DE2830624A1

DE2830624A1 - Schutzeinrichtung fuer elektrische naehmaschine

Info

Publication number: DE2830624A1
Application number: DE19782830624
Authority: DE
Inventors: Shigeki Morinaga; Tadashi Takahashi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1978-07-12
Publication date: 1979-02-01
Also published as: US4233919A

Description

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HITACHI _s LTD., Tokyo, Japan

Schutzeinrichtung für elektrische Nähmaschine

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zum Sicherheitsbetrieb einer automatischen, durch einen Elektromotor angetriebenen Nähmaschine, z. B. einer Industrie-Nähmaschine.

Zum Antrieb elektrisch angetriebener Nähmaschinen (im folgenden kurz elektrische Nähmaschinen genannt) für den industriellen oder kommerziellen Einsatz wurden bereits zwei Verfahren entwickelt: Beim ersten Verfahren wird die Nähmaschine durch eine Kupplungseinrichtung, die eine elektromagnetische Kupplung und eine Bremse (vgl. US-PS 3 761 790) aufweist, angetrieben; beim zweiten Verfahren überträgt ein Gleichstrommotor direkt Energie an die Nähmaschine. In Bezug auf die Steuerung der Nähmaschine sind jedoch beide Verfahren gleich.

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In modernen, fortschrittlichen Industrie-Nähmaschinen werden sehr komplizierte Steuerungs- bzw. Regelungsverfahren angewandt. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend eine Steuer- bzw. Regelanordnung für eine Nähmaschine beschrieben, die durch eine elektromagnetische Kupplung angetrieben wird und sowohl mit einem automatischen Padenabschneider als auch einer automatischen Haltvorrichtung zum Anhalten der Nähmaschine in der oberen (Hoch-)Fosition und der unteren (Tief-)Position der Nähmaschine ausgestattet ist.

Normalerweise werden Befehlssignale zur Betriebssteuerung der Nähmaschine durch ein Pußpedal bzw. einen Fußschalter erzeugt: Wenn das Fußpedal in Vorwärtsrichtung betätigt wird, wird ein Vorwärts-Befehls-Schalter (LSW) eingeschaltet, dagegen ein Rückwärts-Befehls-Schalter (TSW) bei Betätigung des Fußpedals in Rückwärtsrichtung. In der neutralen Position des Fußpedals sind beide Schalter ausgeschaltet. Ferner sind ein Hoch-Positions-Detektor (UD) bzw. ein Tief-Positions-Detektor (DD) zur Erfassung der oberen bzw. der unteren Position der Nähnadel und zur Erzeugung entsprechender Signale vorhanden. Ein Tachometer-Generator (TG) dient zur Erzeugung eines Signals, das die momentane bzw. Ist-Betriebsdrehzahl der Nähmaschine anzeigt. Dieses Signal wird zum Vergleich mit einem Bezugs- bzw. Soll-Befehlssignal in einen Drehzahlregler derart eingespeist, daß die Nähmaschine durch den Drehzahlregler geregelt bzw. gesteuert und mit einer vorbestimmten Konstant-Drehzahl betrieben wird.

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Das Ausgangssignal des Drehzahlreglers weist ein erstes Steuersignal auf, das in eine Spule der Kupplungseinrichtung eingespeist wird,sowie ein zweites Steuersignal, das in eine Spule der elektromagnetischen Bremse eingespeist wird. Beide Steuersignale werden durch ein Drehzahlregelungs-Preigabesignal, das durch eine Sequenz-Steuereinheit erzeugt wird, gültig bzw. wirksam gemacht. In anderen Worten: Die Drehzahlregelung, d. h. der Antrieb der Nähmaschine mit der gewählten . Konstant-Drehzahl, erfolgt nur bei Vorhandensein des Drehzahlregelungs-Freigabesignals.

Die Sequenz-Steuereinheit arbeitet im allgemeinen wie folgt:

Wenn zu Beginn der Vorwärts-Befehls-Schalter durch Betätigung des Pußpedals in Vorwärtsrichtung eingeschaltet wird, wird das Drehzahlregelungs-Preigabesignal erzeugt, wodurch die Kupplungs-Spule und die Brems-Spule abhängig von den Ausgangssignalen des Drehzahlreglers derart erregt werden, daß die Nähmaschine mit einer Konstant-Drehzahl angetrieben wird. Wenn das Pußpedal in die neutrale Position gebracht wird, wird der Vorwärts-Befehls-Schalter ausgeschaltet, wodurch das Drehzahlregelungs-Freigabesignal verschwindet. Wenn jedoch der Tief-Positions-Detektor zu diesem Zeitpunkt kein Tief-Nadelpositions-Signal erzeugt, wird das Drehzahlregelungs-Freigabesignal erzeugt, das die Nähmaschine weiter^dreht, bis die Nadel ihre untere bzw. Tief-Position erreicht. Daraufhin wird das Drehzahlregelungs-Preigabesignal durch das Ausgangssignal des Tief-Positions-Detektors gesperrt. Gleichzeitig wird die

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Brems-Spule für eine bestimmte Zeitdauer erregt, so daß die Nähnadel in der Tief-Position anhält. Wenn der Rüekwärts-BefeM.s-Schalter durch Betätigung des Fußpedals in Rückwärtsriehtung eingeschaltet wird, wird die Fadenabschneider-Spule derart erregt, daß der automatische Fadenabschneider betätigt wird. Der Hoch-Positions-Detektor erzeugt zu diesem Zeitpunkt kein Signal. Dadurch kann das Drehzahlregelungs-Freigabesignal zum Antrieb der Nähmaschine erzeugt werden.

Nach Erfassung der Hoch-Nadelposition durch den zugehörigen Hoch-Positions-Detektor wird die Fadenabschneider-Spule wieder stromlos gemacht. Gleichzeitig werden die Brems-Spule und eine Wisch-Spule einer Wischvorrichtung, die den abgeschnittenen Faden wegräumt, für eine vorbestimmte Zeit erregt, so daß die Nähmaschine in der Hoch-Nadelposition anhält, damit der abgeschnittene Faden weggeräumt bzw. weggewischt werden kann.

Für eine elektrische Nähmaschine, deren Betrieb in der beschriebenen Weise gesteuert wird, müssen Maßnahmen zu ihrer betriebssicheren Bedienung vorgesehen werden, insbesondere muß die Nähnadel, die zu einer Verletzung des Bedieners oder Benutzers führen kann, geeignet kontrolliert xferden, da an ein und derselben Nähmaschine viele nichtqualifizierte Benutzer beschäftigt sein können.

Im Zusammenhang mit der vorstehenden Beschreibung ist von Bedeutmig, daß die Hoch- und Tief-Nadelpositions-Detektoren UD und DD auf dem Chassis der Nähmaschine angeordnet sind, während die Vorwärts- und Rückwärts-Befehls-Schalter derart angeordnet sind, daß sie mit dem Fußpedal

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gekoppelt werden können. Die Verbindungen dieser Komponenten mit der übrigen Schaltungsanordnung und insbesondere mit dem Drehzahlregler müssen deshalb durch Leitungsdrähte bzw. Leitungen vorgenommen werden. Wenn diese Leitungen kurzgeschlossen oder- unterbrochen werden, werden die Ausgangssignale der Hoch*= und Tief-Madelpositions-Detektoren oder die Ausgangssignale de2» Vorwärts- und Rückwärts-Befehls-Sehalter gleichseitig erzeugt _s so daß der automatische Fadenabschneider und die automatische Fadenwischvorrichtung fälschlicherweise betätigt werden können_s obwohl sich die Nadel in ihrer Tief-Position befindet. Dadurch kann die Nadel abbrechen und die Nähmaschine beschädigen, ferner kann der Antriebsmotor überlastet werden. Diese unerwünschten Wirkungen können durch Störspannungen verursacht sein.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schutzeinrichtung zum Sicherheitsbetrieb einer Nähmaschine anzugeben, die die vorstehend genannten Nachteile vermeidet und die Nähmaschine vor fehlerhaftem Betrieb, der durch Unterbrechung und Kurzschluß von Leitungen sowie durch Störspannungen oder dergleichen verursacht sein kann, zu schützen und dadurch den Bediener vor aus einem derartigen fehlerhaften Betrieb resultierenden Schäden zu bewahren.

Diese Aufgabe wird füifeine Schutzeinrichtung zum Sicherheitsbetrieb einer durch einen Elektromotor angetriebenen Nähmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb der Nähmaschine durch einen Elektromotor; eine Haltvorrichtung zum Anhalten der Maschine durch eine Bremse; einen automatischen Fadenabschneider; eine automatische Wischvorrichtung

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zur Entfernung des abgeschnittenen Fadens; Befehls-Schalter zur Einspeisung von Befehls-Signalen in die Nähmaschine; und eine Steuereinheit zur Steuerung der verschiedenen Operationen der Nähmaschine durch elektrische Signale; und eine Störerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Störungsfalles, bei dem Eingangssignale, die normalerweise nicht gleichzeitig auftreten, gleichzeitig vorhanden sind, wodurch die Operationen der verschiedenen Einrichtungen der Nähmaschine nicht ausgeführt werden.

Durch die Erfindung wird also eine elektrische Nähmaschine angegeben, deren Aufbau und Wirkungsweise so gewählt sind, daß ein Bediener vor Schäden geschützt wird, die aufgrund fehlerhafter Operationen bz-f_s Betriebszustände der Nähmaschine auftreten können.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den allgemeinen Aufbau einer Industrie-Nähmaschine, die mit einem elektromagnetischen Kupplungs-Motorantrieb ausgestattet ist;

Fig. 2 die Schaltung einer Regel- bzw. Steueranordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 3a die Hub-Spannungs-Kennlinie einer Drehzahl-Befehls-Einheit SC in der Regelanordnung nach Fig. 2;

Fig. 3b die Schaltung eines Ausführungsbeispiels für die Drehzahl-Befehls-Einheit SC in der Regelanordnung nach Fig. 2;

Fig. 3c die Schaltung eines Ausführungsbeispiels für einen Drehzahlregler SPC in der Regelanordnung nach Fig.2;

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Fig. 4 die Verläufe verschiedenerjSignale an einzelnen Meßpunkten nach Fig. 2;

Fig. 5 die Schaltung einer gegenüber Fig. 2 abgeänderten Regelanordnung;

Fig. 6 die Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels für die Regelanordnung nach Fig. 2 mit einem Mikrocomputer;

Fig. 7 das Fluß- bzw. Ablaufdiagramm der Regelanodnung nach Fig. 2;

Fig. 8 den Hauptteil eines Fluß-Diagramms, das eine Abänderung eines durch die Regelanordnung nach Fig. 6 ausgeführten Unterprogramms darstellt;

Fig. 9 die Schaltung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Regelanordnung;

Fig.10 die Schaltung einer gegenüber der Regelanordnung nach Fig. 9 abgeänderten Regelanordnung;

Fig.11 das Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Regelanordnung nach Fig. 9; und

Fig. 12 das Flußdiagramm eines abgeänderten und durch den Mikrocomputer in der Regelanordnung nach Fig. 9 ausgeführten Programms.

Fig. 1 zeigt den allgemeinen Aufbau einer Industrie-Nähmaschine, auf die die Erfindung angewandt werden kann. Die Nähmaschine weist auf: Ein Chassis SM der Nähmaschine, einen Elektromotor, der die Nähmaschine über einen Riemen bzw. Gurt W antreibt, eine Riemenscheibe PL. und eine Riemenscheibe PL₂, die direkt mit einer Kupplungsscheibe CB

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verbunden ist. Die Nähmaschine SM weist ferner einen Nadelpositions-Detektor PD zur Erfassung der oberen (Hoch-)Position und der unteren (Tief-)Position einer Nähnadel ND₃ sowie einen Tachometer-Generator TG.

Auf beiden Seiten der Kupplungsscheibe CB befinden sich eine Reibungs-Bremsscheibe BM und eine Reibungs-Kupplungsseheibe CM, die direkt an einen Antriebsmotor MO angekoppelt ist. Wenn eine Kupplungs-Spule CL elektrisch erregt wird, wird die Kupplungsscheibe CB gegen die Reibungs-Kupplungsscheibe CM gedrückt,wodurch die Antriebsenergie des Motors MO zur Nähmaschine SM übertragen wird. Wenn andererseits eine Brems-Spule BR erregt wird, wird die Kupplungsseheibe CB gegen die Reibungs-Bremsscheibe BM gedrückt, so daß die Nähmaschine angehalten wird. Die Nähmaschine ist auf einem Arbeitstisch TA montiert.

Fig. 2 zeigt die Schaltung einer Regel- bzw. Steueranordnung gemäß der Erfindung zum Sicherheitsbetrieb einer Nähmaschine der vorstehend beschriebenen Art. Die Anordnung weist einen Positions-Detektor PD auf, der sich aus einem Hoch-Positions-Detektor UD und einem Tief-Positions-Detektor DD zusammensetzt, die eine logische "1" erzeugen, wenn sich die Nähnadel ND in ihrer Hoch- bzw. Tief-Position befindet. Ein Vorwärts-Befehls-Schalter LSW und Rückwärts-Befehls-Schalter TSW zur Steuerung des Betriebs der Nähmaschine SM sind mit einem Pußpedal FP derart gekoppelt, daß der Schalter LSW durch Niedertreten des Fußpedals FP durch die Fußspitze in Vorwärtsrichtung eingeschaltet wird, während ein Durchtreten des Fußpedals FP nach hinten bzw. in Rückwärtsrichtung den Rückwärts-Befehls-

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Schalter TSW einschaltet. Die Schalter LSW und TSW erzeugen bei ihrer Betätigung eine logische "1". In der neutralen Position des Pußpedals FP₅ wenn mit dem Fuß kein Druck ausgeübt wird_s befinden sich beide Schalter LSW und TSW im Aus-Zustand und erzeugen eine logische "0".

Ein Drehzahlregler SPC xireist auf einen ersten Eingang (1), der an einen Tachometer-Generator TG angeschlossen ist, sowie einen zweiten Eingang (2)_sder mit einer Drehzahl-Befehls-Einheit SC verbunden ist. Diese Drehzahl-Befehls-Einheit SC erzeugt ein Ausgangssignal, das beispielsweise den in Fig. 3a gezeigten Verlauf haben kann. Zu diesem Zweck kann die Drehzahl-Befehls-Einheit SC einen veränderlichen Widerstand bzw. ein Potentiometer VFL aufweisen, das mit einem Ende an einer Gleichspannungsquelle mit

liest
der Spannung -i-V/unu mit dem anderen Ende über eine

Z-Diode ZD. geerdet ist (Fig. 3b). Ein Schleifkontakt a des Potentiometers VfL ist mit dem Fußpedal FP derart gekoppelt, daß sich der Schleifkontakt a entsprechend der Tiefe bzw. des Hubs des Fußpedals FP längs des Widerstands VR^ verschieben kann.

Der Drehzahlregler SPC kann auch einen Aufbau nach Fig. 3c haben. Bei dieser Anordnung werden die Ausgangssignale des Tachometer-Generators TG und der Drehzahl-Befehls-Einheit SC in die Eingänge (1) und (2) eingespeist und über entsprechende Widerstände ? an einen Vergleicher COM angelegt. Der Ausgang des Vergleichers COM ist mit einem Schalttransistor Tg verbunden. Wenn das Ausgangssignal des Tachometer-Generators TG bezogen auf das Ausgangssignal (Befehlssignal) der Drehzahl-Befehls-Einheit SC auf einem

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niedrigen Pegel liegt, wird der Transistor Tg durchgeschaltet, so daß an einem Ausgang (3) eine logische "0" auftritt, die als Steuersignal für eine Brems-Spule BR dient. Andererseits ist der Ausgang des Vergleichers COM über eine Z-Diode ZDp mit der Kaskadenschaltung aus Transistoren T₇ und Tn verbunden. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers COM, das das Durchschalten des Transistors Tg bewirkt, potentialmäßig höher ist als eine Z-Spannung V₇₉ der Z-Diode ZD₂ ist, wird der Transistor T₇ ein- und der Transistor Tg ausgeschaltet, so daß an einem Ausgang (4), an dem ein Steuersignal für eine Kupplungs-Spule CL abgenommen werden kann, eine logische "1" erzeugt wird.

Nach Fig. 2 ist der Ausgang (3) des Drehzahlreglers SPC mit einem Eingang 2 eines UND-Gatters AND, verbunden, während der Ausgang (4) mit dem Eingang 2 eines UND-Gatters AND^ verbunden ist.

Das Ausgangssignal des Hoch-Positions-Detektors UD wird über einen Inverter INV₁ in den Rücksetzeingang eines Flipflops FF eingespeist und gleichzeitig in einen Eingang 1 eines UND-Gatters AND.. Der Ausgang des Tief-Positions-Detektors DD ist mit einem Eingang 1 eines UND-Gatters ANDp verbunden. Das Ausgangssignal des Vorwärts-Befehls-Schalters LSW ist verbunden mit einem Rücksetzeingang R eines Flipflops FF., mit einem Eingang 2 eines NOR-Gatters NOR₃, einem Eingang 2 eines NAND-Gatters NAND₁, und mit einem Eingang 2 eines OR-Gatters ORp, ferner über einen Inverter INV₂ mit einem Eingang 2 eines UND-Gatters AND₂. Der Ausgang des Rückwärts-Befehls-Schalters TSW andererseits ist verbunden mit Setzeingängen S der Flipflops FF₁ und FFp, sowie mit einem Eingang 1 eines NAND-Gatters

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Das Flipflop PPp hat einen Ausgang Q₅ der an einen Eingang eines UND-Gatters AND,, angeschlossen ist, dessen zweiter Eingang 2 an den Eingang eines Inverters INV, und an den Ausgang des NAND-Gatters NAND, angeschlossen ist. Der Ausgang des Inverters INV, ist mit einem Eingang 2 eines ODER-Gatters OR^ verbunden.

Der Ausgang des UND-Gatters AND„ ist mit der Basis eines Transistors T^ verbunden, dessen Kollektor an einen Anschluß einer Spule SCHNITT eines automatischen Padenab Schneiders angeschlossenjist, deren zweiter Anschluß an einer Spannungsquelle mit der Spannung V liegt. Der Ausgang Q des Flipflops PF₁ ist an einen Eingang 2 eines UND-Gatters AND. angeschlossen, während sein Komplementärausgang Q an einen Eingang 2 des NOR-Gatters NOR₁ angeschlossen ist. Der Ausgang des UND-Gatters AND₁ ist mit einem Eingang 1 des NOR-Gatters NOR. verbunden, dessen Ausgang an einen Eingang eines ODER-Gatters OR. und an einen Eingang 1 des UND-Gatters ANDg angeschlossen ist. Der Ausgang des ODER-Gatters OR₂ ist an einen Eingang 1 des UND-Gatters AND/- angeschlossen, dessen Ausgang mit den Eingängen 1 der UND-Gatter AND, und AND₁, verbunden ist. Der Ausgang des NOR-Gatters NORp ist mit einem Eingang 2 des ODER-Gatters OR. verbunden, dessen Ausgang an einen Eingang 1 des ODER-Gatters ORj, angeschlossen ist, dessen Ausgang wiederum mit einem Eingang B eines Monoflops MM verbunden ist. Ein Ausgang Q des Monoflops MM ist an einen Eingang 2 des UND-Gatters ANDj. sowie an einen Eingang 1 eines ODER-Gatters OR, angeschlossen. Das ODER-Gatter OR, weist einen zweiten Eingang 2 auf, der an den Ausgang des UND-Gatters AND, angeschlossen ist. Der Eingang 1 des

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UND-Gatters AND_ ist an den Ausgang des UND-Gatters ANDg angeschlossen während der Ausgang des ersteren über einen Widerstand Rg mit der Basis eines Transistors Th verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gatters OR., ist über einen Widerstand Rg mit der Basis eines Transistors T-verbunden» Der Ausgang des UND-Gatters AND^ ist über einen Widerstand R₇ mit der Basis eines Transistors T-, verbunden. Die Kollektoren der Transistoren T^, bzw. T-, bzw. To sind über eine Fadenentfernungs- bzw. Wisch-Spule WP bzw. die Brems-Spule BR bzw. die Kupplungs-Spule CL an die Spannung V angeschlossen.

Wenn in der beschriebenen Anordnung der Vorwärts-Befehlsschalter LSW eingeschaltet wird,, nimmt der Ausgang des ODER-Gatters OR₂ eine logische "1" an_s wie Fig. 3a zeigt. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Rückwärts-Befehls-Schalter TSW ausgeschaltet ist, nimmt der Ausgang des Gatters NAND, eine logische "1" an., so daß auch das Ausgangssignal des UND-Gatters ANDg, das als S-ANTRIEB-Signal bezeichnet wird, eine logische "1" annimmt. Dadurch werden die Ausgangssignale (3) und (4) des Drehzahlreglers SPC gültig bzw. durchgeschaltet j so daß sowohl die Kupplungs-Spule CL als auch die Brems-Spule BR durch die Ausgangssignale des Drehzahlreglers SPC gesteuert werden. Dies hat zur Folge, daß die Betriebsdrehzahl der Nähmaschine SM konstant ist und die Maschine SM weiterhin mit dieser Drehzahl angetrieben werden kann.

Wenn andererseits der Rückwärts-Befehls-Schalter TSW gestört ist, d. h. sein Ausgangssignal logisch "1" ist, wenn der Vorwärts-Befehls-Schalter LSW betätigt wird,

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ist auch das Eingangssignal des NAND-Gatters NAND₁ logisch "1" und erzeugt am Ausgang des Logikpegels"O". Dadurch nehmen die Ausgänge der UND-Gatter AND,-, ANDy und ANDn eine logische "0" an, so daß auch die Ausgänge der UND-Gatter AND₁^ und AND₁- logisch "0" sind. Dadurch bleiben die Transistoren T₁ , T, und Tj, gesperrt. Unter diesen Umständen kann weder die Kupplungs-Spule CL noch die Fadenabschneider-Spule SCHMITT noch die Padenwisch-Spule WP erregt werden.

Da außerdem das Ausgangssignal des Inverters INV, und somit auch das Ausgangssignal des ODER-Gatters OR₂, logisch "1" sindj, wird das Monoflop MM angesteuert, so daß die Brems-Spule BR für eine vorbestimmte Zeitdauer, die durch das Monoflop MM bestimmt ist, erregt wird und den Betrieb der Nähmaschine SM unterbricht.

Nun sei angenommen, daß der Rückwärts-Befehls-Schalter TSW sich im normalen Betriebszustand befindet und eine logische "0" erzeugt. Wenn der Rückwärts-Befehls-Schalter LSW während des Drehvorgangs der Nähmaschine abgeschaltet wird, wird das S-ANTRIEB-Signal, das den Drehzahlregler SPC durchschaltet, abgeschaltet. Wenn jedoch zu diesem Zeitpunkt das Ausgangssignal des Tief-Positions-Detektors DD fehlt, liegt das Ausgangssignal des UND-Gatters AND- auf logisch "1", so daß auch die Ausgänge des ODER-Gatters ORp und des UND-Gatters AND,- logisch "1" sind. Wenn also das S-ANTRIEB-Signal auf dem logischen Pegel "1" gehalten wird, kann die Nähmaschine SM weiterhin betrieben werden. Wenn die Nadel ihre Tief-Position erreicht, nimmt das Ausgangssignal des Tief-Positions-Detektors DD eine logische "0" an_s so daß nun das Ausgangssignal des UND-Gatters AND„ ebenfalls auf "0" geht und das S-ANTRIEB-Signal sperrt. Da

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das Ausgangssignal des NOR-Gatters NORp zusammen mit den Ausgangs Signalen der ODER-Gatter OR₁ und OR₁. auf "1" geht, wird gleichzeitig das Monoflop MM für eine vorbestimmte Zeit eingeschaltet, wodurch die Brems-Spule BR erregt wird. Dadurch wird die Nähmaschine SM angehalten, wenn sich die Nadel in ihrer Tief-Position befindet.

Unter der Annahme, daß sieh der Vorwärts-Befehls-Schalter im Normalzustand befindet, ohne daß eine Störung vorliegt, bewirkt das Einschalten des Rückwärts-Befehls-Sehalters TSW, daß der Ausgang Q des Flipflops PP₂ eine logische "1" annimmt, so daß auch der Ausgang des UND-Gatters AND₇ auf ^ttl^K liegt. Dadurch wird die Fadenabschneider-Spule SCHNITT erregt. Da der Ausgang Q des Flipflops FF₁ auf "1" liegt, nehmen die Ausgangssignale der Gatter AND₁, OR₂ und ANDg zur selben Zeit eine logische "1" an, wodurch der Drehzahlregler SPC durchgeschaltet werden kann. Dadurch wird die Nähmaschine SM angetrieben. Nach einer halben Umdrehung der Nähmaschine erreicht die Nadel ihre Hoch-Position, so daß der Ausgang des Hoch-Positions-Detektors UD eine logische "0" annimmt und auch die Ausgänge des UND-Gatters AND , der Gatter OR₂ und ANDg auf ¹¹O¹¹ gehen. Infolgedessen wird das S-ANTRIEB-Signal unterbrochen und bewirkt das Anhalten der Nähmaschine SM. Da der Ausgang des NOR-Gatters NOR₁ zusammen mit den Ausgängen der Gatter OR₁ und ORjj logisch "1" . ist, wird gleichzeitig die Bremse für eine vorbestimmte Zeitdauer, die durch das Monoflop MM eingestellt wird, betätigt und hält die Nähmaschine SM an, wenn sich die Nadel in ihrer Hoch-Position befindet. Gleichzeitig wird das Flipflop FF₂ zurückgesetzt, d. h. sein Ausgang Q niasmt eine logische "0" an, wodurch die Fadenab-

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schneider-Spule SCHMHktromlos gemacht wird. Ferner nehmen die Ausgangssignale des UND-Gatters AND₁ und des Flipflops FF eine logische "0" an_s wodurch die Ausgänge der Gatter NOR₁ und ANDg auf "lⁿ gehen. Dadurch wird die Fadenwisch-Spule WP synchron zur Brems-Spule BR erregt, worauf der abgeschnittene Faden entfernt bzw. weggewischt werden kann.

Nun sei angenommen, daß der Vorwärts-Befehls-Sehalter LSW gestört sei und ein "l-Ausgangssignal erzeugt. Das Einschalten des Vorwärts-Befehls-Schalters TSW bewirkt dann unmittelbar, daß der Ausgang des Gatters NAND₁ auf ¹¹O" geht und die UND-Gatter ANDg, AND„ und ANDg sperrt, während der Ausgang des Gatters ORj, eine "1™ annimmt. Wenn also alle Spulen, d. h. die Fadenabschneider-Spule SCHNITT, die Fadenwisch-Spule WP und die Kupplungs-Spule CL stromlos sind, während die Brems-Spule BR für eine vorbestimmte Zeit erregt ist, wird die Nähmaschine SM absolut sicher angehalten. Es kann also niemals eine Gefahrensituation eintreten, wie sie bei einem Nadelbruch gegeben wäre.

In der vorstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß der Vorwärts-Befehls-Sehalter sowie der Rüekwärts-Befehls-Schalter gestört sind; der beschriebene Sicherheitsbetrieb ist jedoch auch dann gewährleistet, wenn der Fehler bzw. die Störung durch andere Einflüsse wie z. B. durch Unterbrechung der elektrischen Zuleitungen, durch Kurzschluß oder allgemeine Störungen verursacht ist.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung kann also ein fehlerhafter Betrieb der Nähmaschine ausgeschlossen werden, der aufgrund von Störungen des Vorwärts-

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und des Rüekwärts-Befehls-Schlters,, die als Befehls-Schalter zur Steuerung des Maschinenbetriebs dienen_s und durch Unterbrechung elektrischer Leitungen, Störspannungen u.dgl. verursacht sein kann_s so daß der Bediener keinen Gefahrensituationen ausgesetzt ist, die z. B. beim Bruch der Nadel entstehen können.

Der wesentliche Teil der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ist eine in Fig. 2 strichliniert umrahmte Schutzschaltungsanordnung PRC»Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine derartige Schutzschaltungsanordnung PRCj die zugehörigen Signale an den verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnungen nach Figo 2 und 5 sind in Fig. H dargestellt. Die Signale (PJ bis Ljj nach Fig. 4 beziehen sich auf ebenso bezeichnete Meßpunkte in Fig. 2»

Die Schutzschaltungsanordnung nach Fig. 2 ist derart ausgelegt, daß der Normalzustand unmittelbar nach Beseitigung der Störung des Vorwärts- oder des Rückwärts-Befehls-Schalters wieder hergestellt wird. In der Schutzschaltungsanordnung nach Fig. 5 ist ein Alarmgeber vorhanden, der den Bediener auf eine Störung oder einen anormalen Zustand hinweist, zusammen mit einer manuellen Wiederbetriebseinrichtung, um die sofortige automatische Wiederaufnahme des Betriebs der Nähmaschine nach Beseitigung eines Fehlers zu verhindern, so daß der Bediener noch besser geschützt wird.

Wenn nach Fig. 5 der Vorwärts-Befehls-Schalter LSW und der Rückwärts-Befehls-Schalter TSW gleichzeitig einge-

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schaltet werden sollten, niir>mt das Ausgangssignal eines Gatters AKDg eine logische "1" an, wodurch der Q-Ausgang eines Plipfiops FF., auf logisch ¹¹O'¹ gehalten wird. Dadurch werden die Ausgangssignale der Gatter ANDg, AND,, und ANDg auf logisch "0" gehalten, so daß die Spulen für den automatischen Fadenabschneider, den Fadenwischer und die Kupplung stromlos bleiben. Da der Q-Ausgang des Flipflops FF-, logisch "1" ist, wird gleichzeitig der Transistor T₁-eingeschaltet,, wodurch eine Alarmklingel betätigt wird, die den gestörten Zustand der Befehis-Schaiter LSW und TSIi meldet.

Der Maschinenbetrieb wird wieder hergestellt durch Einspeisen eines Rücksetzsignals in den Rücksetzeingang R des Flipflops FF-;,, in^dem eine Rücksetstaste "Rücksetzen" betätigt wirdj oder in^dem andere geeignete Anordnungen betätigt werden.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Schutzschaltungsanordnung gemäß der Erfindung. In Fig. 6 werden für gleiche oder entsprechende Funktionseinheiten dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 5 verwendet. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 wird ein Mikrorechner MC (nachstehend auch kurz als Rechner oder MC bezeichnet) als Regel- bzw. Steueranordnung verwendet; dieser kann einen Zentralprozessor CP, einen Datenspeicher oder RAM (Schreib-Lese-Speicher), einen Programmspeicher oder ROM (nur - Lesebzw. Festwertspeicher) oder dergleichen aufweisen und in Mehr-Chip- oder in Ein-Chip-Form realisiert sein. Wie in der Schutzschaltungsanordnung nach Fig. 2 können als Eingangssignale des Rechners MC Zustandsinformationen der Befehls-Schalter LSW und TSW sowie Ausgangssignale der

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Nadel-Positions-Detektoren UD und DD verwendet werden. Die Ausgangssignale des Rechners MC sind: das Signal S-ANTRIEB zur Durchschaltung oder Freigabe der Ausgäne (2) und (3) des Drehzahlreglers SPC, ein Signal S-BREMSE von vorbestimmter Dauer, ein Signal S-SCHNITT des automatischen Padenabschneiders, ein Wischsignal S-WP und ein Alarmgebersignal S-KLINGEL zur Betätigung der Alarmgeberklingel.

Das Programm des Mikrorechners MC ist durch ein Flußdiagramm nach Fig. 7 dargestellt.

Die Wirkungsweise der Schutzschaltungsanordnung nach Fig. 6 sei nun näher anhand Fig. 7 beschrieben. Zunächst sei angenommen, daß sich beide Befehls-Schalter LSW und TSW im Normalzustand befinden. Der Mikrorechner MC wird im Programmblock "START" initialisiert. Im Block "LSW Lesen" wird der Zustand des Schalters LSW als Eingangsinformation geholt. Im darauffolgenden Entscheidungsblock "LSW=Ein" wird der Zustand des Schalters LSW geprüft; falls der Schalter LSW eingeschaltet ist, fährt das Programm bei einem Block ¹¹TSW Lesen" fort, bei dem der Zustand des Schalters TSW als Eingangsinformation in den Rechner geholt wird. Da wegen der getroffenen Annahme der Schalter TSW geschlossen ist, ist das Ergebnis der Entscheidung, im Block "TSW=Ein" negativ. Dadurch wird das Signal S-ANTRIEB im Block "Antrieb=Ein" erzeugt, das das Drehzahlregelungssxgnal freigibt und damit den Antrieb der Nähmaschine bewirkt.

Im nächsten Schritt "LSW Lesen" wird der Zustand des Schalters LSW erneut als Eingangssignal geholt, um zu prüfen, ob der Schalter LSW im Entscheidungsblock "LSW=Ein" abgeschaltet ist. Falls das Ergebnis negativ, d. h. der

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Schalter LSW abgeschaltet ist, fährt das Programm mit dem Block "Tief Lesen" fort, wo das Ausgangssignal des Tief-Positions-Detektors DD in den Rechner MC geholt wird, um zu prüfen, ob die Nadel im Entscheidungsblock "Tief = Ein" ihre Tief-Position erreicht. Dieses Teil- bzw. Unterprogramm wird wiederholt, bis die Nadel ihre Tief-Position erreicht hat, worauf das Signal S-ANTRIEB unterbrochen und das Signal S-BREMSE im Block "Antrieb=Aus, BrOmSe=EIn" erzeugt wird. Nach Verstreichen der Bremsdauer, was durch einen Block "Verzögerung" überprüft wird, wird das Signal S-BREMSE gelöscht. Dann kehrt das Programm zum ersten Block "LSW Lesen" zurück und prüft den Zustand des Schalters LSW.

Wenn der Schalter TSW eingeschaltet, der Schalter LSW ausgeschaltet ist, wird die Zustandsinformation des Schalters TSW im Block "TSW Lesen" geholt und im Entscheidungsblock "TSW=Ein"geprüft. Da der Schalter TSW als eingeschaltet angenommen wird, ist die Entscheidung positiv, so daß im Schritt "Antrieb=Ein" das Signal S-ANTRIEB erzeugt und die Nähmaschine angetrieben wird. Im nächsten Schritt wird die Tief-Position der Nadel geprüft. Wenn festgestellt wird, daß sich die Nadel in ihrer Tief-Position befindet, ist das Ergebnis des Entscheidungsblocks "Tief=Ein" positiv bzw. bejahend, so daß das Fadenabschneidersignal S-SCHNITT im Block "Schnitt=Ein" gültig wird. Dadurch wird die Nähmaschine eine halbe Umdrehung weiter bewegt. Danach ist die Entscheidung im Block "Hoch=Einⁿ positiv und das Fadenabschneider-Signal S-SCHNITT wird gelöscht, wogegen die Signale S-BREMSE und S-WP gültig werden.

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Nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall verstx'ichen ist;, werden die Signale S-BREMSS und S-WP ungültig und das Programm kehrt gum ersten Block zurück, um den Schalter LSV/ zu überprüfen.

Als nächstes sei angenommen, daß der Schalter TSW gestört bzw. defekt sei und ständig im eingeschalteten Zustand bleibe. Der Zustand des Schalters LSW ifir-d geprüft und die Antwort des Entseheidungsblocks "LSW^Ein" ist gültig, wenn der eingeschaltete Zustand des Schalters festgestellt wird. Danach wird im Schritt "TSW Lesen" die Zustandsinformation des Schalters TSVi in den Rechner MC geholt. Wegen der vorstehenden Annahme ist das Ergebnis des Entscheidungsblocks "TSW=Ein" positiv. Das Programm verzweigt zu jenem Block, in dem die Signale S-ANTRIEB, S-SCHNITT und S-WP ungültig, dagegen das Bremssignal S-BREMSE und das Alarmsignal S-KLINGEL gültig werden. Das Signal S-BREMSE wird nach einer vorbestimmten Zeit ungültig. Dieser Zustand wird dann gehalten, bis ein Rücksetzsignal im Schritt "Rücksetzen" angelegt wird.

Auf diese Weise arbeitet die in Fig. 6 und 7 dargestellte Schutzschaltungsanordnung derart, daß ein Sicherheitsbetrieb gewährleistet ist, indem wie bei den Schaltungsanordnungen nach Fig. 2 und 5 gefährliche Situationen wie beispielsweise ein Bruch der Nadel infolge eines gestörten Befehls-Schalters, wegen unterbrochener Leitungen, Störspannungen und dergleichen ausgeschlossen werden können.

Fig. 8 zeigt ein Unterprogramm, das den in Fig. 7 strichliniert umrahmten Block "Rücksetzen" ersetzt. Bei dem in Fig. 7 dargestellten Regelungsvorgangvwird der Betrieb der Nähmaschine gesperrt, bis das "Rücksetzen"-Signal angelegt wird, auch nachdem der Fehler beseitigt wurde. Im Gegensatz dazu ist das Unterprogramm in Fig. 8 derart

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programmiert, daß der Betriebszustand der Nähmaschine unmittelbar nachdem sich die Schalter LSW und/oder TSW wieder in ihrem Normalzustand befinden, automatisch wieder hergestellt werden kann.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbexspielen beruht die Arbeitsweise der Schutzschaltungsanordnung darauf, daß der Vorwärts-Befehls-Schalter LSW und der Rückwärts-Befehls-Schalter TSW in deren Normalzustand nicht gleichzeitig eingeschaltet werden. Infolgedessen wird der Rückwärts-Schalter TSW ständig abgeprüft und der Betrieb der Nähmaschine sofort eingestellt, wenn der Schalter TSW und der Schalter LSW gleichzeitig eingeschaltet sind, d. h. wenn sich die Nähmaschine in einem anormalen Zustand befindet. Die erfindungsgemäße Aufgabe kann in Verbindung mit Nadel-Positions-Detektoren gelöst werden, wie nachstehend anhand von Pig. 9 beschrieben wird. Fig. zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schutzschaltungsanordnung gemäß deijErfindung, wobei ein gestörter Betrieb den Nadel-Positions-Detektoren zuzuschreiben ist.

Fig. 9 weist je einen Hoch-Positions-Detektor UD und einen Tief-Positions-Detektor DD für die Nähnadel auf. Der Detektor UD erzeugt eine logische "O" in der Hoch-Nadelposition und der Detektor DD erzeugt eine logische "0" in der Tief-Nadelposition. Der Vorwärts-Schalter LSW und der RückwärtSTSchalter TSW sind mit einem Fußpedal FP derart gekoppelt, daß der Schalter LSW eingeschaltet wird, wenn das Fußpedal durch die Fußspitze nach vorne gedrückt wird, und daß der Schalter TSW durch Betätigung des Füßpedals mit der Ferse in Rückwärtsrichtung eingeschaltet wird.

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Beide Schalter LSW und TSW erzeugen eine logische "1", wenn sie eingeschaltet sind. In der neutralen Position des Pußpedals PP, in der keine Druckkraft ausgeübt wird, sind beide Schalter LSW und TSW ausgeschaltet, was eine logische "O" am Ausgang ergibt.

Ein Tachometer-Generator TG ist an einem ersten Eingang (1) eines Drehzahlreglers SPC angeschlossen, der die Drehzahl der Nähmaschine auf einem konstanten Wert hält. Für diese Regelaufgabe weist der Drehzahlregler SPC zwei Ausgänge (3) und (4) auf, die die Brems-Spule BR und die Kupplungs-Spule CL steuern. Das Ausgangssignal (3) wird in einen Eingang 2 eines UND-Gatters AND, eingespeist, während der Ausgang (4) in einen Eingang 2 eines UND-Gatters AND₁, eingespeist wird. Der Drehzahlregler SPC wird durch ein weiteres Eingangssignal aus einer Drehzahl-Befehls-Einheit gespeist, die bezüglich ihrer Funktionsweise mit jener nach Fig. 3b übereinstimmt.

Das Ausgangssignal des Hoch-Positions-Detektors UD wird über einen Inverter INV₁ gleichzeitig in einen Rückset zeingang R eines Flipflops FF _? und in einem Eingang eines UND-Gatters AND. eingespeist. Der Ausgang des Tief-Positions-Detektors DD ist an einen Eingang 1 eines UND-Gatters AND» angeschlossen. Das Ausgangssignal des Vorwärts-Befehls-Schalters LSW gelangt in einen Rücksetzeingang R eines Flipflops FF₁, in einen Eingang eines NOR-Gatters NORp, und in einen Eingang 2 eines ODER-Gatters OR₂, ferner über einen Inverter INV₂ in einen Eingang 2 des UND-Gatters AND₂. Das Ausgangssignal des Rückwärts-Befehls-Schalters TSW andererseits wird in die Setzeingänge S der Flipflops FF₁ und FF₂ eingespeist.

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Das Flipflop FFp hat einen Ausgang Q, der an einen Eingang 1 eines UND-Gatters AND„ angeschlossen ist, dessen Eingang 2 mit den Eingängen 2 von UND-Gattern ANDg und ANDg sowie mit dem Eingang eines Inverters INV, und dem Ausgang eines ODER-Gatters OR^ verbunden ist. Der Ausgang des Inverters INV, ist an einen Eingang 2 eines ODER-Gatters ORn angeschlossen.

Der Ausgang des UND-Gatters AND₇ ist mit der Basis eines Transistors T₁ verbunden, dessen Kollektor mit einem Ende einer Spule SCHNITT eines automatischen Fadenabschneiders verbunden, deren anderes Ende an einer Spannungsquelle mit dem Potential V liegt. Der Ausgang Q des Flipflops FF₁ ist an einen Eingang 2 eines UND-Gatters AND₁ angeschlossen, während der Komplementärausgang Q an einen Eingang 2 des NOR-Gatters NOR₁ angeschlossen ist. Der Ausgang des UND-Gatters AND₁ ist mit einem Eingang des NOR-Gatters NOR₁ verbunden, dessen Ausgang an einen Eingang 1 eines ODER-Gatters OR₁ und an einen Eingang 1 des UND-Gatters ANDo angeschlossen ist. Der Ausgang des ODER-Gatters ORp ist mit einem Eingang 1 des UND-Gatters ANDg verbunden, dessen Ausgang an die Eingänge 1 der UND-Gatter AND, und ANDj, angeschlossen ist. Der Ausgang des NOR-Gatters N0R_? ist an einen Eingang 2 des ODER-Gatters OR₁ angeschlossen, dessen Ausgang wiederum einen Eingang des ODER-Gatters OR₁. speist. Der Ausgang des Gatters ORj, ist mit einem Eingang B eines Monoflops MM verbunden, an dessen Ausgang Q ein Eingang 2 des UND-Gatters AND,- sowie ein Eingang 1 des ODER-Gatters OR^ liegt. Der Eingang des letzteren Gatters ist mit dem Ausgang des UND-Gatters AND, verbunden. Der Eingang 1 des UND-Gatters AND,- ist

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mit dem Ausgang des UND-Gatters ANDg verbunden, der Ausgang von Gatter ANDj- ist über einen Widerstand Rg an die Basis eines Transistors T₁, angeschlossen. Der Ausgang des ODER-Gatters OR., ist über einen Widerstand Rg mit der Basis eines Transistors T„ verbunden. Ferner ist der Ausgang des UND-Gatters ANDn über einen Widerstand Ry mit der Basis eines Transistors T-, verbunden. Die Kollektoren der Transistoren Tj. bzw. T-, bzw. T_? sind an die Stromversorgung V über eine Wisch-Spule WP bzw. die Brems-Spule BR bzw. die Kupplungs-Spule CL angeschlossen.

Wenn in der beschriebenen Schaltungsanordnung der Vorwärts-Befehls-Schalter LSW eingeschaltet wird, befindet sich der Ausgang des ODER-Gatters ORp auf logisch "1". Wenn in diesem Augenblick der Tief-Positions-Detektor DD und der Hoch-Positions-Detektor UD nicht gleichzeitig Signale erzeugen, befindet sich das Ausgangssignal des ODER-Gatters OR₁- auf logisch "1", wodurchjauch der Ausgang des UND-Gatters ANDg, das das Signal S-ANTRIEB erzeugt, logisch "1" ist. Dadurch werden die Ausgänge (3) und (4) des Drehzahlreglers SPC durchgeschaltet, so daß sowohl die Kupplungs-Spule CL als auch die Brems-Spule BR durch die Ausgangssignale des Drehzahlreglers SPC gesteuert werden, wodurch die Betriebs-Drehzahl der Nähmaschine, mit der die Maschine SM weiterhin angetrieben wird, konstant gehalten wird.

Wenn andererseits der Tief-Positions-Detektor DD gestört bzw. defekt ist und sein Ausgangssignal auf logisch "0" bleibt, bewirkt der "O"-Pegel des Hoch-Positions-Detektors UD, der die Hoch-Nadelposition erfaßt, daß das ODER-Gatter OR₁- eine logische "0" erzeugt. Dadurch nehmen die Ausgangssignale der UND-Gatter ANDg, ANDy und ANDg eine logische "0" an, so daß auch die Ausgänge der UND-Gatter und ANDp- auf "0" liegen. Die Transistoren T₁, T, 80988S/0819

und T^ bleiben gesperrt. Unter diesen Umständen wird weder die Kupplungs-Spule CL noch die Fadenabschneider-Spule SCHNITT noch die Fadenwisch-Spule WP erregt.

Da außerdem das Aus gangs signal des Inverters INV-, und damit auch das Aus gangs signal des ODER-Gatters OR]j auf logisch "1" geht, wird das Monoflop MM angesteuert, so daß die Brems-Spule BR für eine vorbestimmte Zeit, die durch das Monoflop MM bestimmt ist, den Betrieb der Nähmaschine SM anhält.

Wenn der Vorwärts-Sehalter LSW während der Rotation der Nähmaschine abgeschaltet wird, wird das Signal S-ANTRIEB, das den Drehzahlregler SPC freigibt, gesperrt. Wenn zu diesem Zeitpunkt jedoch das Ausgangssignal des Tief-Positions-Detektors DD fehlt (d. h. auf logisch "1" liegt), ist das Ausgangssignal des UND-Gatters AND₂ auf "1", so daß auch die Gatter ORp und ANDg ausgangsseitig auf "1" liegen. Somit nimmt das Signal S-ANTRIEB eine logische "1" an, wodurch die Nähmaschine SM betrieben wird. Wenn die Nadel nach einer entsprechenden Umdrehung der Maschine SM ihre Tief-Position erreicht hat, geht das Ausgangssignal des Tief-Positions-Detektors DD auf "0", so daß auch das Ausgangssignal des UND-Gatters ANDp logisch "0" wird und das Signal S-ANTRIEB sperrt. Da das Ausgangssignal des NOR-Gatters NORp zusammen mit den Ausgangssxgnalen der ODER-Gatter OR₁ und ORn logisch "1" werden, wird gleichzeitig das Monoflop MM für die vorbestimmte Zeit eingeschaltet, so daß die Brems-Spule BR erregt wird. Dadurch wird die Nähmaschine SM angehalten, wobei sich die Nadel ND in ihreifTief-Position befindet.

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Wenn· der Rückwärts-Befehls-Schalter TSW eingeschaltet wird, entsteht am Ausgang Q des Flipflops FPp eine logische "1", wodurch auch das Ausgangssignal des UND-Gatters AND₇ auf "1" geht. Dadurch wird die Fadenabschneider-Spule SCHNITT erregt/ Wenn der Ausgang Q des Flipflops FF₁ auf "1" geht, nehmen gleichzeitig die Ausgangssignale der Gatter AND₁, OR₂ und ANDg eine logische "1" an, wodurch der Drehzahlregler SPC freigegeben wird. Dadurch wird die Nähmaschine SM angetrieben. Nach einer halben Umdrehung der Nähmaschine SM erreicht die Nadel ihre Hoch-Position, wodurch der Ausgang des Hoch-Positions-Detektors UD auf logisch "0" geht, und mit ihm die Ausgangssignale der Gatter AND₁, OR₂ und ANDg. Infolgedessen wird das Signal S-ANTRIEB unterbrochen und hält die Nähmaschine SM an. Da sich der Ausgang von NOR₁ auf logisch "1" befindet und auch die Ausgänge der Gatter OR. und ORj. auf "1" liegen, wird gleichzeitig die Bremse für die durch das Monoflop MM vorbestimmte Zeitdauer betätigt und hält die Maschine SM in einer Position an, in der sich die Nadel in ihrer Hoch-Position befindet. Gleichzeitig wird das Flipflop FFp zurückgesetzt, d. h. sein Ausgang Q nimmt eine logische "0" an, wodurch die Fadenabschneider-Spule SCHNITT stromlos gemacht wird. Außerdem gehen die Ausgangssignale des Gatters AND₁ und des Flipflops FF₁ auf logisch "0", so daß die Ausgänge der Gatter NOR₁ und ANDg auf "1" gehen. Somit wird also die Fadenwisch-Spule WP synchron zur Brems-Spule BR erregt, wodurch der abgeschnittene Faden entfernt bzw. weggewischt wird.

Nun sei angenommen, daß der Hoch-Positions-Detektor gestört bzw. defekt ist und sein Ausgangssignal auf logisch "0" bleibt. Dann bewirkt das "O"-Ausgangssignal des Tief-Positions-

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Detektors DD unmittelbar, daß der Ausgang des Gatters OR₁-auf "0" geht, wodurch die UND-Gatter ANDg, AND₇ und ANDg gesperrt werden und der Ausgang des Gatters ORj, eine logische "1" annimmt. Infolgedessen werden alle Spulen, die Padenabschneider-Spule SCHNITT, die Fadenwisch-Spule WP und die Kupplungs-Spule CL stromlos gemacht, während die Brems-Spule BR für die vorbestimmte Zeit erregt wird und · somit die Nähmaschine absolut sicher anhält. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß kein Schaden z. B. infolge eines Bruchs der Nadel auftreten kann.

Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf den Fall, daß der Hoch- bzw. derfTief-Positions-Detektor UD bzw. DD defekt ist. Der Sicherheitsbetrieb ist jedoch auch dann gewährleistet, wenn die Störung auf andere Ursachen zurückzuführen ist, z. B. auf Kurzschluß der elektrischen Leitungen oder auf Stö^rspannungen usw.

Es sei deshalb ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Schutzanordnung gemäß der Erfindung einen fehlerhaften Betrieb der Nähmaschine ausschließt, der andernfalls aufgrund eines Fehlers der Hoch- und Tief-Positions-Detektoren UD und DD zur Erfassung der Hoch- und der Tief-Position der Nähnadel, durch Kurzschluß oder durch Störspannungen u.dgl. entstehen könnte, so daß der Bediener keiner Gefahr wie beispielsweise bei Nadelbruch ausgesetzt ist.

Der wesentliche Teil der erfindungsgemäßen Anordnung befindet sich in der in Fig. 9 strichpunktiert umrahmten Schutzschaltungsanordnung PRC. Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer derartigen Schutzschaltungsanordnung PRC wird nun anhand Fig. 10 näher beschrieben, wobei die an

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den Punkten A bis J angeschlossenen Sehaltungsteile denen in Fig. 9 entsprechen und somit weggelassen sind.

Bei der in Fig. 9 dargestellten Schutzschaltungsanordnung wird der Normalzustand unmittelbar nach Beseitigung der Störung des Hoch- oder Tief-Positions-Detektors UD oder DD wieder hergestellt. Die Schutzschaltungsanordnung nach Fig. 10 weist einen Alarmgeber auf, der dem Bediener einen Fehler bzw. eine Störung meldet, ferner ist eine manuelle Wiederbetriehseinrichtung vorhanden, die eine sofortige|automatische Initialisierung der Nähmaschine nach Beseitigung der Fehlerursache verhindert, wodurch der Bediener geschützt wird.

Wenn nach Fig. 10 die beiden Detektoren UD und DD gleichzeitig Signale erzeugen, nimmt das Ausgangssignal des Gatters NOR eine logische "1" an, wodurch das Flipflop FF-, gesetzt wird und sein Ausgang "Q auf logisch "0" geht. Damit bleiben die Ausgangs signale der Gatter ANDg, ABD₁, und ANDg auf logisch "0", so daß die Spulen des automatischen Fadenabschneiders, des Fadenwischers und der Kupplung stromlos bleiben. Wegen des "!"-Pegels am Ausgang Q des Flipflops FF, wird gleichzeitig der Transistor T₁- eingeschaltet, wodurch eine den anormalen Zustand anzeigende Alarmklingel betätigt wird.

Die Wiederinbetriebnahme der Maschine erfolgt durch Einspeisung eines Rücksetz-Signals in den Rüeksetz-Eingang R des Flipflops FF,, indem· eine Rücksetz-Taste "Rücksetzen" gedrückt wird, oder durch sonstige Maßnahmen,

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Fig. 11 zeigt ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise einer Sehutzsebaltungsanordnung₃ die in einem weiteren Ausführungsbeispiel einen Mikrorechner für den Steuerteil der Anordnung nach Fig. 10 verwendet.

Zunächst sei angenommen, daß sich beide Detektoren, der Hoch-Positions-Detektor UD und der Tief-Positions-Detektor DD im Normalzustand befinden. Der Mikrorechner MC wird im Block "Start" initialisiert. Im Block ^WLSW Lesen" wird der Zustand des Schalters LSW als Exngangsinformation geholt. Im darauffolgenden Entscheidungsblock "LSW=Ein" wird der Zustand des Schalters LSW geprüft; falls der Schalter LSW eingeschaltet ist, wird das Signal S-ANTRIEB erzeugt, das das Drehzahlregelungssignal freigibt und damit den Antrieb der Nähmaschine SM ermöglicht.

Im nächsten Sehritt ¹¹LSW Lesen" wird der Zustand des Schalters LSW erneut als Eingangssignal geholt, um zu prüfen, ob der Sehalter LSW im Entscheidungsblock ¹¹LSW=AuS¹¹ abgeschaltet ist. Falls das Ergebnis negativ, d. h. der Schalter LSW abgeschaltet ist, fährt das Programm mit dem Block "Tief, Hoch Lesen" fort, wo das Ausgangssignal des Tief-Positions-Detektors DD in den Rechner geholt wird, um zu prüfen , ob die Nadel im Entscheidungsblock "Tief = Ein" ihre Tief-Position erreicht. Dieses Unterprogramm wird wiederholt, bis die Nadel ihre Tief-Position erreicht hat, worauf das Signal S-ANTRIEB unterbrochen und das Signal S-BREMSE im Block "Antrieb=Aus, Bremse=Ein" erzeugt wird, wenn kein Hoch-Positions-Signal erzeugt wird. Nach Verstreichen der Bremsdauer, was durch einen Block "Verzögerung" bestimmt wird, wird das Signal S-BREMSE gelöscht. Dann kehrt das Programm zum ersten Block

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"LSW Lesen" zurück und prüft den Zustand des Schalters LSW.

Wenn der Schalter TSW eingeschaltet, der Schalter LSW ausgeschaltet ist, wird die Zustandsinformation des Schalters TSW im Block "TSW Lesen" geholt- und im Entscheidungsblock "TSW=Ein" geprüft. Da der Schalter TSW zu diesem Zeitpunkt geschlossen ist, ist die Entscheidung positiv, so daß im Schritt "Antrieb = Ein" das Signal S-ANTRIEB erzeugt und die Nähmaschine angetrieben wird. Im nächsten Schritt "Tief,Hoch Lesen" wird die Tief-Position der Nadel geprüft. Wenn festgestellt wird, daß sich die Nadel in ihrer Tief-Position befindet, ist das Ergebnis des Entscheidungsblocks "Tief-Ein" positiv, so daß das Fadenabschneider-Signal S-SCHNITT im Block "Schnitt=Ein" gültig wird, wenn kein Hoch-Positions-Signal vorhanden ist. Die Hoch-Position wird im Schritt "Tief,Hoch Lesen" erneut geprüft. Wenn die Nadel nach einer halben Umdrehung der Nähmaschine ihre Hoch-Position erreicht hat, ist die Entscheidung im Block "Hoch=Ein" positiv und das Fadenabschneider-Signal S-SCHNITT wird gelöscht, wogegen das Signal S-BREMSE und das Fadenwischsignal S-WP gültig werden.

Nachdem ein vorbestimmtes Zeitintervall verstrichen ist, werden die Signale S-BREMSE und S-WP ungültig und das Programm kehrt zum ersten Block zurück, um den Schalter LSW zu überprüfen.

Als nächstes sei angenommen, daß der Tief-Positions-Detektor DD gestört bzw. defekt sei und ständig im eingeschalteten Zustand bleibe. Dann ist die Antwort des

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Entscheidungsblocks "Tief=Ein" positiv. Wenn die Hoch-Position im Block "Tief,Hoch Lesen" geholt wird und das Ergebnis des Entscheidungsblocks "Hoch=Ein" positiv ist, werden die Signale S-ANTRIEB, S-SCHNITT und S-WP ungültig, dagegen werden die Signale S-BREMSE und S-KLINGEL erzeugt. Das Signal S-BREMSE wird nach einer vorbestimmten Zeit ungültig. Dieserjzustand wird dann gehalten, bis ein Rücksetzsignal im Schritt "Rücksetzen" angelegt wird.

Auf diese Weise arbeitet die in Fig. 11 dargestellte Schutzschaltungsanordnung derart, daß ein Sicherheitsbetrieb gewährleistet ist, indem wie bei den Schaltungsanordnungen nach Pig. 8 und 10 gefährliche Situationen wie beispielsweise der Bruch der Nadel wegen eines gestörten Tief-Posit^jions-Detektors, wegen unterbrochener Leitungen, Störspannungen und dergleichen ausgeschlossen werden können.

Pig. 12 zeigt ein Unterprogramm, das den "Rücksetzen"-Block ersetzt. Bei dem in Fig. 11 dargestellten RegelungsVorgang wird der Betrieb der Nähmaschine gesperrt, bis das Signal "Rücksetzen" angelegt wird, auch nachdem der Fehler beseitigt wurde. Im Gegensatz dazu ist das Unterprogramm nach Fig. 12 derart programmiert, daß der Betriebszustand der Nähmaschine unmittelbar nachdem sich die Schalter LSW und/oder TSW wieder in ihrem Normalzustand befinden, automatisch wieder hergestellt werden kann.

Die vorstehende Beschreibung bezog sich auf eine Nähmaschine mit elektromagnetischen.Kupplung. Selbstverständlich kann die Erfindung gleichermaßen auf eine Nähmaschine

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angewandt werden, die an einen Gleichstrommotor angeschlossen ist, dessen Drehzahl gesteuert bzw. geregelt wird. In diesem Fall wird das Kupplungs-Signal als Drehzahlregelungssignal für den Gleichstrommotor verwendet.

Durch die Erfindung wird also eine Schutzschaltungsanordnung für eine durch einen Elektromotor angetriebene Nähmaschine angegeben, mit der gefährliche Situationen wie beispielsweise der Bruch der Nadel und fehlerhafte Betriebszustände vermieden werden, die durch Störungen der Befehls-Schalter und der Hoch- und Tief-Nadelpositions-Detektoren sowie durch die Unterbrechung von Leitungen, durch Kurzschluß, Störspannungen od.dgl. verursacht seinkönnen ₃ wodurch ein sicherer und zuverlässiger Betrieb der Nähmaschine ermöglicht wird.

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Leerseife

Claims

Ansprüehe

1. Schutzeinrichtung zum Sicherheitsbetrieb einer durch einen Elektromotor angetriebenen Nähmaschine, gekennzeichnet durch

eine Antriebsvorrichtung zum Antrieb der Nähmaschine (SM) durch einen Elektromotor (MO);

einen Fadenabschneider zum automatischen Abschneiden eines Fadens;

eine Wischvorrichtung zur Entfernung des durch den Fadenabschneider abgeschnittenen Fadens;

eine Speiseeinheit zur Einspeisung vorbestimmter Befehlssignale;

Positionsfühhler (UD, DD) zur Erfassung ausgewählter Nadelpositionen der Nähmaschine (SM); _-- "

eine Regelanordnung zur Regelung der Antriebsvorrichtung, des Fadenabschneiders und der Wischvorrichtung durch zugehörige Meß- und Regelsignale;

eine Störerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Störfalles, in dem zwei gegensätzliche, inhärent nicht gleichzeitig auftretende Eingangssignale gleichzeitig vorhanden sind; und

ein durch ein Störsignal der Störerfassungseinrichtung steuerbares Stellglied zur Betriebsunterbrechung wenigstens der Antriebsvorrichtung, des automatischen Fadenabschneiders und des Fadenwischers, und zur Betätigung einer Haltvorrichtung, um die Nähmaschine (SM) anzuhalten (Fig. 1,2).

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INSPECTED

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet _s daß die Störerfassungseinrichtung erfaßt die gleichzeitige Erzeugung eines Vorwärtstritt-Signals, das ein Befehlssignal zur Betätigung der Nähmaschine darstellt, und eines Rückwärtstritt-Signals, das ein Befehlssignal für den automatischen Fadenabschneider darstellt, wobei beide Tritt-Signale durch Fußpedal-Sehalt: (LSWj TSW) erzeugbar sind, um wenigstens einige der vorbestimmten Befehlssignale zu erzeugen (Fig. 2).

3« Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Haltvorrichtung zum. Anhalten der Nähmaschine unmittelbar nach Erfassung des Störfalles durch die StSrerfassimgseinrichtung, so daß der Betrieb des Fadenwischers unterbrochen wird, wobei die Haltvorrichtung der Mähmaschine den Haltzustand der Nähmaschine für eine vorbestimmte Zeit aufrechterhält.

^. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erfassung des Störfalles der Betrieb der Antriebsvorrichtung unterbrochen und gleichzeitig eine Alarmanordnung betätigt wird.

5- Schutzeinrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederaufnahme des Betriebs der Nähmaschine durch ein extern angelegtes Rücksetzsignal erfolgt.

6. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch grekenr-= "-r.r.st daß die Störerfassungseinrichtung die gleichre:': --■-zeuigung zweier Signale erfaßt, deren eines dim.^j:-.. .?i*. Hoch-Positions-Detektor (UD) zur Erfassung der- H^-eh-P^s:.t _on einer Mähnadel und deren anderes durch einen Tiei-r-^ä^-i^iib-Defcektor (DD) zur Erfassung der Tief-Positiosi ■j.-s-r J-ähnacL·! erseugbar ist (Fig. 2).

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_ "5 —

7. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betriebsunterbrechungseinheit der Antriebsvorrichtung zum Anhalten des Betriebs der Nähmaschine bei der Erfassung eines Störfalles einen Alarmgeber aufweist.

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