DE3625630C2 - Fadenüberwachungsvorrichtung für eine Nähmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenüberwachungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Nähmaschine mit einer solchen Fadenüberwachungsvorrichtung.

Nähmaschinen enthalten verschiedene Einrichtungen zum Zuführen eines Oberfadens zu der Nähnadel so wie andere Vorrichtungen, einschließlich eines Spulenträgers zum Zuführen des Unterfadens zu der Nähnadel. Die Überwa­ chung des Zustandes, besonders eines Bruches des Oberfadens ist verhältnis­ mäßig einfach und verschiedene Verfahren, wie z. B. nach der US-PS 3 843 883 werden derzeit angewendet. Jedoch ist die Überwachung des Zustandes des Unterfadens etwas problematischer und wenn gleich eine Anzahl von Systemen hierzu ersonnen wurde, sind die bekannten Systeme immer noch nicht vollständig zufriedenstellend. Der Hauptgrund hierfür ist die nur wenig Unterbringungsraum für den Fühler liefernde Komplexität des Weges des Un­ terfadens aus dem Spulenträger. Verschiedene Verfahren zum Abtasten des Leerzustandes des Spulenträgers unter Verwendung eines Lichtstrahles sind beispielsweise aus den US-PS 4 237 807, 4 212 257 und der GB-PS 2 078 798 bekannt; jedoch sind auch diese Techniken nicht vollständig zufrieden­ stellend, weil sie gewöhnlich zu einer komplizierten Konstruktion führen und mit ihnen nicht alle Bedingungen des Unterfadens, einschließlich des Vollzu­ stands und Leerzustandes des Spulenträgers sowie eines Bruches des Unterfadens abgefühlt werden können.

Die Entgegenhaltung DE-OS 34 47 138 zeigt eine gattungsgemäße Fadenüberwachungsvorrichtung, bei welcher der Spulenträger selbst mit einem Loch versehen ist, durch welches hindurch der Strahlengang des optischen Abtastfühlers geführt wird. Wenn in dem Bereich des Lochs, welches nahe bei der Nabe des Spulenträgers angeordnet ist, ein Faden vorhanden, kann der Sendestrahl nicht auf die gegenüberliegende Spulenträgerseite fallen und daher nicht von deren Lichtreflexionsfläche zu dem Tastkopf zurückreflektiert werden. Erst wenn im Bereich des in den Spulenträger angeordneten Lochs kein Faden vorhanden ist, wird daher ein Signal zu dem Tastkopf zurückreflektiert und damit signalisiert, daß der Faden annähernd verbraucht ist. Damit ist bekannt, das Vorhandensein von aufgewickeltem Faden in einem bestimmten Spulenträgerbereich direkt zu erfassen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Fadenüberwachungsvorrichtung und eine Nähmaschine mit einer solchen Fadenüberwachungsvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche kompakt und einfach aufgebaut ist und mit welcher alle Spulenträgerzustände einschließlich und zwischen dem Vollzustand und dem Leerzustand sowie bei einem Bruch des Unterfadens abgetastet werden können.

Dies wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. durch eine Nähmaschine nach Anspruch 7 erreicht.

In der unten erläuterten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Abtastmarkierungen optische Markierungen und der Fühler eine optoempfind­ liche Vorrichtung.

In der beschriebenen bevorzugten Ausführungsform haben die Abtastmarkie­ rungen die Form einander abwechselnder schwarzer und weißer Streifen, die direkt auf eine Stirnfläche des Spulenträgers aufgebracht sind und sich, be­ zogen auf die Drehachse des Spulenträgers, radial erstrecken.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung und der Zeichnung ersichtlich. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht der Hauptkomponenten einer Nähmaschine, die mit einer Fadenüberwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung aus­ gestattet ist,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Hauptkomponenten der Fadenüberwachungsvorrichtung der Nähmaschine aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht zur Erläuterung der auf den Spulenträger aufge­ brachten Abtastmarkierungen der Fadenüberwachungsvorrichtung aus den Fig. 1 und 2, und

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines elektrischen Schaltkreises, der für die Fadenüberwachungsvorrichtung aus den Fig. 1 und 2 verwendet werden kann.

In Fig. 1 sind ein Nähmaschinenkopf 2, der eine hin- und hergehende Nähna­ del 4 enthält, eine Oberfadenrolle 6 zum Zuführen des Oberfadens 8 zu der Nähnadel, und eine Unterfadeneinheit 10 zum Zuführen des Unterfadens 12 zu der Nähnadel gezeigt. Die Unterfadeneinheit 10 enthält, wie deutlicher aus Fig. 2 ersichtlich, ein Spulengehäuse 14, einen Spulenträger 16, der in dem Gehäuse angeordnet ist und einen Vorrat aus dem Unterfaden 12 ent­ hält, und einen Drehgreifer 18, welcher synchron zu der Hin- und Herbewe­ gung der Nähnadel 4 gedreht wird, so daß zusammen mit dem Oberfaden 8 im Zusammenwirken mit dem Drückerfuß 20 und den anderen Komponenten der Nähmaschine eine Naht entsteht.

Die Grundkonstruktion und die Betriebsweise solcher Nähmaschinen ein­ schließlich der Unterfadeneinheit sind gut bekannt und deshalb werden wei­ tere Einzelheiten darüber hier nicht angegeben, weil sie für das Verständnis der Erfindung nicht notwendig sind.

Gemäß der Erfindung ist die Unterfadeneinheit 10 mit einer Fadenüberwa­ chungsvorrichtung zur Überwachung des Unterfadens versehen, damit ange­ zeigt wird, wenn der Spulenträger voll, fast leer, leer ist und/oder der Un­ terfaden gerissen ist.

Für diesen Zweck ist die eine Stirnscheibe des Spulenträgers 16 (Fig. 2) mit einer Mehrzahl von Abtastmarkierungen versehen, die am Umfang der Schei­ be in gleichmäßigen Abständen voneinander verteilt sind, und ein elektri­ sches System ist einbezogen, welches einen die Markierungen abtastenden, und dabei eine Reihe elektrischer Impulse während der Drehung des Spulen­ trägers erzeugenden Fühler enthält. Das elektrische System enthält weiter eine Signalvorrichtung und eine elektrische Schaltung, von welcher die Signal­ vorrichtung aufgrund einer Änderung der Impulsrate der elektrischen Impuls­ reihe erregt wird, so daß der Unterfadenzustand angezeigt wird. Ein Anstieg der Impulsrate zeigt einen nahezu leeren Spulenträger an und eine Unterbre­ chung der Impulsreihe zeigt an, daß der Faden gebrochen ist oder der Spu­ lenträger leer ist. Die Abtastmarkierungen sind auf einer Scheibe 22 vorhan­ den, die einen Teil des Spulenträgers 16 bildet oder auf diesem angebracht ist. Der Fühler ist in einer Einheit 24 untergebracht und auf eine Öffnung 26 in dem Spulengehäuse 14 ausgerichtet, so daß die Markierungen auf der Scheibe 22 abgetastet werden. Die elektrische Schaltung, die die vom Fühler 24 gesteuerte Signalvorrichtung enthält, ist in Fig. 1 schematisch durch den Block 126 angegeben und in dem unten beschriebenen Blockdiagramm in Fig. 4 dargestellt.

Die Scheibe 22 ist ein Teil der einen Stirnscheibe des Spulenträgers 16, so daß sie mit dem Spulenträger rotiert. Die Abtastmarkierungen auf der Scheibe 22 haben die Form von Kreissektoren 22a mit der einen optischen Eigenschaft, die mit Kreissektoren 22b abwechseln, welche eine andere, von der ersten unterscheidbare optische Eigenschaft aufweisen. Nach dem Aus­ führungsbeispiel sind die Sektoren 22a schwarze, lichtabsorbierende Streifen und die Sektoren 22b weiße, lichtreflektierende Streifen, die sich, bezogen auf die Drehachse des Spulenträgers 16, radial erstrecken.

Die Fühlereinheit 24, welche auf die Öffnung 26 in dem Spulengehäuse 14 ausgerichtet ist, damit die schwarzen und weißen Markierungen 22a, 22b ab­ getastet werden, enthält eine Lichtquelle, die in Fig. 4 mit 30 bezeichnet ist und einen Lichtstrahl durch die Öffnung 26 auf die Scheibe 22 richtet, und einen Photodetektor 32, der das von der Scheibe reflektierte Licht erhält. Der Ausgang des Photodetektors 32 ist an einen Verstärker 34 und dann an eine Datenverarbeitungseinheit 36 angeschlossen, von welcher eine Signalvorrichtung 38 gesteuert wird.

Die oben beschriebene Unterfadenüberwachungsvorrichtung arbeitet wie folgt:

Während der normalen Nähvorgänge wird der Unterfaden 12 zu der Nähnadel 4 synchron mit dem Oberfaden 8 zugeführt, damit in gut bekannter Weise eine Naht hergestellt wird. Die Scheibe 22 an der einen Stirnseite des Spulenträgers 16 dreht sich mit diesem und während der Drehung der Schei­ be werden von dem Photodetektor 32 (Fig. 4) in der Fühlereinheit 24 die einander abwechselnden schwarzen und weißen Markierungen 22 auf der Scheibe abgetastet, wodurch eine Reihe elektrischer Impulse mit einer Rate erzeugt wird, die der Drehrate der Scheibe und daher des Spulenträgers ent­ spricht. Wenn daher der Spulenträger 16 voll ist, sind die Drehgeschwindig­ keit der Scheibe 22 und daher die Wiederholungsrate der Impulse, die am Ausgang des Photodetektors 32 erscheinen, für die gleiche lineare Ausgabe­ rate des Unterfadens 12 verhältnismäßig klein, und wenn der Spulenträger nahezu leer ist, ist die Drehgeschwindigkeit der Scheibe verhältnismäßig groß, wodurch die Rate der von dem Photodetektor aus gegebenen Impulse vergrößert wird. Falls außerdem der Unterfaden reißen sollte, oder der Fadenvorrat auf dem Spulenträger erschöpft ist, dreht sich der Spulenträger 16 überhaupt nicht mehr, wodurch die Reihe elektrischer Impulse, die von dem Photodetektor 32 ausgegeben wird, unterbrochen wird.

Alle vorgenannten Zustände werden in der Datenverarbeitungseinheit 36 festgestellt, an welche der Ausgang des Photodetektors 32 nach Verstärkung im Verstärker 34 weitergegeben wird. Die Datenverarbeitungseinheit 36 kann daher unter Verwendung im Handel erhältlicher Hardware oder Software auf das Feststellen eines oder sämtlicher oben genannter Zustände unter Akti­ vierung der Signalvorrichtung 38 beim Auftreten eines solchen Zustandes voreingestellt werden. Die Einstell- und Betriebszustände der Nähmaschine werden berücksichtigt. Die Signalvorrichtung 38 kann so ausgebildet sein, daß sie ein elektrisches Signal an ein Hauptsteuergerät ausgibt, ein Sichtsig­ nal wie ein Dauerlicht oder ein Blinklicht abgibt, ein hörbares Signal erzeugt oder eine Kombination der erwähnten Signale erzeugt.

Claims (7)

1. Fadenüberwachungsvorrichtung für eine Nähmaschine, mit einem Nähmaschinenkopf mit einer Nähnadel, einem drehbar befestigten Spulenträger zur Aufnahme eines Fadenvorrates und zum Zuführen des Fadens zu der Nähmaschinennadel während der Drehung des Spulenträgers, und einem optischen Abtastfühler zur Unterfadenüberwachung, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Spulenträger (16) entlang dessen Umfangs im Abstand voneinander verteilt angeordnete, optische Abtastmarkierungen ausgebildet sind, die von einem Fühler (24) unter Erzeugung einer Reihe von elektrischen Impulsen während der Drehung des Spulenträgers abtastbar sind, wobei die Impulsrate der Drehzahl der Scheibe und damit des Spulenträgers entspricht, und daß eine Signalvorrichtung (38) und eine elektrische Schaltung (36) vorgesehen sind, von welcher die Signalvorrichtung beim Auftreten einer bezeichnenden Änderung in der der Drehzahl des Spulenträgers entsprechenden Impulsrate der Impulsreihe zum Anzeigen des Spulenfadenzustandes erregbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast­ markierungen in einem Kreisflächenbereich auf dem Spulenträger ange­ ordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast­ markierungen die Form eines Kreissektors haben, wobei Kreissektoren mit der einen optischen Eigenschaft mit Kreissektoren mit einer ande­ ren, von der ersten unterscheidbaren optischen Eigenschaft einander ab­ wechseln.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast­ markierungen unmittelbar auf eine Stirnfläche des Spulenträgers aufge­ bracht sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast­ markierungen die Form einander abwechselnder schwarzer und weißer Streifen haben, die sich radial zu der Drehachse des Spulenträgers er­ strecken.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektri­ sche Schaltung eine Lichtquelle (30), von welcher ein Lichtstrahl auf die sich drehende, die Markierungen tragende Fläche (22) gerichtet wird, einen Photodetektor (32), der das von der Fläche (22) reflektierte Licht erhält, einen Verstärker (34), welcher jedesmal, wenn der Photodetektor das reflektierte Licht abtastet, einen elektrischen Impuls, und eine Steuerschaltung (36) enthält, an welche die Impulsreihe gegeben wird und von welcher die Signalvorrichtung (38) erregt wird, wenn die Impulsrate über und/oder unter einer vorbestimmten Rate liegt.

7. Nähmaschine mit einem Nähmaschinenkopf, der eine Nähnadel aufweist, einer Vorrichtung zum Zuführen eines Oberfadens zu der Nähnadel, und einer Vorrichtung zum Zuführen eines Unterfadens zu der Nähnadel, ge­ kennzeichnet durch eine Fadenüberwachungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zum Überwachen des Zuführens des Unterfadens zu der Nähnadel.