DE2853203C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nähmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Nähmaschine ist bekannt (DE-OS 26 07 810), sie kann jedoch nur zum Nähen von sich in Nährichtung bzw. Längsrichtung erstreckenden Mustern eingesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß sich seitlich gerichtete Muster nähen lassen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche angegebenen Merkmale.

Die mit Hilfe der Nähmaschine gemäß der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, daß eine Vielzahl von Mustern hergestellt werden können, ohne daß das Nähgut selbst ausgerichtet werden müßte. So kann z. B. ein viereckiger Flicken auf ein Werkstück aufgenäht werden, ohne daß hierzu irgendwelche Drehbewegungen des Werkstückes um die Nadel erforderlich sind.

Es ist bekannt, eine schablonengesteuerte Nähmaschine mit Hilfe eines Mechanismus so einzusetzen, daß seitlich gerichtete Muster genäht werden können (DE-GM 70 35 449). Hierzu müssen Schablonen eingesetzt werden, die beispielsweise nur aus wenigen Stichen bestehende Muster speichern können. Hinzu kommt noch, daß die mechanischen Teile des Mechanismus störanfällig sind und in Nähmaschinen heutzutage nicht erwünscht sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Nähmaschine gemäß der Erfindung.

Fig. 2 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Nähmaschine gemäß der Erfindung.

Fig. 3 ist ein Stromkreisdiagramm eines Digital-Analog-Wandlers gemäß Fig. 2.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Nähmaschine gemäß Fig. 2 mit zusätzlichen Komponenten für die seitliche Auslenkung der Nadel, um das Nähgut seitlich zu transportieren.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer Nähmaschine nach Fig. 2 mit zusätzlichen elektronischen Bauteilen für das Nähen von sich seitlich erstreckenden Mustern.

Fig. 6 ist eine Darstellung von sich in Längsrichtung und in seitlicher Richtung erstreckenden Mustern.

Fig. 7 ist eine rechtsseitige Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Vorschubteiles.

Fig. 8 ist eine linksseitige Ansicht des in Fig. 7 gezeigten Vorschubteiles.

Fig. 9 ist eine linksseitige Vorderansicht des in Fig. 8 gezeigten Vorschubteiles, wobei die Drücker- und die Nadelstange an ihren unteren Totpunkten gezeigt sind.

In Fig. 1 ist eine elektronisch gesteuerte Nähmaschine 10 gezeigt. Die Nähmaschine 10 ist mit einem Unterteil 12, einem Ständer 14, einem vom Ständer getragenen Arm 16 und mit einem Kopf 17 ausgebildet, in welchen der Arm 16 endet. Innerhalb des Kopfes 17 ist eine Drückerstange 19 und eine Nadelstange 21 gehaltert. Die Nadelstange 21 trägt eine Nadel 22. Die Drückerstange 19 endigt in einem Drückerfuß 20, welcher so gegen einen Stoffschieber 24 gedrückt werden kann, daß ein Arbeitsstück in Längsrichtung transportiert wird, wenn die Nadel 22 aus dem Arbeitsstück herausgezogen ist.

Es ist weiterhin am Arm 16 eine Vorderplatte 27 vorgesehen. An der Vorderplatte 27 befindet sich eine Nähdarstellung 29, verschiedene Musterwählknöpfe 31 und ein Nadelvorschubknopf 33. Am Ständer 14 ist ein Knopf 35 für die Steuerung des Ausmaßes der seitlichen Nadelauslenkung, ein Knopf 36 für die Steuerung des Vorschubs und ein Ausgleichssteuerknopf 37 vorgesehen, durch welchen die Nadelauslenkung die Vorschublänge und ein Vorwärts-Rückwärtsausgleich eines Musters geregelt werden kann. Ein Geradstichwählknopf 38 und ein Rückwärtsstichwählknopf 39 sind vorgesehen.

In Fig. 2 ist ein Impulsgeber der Nähmaschinenarmwelle 42 gezeigt, der Impulse erzeugt, wobei für jede Nadelhin- und -herbewegung ein Impuls zu einem integrierten Schaltkreis 44 geführt wird. Der Schaltkreis 44 hat Eingänge 45, welche wahlweise über die Knöpfe 31, 38 und 39 erreicht werden können. Die durch den Impulsgeber 42 erzeugten Impulse zwischen jedem aufeinanderfolgenden Stich bewirken, daß der Schaltkreis 44 digitale Musterinformationen zum richtigen Zeitpunkt zu einem Digital-Analog-Wandler 47 freigibt, um der Nadel 22 seitliche Nadelauslenkungen zu erteilen, wenn sie außerhalb des Nähguts ist, und um weiterhin einen Digital-Analog-Wandler 49 mit Informationen zu versorgen, wenn die Nadel sich im Nähgut befindet, um einen seitlichen Transport des Nähguts zu ermöglichen. Die analogen Ausgangssignale von den Wandlern 47 und 49 werden auf Pufferverstärker 51 und 53 übertragen. Die Pufferverstärker 51 und 53 weisen Operationsverstärker mit Rückkopplungsstromkreisen auf, welche Widerstände enthalten, die durch die Knöpfe 35 und 36 zwecks Regelung der Nadelauslenkung und des Vorschubes verstellt werden können. Die eingestellten Nadelauslenkungs- Informationen werden vom Pufferverstärker 51 zum umkehrenden Eingang eines Verstärkers 55, zu einem weiteren Verstärker 59 und zu einem Nadelauslenkungsantrieb 63 übertragen. Ein Stellungsfühler 67 ist dem Nadelauslenkungsantrieb 63 zugeordnet und erzeugt ein Rückkopplungssignal, welches zum Verstärker 55 als Fehlersignal zurückgeführt wird. Die Vorschub-Informationen folgen einem entsprechenden Weg vom Verstärker 53 zum umkehrenden Eingang eines Verstärkers 57 und von dort gelangen sie zu einem Verstärker 61 und zu einem Vorschubantrieb 65. Ein Fehlersignal wird durch einen Stellungsfühler 69 erzeugt und zum Verstärker 57 rückgeführt. Der Verstärker 57 erhält einen weiteren Eingang von einem Potentiometer 71, welches der Korrektur des Vorwärts- und des Rückwärtsvorschubes dient. Aus Zwecken der Vereinfachung der Darstellung ist das Potentiometer 71 in den Fig. 4 und 5 nicht dargestellt.

Der in Fig. 3 gezeigte Stromkreis ist sowohl für die Steuerung der Nadelauslenkung als auch für den Vorschub geeignet.

Das Signal vom integrierten Schaltkreis 44 wird zu den Digital-Analog-Wandlern 47 bzw. 49 über eine Leitung 73 übertragen, gefiltert und zum umkehrenden Eingang eines Operationsverstärkers 75 gegeben. Am anderen Eingang des Operationsverstärkers 75 wird über ein Trimpotentiometer 77 Gleichspannung angelegt. Der Ausgang vom Operationsverstärker 75 wird über einen Widerstand 79 zum umkehrenden Eingang eines Operationsverstärkers 81 geführt, welcher Teil des Pufferverstärkers 51 bzw. 53 ist. Ein Nebenschlußwiderstand 83 dient der Einstellung der Verstärkung des Operationsverstärkers 81.

In Fig. 4 ist ein Blockdiagramm einer Nähmaschine gezeigt, um seitlichen Transport des Nähguts zu ermöglichen. Fig. 4 zeigt einen Block 90 mit vier Anschlüssen. Der Block 90 enthält einen zweipoligen Dreistellungsschalter 92, einen Stichlängenbegrenzungswiderstand 94 und einen veränderbaren Stichlängensteuerwiderstand 96. Die drei Stellungen des Schalters 92 sind mit L, N und R bezeichnet, was sich auf linksseitigen Transport, normalen Vorschub und rechtsseitigen Transport bezieht. Der Schaltteil 98 ist mit dem Stichlängensteuerwiderstand 96 verbunden. Der Stichlängenbegrenzungswiderstand 94 ist über eine Leitung 102 mit dem Ausgang des Impulsgebers 42 verbunden. Der L-Anschluß 104 des Schalters 92 ist mit dem umkehrenden Eingang des Verstärkers 55 verbunden. Der R-Anschluß 106 des Schalters 92 ist mit dem nicht umkehrenden Eingang des Verstärkers 55 verbunden. Der Schaltteil 100 des Schalters 92 ist geerdet. Der L-Anschluß 108 und der R-Anschluß 110 des Schalters 92 sind miteinander verbunden und zu dem Punkt 112 in der Signalleitung zwischen dem Pufferverstärker 53 und dem Verstärker 57 geführt, wobei die beiden Verstärker durch Widerstände 114 voneinander getrennt sind. Der Schalter 92 wird durch den Nadelvorschubknopf 33 betätigt.

Wenn der Geradstichwählknopf 38 betätigt und der Nadelvorschubknopf 33 in die L-Stellung gebracht wird, befinden sich die Schaltteile 98 und 100 in der in Fig. 4 gezeigten Stellung. Der Schaltteil 100 erdet den Ausgang des Pufferverstärkers 53, so daß dem Nähgut weder eine Vorwärts- noch eine Rückwärtsbewegung erteilt wird. Der Schaltteil 98 des Schalters 92 stellt eine Verbindung zwischen dem umkehrenden Eingangsanschluß des Verstärkers 55 und dem Impulsgeber 42 über den Stichlängenbegrenzungswiderstand 94 und den Stichlängensteuerwiderstand 96 her. Dadurch wird der Impulsgeber 42 mit dem Verstärker 55 verbunden. Da der Geradstichwählknopf 38 betätigt worden ist, wird der Schaltkreis 44 ein Null-Spannungssignal ausgeben, welches der Mittelnadelstellung entspricht. Der 7,5 V- Ausgang von dem Impulsgeber 42 verringert sich um die Spannungsabfälle an den Widerständen 94 und 96 und gelangt an den Nadelauslenkungsantrieb 63, der die Nadel 22 auslenkt, und zwar nach links und während sie sich im Nähgut befindet.

Wenn der Geradstichwählknopf 38 betätigt wird, und der Nadelvorschubknopf 33 in seine R-Stellung gebracht worden ist, wird nun der Schaltteil 98 des Schalters 92 den Impulsgeber 42 mit dem nichtumkehrenden Eingang des Verstärkers 55 verbinden, so daß sich die vorangehend erläuterte Arbeitsweise des Nadelauslenkungsantriebs 63 umkehrt, so daß die Nadel 22 das Nähgut nach rechts bewegt.

In bestimmten Fällen führt das Auslenken der Nadel 22 auch zu einer Vorschubkomponente, durch die das Arbeitsstück um einen geringen Betrag verschoben wird. Dies kann durch Einregulieren des Ausgleichssteuerknopfs 37 vermieden werden, welcher an das Vorschubausgleichspotentiometer 71 (Fig. 2) und den umkehrenden Eingang des Verstärkers 57 angeschlossen ist.

Fig. 5 ist aus der Fig. 2 durch Hinzufügen eines Blockes 120 entstanden, um sich seitlich erstreckende Muster erzeugen zu können. Der Block 120 enthält einen fünfpoligen Dreistellungs-Schalter 122, zwei Begrenzungswiderstände 124 und 126, zwei variable Begrenzungswiderstände 128 und 130 und einen Inverter 132. Der Schalter 122 kann durch den Nadelvorschubknopf 33 in eine L- N-und R-Stellung gebracht werden, welche dem linksseitigen Transport, dem Normalnähen und dem rechtsseitigen Transport des Nähguts entsprechen. Der linke Teil des Schalters 122 ist zwischen dem Impulsgeber 42 und dem integrierten Schaltkreis 44 zwischengeschaltet. Wenn der bewegliche Teil 134 des Schalters 122 sich in N- Stellung befindet, wird der Impulsgeber 42 direkt mit dem Schaltkreis 44 verbunden und die Nähmaschine arbeitet hinsichtlich des Vorschubs und bei der Bildung von Mustern normal. Wenn der bewegliche Teil 134 sich in L-Stellung befindet, wird das Signal vom Impulsgeber 42 über den Inverter 132 geführt, so daß die Signale am Schaltkreis 44 in entgegengesetztem Sinn wirken. Das Signal vom Inverter 132 wird auch zum umkehrenden Eingang des Verstärkers 55 über die Widerstände 124 und 128 und den beweglichen Teil 136 des Schalters 122 übertragen. Gleichzeitig wird der Ausgang des Pufferverstärkers 51 durch den beweglichen Teil 138 des Schalters 122 zum umkehrenden Eingang des Verstärkers 57 übertragen. Der bewegliche Teil 140 des Schalters 122 ist geerdet, und wenn er sich in L-Stellung (Anschluß 144) oder in R-Stellung (Anschluß 146) befindet, erdet er die Signale vom Pufferverstärker 51 am Anschluß 148 zwischen zwei Widerständen 150. Der bewegliche Teil 142 des Schalters 122 ist ebenfalls geerdet, so daß er in L- und in R- Stellung (Anschluß 152 und 154) das Signal vom Pufferverstärker 53 am Anschluß 156 an Erde legt. Der Anschluß 156 befindet sich zwischen zwei Widerständen 158. Die N-Anschlüsse für die beweglichen Teile 136, 138, 140 und 142 des Schalters 122 sind offen, so daß die Nähmaschine Geradstiche herstellt, wenn sich der Nadelvorschubknopf 33 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet.

Wenn sich aber der Nadelvorschubknopf 33 in L- oder R- Stellung befindet, wird der Ausgang vom Impulsgeber 42 im Inverter 132 umgekehrt an den Schaltkreis 44 angelegt, so daß Nadelauslenkungsinformationen während desjenigen Teiles eines Stichzyklus ausgegeben werden, in dem normalerweise Vorschub-Informationen ausgegeben werden. Gleichzeitig wird der Ausgang vom Impulsgeber 42 über die beweglichen Teile 134 und 136 des Schalters 122 zum Verstärker 55 geführt, wodurch die Nadel 22 seitlich bewegt wird, während sie sich im Nähgut befindet, und in ihre ursprüngliche Lage zurückkehrt, wenn sie sich außerhalb des Nähguts befindet. Gleichzeitig werden die Nadelauslenkungs-Informationen über den beweglichen Teil 138 zum umkehrenden Anschluß des Verstärkers 57 übertragen, um dadurch einen Vorschub des Nähguts zu erhalten.

Soweit es den Drückerfluß 20 betrifft, kann dieser von bekanntem Aufbau sein, er kann aber auch einen ebenen Vorschubteil 163 aufweisen, welcher an der Drückerstange 19 gehaltert ist, und ferner einen Hebel 165 aufweisen, welcher in Antriebseingriff mit der Nadelstange 21 ist (Fig. 7 bis 9). Der Hebel 165 trägt eine bewegliche Aufhängung 172, die mit einem Nockenendteil 175 einer Kurbel 174 im Eingriff ist, welche ihrerseits an dem Vorschubteil 163 schwenkbar gehaltert ist. Befindet sich der Hebel 165 in der in Fig. 7 gezeigten Stellung, so drückt der vergrößerte Kopf 176 am anderen Ende des Hebels 174 den oberen Vorschubfuß 168 nach unten, und zwar in Gegenwirkung zu einer Spannfeder 178. Der obere Vorschubfuß 168 steht dadurch über den Drückerfuß 170 nach unten vor und erhöht die von der Drückerstange 19 auf das Nähgut ausgeübte Kraft.

Wenn die Nadelstange 21 sich weiter nach unten bewegt, kommt die bewegliche Aufhängung 172 frei, so daß ein seitlicher Transport des Nähguts möglich ist, ohne daß sich Falten bilden (Fig. 9). Nachdem die Nadel 22 ihren tiefsten Punkt erreicht hat und mit ihrer Aufwärtsbewegung beginnt, wird der obere Vorschubfuß 168 gegen das Nähgut gedrückt, um dieses während die Nadel 22 aus dem Nähgut entfernt wird zu haltern.

In Fig. 6 sind Muster gezeigt, die mit der Nähmaschine gemäß der Erfindung hergestellt werden können. In Fig. 6a ist ein normales Zick-Zack-Stichmuster gezeigt, welches erzeugt wird, wenn mit Vorschub gearbeitet wird, wobei die Nadel 22 seitliche Auslenkungen ausführt. In Fig. 6b ist ein sich seitlich erstreckendes Muster gezeigt, welches entsteht, wenn Nadelauslenkungs-Informationen an den Vorschubantrieb 65 angelegt werden und die Nadel 21 im Ansprechen an den Ausgang vom Impulsgeber 42 verschwenkt wird. Dementsprechend wird das Arbeitsstück seitlich nach links entsprechend der L- Stellung des Nadelvorschubknopfes 33 bewegt und der Vorschubantrieb 65 wird den Nadelauslenkungs-Informationen entsprechend positioniert. Das Ergebnis ist ein seitliches Zick-Zack-Stichmuster, welches dem Muster nach Fig. 6a sehr ähnlich ist.

In Fig. 6c ist ein Muster gezeigt, welches beim normalen Arbeiten der Nähmaschine erzeugt werden kann und in Längsrichtung verläuft. Wenn derjenige Musterwahlknopf 31 ausgewählt wird, um das in Fig. 6c ausgewählte Muster zu erzeugen, und der Nadelvorschubknopf 33 in die R-Stellung gebracht wird, führt dies zu dem sich seitlich erstreckenden Muster, welches in Fig. 6d gezeigt ist. Wenn aber der Nadelvorschubknopf 33 in seine L-Stellung gebracht wird, führt dies zu dem in Fig. 6e gezeigten Muster. In Fig. 6f ist ein weiteres sich in Längsrichtung erstrecktes Muster gezeigt, welches im Normalbetrieb der Nähmaschine durch die Betätigung eines bestimmten Musterwählknopfes 31 entsteht. In Fig. 6g ist das entsprechende seitliche Muster gezeigt, welches entsteht, wenn der gleiche Musterwählknopf 31 gedrückt worden ist, jedoch der Nadelvorschubknopf 33 sich entweder in der L- oder R-Stellung befindet. Da das Muster nach Fig. 6f symmetrisch ist, führt die Wahl der L- oder R-Stellung des Nadelvorschubknopfes 33 zum gleichen Muster, obgleich das Arbeitsstück in unterschiedlichen Richtungen bewegt wird.

In Fig. 6h ist ein normaler Geradstich gezeigt, in Fig. 6i ein Geradstich in seitlicher Richtung. Abwechselnde normale und seitliche Geradstiche werden benötigt, wenn ein Flicken auf ein Werkstück aufgenäht wird.

Claims (2)

1. Nähmaschine mit einer durch einen elektro-mechanischen Antrieb in der Ausbildung eines umsteuerbaren Linearmotors seitlich auslenkbaren Nadelstange, mit einem weiteren elektro-mechanischen Antrieb in der Ausbildung eines umsteuerbaren Linearmotors versehenen Stoffschiebers, denen jeweils über einen Digital-Analog-Wandler in analoge Signale umgewandelte Lagedaten aus einem einen Festwertspeicher mit eingeschriebenen Informationen über die Musterbildung enthaltenden integrierten Schaltkreis bei der Ausgabe der von einem Impulsgeber der Nähmaschinenarmwelle erzeugten Impulse zugeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß auch eine Betriebsweise vorhanden ist, bei der die Nadelstange durch deren elektromechanischen Antrieb seitlich ausgelenkt wird, solange sich deren Nadel im Nähgut befindet, um das Nähgut seitlich zu transportieren, und daß hierfür eine Umschaltanordnung (90, 120) vorgesehen ist, die bei Umschaltung aus einer Normalstellung heraus den für den Antrieb des Stoffschiebers bestimmten Analogwert dem Antrieb für die Nadelauslenkung und den für den Antrieb der Nadelauslenkung bestimmten Analogwert dem Antrieb für den Stoffschieber zuleitet.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffschieber einen Drückerfuß (170), welcher nachgiebig gegen das Nähgut drückbar ist und einen oberen Vorschubfuß (168) in einer zur seitlichen Nadelauslenkung normalen Richtung schwenkbar haltert, und weiterhin einen Hebel (165) aufweist, welcher mit der Nadelstange (21) verbunden ist und von dieser Schwingbewegungen erhält, und daß schließlich eine bewegliche Aufhängung (172) den oberen Vorschubfuß (168) mit dem Nähgut wenigstens während des Ein- und Austritts der Nadel (22) in das Nähgut in Eingriff bringt.