DE2843105C2 - Positionsgeber zum Erzeugen von Impulsen für die Antriebseinrichtungen einer elektronisch gesteuerten Musternähmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Positionsgeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In den bekannten elektronisch gesteuerter. Musternähmaschinen (DE-OS 24 3! 068 oder 26 26 322), für die ein solcher Positionsgeber verwendbar ist, müssen die Schrittmotoren oder sonstigen elektrischen Antriebseinrichtungen, welche in Abhängigkeit von den gespeicherten binären Stichsteuerdaten die seitlichen Auslenkbewegungen der Nadel bzw. den Stoffschieber steuern, elektrisch mit der Vertikalbewegung der Nadel, also mit der Drehung der Hauptwelle der Maschine synchronisiert werden. Die beiden Antriebseinrichtungen arbeiten wechselweise, d. h. bei unterschiedlichen Winkelbereichen der Hauptwelle, zwischen denen durch relativ kleine Winkelabstände definierte Ruhepausen eingehalten werden, in denen keine der beiden Antriebseinrichtungen einen Einschaltimpuls erhalten sollen. Da die Leistungsfähigkeit der Musternähmaschine in erheblichem Maße von den die Impulse zum Ein- oder Ausschalten der erwähnten Antriebseinrichtungen erzeugenden Sektorelementen und deren gegenseitigen Winkelabständen abhängt, ist eine genaue Justierung bei der Montage des Positionsgebers auf der Hauptwelle erforderlich. Dies war bisher nicht so schnell und einfach möglich, wie es besonders in der Massenfertigung erwünscht ist.

Aus der DE-AS 24 14 484 ist ein Positionsgeber für

eine Nähmaschine mit zwei eine Kreisbahn beschreibende, zueinander winkelversetzten magnetischen Geberelementen bekannt, die einer zwei ortsfeste Geberelemente bildenden Brfickenschakung zur Erzeugung von Impulsen zugeordnet sind, mit denen z. B. die Nähmaschine selbst bei bestimmten Nadelstellungen abgebremst werden kann. Dabei kann ein weiteres drehbares Geberelement vorgesehen sein, das einem der anderen Geberelemente um einen festliegenden oder ein- stellbaren Winkel voreilt Aus dem DE-GM 76 05 936 ist ferner ein Impuls-Positionsgeber für Nähmaschinen mit mehreren Impulsgeberscheiben bekannt, die zur einfachen Justierbarkeit gegen die Kraft von reibschlüssig eingefügten Zwischenscheiben gegeneinander verdreht werden können. Diese bekannten Konstruktionen sind nicht für elektronisch gesteuerte Antriebseinrichtungen bestimmt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen den erläuterten speziellen Gegebenheiten einer elektronisch gesteuerten Musternähmaschine entsprechenden justierbaren Positionsgeber gemäßt dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dessen Montage schnell und einfach die vorbestimmte gegenseitige Winkelstellung der Sektorelemente auffindbar ist und dabei zuver- lässig gewährleistet wird, daß zwischen ihnen die erforderlichen Winkelabstände eingehalten werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Aufgrund der Begrenzung der gegenseitigen Ver drehbarkeit der Sektorelemente durch das Eingreifen des einen Nabenabschnitts in den Ausschnitt des anderen Abschnitts wird die Montage des Positionsgebers in der Massenfabrikation wesentlich erleichtert Die Justierbarkeit ist auf das notwendige geringe Maß inner- halb einer unveränderbaren Gesamtsumme der beiden Winkelabstände zwischen den Sektorelementen beschränkt

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert Es zeigt

•to F i g. 1 ein Stellungsdiagramm der Nadelspitze und des Stoffschiebers gegenüber der Stichplatte bei Drehung der Hauptwelle der Nähmaschine;

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Positionsgebers;

F i g. 3 einen auf die Hauptwelle aufgesetzten Positionsgeber in einer Nähmaschine;

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht des Positionsgebers auf der Hauptwelle der Nähmaschine; Fig.5 einen Vertikalschnitt durch den Positionsge ber;

Fig.6A eine perspektivische Explosionsdarstellung des Positionsgebers; und

F i g. 6B ein Einzelteil aus der Blickrichtung des in F i g. 6A gezeigten Pfeils.

Wie F i g. 1 zeigt, können die Vertikalbewegungen der Nadel und des Stoffschiebers zur Ober- bzw. Unterseite der durch die Linie C angedeuteten Stichplatte in bezug zum Drehwinkel Θ der Hauptwelle der Nähmaschine (in je nach den Gegebenheiten der einzelnen Nähmaschi nen unterschiedlichem Maße) asymetrisch sein. Befindet sich die Nadel, deren Bewegung durch die Kurve A dargestellt ist, oberhalb der Stichplatte, kann die seitliche Auslenkbewegung der Nadel gesteuert werden, während im Bereich unterhalb der Stichplatte der Stoffschie- ber gesteuert werden kann, dessen Bewegung der Kurve B entspricht. Da die dazu verwendeten Antriebseinrichtungen wie beispielsweise impulsgesteuerte Schrittmotoren zueinander zeitlich versetzt betrieben

werden sollen, ist eine gemeinsame Steuerschaltung vorgesehen, über die die Schrittmotoren abwechselnd betrieben werden. Der hier beschriebene Positionsgeber erzeugt die Impulse, mit denen hierbei die beiden Schrittmotoren für die getrennte Steuerung der Seitwärtsbewegung der Nadel bzw. für die Bewegung oder die Bewegungseinrichtung des Stoffscniebers gesteuert werden. Gemäß F i g. 1 hat der Positionsgeber einen Winkelbereich A' von etwa 180° für den Betrieb des Schrittmotors, welcher die Seitwärtsbewegung der Nadel steuert, und einen Winkelbereich B' von etwa 130° für den Betrieb des Schrittmotors, der die Bewegung oder Bewegungsrichtung des Stoffschiebers steuert Zwischen den beiden Antriebs-Winkelbereichen sind Ruhebereiche entsprechend den Winkelabständen αι und ö2 vorgesehen. Die beiden Antriebs-Winkelbereiche können gegeneinander verschoben werden, jedoch nur soweit, daß stets zwischen ihnen noch jeweils ein Ruhebereich bleibt Die Gesamtsumme der Winkelabstände αϊ, ü2 bleibt hierbei konstant B°.i Erreichen der Anfangspunkte a und b der Antriebs-Winkelbereiche A' und B' werden die Schrittmotoren durch die entsprechenden Impulse eingeschaltet, und am jeweiligen Ende der Winkelbereiche A' und B' werden sie wieder abgeschaltet

F i g. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung den hier beschriebenen Positionsgeber an einem Abtastpunkt D, bei welchem sich die feststehenden Impulsgeber 4, 4a (vgl. F i g. 4) befinden. Er hat einen Winkelbereich A", der durch ein scheibenförmiges Sektorelement 5 gebildet ist, den Schrittmotor zum Steuern der Seitwärtsbewegung der Nadel einschaltet und mit der Hauptwelle der Nähmaschine in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung umläuft, sowei einen Winkelbereich B', der ebenfalls durch ein scheibenförmiges Sektorelement 6 gebildet ist und zum Steuern des Schrittmotors für die Bewegung oder Bewegungsrichtung des Stoffschiebers dient Zwischen den beiden Sektorelementen 5 und 6 befinden sich die Winkelabstände a₍ und a₂. Innerhalb noch zu erläuternder Grenzen sind die beiden Sektorelemente gegeneinander verdrehbar.

Den Winkelstellungen der Sektorelemente 5 und 6 in bezug auf den erwähnten Abtastpunkt D, also die Impulsgeber, 4, 4a können jeweils Binärwerte zugeordnet werden, beispielsweise der Binärwert 1 beim Abtasten der Sektorblenden 23, 24 (F i g. 4) und andernfalls der Binärwert 0. Würde durch Verdrehen dei Sektorelemente einer der beiden Winkelabstände au αϊ beseitigt, so daß die Sektorelemente 5, 6 unmittelbar aneinander angrenzen, so könnte zu den an sich vorgesehenen binären Codes 00, 10 und 01 während einer vollen Umdrehung der Welle und der Code 11 auftreten. Während die Codes 10 und 01 zum Einschalten je eines der Schrittmotoren benutzt werden und der Code 00 zum Abschalten beider Schrittmotoren, müßte für den Code 11 festgelegt werden, ob in diesem Fall beide Schrittmotoren abgeschaltet werden sollen oder der eine oder andere von ihnen weiter eingeschaltet bleiben soll. Bei dem hier beschriebenen Positionsgeber soll daher die Erzeugung des Codes 111 im Einstellbereich der Sektorelemente 5, 6 ausgeschlossen werden.

Gemäß F i g. 3 ist der als Impulsgenerator arbeitende Positionsgeber 3 auf der nur zum Teil gezeigten Hauptwelle 2 montiert. Er besteht im wesentlichen aus den beiden umlaufenden Sektorelementen 5 und 6 und den angrenzenden im Maschinengehäuse befestigten Impulsgebern 4, 4a. Durch Verdrehung der Sektorelemente 4 und 4a in bezug aufeinander und bezüglich der Impulsgeber 4, 4a können die Impulserzeugungszeiten geändert werden. Eine seitwärts auslenkbare Nadelstangenhalterung 7 trägt eine Nadelstange 8 mit der vertikal bewegbaren Nadel 9. Eine Einstellstange 10 ist am einen Ende mit der Nadelstangenhalteruag 7 und am anderen Ende mit einem Glied 11 verbunden, das fest mit der Welle 13 eines Schrittmotors 12 in Verbindung steht Der Schrittmotor 12 treibt die Stellstange 10 zu einer Hin- und Herbewegung an und schwenkt damit die Nadelstangenhalterung 7 seitwärts aus. Ein Anschlag 14 am Schrittmotor 12 begrenzt mit Hilfe des Gliedes 11 die Bewegung der Welle 13. Ein zweiter Schrittmotor 15 dient der Steuerung der Bewegung des Stoffschiebers (nicht dargestellt). Die Kraftübertragung zwischen dem Schrittmotor 15 und dem Stoffschieber ist nicht im einzelnen dargestellt, da sie im Prinzip der Übertragung zwischen dem Schrittmotor 12 und der Nadelstangenhalterung entspricht Mit 16 ist eine Steuerschaltung bezeichnet, mit der in Abhängigkeit von den gespeicherten Musterdaten der Antrieb der Schrittmotoren 12 und 15 gesteuert wird. Dieser Steuerschaltung sind die Ausgangsimpulse der Impulsgeber 4,4a zugeführt

Gemäß F i g. 2 und 4 sind die als Teilkreisplatten ausgebildeten Sektorelemente 5 und 6 auf der Hauptwelle so befestigt, daß sie eine winkelmäßige Versetzung von etwa 180° haben. Die Impulsgeber 4,4a bestehen aus gabelförmigen Elementen, in deren Lücken 21,22 sich jeweils ein Phototransistor und eine Leuchtdiode gegenüber liegen, die mit der Steuerschaltung 16 über Leitungen 17,18,19 bzw. 20 verbunden sind. Befinden sich die die Teile größeren Durchmessers bildenden Sektorblenden 23 bzw. 24 der Sektorelemente 5,6 in den Lükken 21,22, so werden die Lichtstrahlen von den Leuchtdioden zu den Phototransistoren unterbrochen und Impulse entsprechender Breite erzeugt.

Gemäß F i g. 4 bis 6 werden das erste Sektorelement 5, ein Ring 26 und das zweite Sektorelement 6 in der genannten Reihenfolge auf die Hauptwelle 2 aufgesetzt Das Sektorelement 5 trägt auf einer Seite einen Flansch 25 und einen inneren Kragen von geringerem Durchmesser, an dem ein Paar von Nabelabschnitten 32 vorspringt, zwischen denen sich eine Lücke 29 befindet Das Sektorelement 6 weist auf einer Seite einen inneren Kragen oder Nabenabschnitt 30 auf, der einen Ausschnitt 31 hat Der innere Kragen mit den Nabenabschnitten 32 des Sektorelements 5 wird in die Innenfläche 27 des Ringes 26 hineingesteckt und provisorisch auf der Hauptwelle mit Hilfe einer Klemmschraube 28 befestigt, die durch eine Gewindebohrung im Ring 26 und durch die Lücke 29 zwischen den beiden Nabenabschnitten 32 bis zur Hauptwelle hindurchreicht. Als nächstes wird der Nabenabschnitt 30 des Sektorelements 6 in den Ring 26 von der gegenüberliegenden Seite her so eingeschoben, daß die Nabenabschnitte 32 des Sektorelements 5 in den Ausschnitt 31 im Nabenabschnitt 30 eingreifen. Somit ist das Sektorelement 6 gegenüber dem Sektorelement 5 nur noch im begrenzten Maße in Umfangsrichtung so verstellbar, daß die Winkelabstände a\ und c*2 gemäßt F i g. 2 genau eingestellt werden können. Anschließend wird die Klemmschraube 28 weiter angezogen, wodurch die beiden Sektorelemente 5, 6 und der Ring 26 fest mit der Hauptwelle 2 verbunden werden. Bei dem dargestellten Ausführ".ngsbeispiel hat die Sektorblende 23 des Sektorelements 5 eine winkelmäßige Ausdehnung von etwa 180", durch die der Antrieb-Winkelbereich A' gemäß F i g. 1 bestimmt ist, der den Schrittmotor 13 für die seitliche Auslenkung der Nadelstange steuert. Die Sektorblende

24 des Sektorelements 6 erstreckt sich dagegen über etwa 130°, wodurch der Antriebs-Winkelbereich B' gemäß F i g. 1 festgelegt ist, in welchem der Schrittmotor 15 für die Bewegungssteuerung des Stoffschiebers angetrieben wird. Ein besonderer Vorteil des hier beschriebenen Positionsgebers besteht also darin, daß die Seitwärtsbewegung der Nadel über einen großen Drehwinkel der Hauptwelle gesteuert werden kann, nämlich ohne wesentliche Beschränkung über nahezu den gesamten Bereich, in dem sich die Nadel oberhalb der Stichplatte befindet Die für ein ausgewähltes Muster erforderliche Auslenkbewegung der Nadel kann selbst dann in der richtigen Weise eingestellt werden, wenn die Näherin während des Stichvorgangs eine Änderung des Musters vornimmt

Unmittelbar nachdem die Nadelspitze (Kurve A in F i g. 1) während ihrer Vertikalbewegung über die Stichplatte (Linie C) hinauskommt, unterbricht die Sektorblende 23 des Sektorelements 5 in der Winkelstellung a den Lichtstrahl zwischen dem Phototransistor und der Leuchtdiode im Impulsgeber 4, bis die Nadelspitze nach Durchlaufen des oberen Totpunktes sich wieder der Stichplatte nähert In der Zwischenzeit wird der Schrittmotor 12 durch die Musterdaten der Steuerschaltung 16 angetrieben und damit die Seitwärtsbewegung der Nadel in einer Einstellzeit gesteuert, die erheblich kürzer ist als die Zeitspanne, in der die Musterdaten zur Verfügung stehen.

Wenn sich dann die Nadelspitze unter die Stichplatte senkt und der Stoffschieber (Kurve S) sich nahe der Oberseite der Stichplatte befindet, unterbricht die Sektorblende 24 des Sektorelements 6 in der Winkelstellung b den Lichtstrahl von der Leuchtdiode zu dem Phototransistor in dem Impulsgeber 4a so lange, bis an einem Punkt vor der Winkelstellung a ein ausreichender Winkelabstand ct\ beginnt In der Zwischenzeit ist der Schrittmotor 15 durch die Musterdaten von der Steuerschaltung 16 so angetrieben worden, daß der Stoffschieber die erforderliche Bewegung ausgeführt hat Zu diesem Zweck kann durch Beobachtung der Bewegung der Nadelspitze das Sektorelement in der richtigen Weise in bezug auf die Hauptwelle 2 einjustiert werden. Auf gleiche Weise läßt sich das Sektorelement 6 in bezug auf die Bewegung des Stoffschiebers (Kurve BR) einjustieren.

Die beiden Sektorelemente des hier beschriebenen Positionsgebers zum Steuern der beiden Schrittmotoren durch voneinander getrennte Impulse sind also nicht nur relativ zueinander, sondern auch in ihrer Winkelstellung zur Hauptwelle einstellbar. Der Positionsgeber hat einen einfachen Aufbau und ist leicht montierbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1.) Positionsgeber zum Erzeugen von Impulsen für die insbesondere aus Schrittmotoren bestehenden elektrischen Antriebseinrichtungen des Nadelauslenkmechanismus und des Stoffschiebers einer elektronisch gesteuerten Musternähmaschine, mit zwei auf der Hauptwelle der Maschine justierbar montierten umlaufenden Sektorelementen, die mit feststehenden, insbesondere opto-elektronischen Impulsgebern derart zusammenwirken, daß die Impulse für die beiden Antriebseinrichtungen bei jeweils anderen Winkelbereichen (A', W) der Hauptwelle erzeugt werden, die durch Winkelabstände (αϊ, ß2> getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sektorelemente (5,6) axial gegeneinander gerichtete teilzylindrische Nabenabschnitte \30 bzw. 32) aufweisen, von denen der Nabenabschnitt (32) des einen Sektorelements (5) in den Ausschnitt (31) des anderen Nabenabschnitts (30) eingreift, daß die Bemessung der Nabenabschnitte (30,32) eine begrenzte gegenseitige Verdrehung der Sektorelemente (5, 6) zu Justierzwecken zuläßt, und daß die Sektorelemente (5, 6) durch einen die Nabenabschnitte (30, 32) passend umschließenden Ring (26) mit einer Klemmschraube (28) auf der Hauptwelle (2) befestigbar sind.

2.) Positionsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschraube (28) eine Lücke (29) in dem in den Ausschnitt (31) eingreifenden Nabenabschnitt (32) durchsetzt

3.) Positionsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der umlaufenden Sektorelemente (5) eine Winkelerstreckung von etwa 180° und das andere Sektorelement (6) eine Winkelerstreckung von etwa 130° hat