DE2918501C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zierstich-Nähmaschine nach dem Oberbegrif des Anspruchs 1. Eine solche Nähmaschine ist aus der US-PS 40 55 130 bekannt.

Bei modernen Anwendungen werden mehr und mehr Berührungs-Steuerfelder benutzt, die durch Berührung betätigte Schalter (Tastschalter) aufweisen, die einen gewünschten Betriebszustand einstellen. Ein solches Steuerfeld ist auch bei einer elektronisch gesteuerten Nähmaschine besonders geeignet, da auch dort eine Auswahl aus einer Vielzahl von Betriebszuständen und anderen Wahlmöglichkeiten durch eine einfache Berührung mit den Fingern der Bedienungsperson getroffen werden soll.

Bei Zick-Zack-Nähmaschinen tritt jedoch ein Betriebszustand auf, der eine Bedienungsperson gefährden kann, wenn er nicht das Abschalten der Speisespannung überdauert. Dieser Betriebszustand ist der Zweinadel-Betrieb, bei dem z. B. ein besonders dekoratives Stichmuster durch Benutzung von zwei Nadeln mit Fäden unterschiedlicher Farben ausgeführt werden soll. Beim gewöhnlichen Betrieb mit einer einzigen Nadel kann die Nähmaschine eine seitliche Auslenkung der Nadel von z. B. etwa 6 mm ausführen. Beim Nähen mit zwei Nadeln sind die Nähnadeln voneinander beispielsweise etwa 2½ mm beabstandet. Selbstverständlich dürfen dann die Nadeln keine seitliche Auslenkung von 6mm ausführen, weil sie dann ggf. die Stichplatte nicht innerhalb des Schlitzes treffen, der für den Durchgang der Nadeln zu einem sich drehenden Schlingenfänger unterhalb der Stichplatte in dieser ausgebildet ist. Wird dieser Schlitz verlängert, kann der sich drehende Schlingenfänger eine Fadenschlinge von den Nähnadeln u. U. nicht mehr fangen. Die einzige Möglichkeit besteht daher darin, bei Zweinadel-Betrieb die zulässige seitliche Auslenkung der Nähnadeln zu begrenzen. Bei den bisher bekannten elektronisch gesteuerten Nähmaschinen wird dieses durch einen mechanischen Schalter erreicht, der im Zweinadel-Betrieb die Amplitude des Signals zwecks Verminderung der Nadelauslenkung entsprechend vermindert. Dieser mechanische Schalter bleibt in der jeweils gewählten Stellung, bis er von einer Bedienungsperson bewußt rückgestellt wird. Ist die Maschine jedoch mit an sich bekannten Annäherungs- oder Tastschaltern ausgerüstet wäre die Anbringung eines einzelnen mechanisch rastenden Schalters der vorgenannten Art zum Aufrechterhalten eines Zweinadel-Betriebes in ästhetischer und funktioneller Hinsicht nicht wünschenswert.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zierstichnähmaschine auch für Zweinadel-Betrieb anzugeben, die mittels bewußter Annäherung oder Berührung von Tast-Schaltern steuerbar ist, wobei ein einmal eingestellter Zweinadel- Betriebszustand solange beibehalten wird, wie er von einer Bedienungsperson nicht vorsätzlich geändert wird, und zwar auch bei einem Ausfall der Speisespannung, damit beim erneuten Zuführen der Speisespannung der zuvor eingestellte Zustand des Zweinadel-Betriebes erhalten bleibt, um eine mögliche Gefahr für eine Bedienungsperson die durch das Abbrechen einer Nadel beim Auftreffen derselben auf die Stichplatte hervorgerufen werden könnte, zu verhindern.

Diese Aufgabe wird bei einer Nähmaschine der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße elektronisch gesteuerte Nähmaschine enthält demnach einen speziellen Speicher, der ein Bit zerstörungsfrei speichern kann, um den Zustand eines Zweinadel-Betriebes, der vor einer Abschaltung der Speisespannung eingestellt worden ist, beizubehalten.

Weiterhin zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen (Ansprüche 2 bis 4) angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer elektronisch gesteuerten Nähmaschine mit einem Netzschalter zum Abschalten der Speisespannung und einem Berührungs-Steuerfeld als einzige weitere Betriebsbefehlseingabe-Einrichtung, mit der die Muster- und Stich-Parameter zum Betrieb der Nähmaschine eingegeben werden können,

Fig. 2 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Nadelauslenkungs­ steuerschaltung und

Fig. 3 einen Schaltungsteil, der die Nadelauslenkungs­ steuerschaltung zeigt.

In Fig. 1 ist eine elektronisch gesteuerte Nähmaschine 10 mit einem Netzschalter 12 zum Unterbrechen der über eine hier nicht gezeigte Anschlußschnur von einer Netzsteckdose abgenommenen Speisespannung gezeigt. Alle anderen Betätigungseingaben für die Nähmaschine 10 geschehen mit Hilfe eines Berührungs-Steuerfeldes 14, auf dem Symbole 16, 18 bezüglich verschiedener Muster angezeigt sind. Die auf dem unteren Teil des Berührungs-Steuerfeldes 14 angezeigten Symbole sind in der Zeichnung von links nach rechts Umkehrstich für Rückwärtsheften, Einfachmuster, Spiegelbild, Doppelgröße und Zweinadel-Betrieb (Schalter 22).

Bei der in Fig. 1 gezeigten Nähmaschine gehört zu jedem Symbol für Muster und Betriebszustand 18 ein Annäherungsschalter, der durch die Anwesenheit des Fingers einer Bedienungsperson auf dem zugehörigen Anzeigesymbol aktiviert wird. In der Nähmaschine 12 sind elektronische Einrichtungen vorgesehen, um zu ermitteln, ob eine gültige Wahl stattgefunden hat, um eine irrtümliche Wahl zu verhindern und die so erhaltenen gültigen Eingabebefehle in eine Form zu decodieren, die durch eine integrierte Schaltung verarbeitet werden kann, die die geeignete Musterinformation enthält. Die von der integrierten Schaltung abgenommene Information wird in pulsbreiten- modulierter Form an einen Digital/Analog-Wandler gegeben und weiterverarbeitet, bevor sie an ein Servosystem weitergegeben wird, das einen reversiblen Gleichstrommotor zum Einstellen einer Nadelstange der Nähmaschine oder einer Zuführungsregelung betätigt. Eine logische Schaltung und andere integrierte Schaltungen werden benutzt, um die anderen Betriebserfordernisse der Nähmaschine zu erfüllen, wie sie von einer Bedienungsperson ausgewählt werden.

In Fig. 2 ist ein Blockschaltbild mit dem speziellen Zweinadel-Speicher gezeigt. Das Eingabesignal an eine Logikschaltung 24 wird durch eine Berührung des Schalters 22 durch eine Bedienungsperson erzeugt. Die Logikschaltung 24 gibt ein Zweinadel-Signal (TWND) an eine Einschaltlogik 26, die die Auswahl zuläßt, wenn das Berührungseingabesignal während drei vollständiger, aufeinanderfolgender Eingabe- Abtastzyklen unverändert bleibt. Jedes der Symbole auf dem Berührungs-Steuerfeld 14 ist zwischen einem Paar Berührungselektroden angeordnet. Die Berührungselektroden werden getaktet fortwährend abgefragt, um deren Betätigung zu erfassen. Die Betätigung eines bestimmten Paars Berührungselektroden wird in der Logikschaltung 24 decodiert, die der Einschaltlogik 26 eine besondere Auswahl angibt. Die Einschaltlogik 26 bestimmt eine gültige Berührung während drei aufeinanderfolgenden Abfragevorgängen und weist als eine Berührung, bei der der Finger der Bedienungsperson während des Wahlvorganges kurz über einen benachbarten Schalter hinweggeht, als ungültig zurück. Wenn eine gültige Berührung festgestellt wurde, wird die Zweinadel-Auswahl zugelassen. Das Zweinadel- Einschaltsignal (TWNDEN) wird dann an einen eine Verzögerung von einer Sekunde bewirkenden Zähler 28 gegeben, der ein weiteres Erfordernis für die Zweinadel-Betätigung vorgibt, daß nämlich die Berührung während einer zusätzlichen Sekunde gültig bleiben muß. Diese zusätzliche Verzögerung um eine Sekunde stellt somit sicher, daß die Einstellung oder Beseitigung des Zweinadel-Betriebszustandes nur mit Absicht erfolgt und vermeidet aufgrund der durch die Verzögerung bedingten Überlegungszeit und Aufmerksamkeit eine Rückkehr zu einem Einzelnadel-Betriebszustand während anstelle der Einzelnadel 20 noch eine Doppelnadel eingesetzt ist. Der Zähler 28 für die Verzögerung um eine Sekunde kann irgendein herkömmlicher durch N teilender Zähler sein, wobei N die Frequenz eines den Zähler ansteuernden Taktsignals ist. Das Zweinadel- Einschaltsignal (TWNDEN) kann zum Verknüpfen des Taktsignals für den Zähler 28 benutzt werden. Das Ausgangssignal von dem Zähler 28 ist ein Zweinadel-Taktsignal (TWNCLK) für den Ansteueranschluß eines Zweinadel-D- Flip-Flops 30. Der Q-Ausgang des Zweinadel-Flip-Flops 30 gibt ein Signal (TWNLED) an eine Zeitgeberlogik 32 zur Erfassung der Flanke und der Impulsbreite. Auf diese Weise ändert sich für jede Änderung im Schaltzustand des Zweinadel- Flip-Flops 30 der Pegel des TWNLED-Signals für die Zeitgeberlogik 32, wodurch ihr Flankendetektorteil einen kurzen Impuls (TWNTONE) abgibt. Dieser Impuls wird an die Einschaltlogik 26 gegeben, um zu verhindern, daß eine bleibende Berührung des Symbols 22 für den Zweinadel- Betriebszustand erneut das Zweinadel-Flip-Flop 30 ansteuert. Dieser Impuls wird auch zum Einleiten einer eine Viertelsekunde andauernden Tonsignalspitze benutzt, die ein hörbares Signal an die Bedienungsperson gibt, das angibt, daß eine Änderung des Zweinadel-Betriebszustandes ausgeführt wurde. Diese Tonsignalspitze wird von getakteten Flip-Flops erhalten, von denen auch ein ⅛-Sekunden- Zeitaussignal erhalten wird. Außerdem wird der Impuls an den Setzeingang eines Setz-Rücksetz-Flip-Flops innerhalb der Zeitgeberlogik 32 gegeben, das von dem ⅛-Sekunden- Zeitaussignal zurückgesetzt wird. Dieses Flip-Flop in der Zeitgeberlogik 32 gibt ein TRISTP-Signal mit einer Dauer von ⅛ Sekunde an ein Setz-Verknüpfungsglied 34 und ein Rücksetz-Verknüpfungsglied 36. In Abhängigkeit von dem Signalzustand der Q- und -Ausgänge des Zweinadel-Flip- Flops 30 kann ein Signal mit der Dauer von ⅛-Sekunde durch das Setz-Verknüpfungsglied 34 (TWNSET) zum Setzen eines äußeren bzw. speziellen Speichers 38 für einen Zweinadel-Betriebszustand oder durch das Rücksetzverknüpfungsglied 36 (TWNRST) zum Zurücksetzen des speziellen Speichers 38 für einen Einzelnadel- Betrieb gegeben werden. Der geänderte Speicherzustand des speziellen Speichers 38 wird intern von ihm festgestellt und ein Signal (TWNIN) an eine Zweinadel-Anzeige 40 gegeben, um eine Hintergrundbeleuchtung der Anzeige 22 für den Zweinadel-Betrieb auf dem Berührungs-Steuerfeld 14 zu bewirken oder zu beseitigen.

Wenn z. B. durch Betätigen des Netzschalters 12 die Speisespannung von der Nähmaschine 10 fortgenommen wird, bleibt der spezielle Speicher 38 mit seinem unzerstörbaren Speicherinhalt in dem Speicherzustand, in den er zuletzt gebracht wurde. Beim Wiederzuführen der Speisung an die Nähmaschine 10 wird ein Einleitungssignal (CLR) von einer Anfangs-Zustandslogik 42 erhalten, die ermöglicht, daß das Eingangssignal von dem speziellen Speicher 38 (TWNIN) den augenblicklichen Speicherzustand des Speichers in das Zweinadel-Flip-Flop 30 mit Hilfe eines Lösch- oder eines Voreinstell-Anschlusses des Flip-Flops setzt.

Zu diesem Zeitpunkt wird kein Treiberausgangssignal für den Speicher bewirkt. Nachdem jedoch die Anfangsbedingung eingestellt wurde, kann der Zweinadel-Betriebszustand in der zuvor beschriebenen Weise geändert werden.

Mit Fig. 3 wird eine Ausführung des speziellen Speichers 38 beschrieben. Eine hoch integrierte Schaltung 50, die durch mehr als ein Chip realisiert sein kann, erhält als Eingangssignale Signale von den Annäherungs-Flecken 52, wobei jeweils zwei von ihnen bestimmen, welches besondere Muster 16 oder welcher Betriebszustand 18 ausgewählt wurde, wobei ein Impulsgenerator 54 in einer zeitlichen Beziehung mit der Nähmaschine 10 arbeitet. Der Impulsgenerator 54 gibt Information an die integrierte Schaltung 50, daß ein weiterer Stichzyklus beendet wurde, und daß bestimmte interne Betätigungen erforderlich sind, wie z. B. die Freigabe der folgenden Stichinformation von der integrierten Schaltung. Die Information wird von der integrierten Schaltung 50 über eine Leitung 56 an die Schaltung gegeben, die die Nadelposition der Nähmaschine 10 bestimmt. Ähnliche Schaltungen sind für den Vorschub-Regelteil der Nähmaschine vorgesehen, wobei jedoch der Zweinadel-Betriebszustand nur eine Einstellung in der Nadelauslenkungsschaltung erfordert, so daß auch nur diese Schaltung beschrieben wird.

Das impulsbreitenmodulierte Signal wird über die Leitung 56 an den Digital/Analog-Wandler 58 gegeben. Das Signal wird durch ein RC-Netzwerk gefiltert, durch einen Spannungsteiler 60 abgesenkt, in einem Operationsverstärker 62 verstärkt und durch ein Potentiometer 64 auf eine bestimmte Größe gebracht. Das Analogsignal von Digital/Analog- Wandler 58 gelangt durch einen Auslenksignal-Steuerverstärker 66 mit einer Rückkopplungsschaltung, die einen Festwiderstand 67 und einen über diesen geschalteten steuerbaren Schalter 68 aufweist. Der Schalter 68 wird selektiv durch die integrierte Schaltung 50 gesteuert, um den Widerstand 67 mit einer gesteuerten Wiederholungsfrequenz kurzzuschließen, um eine gesteuerte Verstärkungsverminderung des Operationsverstärkers 66 zu bewirken. Das Ausgangssignal des Auslenksignal- Steuerverstärkers 66 gelangt dann durch eine Filterstufe 70, um im wesentlichen die Frequenzabhängigkeit der Steuerwiederholungsfrequenz zum Schalten des Schalters 68 zu beseitigen, so daß im wesentlichen ein Gleichspannungssignal als Ausgangssignal der Filterstufe 70 abgegeben wird. Das Ausgangssignal der Filterstufe 70 wird an den nicht­ invertierenden Anschluß eines nichtinvertierenden Verstärkers 72 gegeben. Die Verstärkung des nichtinvertierenden Verstärkers 72 ist eine Funktion des Eingangswiderstandes 74 (R _I ) und des Überbrückungswiderstandes 76 (R _B ). Der invertierende Anschluß des nichtinvertierenden Verstärkers 72 ist mit einem Ruhekontaktschalter 81 eines magnetisch verriegelten Relais 80 verbunden. Bei geschlossenem Schalter 81 ist der invertierende Anschluß des nichtinvertierenden Verstärkers 72 mit Erde verbunden. Wenn der Schalter 81 geöffnet ist, wird der invertierende Anschluß des Verstärkers 72 auf einem schwimmenden Potential gehalten, wodurch der Eingangswiderstand extrem groß wird. Die Gleichung für die Verstärkung des Operationsverstärkers 72 ist:

Es ist klar, daß bei geöffnetem Schalter 81 und damit keiner Verbindung zwischen dem invertierenden Anschluß des Operationsverstärkers 72 nach Erde der Eingangswiderstand, wie dieses zuvor erwähnt wurde, extrem groß wird und die Aus­ gangsspannung (E _O ) gleich der Eingangsspannung (E _IN ) wird.

Bei geschlossenem Schalter 81 ist der Eingangswiderstand 74 (R _I ) gleich dem Überbrückungswiderstand 76 (R _B ), so daß die vorstehend genannte Gleichung E _O = (1 + 1) E _IN oder E _O = 2 E _IN wird. Auf diese Weise bestimmt der Schaltzustand des Schalters 81, ob ein Auslenkungssignal mit voller Amplitude an das Servoverstärkungssystem für den reversiblen Gleichstrommotor 84 oder ob ein Auslenkungssignal mit halber Amplitude an dieses gegeben wird, um dieses der eingesetzten Nadelanordnung (Doppelnadel/Einzelnadel) anzupassen.

Das magnetische Verriegelungsrelais 80 weist einen zweiten Schalter 82 auf, der während des Betriebs mit einer einzigen Nähnadel 20 geöffnet ist. Der Schaltzustand des magnetischen Verriegelungsrelais kann durch ein Zweinadel-Eingangssignal (TWNIN) bestimmt werden, das von einer +7,5-V- Quelle über einen großen Widerstand 86 abgeleitet wird. Der Widerstand 86 ist auch mit einer Seite des Schalters 82 verbunden, dessen andere Seite mit Erde verbunden ist. Ist daher das magnetische Verriegelungsrelais 80 für einen Zweinadel-Betrieb gesetzt, so ist der Schalter 82 geschlossen und der Widerstand 86 geerdet, wodurch das Zweinadel- Eingangssignal niedrig wird. Ist andererseits das magnetische Verriegelungsrelais 80 für einen Betrieb mit einer einzigen Nähnadel 20 zurückgesetzt, so ist der Schalter 82 geöffnet und das Zweinadel-Eingangssignal hat einen hohen Pegel. Auf diese Weise kann der Schaltzustand des magnetischen Verriegelungsrelais 80 durch die Anfangsbe­ dingungslogik 42, die in Fig. 2 gezeigt ist, bestimmt werden, um einen bestimmten Schaltzustand für das Zweinadel- Flip-Flop 30 wieder herzustellen.

Das in Fig. 3 gezeigte magnetische Verriegelungsrelais 80 erhält zwei Eingangssignale (TN-1) und (TN-2). TN-1 bezieht sich auf den Betriebszustand mit einer einzigen Nähnadel 20 und entspricht dem TWNRST-Signal der Fig. 2. Wenn daher das TN-1-Signal einen hohen Pegel hat, wird es mit Hilfe eines Inverters 88 auf einen niedrigen Pegel invertiert und durch die Rücksetz-Wicklung des Verriegelungsrelais 80 zu einer +15-Volt-Quelle geleitet. In diesem Schaltzustand ist der Schalter 81 geschlossen und der Schalter 82 ist geöffnet, wodurch, wie zuvor erwähnt wurde, ein Voll- Auslenkungsbetrieb mit nur einer Nadel durchgeführt und ein TWNIN-Signal hohen Pegels erzeugt. Wenn das TN-2-Signal einen hohen Pegel annimmt, wird es durch einen Inverter 90 auf einen niedrigen Pegel invertiert und durch eine Setzspule 94 des magnetischen Verriegelungsrelais 80 zu der +15-Volt-Quelle hindurchgeleitet. Das Setzen des magnetischen Verriegelungsrelais 80 bewirkt, daß der Schalter 81 geöffnet und der Schalter 82 geschlossen wird. Wie zuvor erwähnt ist, wird der Eingangswiderstand für den Ope­ rationsverstärker 72 bei geöffnetem Schalter 81 extrem groß und die Verstärkung des Operationsverstärkers wird 1. Gleichzeitig nimmt das TWNIN-Signal infolge des Erdens des Widerstandes 86 einen niedrigen Pegel an.

Der übrige Teil der in Fig. 3 als Blockschaltbild gezeigten Schaltung gehört zu dem Servo-Verstärkungssystem, um den reversierbaren Gleichstrommotor 84 in Eingangssignalen von der integrierten Schaltung 50 zugeordnete Drehstellungen zu zwingen.

Claims (4)

1. Zierstich-Nähmaschine mit einer Nadelstange zur Halterung wahlweise einer einzelnen Nadel oder mehr als einer Nadel, einer auf elektrische Eingangssignale ansprechenden Auslenkeinrichtung zur Bewirkung einer seitlichen Auslenkung der Nadelstange, einer Mustersteuereinrichtung zur Ausführung von Zierstichmustern, die als der Auslenkeinrichtung zuzuführende Steuersignale aus einem Musterspeicher abrufbar sind, und einer manuell betätigbaren Schaltereinrichtung zur Verminderung des Auslenkhubes der Auslenkeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisches Verriegelungsrelais (80) vorgesehen ist, dem ein Annäherungs- oder Tastschalter (22) als die manuell betätigbare Schaltereinrichtung zur Zuführung von dessen Erregerströmen zugeordnet ist und das eine Setzwicklung zum Schalten des Relais (80) in einen ersten Schaltzustand, der die Verminderung des Auslenkhubes der Nadelstange bestimmt, und das ferner eine Rücksetzwicklung (92) zum Schalten des Relais (80) in einen zweiten Schaltzustand, der den Auslenkhub der Nadelstange unbeeinflußt läßt, aufweist, und daß eine Verzögerungseinrichtung zwischen dem Annäherungs- oder Tastschalter (22) und dem Relais (80) angeordnet ist, die eine Schaltzustandsänderung desselben nur dann bewirkt, wenn der Annäherungs- oder Tastschalter (22) eine vorbestimmte Zeitdauer lang betätigt wird.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (80) ein erstes Kontaktpaar (82) aufweist, das im geschlossenen Zustand eine Verbindung mit Erde herstellt, und ferner mit dem ersten Kontaktpaar ein Widerstand (86) und mit diesem eine Spannungsquelle (+7,5 V) so verbunden ist, daß bei geschlossenem erstem Kontaktpaar (82) ein niedriger Spannungszustand an der Verbindung zwischen dem Widerstand (86) und dem ersten Kontaktpaar (82) und bei geöffnetem erstem Kontaktpaar (82) ein hoher Spannungszustand an dieser Verbindung herrscht.

3. Nähmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf den niedrigen Spannungszustand an der Verbindung ansprechendes D-Flip-Flop (30) vorgesehen ist, das nach einem Stromausfall den zuvor eingestellten Betriebszustand wieder herstellt, und daß eine logische Einrichtung (42) auf den Spannungszustand an der Verbindung anspricht, und das D-Flip- Flop (30) setzt, wenn der Spannungszustand niedrig ist, und das D-Flip-Flop (30) rücksetzt, wenn der Spannungszustand hoch ist.

4. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (80) ein zweites Kontaktpaar (81) aufweist, das geschlossen ist, wenn das erste Kontaktpaar (82) geöffnet ist, und daß eine zweite das zweite Kontaktpaar (81) umfassende Schaltung (72, 74, 76, 81) zum Begrenzen der elektrischen Eingangssignale zum Einleiten der Auslenkung der Nadelstange in Abhängigkeit von der Auswahl eines Betriebszustandes mit mehr als einer von der Nadelstange getragenen Nadel vorgesehen ist.