DE2924018C2

DE2924018C2 - Oberfadenspannvorrichtung für eine Nähmaschine

Info

Publication number: DE2924018C2
Application number: DE2924018A
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Hachioji Tokyo Tonomura
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 1978-06-13
Filing date: 1979-06-13
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE2924018A1; JPS54163147A; US4301757A

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberfadenspannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist bereits in der DE-OS 28 09 848 beschrieben.

Bei dieser Vorrichtung werden externe Signale, welche die Dicke des zu vernähenden Gewebes und die Stärke des Oberfadens betreffen und an dafür vorgesehenen Einstellelementen eingestellt werden müssen, zu einem elektrischen Bezugssignal verarbeitet, in das schließlich noch von den Mustersteueranlagen oder -einstellern abgeleitete Bezugswerte über den Transportschritt und die Nadelauslenkamplitude bei dem jeweils zu nähenden Stichmuster eingearbeitet werden. Das so erhaltene Bezugssignal, welches ein Maß für die Kraft darstellt, mit der die Fadenspannertel· ler für die ideale Oberfadenspannung aufeinanderdrükken, wird dann mit dem Ausgangssignal eines die tatsächliche Pressung der Fadenspannerteller ermittelnden Drucksensors verglichen, und aus positiven bzw. negativen Differenzwerten dieses Vergleichs wird das Stellsignal für den Reversiermotor abgeleitet. Für diese Vorrichtung muß eine Beziehung zwischen den Fadenwerten (Stärke und Material) aufgestellt und gespeichert werden, damit unter Berücksichtigung der weiteren Einflußgrößen, die Stichweite, Nadelauslenkung sowie Stoffdicke, der Druck des Fadenspanners geregelt und so die gewünschte Fadenabzugslänge bestimmt werden kann, Zudem bleibt bei dieser Vorrichtung die tatsächliche Stoffdicke uUer dem Drückerfuß weitgehend unberücksichtigt, da dieser Wert nicht ständig gemessen, sondern einmal für den zu vernähenden Stoff eingestellt wird Stoffdickenschwankungen werden somit nicht erfaßt Darüber hinaus werden die Größen für den Stoff transportschritt und die

\s seitliche Nadelauslenkung elektronischen oder mechanischen Einstelleinrichtungen, nicht jedoch den sie direkt bestimmenden mechanischen Einstellelementen im Antriebsmechanismus entnommen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die eine exakte Regelung der für die ideale Nahtbildung bei verschiedenen Stichen benötigten Oberfadenspannung unter Berücksichtigung der wirklichen Stoffdicke, der Fadendicke und -art und der Stichparameter mit einfachen Mitteln ermöglicht

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Bei der Erfindung wird die Stoffdicke unter dem Drückerfuß tatsächlich gemessen. Die Berücksichtigung von Dicke und Art des verwendeten Oberfadens kann zwangsläufig durch Lesen einer Code-Markierung an der Fadenspule erfolgen, sobald diese auf die Nähmaschine aufgesteckt ist, wodurch Fehler vermieden werden. Die Auslenkamplitude der Nadel und der Transportvorschub können von der Verstellmechanik in der Nähmaschine abgeleitet werden, und die daraus errechnete ideale Oberfadenabzugslänge wird mit der ebenfalls gemessenen, tatsächlichen Abzugslänge verglichen, so daß aus dem daraus ermittelten Differenzsi- gnal eine Stellgröße für den Reversiermotor abgeleitet werden kann, der dann durch Veränderung der Spannung des Tellerfadenspanners in der erforderlichen Richtung den Abgleich zwischen Soll- und Istwert der Fadenabzugslänge herbeiführt. Die Regelung wird überdies unter Berücksichtigung des gemessenen Wertes der zu vernähenden Stoffdicke ausgeführt, so daß der Regelvorgang sehr genau wird.

Bei Zierstichen mit ständig wechselnden Stich- und Schrittwerten müssen bei der herkömmlichen Art der

so Fadenspannungsregelung diese Werte den Programmsteuerdaten entnommen werden, was den Rechenaufwand erhöht. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Abnahme der Werte für die Stichweite und die Nadelauslenkung an den mechanischen Stellglie dem, die die Bewegungen festlegen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen beschrieben. Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Steuerkreises.

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Einrichtung zum Messen der Dicke eines zu nähenden Stoffes,

Fig.3 eine Einrichtung zum Erzeugen eines Signals, das Dicke und Art des Oberfadens angibt, sowie eine Einrichtung zum Messen der tatsächlichen abgezogenen Oberfadenläuge,

Fig.4 eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorrichtung zum Steuern der Oberfadenspannung,

F i g. 5 einen Sejmnschnitt besonderer gerader Stiche,

Fig,6 eine Draufsicht 4uf Zickzack- bzw, Kreuzstiche und

Fig,7 eine Schnittansicht eines Zickzackstiches gemäß F i g, 6,

In F i g. 1 steht das Bezugszeichen 1 für eine die Dicke eines zu nähenden Stoffes angebende Nähgutdickenmeßeinrichtung. Das Bezugszeichen 2 steht für eine elektrische Einrichtung, die die Vorschubgröße des Stoffs und die Zickzack-Amplitude der Nadel mißt und anzeigt, während 3 die Einrichtung für die Dicke und Art des zu verwendenden Oberfadens kennzeichnet (beispielsweise Seide, Baumwolle, etc.). Die entstehenden Signale werden einem Rechner in Form einer arithmetischen Lqgikeaiheit 4 eingespeist, die eine geeignete Oberfaclenlänge feststellt, die der Nadel zugeführt werden soll. Das Ausgangssignal der arithmetischen Logikeinheit 4 wird an einen Digital-Ananlog (D/A)-Umsetzer 5 angelegt Das entsprechende Analogsignal wird dann einem Komparator 6 eingegeben und wird zu einem Bezugssignal. Das Bezugszeichen 7 kennzeichnet ein elektrisches Signai, das die tatsächlich zugeführte Oberfadenlänge angibt Das Signal 7 wird ebenfalls in den Komparator 6 eingespeist, der das Bezugssignal und das Signal 7 vergleicht und ein Ausgangssignal erzeugt, das die Vorrichtung 8 zum Einstellen der Fadenspannung der Nähmaschine so steuert, daß die festgestellte zweckmäßige Oberfadenzuführlänge und die tatsächliche Oberfadenzuführlänge gleich werden.

F i g. 2 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung, die die Stoffdicke mißt und das Signal erzeugt, welches die Stoffdicke angibt Bei dieser Einrichtung wirkt ein verschieblicher Stellwiderstand 9 mit einer Stoffdrückerstange 10 der Nähmaschine zusammen und set2:t deren Vertikalbewegung in einen Widerstandswert um. Die Drückerstange drückt auf mehrere zu vernähende Stoffschichten 11, wie dies in Fig.2 gezeigt ist Somit kann die Einrichtung zum Messen der Stoffdicke die Gesamtdicke der Stoffschichten aufgrund des Widerstandswertes des Stellwiderstands 9 messen, wenn sich der Transporteur 12 am unteren Totpunkt befindet und Stoff und Drückerstange nicht beeinflußt sind.

Fig.3 zeigt eine Einrichtung, die das Signal hervorruft, welche«! Dicke und Art des Oberfadens angibt, jowie eine Einrichtung zum Messen der tatsächlichen Oberfadenzuführlänge. Eine mit einem Oberfaden 13 bewickelte Fadenspule 14 besitzt einen vertikalen, axial hohlen mittigen Schaft 15, auf dessen unterem Ende eine information als Skala 16 eingeschrieben ist, die Dicke und Art des aufgewickelten Fadens angibt. Der unters Teil eines Spulendorns 17 ist von der Laibung eines Lochs 18 umgeben, das mit einem Lichtsensor, etwa einem Phototransistor, versehen ist, um die Skala 16 ablesen zu können. Ist demnach die Fadenspule 14 auf den Spulendorn 17 aufgesteckt und ist der untere Teil des Schafts 15 in das Loch 18 eingesetzt, so liest der Sensor die Skala 16 ab und erzeugt das Signal bezüglich Dicke und Art des aufgewickelten Oberfadens. Eine Rolle 19 ist außerhalb des Maschinengehäuses zwischen der Fadenspule 14 und der Fadenspannungsvorrichtung (nicht dargestellt) zum Messen der tatsächlichen Fadenzuführungslänge drehbar angelenkt. Der Oberfaden 13 der Fadenspule 14 ist mehrmals urr die Rolle 19 gewickelt. Wird der Oberfaden 13 bei betrieb der Nähmaschine abgezogen bzw. zugeführt, dreht rieh die Rolle 19, und es wird die Drehgeschwindigkeit im Verhältnis zur abgezogenen Oberfadenlänge verändert Wird die Drehgröße der Rolle 19 durch einen die Drehung feststellenden Sensor (z, B. Dfehgenerator oder Drehcodjerer) gemessen, kann die Abzugslänge des Oberfadens 13 gemessen werden,

Fig.4 veranschaulicht die Fadenspannungseinstellvorrichtung. Bei dieser Vorrichtung weist ein Umkehr motor 20 wie ein Impulsmotor eine Welle 21 auf, die

ίο teilweise mit einem Gewinde 22 versehen ist Der Gewindeteil 22 der Welle steht mit dem Gewinde einer Welle 24 eines Anschlags 23 in Eingriff, der entsprechend der Drehung des Umkehrmotors 20 seitlich bewegt wird. Ein Paar Fadenspannteller 25 klemmt den Oberfaden 13 fest, und eine Tellerspannfeder 26 ist zwischen Anschlag 23 und einem der Fadenspannteller 25 angeordnet Der durch die Fadenspannteller 25 auf den Faden ausgeübte Druck verändert sich entsprechend den Positionen des Anschlags 23. Wird daher der Umkehrmotor 20 durch das Ausgangssignal aus dem Komparator 6 gesteuert, so wird der Anschlag 23 in entsprechender Weise bewegt und bewirkt eine geeignete Fadenspannung. Hinsichtlich der Zuführungsmenge des Stoffs und der seitlichen Amplitude der Nadel können die Signale direkt von Nocken und Gliedern in der Nähmaschine erhalten werden, die die entspi echenden Amplituden bestimmen.

Der Rechenvorgang der arithmetischen Logikeinheit 4 wird bezüglich des Geradstiches und des Zickzackstiches kurz erläutert Es ist aufgrund von Versuchen bekannt daß die Abzugslänge des öberfadens im wesentlichen im Verhältnis zur Dicke und Art des Fadens verändert wird. Es sei angenommen, daß Ceine Proportioiialitätskonstante ist, die sich in Abhängigkeit der Dicke und Art des Oberfadens verändert. F i g. 5 veranschaulicht einen Seitenschnitt gerader Stiche längs der Vorschubrichtung. Das Bezugszeichen 11 kennzeichnet mehrere aufeinanderliegende Stoffschichten, die miteinander zu vernähen sind, und es bezeichnet »t« die Gesamtdicke des Stoffes, während »1« die Vorschubgröße darstellt, mit der der Transporteur 12 dpn Stoff 11 pro Stich vorschiebt. Oberfaden und Unterfaden sind mit den Bezugszeichen 13 bzw. 27 versehen. Bei derartigen besonders günstig ausgestalteten Nähten oder Säumen werden Oberfaden 13 und Unterfaden 27 in der Mitte der Dicke dor Stoffsshichten wie dargestellt verschlungen. Die Abzugslänge des Oberfadens pro Stich kann durch die Formel

C(I +2 χ UZ)

erhalten werden.

F i g. 6 zeigt eine Draufsicht auf Zickzack·· oder Kreuzstiche bei besonders günstig ausgestalteten Nähten oder Säumen, und Fig.7 zeigt eine Schnittaniichi der Stiche nach F i g. 6, gesehen aus der Vorschubrichtung. »W« kennzeichnet die seitliche Schwingungsbreite der Nadel, während »P« die Länge des Oberfadens ist, die über dem Stoff pro Stich freiliegt, und es kennzeichnet »a« einen Teil des Oberfadens, de>· unter dem Stoff freiliegt. Sind die Zickzackstiche sehr schön ausgebildet, werden Oberfaden und Unterfaden unter dem Stoff wie gezeigt verschlungen. Die Abzugslänge des Oberfadens pro Stich wird durch die Formel

OP + 2 t + 2 a)

erhalten. Darüber hinaus wird die Länge P des Oberfadens, die über dem Stoff freiliegt, durch die

Formel

erhalten. In Versuchen hat sich bestätigt, daß ein guter Zickzackstich dann erhalten wird, wenn die unter dem Stoff freiliegende Länge »an proportional zur Nadelschtvingungsbreite »W«gemacht wird. Es wird deshalb mit einer Proportionalitätskonstante »K«»a« = »KW«. und demnach wird die Abzugslänge des Oberfadens pro Stich durch die Formel

Cy\> + Wi + 21+2KW)

erhalten. Auf diese Weise ist es möglich, die ideale Abzugslänge des Oberfadens aus der Stoffzuführungsmenge und der Nadelschwingungsamplitude zu berechnen.

Hierzu } Blatt Zeichinincen

Claims

Patentansprüche:

1. Oberfadenspannvorrichtung für eine Nahmaschine, deren Nadelstange vertikale Auf- und Abbewegungen sowie Zickzackstich-Auslenkbewegungen senkrecht zur Vorschubrichtung des Transporteurs ausführt und die mit einem durch eine Spannfeder belasteten Tellerfadenspanner ausgestattet ist, der durch Verschieben eines Widerlagers seiner Spannfeder mit einem steuerbaren Reversiermotor abhängig von mit der Dicke des Nähguts und des Oberfadens sowie den Stichgrößen im Zusammenhang stehenden Bezugssignalen einstellbar ist, die über einen Rechner einem Komparator zugeführt werden, dessen Ausgang den Reversiermotor steuert, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rechner (4) die von einer Nähgutdickenmeßeinrichtung (1; 9), einer Oberfadendickenabtasteinrichtung (3; 14 bis 18) und den Einrichtungen (2) im Nadelausknkmechanismus zum Erfassen der Zickzackstich-Auslenkbewegung und im Antrieb des Transporteurs zum Erfassen der Transportschrittlänge ermittelten Meßwerte zuführbar sind, und daß das vom Rechner (4) daraus erzeugte Referenzsignal im Komparator (6) mit dem Meßsignal einer Vorrichtung (19) zum Messen der abgezogenen Länge des Oberfadens (13) vergleichbar ist

2. Oberfadenspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähgutdickenmeßeinrichtung einen durch die Stoffdrückerstange (10) betätigbaren Stellwiderstand (9) aufweist

3. Oberfadenspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekcnnzeicc.net, daß die Vorrichtung zum Messen der abgezogenen Länge des Oberfadens (13) eine am N'hmaschinengehäuse drehbar befestigte Rolle (19) aufweist, deren durch die Bewegung des sie umschlingenden Oberfadens (13) erzeugte Drehung abtastbar ist

4. Oberfadenspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfadendickenabtasteinrichtung eine Skala (16) an einem mittigen Schaft (15) der Fadenspule (14) und einen Photosensor in der Nähmaschine zum Ablesen der Skala (16) aufweist.