DE3516366C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Für manche Näharbeiten ist der bei der Montage der Nähmaschine eingestellte Normalwert der Andruckkraft des mit dem Nähmaschinen-Transporteur zusammenwirkenden Drückerfußes unzweckmäßig. Dünne und druckempfindliche Stoffe erfordern beispielsweise eine reduzierte Andruckkraft, während dicke Stoffe sowie festes Nähgut oder Stoffe mit glatter Oberfläche eine vergleichsweise höhere Andruckkraft benötigen. Für schwierig zu verarbeitendes Nähgut wäre es daher vorteilhaft, wenn die Andruckkraft des Drückerfußes auf empirisch ermittelte Werte einstellbar wäre, die die Einflüsse verschiedenartiger Parameter wie z. B. Nähgutdicke, Anzahl der Stofflagen, Stoffart und Nähgeschwindigkeit berücksichtigen.

Durch die US-PS 30 55 326 ist eine Nähmaschine mit einer einstellbaren Drückereinrichtung bekannt, bei der ein eine Steuerkurve aufweisendes Stellrad mehrere Anzeigesymbole, z. B. Zahlen, aufweist, von denen jeweils eines in einem Fenster sichtbar ist. Mit Hilfe der Anzeigesymbole läßt sich zwar die Andruckkraftt des Drückerfußes stufenweise einstellen, jedoch ist die bei den einzelnen Anzeigesymbolen am Drückerfuß tatsächlich wirksam werdende Andruckkraft von der jeweiligen Federkonstanten des Federmechanismus und von den Reibungsverhältnissen der gesamten Druckereinrichtung abhängig. Da somit die bei jeweils gleichen Anzeigesymbolen tatsächlich auftretenden Andruckkräfte von Maschine zu Maschine voneinander abweichen können, lassen sich mit Hilfe von Anzeigesymbole tragenden Einstellrädern durch Versuche ermittelte, verschiedene Parameter berücksichtigende Einstellwerte selbst dann nicht mit der erforderlichen Genauigkeit in entsprechende Andruckkräfte des Drückerfußes umsetzen, wenn die Einstellwerte in Form der gleichen Symbole angegeben sind, wie sie auf den Einstellrädern verwendet werden.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten kann die am Drückerfuß tatsächlich wirksam werdende Andruckkraft mit Hilfe einer Kraftmeßvorrichtung ermittelt werden. Allerdings sind die bekannten Kraftmeßvorrichtungen für diesen Zweck ungeeignet. So offenbart die DE-OS 29 24 503 eine im Wirkungsweg der zu messenden Kraft anzuordnende Kraftmeßdose. Zur Messung der Drückerfuß-Andruckkraft müßte die Kraftmeßdose also unter dem Drückerfuß plaziert werden. Da aber die für die maximal zu messende Kraft von ca. 200 N ausgelegten üblichen Kraftmeßdosen eine vergleichsweise große Bauhöhe aufweisen, die um ein mehrfaches größer ist als die durchschnittliche Nähgutdicke von ca. 2 mm, wäre der Drückerfuß während des Meßvorganges sehr weit von seiner normalen Arbeitshöhe entfernt, so daß keine praxisgerechte Messung der Andruckkraft durchgeführt werden könnte.

Durch die DE-AS 16 98 108 und die DE-OS 30 35 678 sind Kraftmeßvorrichtungen bekannt, die ein nach dem Biegebalkenprinzip arbeitendes Kraftaufnahmeglied aufweisen. Da das jeweilige Kraftaufnahmeglied aber einseitig ortsfest eingespannt ist und darüber hinaus in Verbindung mit dem Verformungsweg ebenfalls eine vergleichsweise große Bauhöhe aufweist, sind auch diese Kraftmeßvorrichtungen für das praxisgerechte Ermitteln der Drückerfuß- Andruckkraft ungeeignet.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Messen der Andruckkraft von Drückerfüßen zu schaffen, die es ermöglicht, die tatsächlich wirksame Andruckkraft bei in normaler Arbeitshöhe befindlichem Drückerfuß zu messen und und vorgegebene Einstellwerte für die Andruckkraft genau einzustellen.

Mit der durch den Vergleich mit einer Referenzkraft kalibrierbaren Meßeinrichtung lassen sich in Verbindung mit der Maßnahme, die Drückerfuß-Andruckkraft bei in normaler Arbeitshöhe befindlichem Drückerfuß zu messen, vorgegebene Einstellwerte in praxisgerechter Weise sehr genau auf die jeweilige Nähmaschine übertragen. Sofern die Meßeinrichtung nicht mit der Nähmaschine verbunden, sondern als separates Gerät ausgebildet ist, kann mit nur einem Gerät an beliebig vielen Maschinen und vor allen Dingen auch an Maschinen unterschiedlichen Typs die jeweils gewünschte Andruckkraft des Drückerfußes eingestellt werden.

Gemäß Anspruch 2 wird ein besonders einfacher Aufbau dadurch erzielt, daß sich der Hebel mittels einer Querrippe auf der Nähguttragfläche abstützt, wobei die Elemente Querrippe und Nähguttragfläche eine vereinfachte Form einer reibungsarmen Schneidenlagerung bilden. Da für die unter dem Einfluß der manuell aufzubringenden Gegenkraft erfolgende Schwenkbewegung des Hebels die Nähguttragfläche der Nähmaschine als Widerlager dient und hierfür kein gesondertes Bauteil benötigt wird, weist die Meßeinrichtung somit nur ein einziges mechanisches Bauteil auf, das zugleich als Träger für den von Dehnungsmeßstreifen gebildeten elektrischen Fühler dient.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht der Meßeinrichtung und der Drückereinrichtung einer Nähmaschine, wobei ein Hebelende unter dem Drückerfuß angeordnet ist;

Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des mit einem Fühler ausgestatteten Hebelendes und

Fig. 3 einen vereinfachten Schaltplan des Schaltkreises der Meßeinrichtung.

Die in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Nähmaschine enthält einen Gehäusearm 1, der in einen mit einem Deckel 2 verschlossenen Kopf 3 ausläuft. Im Kopf 3 ist eine Drückerstange 4 angeordnet, die in einer festen Buchse 5 und einer mit Außengewinde versehenen und daher einstellbaren Schraubbuchse 6 verschiebbar gelagert ist. Ein auf der Drückerstange 4 festgeklemmtes Führungsglied 7 greift mit einem Ende in eine vertikal verlaufende Führungsnut 8, wodurch die Drückerstange 4 gegen Verdrehen gesichert ist. An der Drückerstange 4 ist ein Drückerfuß 9 angeordnet. Auf die Drückerstange 4 ist eine Druckfeder 10 aufgesteckt, die sich einerseits an der Schraubbuchse 6 und anderenends am Führungsglied 7 abstützt. In seiner Arbeitsstellung wird der Drückerfuß 9 von der Druckfeder 10 nach abwärts gedrückt, wobei er sich auf einer Stichplatte 11 der Nähmaschine abstützt, die ein Bestandteil einer Nähguttragfläche 12 der Nähmaschinen-Grundplatte bzw. eines Nähmaschinen-Tisches ist. Durch Verdrehen der Schraubbuchse 6 läßt sich die Andruckkraft des Drückerfußes 9 einstellen. Die Bauelemente 4 bis 10 bilden eine Drückereinrichtung 13.

Die Einrichtung 14 zum Messen der Andruckkraft des Drückerfußes 9 weist einen als Kraftaufnahmeglied dienenden Hebel 15 auf, dessen beide Enden mit 16 und 17 bezeichnet sind. Der Hebel 15 hat im Bereich des Endes 16 eine Höhe bzw. Dicke von 1,7 mm. An der Unterseite des Hebels 15 ist mit geringem Abstand zum Ende 16 eine Querrippe 18 ausgebildet und im Anschluß daran eine flache Ausnehmung 19 vorgesehen, in die eine aktive Vollbrücke aus vier Dehnungsmeßstreifen 20 als elektrischer Fühler 21 eingeklebt ist. Der Hebel 15 weist an der Oberseite im Bereich seines Endes 17 eine flache Fingermulde 22 auf.

Durch eine nicht dargestellte Bohrung im Hebel 15 ist ein Kabel 23 hindurchgeführt, das den Fühler 21 mit einem in einem Gehäuse 24 untergebrachten Schaltkreis verbindet. Das Gehäuse 24 weist ein Fenster 26 für eine LCD-Anzeige 27 auf. Am Gehäuse 24 ist ferner ein Ein-Aus-Schalter 28 sowie eine Stellschraube 29 angeordnet.

An den vier Dehnungsmeßstreifen 20 liegt eine von einer Batterie 30 abgenommene und über einen Regler 31 stabilisierte Spannung an. Zwei Widerstände 32, 33 bewirken eine verringerte Stromaufnahme. Die am Fühler 21 abgegriffene Spannung wird über zwei Widerstände 34, 35 zwei Eingängen eines Operationsverstärkers 36 zugeführt, der über den Widerstand 37 rückgekoppelt ist. Über ein Potentiometer 38 läßt sich eine Nullpunkteinstellung an der Anzeige 27 durchführen. Das Potentiometer 38 ist mit der Stellschraube 29 verbunden, so daß die Nullpunkteinstellung jederzeit von außen her bewerkstelligt werden kann.

Der Ausgang des Operationsverstärkers 36 ist mit einem als integrierten Schaltkreis aufgebauten Digital-Voltmeter- Bausatz 39 verbunden, z. B. dem ICL 7106 der Firma Intersil. An den Voltmeter-Bausatz 39 ist die LCD-Anzeige 27 angeschlossen. Dem Voltmeter-Bausatz 39 ist ein innerhalb des Gehäuses 24 befindliches Potentiometer 40 zugeordnet, das als Verstärkungsregler wirkt und zum Kalibrieren der Meßeinrichtung 14 dient.

Ein aus zwei Widerständen 41, 42 aufgebauter Spannungsteiler dient zur Schaffung eines künstlichen Nullpunktes an einem Eingang des Voltmeter-Bausatzes 39, damit sich bei unbelastetem Hebel 15 trotz der Verwendung von nur einer Spannungsquelle (Batterie 30) an den Eingängen des Voltmeter-Bausatzes 39 eine Differenzspannung von 0 Volt einstellt. Diesem Zweck dient auch eine über einen Widerstand 43 durchgeführte Rückkopplung des den künstlichen Nullpunkt bildenden Einganges des Voltmeter-Bausatzes 39 an den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 36.

Zur Durchführung eines Meßvorganges wird das Ende 16 des Hebels 15 auf der Stichplatte 11 unter den angehobenen Drückerfuß 9 gelegt und dieser insofern abgesenkt. Dabei verschwenkt der Drückerfuß 9 den Hebel 15 um die Querrippe 18 in die in Fig. 1 dargestellte Lage und drückt das Ende 16 an die Stichplatte 11 an. Da der Hebel 15 hierbei noch unbelastet ist, muß nach dem Schließen des Schalters 28 auf der Anzeige 27 der Wert 0,0 erscheinen. Sofern dies nicht der Fall ist, wird über die Stellschraube 29 und das damit verbundene Potentiometer 38 eine Nullpunkteinstellung vorgenommen.

Anschließend wird der Hebel 15 von Hand verschwenkt, bis sein Ende 17 auf der Nährguttragfläche 12 aufliegt. Dabei wird sein Ende 16 und damit auch der Drückerfuß 9 um 0,2 mm gegen die Kraft der Druckfeder 10 angehoben. Durch das Anheben des Drückerfußes 9 tritt im Hebel 15 eine geringe elastische Verformung auf. Diese bewirkt in bekannter Weise in den in der Belastungsrichtung liegenden Dehnungsmeßstreifen 20 eine Widerstandsänderung, wodurch die zuvor abgeglichene Brücke verstimmt wird. Die dabei auftretende Spannung wird durch den Operationsverstärker 36 verstärkt und dem Voltmeter-Bausatz 39 zugeführt. Dieser erzeugt entsprechende Steuersignale für die LCD-Anzeige 27. Die Meßeinrichtung 14 ist durch Vergleich mit einer Referenzkraft mit Hilfe des Potentiometers 40 so kalibriert, daß der Zahlenwert der Anzeige 27 die am Drückerfuß 9 wirksam werdende Andruckkraft in der Krafteinheit Newton anzeigt. Während des Meßvorganges läßt sich durch Verdrehen der Schraubbuchse 6 die gewünschte Andruckkraft des Drückerfußes 9 einstellen und der jeweilige Wert der Andruckkraft sofort an der Anzeige 27 ablesen.

Durch das Anheben des Drückerfußes 9 um 0,2 mm befindet sich der Drückerfuß 9 während des Meßvorganges um 1,7+0,2=1,9 mm oberhalb der Stichplatte 11. Da dieses Maß der durchschnittlichen Dicke des zu bearbeitenden Nähgutes entspricht, wird der Meßvorgang unter praxisgerechten Bedingungen durchgeführt.

Claims (2)

1. Einrichtung zum Messen der Andruckkraft des Drückerfußes einer Stoffdrückereinrichtung von Nähmaschinen, bei der der Drückerfuß auf eine Nähguttragfläche absenkbar ist, gekennzeichnet durch die Verwendung eines durch die Druckkraft der Drückereinrichtung (13) elastisch verformbaren Kraftaufnahmegliedes (15), eines auf dessen Verformung ansprechenden elektrischen Fühlers (21) und eines mit einer Anzeige (27) verbundenen und mit einer Referenzkraft kalibrierbaren Schaltkreises, wobei das Kraftaufnahmeglied von einem Hebel (15) gebildet ist, dessen eines Ende (16) unter den Drückerfuß (9) bringbar ist und im wesentlichen eine der durchschnittlichen Dicke des zu bearbeitenden Nähgutes entsprechende Bauhöhe aufweist und dessen anderes Ende (17) mit einer Gegenkraft belastbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (15) eine an seiner Unterseite angeordnete und auf der Nähguttragfläche (12) aufliegende Querrippe (18) aufweist, daß die Nähguttragfläche (12) als Widerlager für das von Hand niederzudrückende gegenüberliegende Ende (17) des Hebels (15) dient und der Fühler (21) von am Hebel (15) befestigten Dehnungsmeßstreifen (20) gebildet ist.