DE3637555C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerein­ richtung für eine Nähmaschine gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

Bei einer Steuereinrichtung zum Steuern eines Elektromotors einer Nähmaschine derart, daß sie eine obere Nadelposition beibehält, wenn der Elektromotor anhält, bestand bei dem Stand der Technik das Problem, daß die Nadel infolge der auf die Nähmaschine einwirkenden Last nicht immer genau in der oberen Position anhält und die Nadelposition weicht von einer genauen oberen Position ab. Im ungünstigsten Fall hält der Elektromotor in einem Zustand an, bei dem die Nadel durch einen Stoff hindurchsticht und eine Bedienperson kann den Stoff nicht von der Nähmaschine entfernen.

Um diese oben erwähnte Schwierigkeit zu verhindern wird an dem Elektromotor eine elektromagnetische Bremsvorrichtung an­ geordnet, die eine Bremsspule, ein magnetisches Glied und einen Bremsbelag enthält. Bei einer derartigen Ausführung wird ein kleiner Aktivierungsstrom ständig der Bremsspule zu­ geführt, nachdem der Elektromotor in der oberen Nadelposition angehalten wurde. Damit wird die Nadel in der oberen Position festgehalten. Nähantriebe dieser Art sind an und für sich z. B. durch die Literaturstelle Bekleidung und Wäsche, 1970, S. 466 bis 470 druckschriftlich belegt.

Bei dem erwähnten Verfahren nach dem Stand der Technik wird das Festhalten der Nadelposition durch das Fließen eines kleinen Aktivierungsstroms in der Bremsspule bewirkt und die Steuereinrichtung ist verhältnismäßig einfach aufgebaut, bei­ spielsweise aus einem Transistorschaltkreis zum Ansteuern der Bremsspule und einem Begrenzungswiderstand. Jedoch ist die elektromagnetische Bremsvorrichtung zusätzlich zu dem Elek­ tromotor erforderlich und damit ist ein aufwendiger Mechanismus erforderlich und daher ist er hinsichtlich seiner Gesamt­ kosten teuer.

Ein entsprechend verbessertes System ist der WO 85/03958, die bei der Bildung des Oberbegriffs des Anspruchs 1 berücksichtigt wurde, zu entnehmen, die einen Nähantrieb offenbart, welcher einen bür­ stenlosen Elektroantriebsmotor, eine Geschwindigkeitsermitt­ lung und Geschwindigkeitssteuereinrichtung sowie eine Nadel­ positionserkennungsvorrichtung aufweist, so daß ermöglicht wird, daß die Nähmaschine in einer vorgegebenen Nadelposition angehalten, jedoch nicht festgehalten werden kann.

Eine grundsätzlich gattungsentsprechende Steuereinrichtung für eine Nähmaschine geht aus der DE-OS 31 45 232 hervor, bei der mit einem die Nähmaschine an­ treibenden Elektromotor ein Drehungskodierer zum Erzeugen von Impulssignalen verbunden ist. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors in beiden Drehrichtungen wird durch eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung festgelegt. Nach dem Erreichen der vorgegebenen Nadelposition ist ein Verändern derselben leicht bzw. quasi unbestimmt möglich, da die Oberarmwelle der Nähmaschine ebenfalls nicht festgehalten wird. Die Vorrichtungen und Verfahren zum Festhalten der Nadel in einer vorbestimmten, meist der oberen, Position sind, wie oben beschrieben, sehr aufwendig und teuer. Ferner ist die in einem bestimmten Ausmaß vornehmbare Verstellbar­ keit der Halteposition der Nadel aus dem Stand der Technik nicht bekannt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrich­ tung für eine Nähmaschine anzugeben, mit welcher das Festhal­ ten der Nadel in einer vorgegebenen Position mit geringem Aufwand und daher mit geringen Kosten realisiert wird und gleichzeitig die Möglichkeit gegeben ist, die Halteposition der Nadel in einem bestimmten Ausmaß zu verändern.

Diese Aufgabe wird bei einer Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Soweit bei der Erfindung Prinzipien, die den Aufbau und die Wirkungsweisen von Regelkreisen, insbesondere Lageregelkreisen betreffen, zur Anwendung gelangen, wird noch angegeben, daß es durch die DE-PS 25 00 234 bekannt ist, eine Lageregelung für eine Näh­ maschine zu bilden, mit der eine Nadelstange und ein Stoffschieber schnell und genau in eine gewünschte Lage gebracht und dort gehalten werden können. Hierzu sind die Antriebe als unsteuerbare Linearmotoren ausgebildet, die über Digitalanalogwandler an­ gesteuert werden. Ferner sind in den AEG-Mitteilungen, 54. Jahrgang 1964, Nr. 11/12, Seiten 672 bis 681 Lageregelungen für Elek­ tromotoren beschrieben, die Digitalanalogwandler verwenden. Eine Lageregelung unter Verwendung eines Zählers ist auch der US-PS 39 06 324 zu entnehmen.

Schließlich ist aus F. Arnold: Elektrische Meßtechnik, Verlag Berliner Union, Stuttgart, 1977, Seiten 269 bis 273 bekannt, eine Drehrichtungserkennung aufgrund von Impulssignalen durchzuführen, die eine Phasen­ verschiebung von 90 Grad el aufweisen.

Wenn also bei der vorliegenden Erfindung die Zählereinrichtung z. B. bei geringfügiger Verdrehung der Nähmaschinenwellen eine geringe Anzahl von Impulssignalen zählt, so daß der resul­ tierende Zählwert unterhalb einem vorgegebenen Wert, den die Vergleichseinrichtung erkennt, bleibt, so erzeugt die Umsetzereinrichtung ein Signal zum Erzeugen eines Haltemo­ mentes des Elektromotors durch Umsetzen des resultierenden Werts in eine vorgegebene Umdrehungsgeschwindigkeit.

Wird jedoch bei bewußter größerer Verdrehung der Nähmaschinen­ welle, wenn z. B. die Bedienungsperson für einen Einfädelvorgang zum Handrad greift, eine so große Anzahl von Impuls­ signalen erzeugt, daß die Vergleichseinrichtung das Überschreiten des vorgegebenen Wertes erkennt, so wird ein Signal zum Zurücksetzen der Zähleinrichtung ausgegeben, so daß nach Beendigung der bewußt vorgenommenen Verdrehung jede weitere geringfügige Verdrehung ohne Einfluß bleibt, da wiederum in vorteilhafter Weise ein Haltemoment für den Elektromotor erzeugt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Steuereinrichtung gemäß der Er­ findung wird im folgenden anhand von Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 2 eine Ausführungsform eines Umsetzschaltkreises;

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Vergleicherschaltkreises;

Fig. 4 eine graphische Darstellung, die einen Verlauf eines Drehmoments eines Elektromotors in Abhängigkeit von der Abweichung der Nadelposition zeigt und

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die einen Verlauf des Drehmoments des Elektromotors zeigt, wenn eine ein­ stellbare Verstärkung eines Umsetzerschaltkreises als Parameter dient.

Ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Steuerein­ richtung für eine Nähmaschine gemäß der vorliegenden Erfin­ dung ist in Fig. 1 gezeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 gibt ein Bewegungsbefehlschaltkreis 1 ein Signal zum Starten oder zum Anhalten eines Elektromotors 18 ab, wenn ein (nicht dargestellter) Hauptschalter geschlossen bzw. geöffnet wird oder eine Bedienperson auf ein (nicht dargestelltes) Steuer­ pedal tritt bzw. es in einer neutralen Stellung hält. Ein Nadelpositionsdetektor 2 enthält einen Magnet, der an einer Welle der Nähmaschine 17 befestigt ist und eine Hallvorrich­ tung oder einen Photosensor zum Abtasten der Drehung einer rotierenden Reflektionsscheibe und er gibt ein Nadelposi­ tionssignal Nd ab, wenn sich die Nadel in einer unteren Position oder einer oberen Position befindet. Ein Geschwin­ digkeitseinstelleinrichtungs- bzw. -schaltkreis 4 gibt ein Geschwindigkeitsein­ stellsignal PS ab, das einer Stellung eines heruntergedrück­ ten Pedals oder einem Wert entspricht, der durch einen (nicht dargestellten) veränderbaren Widerstand eingestellt wird.

Eine mit dem Bezugszeichen 5 gekennzeichnete Einrichtung ist ein Zähler. Ein Absolutwertschaltkreis 6 enthält einen logischen Schaltkreis. Eine Umsetzeinrichtung bzw. ein Umsetzerschaltkreis 7 enthält einen Multiplizierer 23 und Schalter S 0, S 1, S 2 und S 3 zum Einstellen eines Multiplikators des Multiplizierers 23. Ein Datenselektor 8, monostabile Multivibratoren 9 und 10 und ein UND-Glied 11 werden aus diskreten ICs gebildet. Eine Vergleichereinrichtung bzw. ein Verglei­ cherschaltkreis 12 enthält Schalter S 4, S 5, S 6 und S 7 zum Einstellen eines vorgegebenen digitalen Datenwerts, zwei D/A-Umsetzer 24 und 25 und einen Vergleicher 26. Ein Rück­ setzschaltkreis 13 gibt ein Rücksetzsignal Rs ab, wenn eine Spannungsquelle mit dem Steuerkreis verbunden wird. Ein Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15 gibt ein Ausgangssignal Im an einen Treiberschaltkreis 16 ab. Der Treiberschaltkreis 16 steuert den Elektromotor 18 an, der direkt oder über einen Antriebsriemen mit der Nähmaschine 17 verbunden ist. Der Treiberschaltkreis 16 enthält einen Leistungstransistor und einen Spannungsversorgungsschaltkreis für den Elektromotor 18. Ein Drehungskodierer 19 enthält beispielsweise einen mehrpoligen Magneten, der mit der Welle des Elektromotors 18 gedreht wird und einen magnetischen Sensor, wie beispielswei­ se eine magnetische Widerstandsanordnung und erkennt die Drehung des Elektromotors. Ein bekannter Drehungskodierer enthält eine rotierende Scheibe, die mit Schlitzen versehen ist und zwei Photosensoren sind ebenfalls üblich. Bei diesen Drehungskodierern werden die Drehrichtungen der Wellen durch die bekannte Verarbeitung von zwei Folgen von Ausgangssigna­ len ermittelt, bei denen die Phasendifferenz 90° beträgt.

Ein Schaltkreis zur Bildung von vier Impulsen bzw. ein Vierimpulse-Schaltkreis 20 erzeugt vier Impulssignale Pe an der ansteigenden Flanke und der abfallenden Flanke bei beiden Folgen der Ausgangssignale des Drehungskodierers. Ein Geschwindigkeitsermittelungsschaltkreis 21 gibt ein tatsäch­ liches Geschwindigkeitssignal Nf ab, das die tatsächliche Geschwindigkeit des Elektromotors 18 durch Verarbeitung des Vierimpulsesignals Pe in einem Zeitgeber und einen darin enthaltenen Berechnungsschaltkreis ermittelt. Ein Drehrich­ tungsermittlungsschaltkreis 22 ermittelt die Drehrichtung des Elektromotors 18 durch die bekannte (siehe die Literaturstelle von F. Arnold in der Beschreibungseinleitung) Verarbeitung der Phasen­ differenz zwischen den oben erwähnten zwei Folgen von Impuls­ signalen des Drehungskodierers. Auf diese Weise wird ein die Drehrichtung angebendes Signal Rd ausgegeben und dem Zähler und dem Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15 zugeführt.

Die Funktion der Steuereinrichtung für die Nähmaschine wird im folgenden erläutert:

Zunächst wird ein Ausgangssignal S zum Starten der Steuerein­ richtung für die Nähmaschine von dem Bewegungsbefehlsschalt­ kreis 1 abgegeben und der Geschwindigkeitseinstellschaltkreis 4 gibt ein Signal ab, daß einem Geschwindigkeitseinstellwert Ps entspricht, der durch die Betätigung des Pedals einge­ stellt wird. Der Ausgang Bs des Nadelpositionsbestätigungs­ schaltkreises 3 nimmt den Wert "L" eines logischen Pegels an, wodurch ein Datenselektor 8 derart eingestellt wird, daß er den oben erwähnten Geschwindigkeitseinstellwert Ps auswählt. Dann wird ein Ausgangssignal Ns, das dem Geschwindigkeitsein­ stellwert Ps entspricht von dem Datenselektor 8 abgegeben. Der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15 wird durch das Ausgangssignal Ns gesteuert und gibt ein Ausgangssignal Im ab. Das Ausgangssignal Im wird dem Treiberschaltkreis 16 zugeführt. Damit wird der Elektromotor 18 derart angesteuert, daß die Differenz zwischen dem Ausgangssignal Ns und dem Wert des tatsächlichen Geschwindigkeitssignals Nf möglichst klein wird. Folglich dreht sich der Elektromotor 18 mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit, die dem Geschwindigkeitseinstell­ wert Ps entspricht.

Ein Vorgang zum Anhalten der Nähmaschine 17 wird im folgenden erläutert:

Wenn ein Ausgangssignal S zum Anhalten der Nähmaschine von dem Bewegungsbefehlsschaltkreis 1 durch Betätigung des Pedals abgegeben wird gibt der Geschwindigkeitseinstellschaltkreis 4 einen Geschwindigkeitseinstellwert Ps ab, der veranlaßt, daß sich der Elektromotor 18 mit einer vorgegebenen kleinen Geschwindigkeit, beispielsweise einer Umdrehungsgeschwindig­ keit von 10% der normalen Umdrehungsgeschwindigkeit während einer vorgegebenen anfänglichen Zeitdauer, beispielsweise 0,1 bis 0,5 Sekunden dreht. Somit gibt der Geschwindigkeits­ steuerschaltkreis 15 ein Signal zum Bremsen des Elektromotors 18 ab, um die Differenz zwischen dem Geschwindigkeitssollwert Ps, der eine kleine Geschwindigkeit anzeigt und dem Wert des tatsächlichen Geschwindigkeitssignals Nf zu vermindern. Das Ausgangssignal Bs des Nadelpositionsbestätigungsschaltkreises 3 ändert sich in "H" des logischen Pegels wenn der Wert des tatsächlichen Geschwindigkeitssignals Nf den Wert des Ge­ schwindigkeitssollwerts Ps erreicht. Dann, wenn eine anstei­ gende Flanke des Nadelpositionssignals Nd erkannt wird, wird das Ausgangssignal Bs mit dem logischen Pegel "H" dem Ge­ schwindigkeitseinstellschaltkreis zugeführt und das Geschwin­ digkeitseinstellsignal Ps des Geschwindigkeitseinstell­ schaltkreises 4 ändert sich in "L". Der Geschwindigkeits­ steuerschaltkreis 15 gibt ein Signal zum Bremsen und zum Anhalten des Elektromotors 18 ab. Andererseits bleibt der logische Pegel eines Ausgangssignals Tm des monostabilen Multiplikators 10, der durch das Ausgangssignal Bs ausgelöst wurde auf "L" während einer vorgegebenen Zeitdauer, die erforderlich ist, den Elektromotor 18 anzuhalten und nach der vorgegebenen Zeitdauer ändert sich der logische Pegel des Ausgangssignals Tm in "H". Gleichzeitig ändert sich der logische Pegel des Ausgangs des UND-Glieds 11 in "H". Damit wird der Datenselektor 8 derart umgeschaltet, daß er das Geschwindigkeitseinstellausgangssignal Ms des Umsetzerschalt­ kreises 7 auswählt und gleichzeitig wird ein lmpulssignal Pm von dem monostabilen Multiplikator 9 abgegeben. Das Impuls­ signal Pm setzt über das ODER-Glied 14 den Zähler 5 zurück.

Eine Ausführungsform des Umsetzerschaltkreises 7 und des Vergleicherschaltkreises 12 sind in den Fig. 2 bzw. 3 darge­ stellt. In Fig. 2 enthält der Umsetzerschaltkreis 7 Wider­ stände R 0, R 1, R 2 und R 3, Schalter S 0, S 1, S 2 und S 3 zum Auswählen der Widerstände und einen Multiplizierer 23. Der Multiplizierer 23 verarbeitet Daten, die aus vier Bits gebil­ det werden und erzeugt Daten, die aus acht Bits gebildet werden. In Fig. 3 enthält der Vergleicherschaltkreis 12 Widerstände R 4, R 5, R 6 und R 7, Schalter S 4, S 5, S 6 und S 7 zum Auswählen der Widerstände, die D/A-Umsetzer 24 und 25 und einen Vergleicher 26.

Wenn die vorgegebene Zeitdauer, die notwendig ist, um den Elektromotor 18 anzuhalten verstreicht, wird der Zähler 5 zurückgesetzt. Wenn nach dem Anhalten des Elektromotors 18 ein Drehmoment an der Nähmaschine 17 angreift, beispielsweise in der Vorwärtsdrehrichtung der Nähmaschine, wird dabei der Elektromotor 18 gedreht. Der Drehungskodierer 19 dreht sich mit dem Elektromotor 18 und die abgegebenen zwei Folgen von Impulssignalen A und B des Drehungskodierers 19 werden dem Vierimpulseschaltkreis 20 zugeführt. Die von dem Vierimpulse­ schaltkreis 20 abgegebenen vier Impulssignale Pe werden dem Zähler 5 zugeführt und bewirken, daß der Zählerstand des Zählers 5 in Übereinstimmung mit dem die Drehrichtung anzei­ genden Signal Rd, das der Last in Vorwärtsrichtung ent­ spricht, vermindert wird und das resultierende Signal Cn wird von dem Zähler 5 an den Absolutwertschaltkreis 6 abgegeben.

Da der Zähler 5 auf seinen Anfangszustand zurückgesetzt wird, wird der Zählwert bei dem oben erwähnten Zählprozeß eine negative Zahl und dann wird ein Entlehnungssignal B₀ abgege­ ben. Der Absolutwertschaltkreis 6 gibt einen Absolutwert Ca unter Verwendung des oben erwähnten resultierenden Signals Cn und des Entlehnungssignals B 0 ab. Der Absolutwert Ca wird mit einem Multiplizierwert Sg, der durch die Schalter S 0, S 1, S 2 oder S 3 in dem Umsetzschaltkreis 7 eingestellt wird, multipli­ ziert und dadurch wird das Signal Cn des Zählers 5 in einen Geschwindigkeitseinstelldatenwert umgesetzt und ein Ausgangs­ wert Ns des Geschwindigkeitseinstellwertsignals wird abgege­ ben. Dann steuert der Geschwindigkeitssteuerschaltkreis 15 die Drehung des Elektromotors 18 in einer umgekehrten Dreh­ richtung, da das Entlehnungssignal B 0 ausgegeben wird und das tatsächliche Geschwindigkeitssignal Nf ist im wesentlichen Null.

Wenn die auf die Nähmaschine einwirkende Last allmählich zunimmt, nimmt ein Absolutwert Ca des resultierenden Signals Cn des Zählers 5 proportional zu dem Ausgangswert Ms des Geschwindigkeitseinstellwertsignals zu und damit nimmt das Ausgangssignal Im des Geschwindigkeitssteuerschaltkreises 15 entsprechend dem Geschwindigkeitseinstellwert Ps zu. Danach weist das Ausgangssignal Im einen Wert auf, der proportional zu der Differenz zwischen dem Geschwindigkeitseinstellwert und dem tatsächlichen Geschwindigkeitssignal Nf sich ändert und es ergibt sich ein Wert zum Festlegen des Stroms des Elektromotors 18, der über den Treiber 16 angesteuert wird. Das tatsächliche Geschwindigkeitssignal Nf wird etwa Null, da die Änderung der Last sehr langsam erfolgt und deshalb fließt ein Strom mit einem Wert, der dem Geschwindigkeitseinstell­ signal Ns entspricht in den Elektromotor 18.

Für den Fall, daß ein Gleichstrommotor als Elektromotor 18 verwendet wird, dreht sich, da das Drehmoment proportional zu dem durch den Motor fließenden Strom ist, der Elektromotor 18 mit einem Drehmoment entsprechend dem Ausgangswert Ns des Geschwindigkeitseinstellwertsignals.

Andererseits wird, für den Fall, daß die Last sich langsam in der Rückwärtsrichtung der Nähmaschine verändert, das Signal Rd zum Ermitteln der Drehrichtung für eine Bestimmung der umgekehrten Drehrichtung abgegeben und damit wird das Vier­ impulsesignal Pe in dem Zähler 5 addiert und das resultieren­ de Signal Cn wird von dem Zähler 5 abgegeben. Zu diesem Zeit­ punkt wird das Entlehnungssignal B 0 nicht erzeugt. Der Ge­ schwindigkeitssteuerschaltkreis 15 erzeugt den Ausgangswert Im des Stromermittlungswertsignals, um den Elektromotor 18 in der Vorwärtsdrehrichtung zu drehen. Der Treiber 16 steuert den Elektromotor 18 entsprechend dem Strombestimmungswert­ signal an.

Wenn, wie oben erwähnt, die auf die Nähmaschine einwirkende Last in der Vorwärts- oder in der Rückwärtsrichtung verändert wird, wird der Elektromotor derart angesteuert, daß er die Änderung durch eine Rückkopplung ausgleicht. Andererseits erwartet die Bedienperson, daß in dem ruhenden Zustand der Nähmaschine die Position der Nadel bei dem oben erwähnten Steuersystem bewegt wird, beispielsweise um einen Faden durch das Nadelöhr zu schieben. Ein Steuervorgang ist vorgesehen, um die Änderung der Nadelposition in dem oben erwähnten Fall zu ermöglichen.

Eine Ausführungsform des Vergleicherschaltkreises 12 ist in Fig. 3 dargestellt. Ein Digitalwert St zum Entscheiden des Drehwinkels der Nähmaschine wird durch die manuell betätigten Schalter S 4, S 5, S 6 oder S 7 eingestellt. Der Digitalwert St wird durch den Digitalanalogumsetzer 24 in einen Analogwert St′ umgesetzt. Die Absolutwertdaten Ca werden durch den Digitalanalogumsetzer 25 in einen Analogwert Ca′ umgesetzt. Die Analogwerte St′ und Ca′ werden mittels eines Vergleichers 26 verglichen und wenn der Analogwert Ca′ mit dem Analogwert St′ übereinstimmt nimmt ein Ausgangssignal Cb des Verglei­ chers 26 den logischen Pegel "H" an und der Zähler 5 wird über das ODER-Glied 14 zurückgesetzt.

Wenn der Zähler 5 zurückgesetzt ist, wird dessen Zählwert Null und das Absolutwertausgangssignal Ca und der Geschwindigkeitseinstellwert Ms werden Null und damit wird der durch den Elektromotor fließende Strom Null. Dies hat zur Folge, daß eine Bedienperson die Nadelposition von Hand frei einstellen kann.

Wie oben erwähnt wurde, stellen die Daten St einen derartigen Bereich eines Positionsänderungsbereichs ausgehend von einer Ausgangsposition dar, die durch eine Regelung möglich ist. Dieser Wert zeigt den Wert des Stromes durch den Elektromotor oder das Drehmoment an. Die Last der normalen Nähmaschine wird durch den oben erwähnten rückgeführten Steuerkreis gesteuert. Wenn die Versorgungsspannung an den Steuerschalt­ kreis angelegt wird, wird ein Rücksetzsignal Rs erzeugt und der Zähler 5 wird in seinen Ausgangszustand zurückgesetzt und damit wird eine fehlerhafte Arbeitsweise des Elektromotors verhindert.

Ein charakteristischer Kurvenverlauf des Drehmoments in Abhängigkeit von der Drehstellung des Elektromotors ist in Fig. 4 gezeigt. Wenn beispielsweise, unter Bezugnahme auf Fig. 4, eine Last der Nähmaschine in Vorwärtsrichtung vor­ liegt, wird ein in Rückwärtsrichtung gerichtetes Drehmoment des Elektromotors erzeugt, wie es durch eine Drehmomentlinie I gezeigt ist. Wenn die Nadelposition durch eine Zunahme der Last weiter verschoben wird und die Drehposition den Ein­ stellwert St erreicht, erreicht das nach rückwärts gerichtete Drehmoment einen Wert, der durch einen Punkt "a" dargestellt ist. Wenn die Bewegung der Nadelposition voranschreitet springt die graphische Darstellung des rückwärts gerichteten Drehmoments von der Drehmomentlinie I zu der Drehmomentlinie II und das Drehmoment des Elektromotors wird Null (Punkt "b").

Weiterhin ändert sich, wenn die Bewegung der Nadel weiter fortschreitet, das nach rückwärts gerichtete Drehmoment des Elektromotors längs der Drehmomentlinien b-c und d-e.

Wenn im Gegensatz hierzu eine nach rückwärts gerichtete Drehlast auf die Nähmaschine einwirkt, ändert sich das Dreh­ moment des Elektromotors längs der Drehmomentlinien zwischen 0-f und g-h. Wenn, wie oben erwähnt wurde, die Nähmaschi­ ne von Hand in Drehung versetzt wird, wird in dem Elektromo­ tor ein Drehmoment erzeugt, das durch eine Sägezahnform dargestellt ist, wobei die maximalen Drehmomente durch die vorgegebenen Werte Ta oder -Ta festgelegt sind. Bei der normalen Arbeitsweise der Nähmaschine ist die auf die Nähma­ schine einwirkende Last klein und sie liegt unterhalb des maximalen Drehmoments ±Ta und damit liegt der Bereich des Drehmoments innerhalb eines Wertes, der durch die Drehmoment­ linie I gezeigt ist und die Nadel hält innerhalb einer klei­ nen Positionsabweichung von der vorgegebenen Position an.

Bei dieser Ausführungsform sind die Drehmomentlinien I, II, III und IV durch gerade Linien gezeigt, aber verschiedene Drehmomentlinien sind durch verschiedene Ausgestaltungen des Geschwindigkeitssteuerkreises 15 möglich. Eine Drehmomentli­ nie, die ein Drehmoment erzeugt, das der zusätzlichen Last entgegengerichtet ist, was beispielsweise durch eine Kurve gezeigt ist, ist bei der vorliegenden Erfindung verwendbar.

Die Steigung der oben erwähnten Drehmomentlinie zeigt eine Verstärkung im Steuersystem. Wenn die Verstärkung kleiner ist als ein vorgegebener Wert nimmt die Positionsabweichung in einem Zustand, in dem die Last und das Drehmoment gleich groß sind zu. Wenn im Gegensatz hierzu die Verstärkung größer wird besteht die Gefahr, daß das Steuersystem instabil wird. Deshalb ist eine geeignete Verstärkung des Steuersystems erforderlich. Um eine geeignete Verstärkung des Steuersystems zu erreichen, wird ein zu multiplizierender Koeffizient in dem Multiplizierschaltkreis durch die Schalter S 0, S 1, S 2 oder S 3 in dem Umsetzerschaltkreis 7 eingestellt, wodurch die Verstärkung des Umsetzerschaltkreises 7 veränderbar ist.

Das Drehmoment des Elektromotors, das der Differenz der Drehposition entspricht, ist in Fig. 5 gezeigt. Unter Bezug­ nahme auf Fig. 5 zeigt eine gestrichelte Linie V eine Dreh­ momentlinie, bei der die Verstärkung des Umsetzerschaltkrei­ ses 7 größer ist als die der Drehmomentlinie VI. Wenn eine Last mit einem Drehmoment T 1 angelegt wird werden die jewei­ ligen Positionsabweichungen, die den Drehmomentlinien V und VI entsprechen durch die Punkte P 1 bzw. P 2 dargestellt. Die Positionsabweichung P 1 ist gemäß der Drehmomentlinie V klei­ ner als die Positionsabweichung P 2 gemäß der Drehmomentlinie VI. Da bei der vorliegenden Erfindung das Drehmoment für die Kompensation einer auf die Nähmaschine einwirkenden Last einstellbar ist, kann die Nähmaschinensteuereinrichtung für verschiedene Arten von Nähmaschinen verwendet werden.

Claims (4)

1. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine mit einem Elektromotor, der in seiner Drehrichtung und seinem Drehmoment umkehrbar steuerbar ist, zum Antreiben der Nähmaschine, mit
einem mit dem Elektromotor (18) verbundenen Drehungsko­ dierer (19) zum Erzeugen von Impulssignalen, die der Drehung des Elektromotors (18) entsprechen, wobei zwei Fol­ gen von Impulssignalen, die eine Phasendifferenz von 90 Grad gegeneinander aufweisen, verwendet werden,
einer Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (4) zum Ein­ stellen der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors (18),
eine Geschwindigkeitssteuereinrichtung (15) zum Steuern der Umdrehungsgeschwindigkeit des Elektromotors (18) in Übereinstimmung mit einem eingestellten Wert der durch die Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (4) eingestellten Umdrehungsgeschwindigkeit, und
einer Drehrichtungserkennungseinrichtung (22) zum Ermit­ teln der Drehrichtung des Elektromotors (18),
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Halten einer Nadelposition bei angreifender Last mittels gegensteuernder Motordrehung innerhalb eines Drehmomentbereiches einerseits und zur Verstellbarkeit der zu haltenden Nadelposition andererseits
eine Zählereinrichtung (5) zum Hinzuaddieren oder Abziehen einer Anzahl von Impulssignalen, die den Ausgangssignalen der Drehrichtungserkennungseinrichtung (22) ent­ sprechen,
eine Vergleichereinrichtung (12) zum Vergleichen und zum Erkennen der Übereinstimmung von der Zählereinrichtung (5) abgegebenen Daten und einem vorgegebenen Wert, um bei Übereinstimmung die Zählereinrichtung (5) zurückzusetzen, eine Umsetzereinrichtung (7) zum Umsetzen der von der Zählereinrichtung (5) abgegebenen Daten in den Einstell­ wert, und
eine Schalteinrichtung (8) zum Auswählen eines Aus­ gangssignals der Geschwindigkeitseinstelleinrichtung (4) während der Drehung des Elektromotors (18) und zum Aus­ wählen eines Ausgangssignals der Umsetzereinrichtung (7) während des Anhaltens des Elektromotors (18) angeordnet sind.

2. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung (12) eine Mehrzahl von Schaltern (S4-S7) zum Auswählen eines der vorgegebenen Werte enthält, die das Zurücksetzen der Zähleinrich­ tung (5) steuern.

3. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung (7) eine Verstärkungsein­ stelleinrichtung enthält, die eine Mehrzahl von Schal­ tern (S0-S3) und einen Multiplizierer (23) aufweist und die den Zählwert mit einem durch die Verstärkungseinstelleinrichtung eingestellten Wert mul­ tipliziert.

4. Steuereinrichtung für eine Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählereinrichtung (5) eine Rücksetzeinrichtung zum Zurücksetzen der Zählereinrichtung (5) beim Zufüh­ ren der Versorgungsspannung enthält.