DE3519558C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschinenschaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Nähmaschinenschaltungsanordnung ist aus der DE-OS 33 03 692 bekannt. Hierbei wird eine elektromagnetische Betätigungseinheit für die Umschaltung der Transportrichtung von vorwärts auf rückwärts bzw. umgekehrt eingesetzt, die eine Magnetspule aufweist. Der Betätigungseinheit wird ein Steuersignal zugeführt, aufgrund dessen die Umschaltung ausgelöst wird. Um die ihr anhaftende Zeitverzögerung des Ansprechens der elektromagnetischen Betätigungseinheit zu berücksichtigen, wird das Steuersignal um ein Zeitintervall vor dem Umschaltzeitpunkt der Transportvorrichtung zugeführt, wobei hierbei trägheitsbedingte Zeitverzögerungen der bewegten Teile der Betätigungseinheit ausgeglichen werden.

Diese bekannte Nähmaschine und deren zugehörige Steuerschaltungsanordnung weisen den Nachteil auf, daß deren elektromagnetische Betätigungseinheit stets nach einer konstanten Verzögerungszeit betätigt wird. Diese konstante Verzögerungszeit tritt sowohl beim Erregen der elektromagnetischen Betätigungseinheit als auch beim Entregen derselben auf. Bei unterschiedlichen Drehzahlen der Antriebswelle der Nähmaschine können unterschiedliche Umkehrpunkte für die Richtungsänderung des Transports auftreten. Das bedeutet, daß der tatsächlich sich einstellende Betätigungspunkt der Umkehrung des Transports in Abhängigkeit von dieser Drehzahl entsprechend abweicht vom voreingestellten Umkehrpunkt, so daß eine Verfälschung der voreingestellten Stichzahl auftreten kann.

Die der Erfindung zugrunde liegende Problematik wird noch ausführlich anhand der bekannten bzw. konventionellen Nähmaschinenschaltungsanordnung beschrieben, die in Fig. 1 gezeigt ist. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Nähmaschine, 2 eine Transport-Umkehreinrichtung bzw. einen Zufuhr-Umkehrmechanismus, 3 eine Positions-Detektoreinrichtung bzw. einen Positionsdetektor zur Bestimmung der Position der Nadel bzw. der Hauptwelle der Nähmaschine 1, wobei die Positions-Detektoreinrichtung 3 an der Hauptwelle 1a der Nähmaschine 1 befestigt ist, und 4 eine elektrische Antriebsvorrichtung zum Antrieb der Nähmaschine. Das Drehmoment der Ausgangswelle 4a der Antriebsvorrichtung wird über eine Scheibe 13 und über einen Riemen 14, der dieses umgreift, und über eine Scheibe 15, welche auf der Hauptwelle 1a befestigt ist, übertragen.

Außerdem ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 5 ein Pedal bezeichnet, während mit 6 eine Geschwindigkeitseinstellung beim Rückwärtsnähen oder ein Rückwärtsstichgeschwindigkeitseinstellmechanismus bezeichnet ist. 7 veranschaulicht einen Stichzahleinstellungsteil bzw. einen Sticheinstellmechanismus, 8 einen Antriebsschaltungsteil bzw. eine Motorsteuerung zum Anlegen eines Betriebssignales an die elektrische Antriebsvorrichtung bzw. den Motor 4 entsprechend einem Signal, welches durch das Pedal 5 und die durch die Einstellung nach 6 und 7 gelieferten Daten ausgegeben wird. 9 bezeichnet einen Transport-Umkehrsteuerschaltungsteil bzw. eine Zufuhr-Umkehrmechanismus-Steuerung zum Antrieb der Transport-Umkehreinrichtung 2 entsprechend den Daten, die durch die Positions-Detektoreinrichtung 3 und den Sticheinstellmechanismus 7 geliefert werden.

Der Betrieb der Nähmaschinenschaltungsanordnung dieser Art wird nun beschrieben.

Die Nähmaschine 1 ist mit der Antriebsvorrichtung 4 gekoppelt. Wenn das Pedal 5 niedergedrückt wird, liefert das Antriebssteuerschaltungsteil 8 das Betriebssignal für die Antriebsvorrichtung 4 und bewirkt, daß sich letztere dreht. Somit wird die Nähoperation gestartet. In einem Umkehrstichbetrieb wird die Anzahl der Stiche für die Transport-Umkehrung durch den Stichzahleinstellschaltungsteil 7 eingestellt. Wenn das Pedal 5 bedient wird, liefert das Antriebssteuerschaltungsteil 8 das Betriebssignal an die Antriebsvorrichtung 4 entsprechend einer Geschwindigkeit, wie sie durch die Geschwindigkeitseinstellung 6 beim Rückwärtsnähen eingestellt wurde. Der Transport-Umkehrschaltungsteil 9 vergleicht die Anzahl der genähten Stiche, die dem Ausgangssignal der Positions-Detektoreinrichtung 3 entspricht, mit der Anzahl der Stiche, die durch den Sticheinstellschaltungsteil 7 geliefert werden, um hierdurch die Transport-Umkehreinrichtung 2 während einer Zeitperiode anzutreiben, die der vorgegebenen Anzahl der Stiche entspricht.

In dieser Nähmaschinenschaltungsanordnung ist die Zeit, während der die Transport-Umkehreinrichtung angesteuert wird, fixiert. Daher ist diese Schaltungsanordnung insofern nachteilig, als bei Ansteigen der Geschwindigkeit der Nähmaschine die Anzahl der tatsächlich genähten Stiche unterschiedlich sein wird gegenüber der vorgegebenen Anzahl der Stiche.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschinenschaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die gewährleistet, daß die Anzahl der tatsächlich genähten Stiche bis zum Erreichen einer Umkehrung des Transportes gleich der voreingestellten Anzahl der Stiche ist.

Diese Aufgabe wird für die Nähmaschinenschaltungsanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Es wird erklärt, daß die Erfindung für die Nähverläufe zur Anwendung gelangen kann, bei denen die tatsächlich erforderliche Umkehrung des Transportes, d. h. von vorwärts auf rückwärts bzw. umgekehrt, in der Weise im voraus bekannt bzw. voraussetzbar ist, daß die Vorverlegung des drehwinkelmäßig in bezug auf die Hauptwelle berechneten Betätigungssignales auch ordnungsgemäß durchführbar ist. Daß hierfür der Stand der Technik eine Ausführbarkeit gestattet, wird anhand der DE 30 33 543 A1 gezeigt, die eine geschwindigkeitsabhängige Datenvorverlegung zur Sicherstellung der genauen Ausführung von vorbestimmten Nähmustern bei höheren Geschwindigkeiten einer Haushalts-Nähmaschine gestattet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben.

Es zeigt

Fig. 2 eine Nähmaschinenschaltungsanordnung,

Fig. 3 einen Teil der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 betreffend einer Transport-Umkehreinrichtung und eines Transport-Umkehrsteuerschaltungsteiles,

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die Schritte des Funktionsablaufs zu Fig. 2 und 3 zeigt.

In Fig. 2 sind diejenigen Teile, welche bereits mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurden, mit gleichen Bezugszeichen oder Kennungen versehen.

In Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung bzw. Geschwindigkeitsdetektor, der auf der Nähmaschine 1 befestigt bzw. an deren Hauptwelle 1a angeflanscht ist. Insbesondere ist die Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung 11 auf der Hauptwelle 1a der Nähmaschine 1 befestigt, derart, daß sie sich in Verbindung mit dieser sowie der Positions-Detektoreinrichtung 3 dreht. Außerdem bezeichnet in Fig. 2 das Bezugszeichen 12 einen Transport-Umkehrschaltungssteuerteil bzw. einen Zufuhr-Umkehrmechanismussteuerabschnitt, der mit einem Geschwindigkeitseingangsanschluß versehen ist. Der Transport-Umkehrschaltungssteuerteil 12 empfängt Daten aus der Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung 11 zusätzlich zu den Daten von der Positions-Detektoreinrichtung 3 und dem Stichzahleinstellschaltungsteil 7 und treibt die Transport-Umkehreinrichtung 2 entsprechend diesen Daten an.

Der Betrieb der Nähmaschinenschaltungsanordnung nach der Erfindung wird nun im einzelnen beschrieben.

In einem Umkehr-Stichbetrieb startet die Transport-Umkehreinrichtung 2 ihren Betrieb nach einer ihr anhaftenden Verzögerungszeit, nachdem der Transport-Umkehrschaltungssteuerteil 12 einen Betriebsbefehl an die Transport-Umkehreinrichtung 2 anlegt. In diesem Ausführungsbeispiel wird zugrundegelegt, daß wie in Fig. 3 gezeigt, der Transport-Umkehrsteuerschaltungsteil 12 einen Transistor in seiner Ausgangsstufe aufweist. Die Transport-Umkehreinrichtung 2 weist einen Elektromagneten auf. In Fig. 3 bezeichnen das Bezugszeichen 21 eine Betätigungseinrichtung, 22a einen Umkehrstichtransistor, 22b und 23 die Induktivität L_B und den Widerstand R_B der Betätigungseinrichtung 21 (jeweils), 24 eine Leistungsquelle zum Antrieb der Betätigungseinrichtung 21 und 25 den Strom I_C, welcher durch den Magneten der Betätigungseinrichtung 21 fließt.

Wenn der Umkehrstichtransistor 22a eingeschaltet wird, nimmt der Strom 25, welcher im Magneten der Betätigungseinrichtung 21 fießt, proportional mit der elektrischen Zeitkonstanten L_B/R_B zu. Wenn der Strom 25 I_C einen gewissen Wert erreicht, beginnt der Magnet der Betätigungseinrichtung seinen Betrieb.

Zur Vereinfachung ist in der Beschreibung angenommen, daß die Transport-Umkehreinrichtung 2 in einer Zeit von L_B/R_B Sekunden startet (die elektrische Zeitkonstante des Magneten in Sekunden). Wenn die Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung 11 N Umdrehungen der Nähmaschine feststellt, ist die Anzahl der Umdrehungen pro Sekunde=N/60 (sec^-1). Um die Transport-Umkehreinrichtung 2 in L_B/R_B Sekunden zu starten, ist daher das Transport-Umkehrsteuerschaltungsteil 12 so ausgestaltet, daß der Umkehr-Magnet der Betätigungseinrichtung 21 eine Zeitperiode früher betätigt wird, die (L_B/R_B)×N/60 Umdrehungen entspricht, als die Transport-Umkehreinrichtung 2 ihren Betrieb startet.

Der Transport-Umkehrsteuerschaltungsteil 12 umfaßt eine Umkehrstichsteuerung 20, die eine Geschwindigkeitssignal V_D von der Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung 11 erhält. Nach Aufnahme des Geschwindigkeitssignales V_D, welches die Tatsache verkörpert, daß die Geschwindigkeit der Nähmaschine N Umdrehungen pro Minute aufweist, überführt die Umkehrstichsteuerung 20 den Umkehrstichtransistor 22a in einen leitenden Zustand, während einer Zeitperiode, die (L_B/R_B)×N/60 Umdrehungen entspricht, und zwar um diese Zeitperiode früher als die Transport-Umkehreinrichtung 2 startet.

Die Umkehrstichsteuerung 20 umfaßt einen Mikroprozessor mit einem Festwertspeicher (ROM). Die Daten, die die Induktivität L_B, den Widerstandswert R_B, die Zeitkonstante L_B/R_B und dergleichen verkörpern, werden im ROM gespeichert.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm des Betriebs der Umkehrstichsteuerung 20. Die oben beschriebene Wirkungsweise wird entsprechend den Schritten 30 bis 36 von Fig. 4 verarbeitet und ausgeführt.

Der Betrieb der Nähmaschinenschaltungsanordnung wurde in Verbindung mit dem Fall beschrieben, in dem der Umkehrstichmagnet bestromt ist bzw. entregt wird. Wenn jedoch das technische Konzept auch auf den Fall angewendet wird, in dem der Umkehrstich-Magnet erregt wird, d. h. die Transport-Umkehreinrichtung 2 freigegeben wird, wird die Nähmaschinenschaltungsanordnung effektiver.

In der oben beschriebenen Nähmaschinenschaltungsanordnung ist die Antriebsquelle für die Transport-Umkehreinrichtung 2 ein Magnet. Jedoch kann letzterer durch einen Betätigungsmechanismus ersetzt werden, wie z. B. einen Mechanismus, der komprimierte Luft verwendet. Außerdem kann in der vorbeschriebenen Ausführungsform die Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung 11 und die Positions-Detektoreinrichtung getrennt vorgesehen sein. Jedoch kann eine arithmetische Einheit für die Berechnung der Geschwindigkeitsdaten aus dem Bestimmungs- oder Detektorausgangssignal der Positions-Detektoreinrichtung 3 für den Transport-Umkehrsteuerschaltungsteil 12 vorgesehen sein. Das bedeutet, daß die folgende Beziehung zwischen den Positionsdaten x und den Geschwindigkeitsdaten v geschaffen bzw. gebildet wird:

Daher können die Geschwindigkeitsdaten durch eine arithmetische Operation erhalten werden, und zwar auf der Basis der Positionsdaten. Insbesondere können die Geschwindigkeitsdaten V entsprechend der Näherung wie folgt erhalten werden:

V=(x₁-x₂)/(t₁-t₂),

wobei x₁ eine Position im Zeitpunkt t₁ und x₂ eine Position im Zeitpunkt t₂ darstellen.

Außerdem startet beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel die Transport-Umkehreinrichtung 2 ihren Betrieb in einem Zeitpunkt, wie er durch die elektrische Zeitkonstante L_B/R_B des Umkehrstichmagneten definiert ist.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung ersichtlich wurde, ist die Nähmaschinenschaltungsanordnung so ausgestaltet, daß die Zeit für das Betätigungssignal P1 des Transport-Umkehrsteuerschaltungsteiles entsprechend der Geschwindigkeit der Nähmaschine berechnet wurde. Daher kann mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung die Anzahl der tatsächlich genähten Stiche stes in Übereinstimmung gebracht werden mit der vorgegebenen Zahl der Stiche (Istwert=Sollwert).

Claims (2)

1. Nähmaschinenschaltungsanordnung mit

   • (a) einer durch eine elektrische Antriebsvorrichtung (4) mit unterschiedlicher Drehzahl antreibbaren Nähmaschine (1),
   • (b) einem Stichzahleneinstellschaltungsteil (7) zur Vorwahl einer vorgegebenen Anzahl von Stichen,
   • (c) einer Positions-Detektoreinrichtung (3) zur Erzeugung eines Positionssignals (P₂) entsprechend der Position der Hauptwelle der Nähmaschine (1),
   • (d) einer Transport-Umkehreinrichtung (2), die eine mit einer ihr anhaftenden Verzögerung ansprechende Betätigungseinrichtung (21) aufweist, und
   • (e) einem Transport-Umkehrsteuerschaltungsteil (12), welcher eingangsseitig mit dem Stichzahleinstellungsteil (7) und der Positions-Detektoreinrichtung (3) verbunden ist und ausgangsseitig an die Transport-Umkehreinrichtung (2) angeschlossen ist und ihr entsprechend der anhaftenden Verzögerung ihrer Betätigungseinrichtung (21) vor Erreichen der tatsächlichen Umkehrung des Transportes ein Betätigungssignal (P₁) zuführt,
2. dadurch gekennzeichnet, daß

   • (f) der Transport-Umkehrsteuerschaltungsteil (12) einen Mikrocomputer aufweist, der fortlaufend folgende Schritte ausführt:
     • (f1) Prüfen, ob ein Transport-Umkehrsteuerbefehl zur Ausführung ansteht,
     • (f2) Berechnen des Betätigungssignales (P1) aus der Verknüpfung eines Geschwindigkeitssignales (V_D), das von einer Geschwindigkeitsdetektoreinrichtung (11) für die Hauptwelle der Nähmaschine (1) geliefert wird und der Zeitkonstanten (L_B/R_B) der Betätigungseinrichtung (21) der Transport-Umkehreinrichtung (2),
     • (f3) Vergleichen des berechneten Betätigungssignales (P1) mit dem von der Positions-Detektoreinrichtung (3) erzeugten Positionssignal (P2), und
     • (f4) Zuführen des berechneten Betätigungssignales (P1) der Betätigungseinrichtung (21) dann, wenn das Positionssignal (P2) gleich oder gerade kleiner als das berechnete Betätigungssignal wird.