DE3014753C2

DE3014753C2 - Vorratswächter für den Unterfaden einer Nähmaschine

Info

Publication number: DE3014753C2
Application number: DE3014753A
Authority: DE
Inventors: Patrice Jean 7513 Stutensee Kemmel
Original assignee: Pfaff Haushaltsmaschinen GmbH
Current assignee: GM Pfaff AG
Priority date: 1980-04-17
Filing date: 1980-04-17
Publication date: 1985-08-08
Also published as: JPS6023636B2; US4432297A; DE3014753A1; EP0038418A1; EP0038418B1; JPS56163692A

Description

F i g. 2 einen vereinfachten Schaltplan zur Steuerung

Die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 als be- des Fadenvorratswächters,

kannt angegebene Vorrichtung (DE-GM 78 27 499) be- so F i g. 3 ein Flußdiagramm mit Einzelheiten der Vernötigt eine starke Lichtquelle, da sich die zum optischen fahrensschritte des in dem Programmspeicher des Mi-Abtasten des Unterfadenvorrates vorhandenen Durch- krocomputers gespeicherten Programms und
brechungen in Spule und Greifer besonders bei hohen F i g. 4 die Spannungspegel an den mit der Steuerung Nähgeschwindigkeiten nur sehr kurz während jeder des Vorratswächters verbundenen Ein- und Ausgängen Stichbijdung in Übereinstimmung befinden und nur in 55 des Mikrocomputers.

dieser Übereinstimmungslage die Abtastung des Faden- Der in Fig. 1 dargestellte Greiferantrieb weist eine

Vorrates erfolgen kann. Die Zeit zum Messen des Fa- von einer nicht dargestellten Hauptwelle angetriebene

denvorrates ist damit äußerst kurz und außerdem von Antriebswelle 1 auf, auf der ein nur teilweise dargestell-

der Drehzahl des Greifers und der den Faden tragenden ter Greiferkörper 2 befestigt ist. Der Greiferkörper 2 ist

Spule abhängig. 60 mit einer zur Greiferachse schräg verlaufenden Öffnung

Phototransistoren reagieren technologiebedingt stets 3 versehen, deren gegen die Achse der Antriebswelle 1

verzögert auf den Lichtauftritt Ist der Lichtimpuls kür- gerichtetes Teil der Umfangsfläche als Reflektionsflä-

zer als die Verzögerungszeit, erhält man verringerte ehe 4 für einen Lichtstrahl 5 ausgebildet ist. Dieser wird

Signalamplituden. Die Verzögerungszeit wird umso von einer Leuchtdiode 6 ausgesendet, trifft durch Boh-

kleiner, je höher die Lichtintensität ist. Die als Licht- 65 rungen 7 in einer mit Faden 8 bewickelten Spule 9 und

quelle verwendete Leuchtdiode muß daher an der Bohrungen 10 und 11 in einer Spulenkapsel 12 hindurch

Grenze ihrer Belastbarkeit betrieben werden. Außer- auf die Reflektionsfläche 4, wird dort umgelenkt und

dem wird bei relativ hohem Stromverbrauch auch ein einem Fotodetektor 13 zugeleitet. Die Spulenkapsel 12

ist dabei in bekannter nicht dargestellter Weise im Greiferkörper 2 gelagert und weist einen Mittenzapfen Ά auf, der die Spule 9 trägt

Beim Antrieb der Nähmaschine steht die Spulenkapsel 12 still, während der Greiferkörper 2 umläuft. Die Spule 9 dreht sich beim Nähvorgang durch den Abzug des Fadens 8 ebenfalls, aber mit sehr niedriger Geschwindigkeit Dabei verändert sich die Lage der Bohrungen 10 und 11 der Spulenkapsel 12 nicht gegenüber der Achse des Lichtstrahls 5 zwischen Leuchtdiode 6 und Fotodetektor 13, während die Reflektionsfläche 4 und auch die Bohrungen 7 in der Spule 9 nur zeitweise den Durchtritt des Lichtstrahls 5 erlauben.

Auf der Antriebswelle 1 ist eine Impulsgeberscheibe 15 eines Impulsgebers 16 befestigt In der Impulsgeberscheibe 15 ist eine mit einer Leuchtdiode 17 und einem Fototransistor 18 zusammenwirkende öffnung 19 vorgesehen.

Die F i g. 2 zeigt einen vereinfachten Schaltplan, der für die Funktion der elektrischen Spannung des Fadenwächters erforderlichen Bauteile. Von dem Pluspol einer geregelten Spannungsquelle fließt Strom über die Leuchtdiode 17 und einen Widerstand 20 nach Masse. Dis Leuchtdiode 17 ist auf der einen Seite der Impulsgeberscheibe 15 angeordnet, auf deren anderen Seite der Fototransistor 18 angebracht ist. Dieser ist mit seinem Kollektor mit dem Pluspol und mit seinem Emitter über einen Widerstand 21 mit Masse verbunden. Die Verbindungsleitung zwischen dem Fototransistor 18 und dem Widerstand 21 ist an den Eingang £3 eines Mikrocomputers 22 angeschlossen.

Von dem Pluspol fließt Strom über die Leuchtdiode 6, einen Widerstand 23 und einen Darlington-Transistor 24 nach Masse. Die Basis des Darlington-Transistors 24 ist an dem Ausgang A 1 des Mikrocomputers 22 angeschlossen. Von dem Pluspol der Spannungsquelle fließt Strom über einen Anlaß widerstand 25 zum Eingang £2 des Mikrocomputers 22. Der Anlaßwiderstand 25, der einen Widerstandskörper 26 und ein Abschaltsegment 27 zur Endabschaltung aufweist, dient als Teil eines Spannungsteilers. Mit ihm wird eine Bezugsspannung am Eingang E 2 des Mikrocomputers 22 erzeugt. Dazu ist an den Eingang E 2 ein mit Masse verbundener Widerstand 28 angeschlossen.

Weiterhin fließt Strom vom Pluspol über den aus einem Fototransistor bestehenden Fotodetektor 13 und einen Widerstand 29 an Masse. Am Emitter des Fototransistors 13 is¹ ein Kondensator 30 angeschlossen, der über einen Verstärker 31 mit einem Eingang £1 des Mikrocomputers 22 verbunden ist. Schließlich führt eine Leitung von einem Ausgang A 2 des Mikrocomputers 22 über einen Widerstand 32 und eine als Anzeigeelement dienende Leuchtdiode 33 an Masse.

Die Anordnung arbeitet wie folgt:

Beim Betrieb der Nähmaschine wird Licht von der Leuchtdiode 17 ausgesendet, welches beim Umlauf der Impulsgeberscheibe 15 jeweils beim Durchlauf der öffnung 19 kurzzeitig auf den Fototransistor 18 fällt und diesen durchsteuert, so daß sich über dem Widerstand 21 kurzzeitig eine Spannung aufbaut, die als Impuls dem Eingang £3 des Mikrocomputers 22 zugeführt wird. Jeder Impuls löst im Mikrocomputer 22 eine Programmunterbrechung aus. Der Eingang £3 des Mikrocomputers 22 kann aber auch an einem internen Impulszähler angeschlossen sein, der erst bei Erreichen eines bestimmten Zählerstandes die Programmunterbrechung bewirkt und sich dabei selbst wieder zurückstellt.

Es läuft ein Unterprogramm an, das in F i g. 3 als Flußdiagramm dargestellt ist Die den Programmbefehlen entsprechenden Spannungspegel an den Ein- und Ausgängen des Mikrocomputers 22 und der Spannungsverlauf am Fotodetektor 13 sind aus F i g. 4 ersichtlich.
Bei diesem Programm erfolgt ein erster Befehl BO, ein Test, ob Ausgang A 2 des Mikrocomputers 22 gesetzt ist Ist er gesetzt, so erfolgt ein Sprung zum Ende des Unterprogrammes und die Leuchtdiode 6 bleibt stromlos. Wenn der Ausgang Λ 2 gesetzt ist, fließt

ίο Strom über die Leuchtdiode 33 nach Masse und die Diode 33 zeigt blinkend das Ende des Fadenvorrates an. Während der Blinkzeit entfällt eine Ansteuerung und damit die Belastung der Leuchtdiode 6.

Ist der Ausgang A 2 des Mikrocomputers 22 nicht gesetzt, erfolgt der Befehl B1, wodurch der Ausgang A 1 des Mikrocomputers 22 gesetzt wird. Dadurch wird der Darlington-Transistor 24 leitend und es fließt ein hoher Strom durch die Leuchtdiode 6, der somit kurzzeitig Licht von hoher Intensität ausstrahlt Es erfolgt der Befehl B 2 »Warten«, um die Verzögerungszeit des Fotodetektors 13 auszugleichen und außerdem eventuelle beim Einschalten des Fotodetektors 13 auftretende Schaltstörungen 51 (F i g. 4) abklingen zu lassen.
Sobald der Faden 8 auf der Fadenspule 9 soweit abgenommen hat daß der Lichtstrahl 5 wenigstens zum Teil die Bohrungen 7 in der Spule 9 und die Bohrungen 10 und 11 in der Spulenkapsel 12 passieren kann, wird er auf der Reflektionsfläche 4 in dem Greiferkörper 2 auf den Fotodetektor 13 umgelenkt. In diesem Falle wird dieser leitend und es fließt Strom über den Widerstand 29 an Masse. Die sich dabei aufbauende Spannung wird über den Kondensator 30 und den Verstärker 31 dem Eingang £1 des Mikrocomputers 22 zugeführt. Der Kondensator 30 dient dabei vorteilhafterweise zum Ausfiltern von durch Tageslicht verursachten Gleichströmen und von durch Nählicht verursachten Wechselströmen niedriger Frequenz.

Mit Befehl B 3 erfolgt eine Abfrage des Einganges £ 1 durch den Mikrocomputer 22 zu einem Zeitpunkt A (Fig.4), in dem sich der Stromfluß im Fotodetektor 13 — wenn dieser angesprochen hat — beruhigt hat. Dadurch werden durch die Leuchtdiode 6 verursachte Ein- und Ausschaltstörungen 51 und S 2 am Eingang E1 bei der Abfrage nicht erfaßt und auch andere Störmöglichkeiten infolge der außerordentlich kurzen Abfragezeit von ca. 1 :500 gegenüber der Umlaufzeit für eine Umdrehung des Greifers bei höchster Nähgeschwindigkeit erheblich verringert.
Danach wird mit Befehl A4 der Ausgang A 1 des

so Mikrocomputers 22 wieder zurückgesetzt, wodurch der Stromfluß über den Darlington-Transistor 24 unterbrochen und die Leuchtdiode 6 stromlos wird.

Nun folgt ein zweiter Test durch den Befehl B 5. Es wird abgefragt, ob der Eingang £ 1 des Mikrocomputers 22 beim vorhergehenden Lesebefehl B 3 gesetzt war. Ist der zweite Test positiv, wird der Ausgang A 2 des Mikrocomputers 22 gesetzt, worauf über den Widerstand 32 und die Leuchtdiode 33 Strom nach Masse iließt. Die Leuchtdiode 33 zeigt das Ende des Fadenvorrats auf der Spule 9 an.

Nun ist das Ende des Unterprogramms erreicht und es erfolgt in gleicher Weise, wie bei einem negativen Test ein Rücksprung ins Hauptprogramm.
Zum Ausschalten der Leuchtdiode 33 nach dem Wiederauffüllen der Spule 9 wird die Betätigung des Anlasserwiderstandes 25 beim erneuten Start der Nähmaschine ausgenutzt. Vor dem Wechseln der Spule 9 muß die Maschine durch Abschalten des Anlasserwiderstandes

25 angehalten werden, wodurch sich dessen Schleifer auf das Abschaltsegment 27 verschiebt und der Spannungspegel am Eingang E 2 des Mikrocomputers 22 nach Null geht. Zum Arbeiten der Nähmaschine wird der Anlasserwiderstand 25 betätigt. Sobald sich dessen Schleifer vom Abschaltsegment 27 auf den Widerstandskörper 26 verschiebt, baut sich am Eingang E 2 des Mikrocomputers 22 durch den Widerstand 28 eine Bezugsspannung auf. Deren Einschaltimpuls setzt den Ausgang A 2 des Mikrocomputers 22 zurück und schlatet damit die Leuchtdiode 33 ab.

Es besteht auch die Möglichkeit, den Mikrocomputer 22 so zu programmieren, daß die Befehle B 3 und B 4 vertauscht werden, indem zuerst der Ausgang A 1 gelöscht und dann erst der Eingang E1 gelesen wird. Dann is kann anschließend der Tesi stattfinden, ob der Eingang Fl gesetzt ist Die Information muß dann jedoch am Ausgang des Verstärkers 31 mit Hilfe eines parallel zu diesem geschalteten Kondensators 34 genügend lange gehalten werden.

Zur Vermeidung von Rückwirkungen der hohen Impulsbelastung der Leuchtdiode 6 auf das Regelglted für die Versorgungsspannung kann die Leuchtdiode 6 außerdem an eine ungeregelte Spannungsquelle geschaltet sein. Der Widerstand 23 wird dann vorteilhafterweise in den Emitterzweig des Transistors 24 verlegt, um diesen als Konstantstromquelle zu schalten.

Der Impulsgeber 16 kann selbstverständlich auch auf einen anderen synchron zu der Antriebswelle 1 umlaufenden Welle angeordnet sein, beispielsweise auf der Armwelle. In diesem Falle werden bereits bei den üblicherweise mit Doppelsteppstichgreifern ausgestatteten Nähmaschinen, bei denen der Greifer zweimal je Armweilenumdrehung umläuft, die Überwachungsvorgänge auf die Hälfte reduziert

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 großer Platzbedarf für den diesen Strom liefernden Patentansprüche: " Transformator benötigt, der dann den in der Nähma schine vorhandenen geringen Raum noch mehr ein-

1. Einrichtung zur Überwachung des Unterfaden- schränkt

Vorrates bei einer Nähmaschine mit einem Doppel- 5 Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die

Steppstichgreifer sowie mit einer durch einen Im- Aufgabe zugrunde, die Verlustleistung der Leuchtdiode

pulserzeuger gesteuerten Leuchtdiode, die lichtim- wesentlich herabzusetzen, um bei hoher effektiver

pulse durch öffnungen im Greiferkörper, im Spulen- Lichtausbeute eine lange Lebensdauer der Leuchtdiode

gehäuse sowie in der Spule hindurch einem Fotode- zu erzielen.

tektor zuleitet, dadurch gekennzeichnet, 10 Diese Aulgabe wird bei einem Fadenwächter nach

daß der Impulserzeuger (22) an einen an sich be- dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch das im

kannten, auf mindestens äine bestimmte Stellung ei- Kennzeichnungsteil angegebene Merkmal gelöst

ner Antriebswelle (1) der Nähmaschine ansprechen- Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich ei-

den Impulsgeber (16) geschaltet ist ne erhebliche Entlastung der Leuchtdiode, die nunmehr

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 nur sehr kurze Lichtimpulse hoher Intensität proportiozcichnet, daß der Impulserzeuger (22) für die nal zur Drehzahl des Greifers und damit nur während Leuchtdiode (6) über einen Impulszähler mit dem der Zeit aussendet, in der überhaupt eine Empfangsimpulsgeber (16) verbunden ist möglichkeit besteht

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Eine weitere Verminderung der Verlustleistung der gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (13) über eine 20 Leuchtdiode läßt sich durch die Anordnung nach An-Verzögerungsschaltung an dem Einschaltkreis für sprach 2 erzielen, da infolge der Mehrzahl von nebendie Leuchtdiode (6) angeschlossen ist einander auf einer Lage angeordneter Fadenwindungen

4. Einrichtung, bei der der Fotodetektor ein auf der Fadenspule nicht bei jeder Greiferumdrehung Schaltelement für ein Anzeigeelement betätigt nach ein Überwachungsvorgang erforderlich ist um rechtzeieinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- 25 tig das Ende des Unterfadenvorrates anzuzeigen.

net, daß das Schaltelement mit einem Ausschaltete- Eine weitgehende Ausschaltung von Störimpulsen,

ment für die Leuchtdiode (6) gekoppelt ist die einen sicheren Empfang durch den Fotodetektor

5. Einrichtung bei einer Nähmaschine, deren An- beeinträchtigen, ergibt sich durch die Maßnahmen nach trieb mittels eines Mikrocomputers gesteuert wird, den Ansprüchen 3 und 4.

nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- 30 Eine Abschaltung der Leuchtdiode nach dem Erkenzeichnet, daß der Impulsgeber (16) über einen Ein- nen von nicht vorhandenem Faden auf der Spule, nachgang (Ei) an dem Mikrocomputer (22) angeschlos- dem also ein Sendevorgang nicht mehr erforderlich ist sen ist, der über einen internen Impulszähler mit der wird bei einer mit einem Anzeigeelement für das Ende Leuchtdiode (6) und dem Fotodetektor (13) verbun- des Unterfadens ausgestatteten Nähmaschine durch eiden ist 35 ne einfache Anordnung nach Anspruch 5 erzielt

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- Wenn der Antrieb des Motors der Nähmaschine bezeichnet daß der Fotodetektor (13) als Fototransi- reits über einen Mikrocomputer gesteuert wird, läßt stör ausgebildet ist, dessen Kollektor-Emitter-Strek- sich dieser in besonders kostengünstiger Weise nach ke über einen Kondensator (30) und einen Verstär- dem Anspruch 6 auch als Steuervorrichtung für die ker (31) an einem Eingang (E 1) des Mikrocomputers 40 Leuchtdiode und den Fotodetektor einsetzen, wobei ei-(22) angeschlossen ist und daß die Leuchtdiode (6) im ne günstige Ausgestaltung der Schaltung im Anspruch 7 Kollektor- oder Emitter-Zweig eines Transistors angegeben ist

(24) liegt dessen Basis an einem Ausgang (A 1) des In den F i g. t bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines

Mikrocomputers (22) angeschlossen ist. Unterfadenvorratswächters dargestellt Es zeigt

45 F i g. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles

des Greiferantriebes einer Nähmaschine, teilweise geschnitten,