeschaltet, da J_E - ( BH₊DH₊AC₊CGH₊BCD)¹¹ -1,1+0 + 0 + 0 + 0-1, und K_£ J(F₊H)(B₊C₊E)^¹¹ « (1+OXO+O+I) - 1 ist. Der Zustand 0 der Flip-Flop-Schaltung F wird auf den Wert 1 umgekehrt, da Jj₁ - (IBcG)ⁿ -

1, 1, 1, 1 ■ 1 und Kj₁ ■ 1 ist. Der Zustand 0 der Flip-Flop-Schaltung G bleibt unverändert, da J_& - (DE^PH+IEH+DKFH)¹¹ - 0 + 0 + 0 - 0 und K_G - [(E₊F)(F₊H)(I₊E)] « 0, 0, 1 - 0. Der Zustand 0 der Flip-Flop-Schaltung H bleibt unverändert, da Jg - (BCE₊ IEFG₊EFG₊ACEFG₊BCD₊Ib)¹¹ -O ₊ O ₊ O ₊ O ₊ O ₊ O-O und

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273U04 XO

{(i+E)(B+C+D)]ⁿ - 1, O - O.

Danach ist der Zustand der Flip-Flop-Schaltungen A bis H zum Zeitpunkt η + 1 gleich 00101100. Da die Nähstichsteuerinformationen an den Flip-Flop-Schaltungen D, E und F jeweils gleich 011 sind, wird der elektromagnetische Treiber 9 betätigt, um die Nadel der Nähmaschine auf die Nadelstellungskoordinate zu verschieben, die der dezimalen Zahl 3 entspricht. In dieser Weise wird bei jeder Umdrehung der Hauptwelle ein Impuls an die Taktimpulsklemme CP der logischen Schaltung 100 gelegt und werden die Nähstiche progressiv und wiederholt ausgebildet, wie es in Figur 3 dargestellt ist.

Wie es oben beschrieben wurde, wird somit erfindungsgemäß jedes der in Figur 3 dargestellten Muster durch eine Beihe von binär codierten Zahlen ausgeführt, die niemals in anderen Mustern benutzt werden. Es ist daher möglich, ein spezielles Muster, beispielsweise ein Knopfloch, mit einem ersten und einem zweiten Typ aufeinanderfolgender Nähstiche, nämlich mit Verriegelungsstichen und sich anschließenden Steppstichen auszuführen.

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Claims

273U04 Patentansprüche

1. Nähmaschine mit die Nähstiche ausbildenden Einrichtungen zum Ändern der relativen Lage der Nadel und des zu nähenden Materials, um ein Nähstichmuster auszubilden, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator, der synchron mit der Drehung der Hauptwelle der Nähmaschine einen Impuls erzeugt, durch eine elektrische logische Schaltung, die den Impuls vom Impulsgenerator empfängt und eine binär codierte Information zum Steuern jedes Nähstiches des Nähstichmusters liefert, die die folgende binär codierte Information zum Steuern des folgenden Nähstiches des Nähstichmusters bestimmt und durch einen Antrieb, der die Information von der logischen Schaltung empfängt, um die die Nähstiche ausbildenden Einrichtungen zu betätigen.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Musterwähleinrichtung, die eine Vielzahl von Schaltern aufweist, die von Hand aus betätigt werden können, um der logischen Schaltung ein Nähstichmustersignal zu liefern.

3. Nähmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung derart arbeitet, daß sie jedem Nähstich aller zu nähenden Nähstichmuster eine andere Binärzahl zuordnet, wobei die Binärzahl eine Vielzahl von Bits hat, für jedes von denen Ausgangssignale erzeugende Elemente vorgesehen sind, die die Werte der Bits bestimmen und ein binäres Ausgangssignal in Abhängigkeit vom binären Eingangssignal liefern, wobei das binäre Eingangssignal dadurch gebildet wird, daß das binäre Ausgangssignal an einem einzelnen Bit oder an einer Kombination von mehreren Bits empfangen wird und wobei das binäre Ausgangssignal als Nähstichsteuersignal am Antrieb liegt.

4. Nähmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Musterwähleinrichtung betätigt wird, um wahlweise ein bestimm-

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ORIGINAL INSPECTED

27-3ΑΑ04

tes verschlüsseltes Signal zu erzeugen, das eine Vielzahl von Bits hat, denen bestimmte, ein Ausgangssignal erzeugende Elemente zugeordnet sind, so daß das verschlüsselte Signal die ein Ausgangssignal erzeugenden Elemente setzen kann.

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