DE3819059A1 - Verfahren zum herstellen einer naht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE-PS 20 28 027 ist eine Nähmaschine bekannt, an deren Gehäuse dicht neben dem Greifer eine Führungsnut ausgebildet ist, an deren vom Greifer abgewendeten Ende eine Schneidvorrichtung angeordnet ist. Die Führungsnut dient zur Aufnahme des Fadenendes des vom Nähgut kommenden alten Greiferfadens und nach dem Spulenwechsel zur Aufnahme des Fadenanfangs des neuen Greiferfadens. Nach dem Kürzen der in der Führungsnut verlaufenden Greiferfäden durch die Schneidvorrichtung wird der Nähvorgang fortgesetzt, wobei der neue Greiferfaden beim ersten Stich mit dem Nadelfaden verknotet und zur Stichbildestelle gezogen wird, während der alte Greiferfaden durch die Vorschubbewegung des Nähgutes allmählich aus der Führungsnut gezogen wird.

Da der Nadelfaden bei dieser Nähmaschine bei zu Ende gegangenem Greiferfaden nicht durchtrennt wird, erhält man eine Naht, deren Oberseite ohne eine Unterbrechung ausgebildet ist. Da aber der Nadelfaden beim letzten Stich vor dem Spulenwechsel ausschließlich mit dem alten Greiferfaden und beim ersten Stich nach dem Spulenwechsel allein mit dem neuen Greiferfaden verbunden ist, weist die Naht an ihrer Unterseite eine Unterbrechung auf, die sich bei Belastung als Schwachstelle erweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Naht zu schaffen, bei welcher der Nadelfaden unterbrechungslos verläuft und sowohl die Verknotung mit dem alten als auch die Verknotung mit dem neuen Greiferfaden sicher sein soll, so daß die Festigkeit der Naht nicht geschwächt ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Durch die Umstellung des Stichstellers auf Rückwärtsstich nach einer Störung des Greiferfadens wird bewirkt, daß das Nähgut relativ zur Nadel zu dem vor der Fadenstörung gebildeten Einstichloch, an dem die letzte ordnungsgemäß gebildete Verknotung mit dem alten Greiferfaden stattgefunden hat, zurückbewegt wird. Nach Zuführen neuen Greiferfadens durch Fadennachzug von der Spule bei Doppelsteppstich-Nähmaschinen oder von einem endlosen Fadenvorrat bei mehrfädigen Kettenstich-Nähmaschinen bei Fadenbruch bzw. nach Spulenwechsel bei Doppelsteppstich-Nähmaschinen bei Fadenende wird der Stichsteller auf Null gestellt, so daß der Nadelfaden in Abhängigkeit von der Anzahl der anschließend ausgeführten Stiche ein- oder mehrmals im gleichen Einstichloch mit dem neuen Greiferfaden verknotet wird. Eine mehrfache Verknotung sorgt dabei für größere Sicherheit gegen ein Lösen dieser Verknotung. Da in dem Einstichloch somit der alte und der neue Greiferfaden nebeneinander auf nahezu punktförmiger Fläche mit dem nicht unterbrochenen Nadelfaden verknotet sind, erweist sich diese Verbindungsstelle als ebenso belastbar wie der übrige Teil der Naht.

Nach Beseitigung der Fadenstörung wird die Nahtbildung durch Umstellen des Stichstellers auf Vorwärtsstich fortgesetzt.

Die Maßnahme des Anspruches 2 bewirkt, daß die vom Nähgut nach unten hängenden freien Enden des alten und des neuen Greiferfadens soweit verkürzt werden, daß diese beim Fortsetzen der Naht mit Sicherheit nicht vom Greifer erfaßt und mit in die Naht eingebunden werden.

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

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung der Verstell­ und Antriebsteile für den Stoffschieber einer Nähmaschine

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der Spulenkapsel

Fig. 3 wie Fig. 2, jedoch die Führung des Fadens darstellend

Fig. 4 eine Schneidvorrichtung

Fig. 5 eine Steuervorrichtung

Fig. 6 Schaubilder zur Darstellung der Verfahrensschritte nach einer Fadenstörung

• a) Nadel in ihrem unteren Umkehrpunkt im letzten Einstichloch,
• b) Nadel in ihrem oberen Umkehrpunkt über dem vorletzten Einstichloch,
• c) Nadel bei ihrer Bewegung zum oberen Umkehrpunkt nach einem erneuten Einstich in das vorletzte Einstichloch,
• d) Nadel in ihrem oberen Umkehrpunkt über dem vorletzten Einstichloch nach dem erneuten Einstich,
• e) Nahtbildung wird fortgesetzt.

In einer Nähmaschine (1) mit in Fig. 1 angedeuteten Gehäuseteilen (2) ist eine Armwelle (3) gelagert, die eine Impulsscheibe (4) eines Impulsgebers (5) trägt. Auf der Impulsscheibe (4) sind zueinander versetzt eine breitere Markierung (6) und eine demgegenüber schmälere Markierung (7) ausgebildet. Die Markierungen (6, 7) sind durch eine Sensoreinrichtung (8) des Impulsgebers (5) überwachbar.

An einer einstückig mit der Armwelle (3) ausgebildeten Scheibe (9) ist ein Ende der Kurbel (10) exzentrisch angelenkt, deren entgegengesetztes Ende über eine Klemme (11) an einer Nadelstange (12), die eine Nadel (13) trägt, angreift.

Zum Transport eines auf einer Grundplatte (14) (Fig. 4) angeordneten Nähgutes weist die Nähmaschine (1) einen Stoffschieber (15) auf, der durch Schlitze einer von der Grundplatte (14) aufgenommenen Stichplatte (16) (Fig. 4) ragt. Der Stoffschieber (15) ist von einem Stoffschieberträger (17) (Fig. 1) getragen, dessen gabelförmig ausgebildetes Ende einen auf einer Welle (18) befestigten Exzenter (19) umgreift, wobei die Welle (18) dem Stoffschieber (15) pro Stichbildezyklus eine Hubbewegung erteilt. Das noch freie Ende des Stoffschieberträgers (17) greift schwenkbar an einem Zapfen einer Schwinge (20) an. Die Schwinge (20) ist gabelförmig mit Armen ausgebildet und drehfest auf einer Welle (21) angeordnet, die dem Stoffschieber (15) pro Stichbildezyklus eine Vorschubbewegung erteilt.

Auf einer Greiferantriebswelle (22), die im Verhältnis 2 : 1 zur Armwelle (3) oder zu einer Stichsteller-Antriebswelle (23) angetrieben wird, ist dicht unterhalb des Stoffschiebers (15) ein Doppelsteppstich-Greifer (24) befestigt. Dem Greifer (24) ist ein Fadenwächter (25) und eine Schneidvorrichtung (26) zugeordnet.

Die für die Funktion des Fadenwächters (25) erforderlichen Elemente sind in den Fig. 2 und 3 vergrößert dargestellt. Die Spulenkapsel (27) des Greifers (24) ist mit einer ringförmigen Wand versehen, in der eine Austrittsöffnung (28) für den Greiferfaden einer Spule (29) ausgebildet ist. An die Austrittsöffnung (28) grenzen die Enden einer zumindest auf einem Teil des Umfangs der Spulenkapsel (27) vorgesehenen, eine Leitfläche bildenden Nut (30) an. Eine Umlenkfläche (31) für Lichtstrahlen ist vertieft in der Wand der Spulenkapsel (27) angeordnet. Die Umlenkfläche (31) ist in Fadenabzugsrichtung hinter der Austrittsöffnung (28) vorgesehen und wird durch eine Fotodiode (32) und einen als Fototransistor ausgebildeten Fotodetektor (33) des Fadenwächters (25) überwacht. Die Umlenkfläche (31) ist relativ zu dem Fotodetektor (33) geneigt in der Wand der Spulenkapsel (27) aufgenommen, an deren Außenseite eine Feder (34) zum Spannen des Greiferfadens befestigt ist.

Die Schneidvorrichtung (26) der Nähmaschine (1) ist in Fig. 4 vergrößert gezeigt. Der zum Erfassen des Greiferfadens vorgesehene Fadenfänger (35) der Schneidvorrichtung (26) ist koaxial zum Greifer (24) angeordnet und wirkt mit einem an der Unterseite der Grundplatte (14) angeordneten, strichpunktiert angedeuteten Schneidmesser (36) zusammen. Der Fadenfänger (35) ist an einem Tragarm (37) befestigt, der mit einem lose die Greiferantriebswelle (22) umschließenden Ring (38) verbunden ist. Dieser ist in axialer Richtung gesichert und drehbeweglich in einem Ringelement (39) gelagert, das unterhalb der Grundplatte (14) befestigt ist. Am Tragarm (37) ist ein Lenker (40) angelenkt, der mit einem Arm eines Winkelhebels (41) verbunden ist, welcher von einem gehäusefesten Lagerbock (42) getragen wird. Der andere Arm des Winkelhebels (41) ist über einen Lenker (43) mit der Kolbenstange eines als Druckübersetzer ausgebildeten pneumatischen Zylinders (44) verbunden.

Auf der Stichsteller-Antriebswelle (23) (Fig. 1) sind zwei Exzenter (45, 46) verdrehfest angeordnet. Eine den Exzenter (45) umgreifende Exzenterstange (47) ist an ihrem entgegengesetzten Ende gelenkig mit einer auf der Welle (18) befestigten Schwinge (48) verbunden. Eine zweite, den Exzenter (46) umgreifende Exzenterstange (49) ist an einem Zapfen (50) angelenkt, auf dem ein Lenker (51) gelagert ist, der mit Hilfe eines Zapfens (52) mit einer auf der Welle (21) befestigten Kurbel (53) verbunden ist. Neben der Exzenterstange (49) greift an dem Zapfen (50) ein Lenker (54) an, der einen von einer Kurbel (55) getragenen Zapfen (56) umgreift. Die wirksame Länge des Lenkers (51) ist gleich der wirksamen Länge des Lenkers (54), so daß dann, wenn die beiden Zapfen (52 und 56) fluchten, die Welle (21) trotz sich bewegender Exzenterstange (49) in Ruhe bleibt.

Zum Variieren der auf die Welle (21) einwirkenden Bewegung der Exzenterstange (49) ist die Kurbel (55) auf einer Stellwelle (57) festgeklemmt. Die Stellwelle (57) trägt eine zweiarmige Kurbel (58), an deren einem Arm eine am Gehäuse der Nähmaschine (1) befestigte Zugfeder (59) angreift. Der andere Arm der Kurbel (58) liegt an einem pneumatischen Zweistellungs-Zylinder (60) an, der zwei Kolbenstangen (61 und 62) und einen in zwei Kammern unterteilten Zylindermantel (63) zur Aufnahme der Kolbenstangen (61 und 62) aufweist. Die Kolbenstange (61) ist an einem Gehäuseteil (2) befestigt, während die Kolbenstange (62) an der Unterseite des Armes der Kurbel (58) anliegt.

Die Kurbel (58) ist über eine Zugstange (64) mit einem Ende eines Schwinghebels (65) verbunden, der auf einer im Gehäuse gelagerten Welle (66), die einen Schalthebel (67) trägt, befestigt ist. Das noch freie Ende des Schwinghebels (65) weist einen kugelförmigen Ansatz (68) auf, der zwischen Seitenwandungen einer Stellnut (69) eines Einstellrades (70) ragt, das auf einer gehäusefesten Achse drehbar angeordnet ist. Die Elemente (50 bis 70) bilden einen Stichsteller (71), wobei durch Verdrehen des Einstellrades (70) die Stichlänge in bekannter Weise eingestellt wird.

Die Nähmaschine (1) ist mit einer Steuervorrichtung (72) versehen, die in Fig. 5 in vereinfachter Form dargestellt ist.

Der Fadenwächter (25) weist eine geregelte Spannungsquelle auf, von deren Pluspol Strom über die Fotodiode (32) und einen Widerstand (73) an Masse fließt. Ebenso fließt Strom vom Pluspol der Spannungsquelle über den Fototransistor (33) und einen Widerstand (74) an Masse. Der Emitter des Fototransistors (33) ist über ein Negationsglied (75) an einen Eingang (E 1) eines Mikrocomputers (76) angeschlossen.

Die Sensoreinrichtung (8) des Impulsgebers (5) ist mit dem Eingang (ZE 1) eines Zählers (77) verbunden. Dieser weist zwei Ausgänge (ZA 1 und ZA 2) auf, von denen der Ausgang (ZA 1) an einen Eingang (E 2) und der Ausgang (ZA 2) an einen Eingang (E 3) des Mikrocomputers (76) angeschlossen ist. Ein Eingang (ZE 2) des Zählers (77) ist über eine mit einem Ausgang (A 1) des Mikrocomputers (76) verbundene Leitung auf Null rückstellbar.

Der Mikrocomputer (76) weist einen Eingang (E 4) auf, der über ein nicht dargestelltes Fußpedal der Nähmaschine (1) ansteuerbar ist.

Vier weitere Ausgänge (A 2 bis A 5) des Mikrocomputers (76) sind über vier nicht dargestellte Verstärker und vier Leitungen mit den Druckschaltmagneten zweier 4/2-Wegeventile (78 und 79) verbunden. Die Wegeventile (78 und 79) dienen zur gesteuerten Beaufschlagung des Zweistellungs-Zylinders (60) und werden durch eine Druckluftquelle (80) versorgt. Ein Ausgang (A 6) des Mikrocomputers (76) ist über einen nicht dargestellten Verstärker und eine Leitung mit dem Druckschaltmagneten eines 3/2-Wegeventils (81) verbunden, das über eine Drossel (82) an die Druckluftquelle (80) angeschlossen ist. Ein Ausgang des von dem 3/2-Wegeventil (81) angesteuerten Zylinders (44) ist mit einer regelbaren Drossel (83) verbunden.

Die Ausgänge (A 7 bis A 11) des Mikrocomputers (76) sind über Leitungen mit einer bekannten, nicht dargestellten Steuerschaltung eines Positioniermotors (84) verbunden, der über einen Riementrieb (85) mit der Armwelle (3) in Antriebsverbindung steht.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen:

Der Greiferfaden wird nach seinem Austritt aus der Spulenkapsel (27) in wenigstens einer Fadenwindung auf deren Umfang in der Nut (30) geführt. Der Greiferfaden überdeckt dabei einen Teil der Umlenkfläche (31).

Die Lichtstrahlen der Fotodiode (32) treffen auf den Greiferfaden sowie bei einer größeren Umlenkfläche (31) auf deren freiliegende Teile zu beiden Seiten des Greiferfadens. Aufgrund der Neigung der Umlenkfläche (31) relativ zu dem Fotodetektor (33) werden die auf die Umlenkfläche (31) treffenden Lichtstrahlen in eine Richtung reflektiert, in der sie von dem Fotodetektor (33) nicht empfangbar sind. Ein Teil der an dem Greiferfaden reflektierten Streulichtstrahlen gelangt dagegen in den Fotodetektor (33).

Durch die Streulichtstrahlen ist der Fotodetektor (33) leitend und es fließt Strom über den Widerstand (74) an Masse. Die dadurch an dem Emitter anliegende Spannung wird an das Negationsglied (75) weitergeleitet, an dessen Ausgang keine Spannung anliegt, solange der Fotodetektor (33) leitend ist. Wenn der Greiferfaden dagegen gebrochen oder so weit verbraucht ist, daß die Umlenkfläche (31) frei liegt, gelangen keine Lichtstrahlen mehr in den Fotodetektor (33). Während dadurch kein Signal mehr am Eingang des Negationsgliedes (75) anliegt, wird an dessen Ausgang ein Signal ausgegeben und dem Eingang (E 1) des Mikrocomputers (76) zugeführt.

Das Signal des Fadenwächters (25) bewirkt, daß der Mikrocomputer (76) an seinem Ausgang (A 7) ein Signal abgibt, durch das die Arbeitsdrehzahl des Positioniermotors (84) auf eine deutlich geringere Drehzahl reduziert wird. Gleichzeitig nimmt der Mikrocomputer (76) an seinen Eingängen (E 2 und E 3) die vom Zähler (77) des Impulsgebers (5) abgegebenen Signale auf.

Der Zähler (77) wird durch Eintritt von je einer der Markierungen (6, 7) in den Überwachungsbereich der Sensoreinrichtung (8) in Betrieb gesetzt und nimmt an seinem Eingang (ZE 1) ein Signal auf, bis die Markierung (6, 7) den Überwachungsbereich wieder verlassen hat. Solange am Eingang (ZE 1) das Signal anliegt, zählt der Zähler (77) vom Wert Null ausgehend hoch, wobei der Markierung (6), die den unteren Umkehrpunkt der Nadelstange (12) angibt, aufgrund ihrer größeren Breite ein höherer Wert zugeordnet ist als der Markierung (7), die den oberen Umkehrpunkt der Nadelstange (12) anzeigt. Bei Erreichen des höheren Wertes gibt der Zähler (77) an seinem Ausgang (ZA 1), beim niedrigeren Wert dagegen an seinem Ausgang (ZA 2) ein Signal an den Mikrocomputer (76) ab. Nach jedem an den Eingängen (E 2 oder E 3) des Mikrocomputers (76) eintreffenden Signal gibt dieser an seinem Ausgang (A 1) ein Signal ab, wodurch der Zähler (77) auf Null zurückgestellt wird.

Wenn das Signal des Zählers (77) erstmals am Eingang (E 2) des Mikrocomputers (76) anliegt, gibt dieser an seinem Ausgang (A 8) ein Signal aus, wodurch die Nadel (13) im letzten Einstichloch des Nähgutes in ihrem unteren Umkehrpunkt angehalten wird (Fig. 6a). Bei Stillstand der Nadel (13) gibt der Mikrocomputer (76) Signale an den Ausgängen (A 2 und A 4) ab, die durch Umsteuern der 4/2-Wegeventile (78 und 79) das Anheben des Zylindermantels (63) relativ zur Kolbenstange (61) und das Ausfahren der Kolbenstange (62) bewirken. Das freie Ende der Kolbenstange (62) wird dadurch aus der in Fig. 5 eingezeichneten Position (a) in die Position (c) bewegt. Dadurch verschwenkt der Zweistellungs-Zylinder (60) gemäß Fig. 1 die Kurbel (58), wodurch der an der äußeren Seitenwand der Stellnut (69) anliegende Ansatz (68) des Schwinghebels (65) zu deren innerer Seitenwand gezogen und damit der Stichsteller (71) auf Rückwärtsstich gestellt wird.

Nach einem Transporthub rückwärts gelangt ein Signal vom Ausgang (ZA 2) des Zählers (77) an den Eingang (E 3) des Mikrocomputers (76). Die Nadel (13) befindet sich dann in ihrem oberen Umkehrpunkt über dem vorletzten Einstichloch des Nähgutes (Fig. 6b). Zum Anhalten der Nadel (13) in dieser Stellung gibt der Mikrocomputer (76) an seinem Ausgang (A 9) ein Signal an den Positioniermotor (84) ab.

In dieser Stellung der Nadel (13) wird bei Fadenbruch neuer Greiferfaden von der Spule (29) abgezogen, bei Fadenende wird die leere Spule (29) gegen eine gefüllte ausgetauscht. Nach Betätigung des Fußpedals der Nähmaschine (1) gelangt ein Signal zum Eingang (E 4) des Mikrocomputers (76), woraufhin dieser an seinem Ausgang (A 3) ein Signal zum Umsteuern des 4/2-Wegeventils (78) ausgibt, so daß der Zylindermantel (63) einfährt. Das freie Ende der Kolbenstange (62) nimmt dann die Position (b) in Fig. 5 ein, bei welcher der Stichsteller (71) auf Null gestellt ist. In der Position (b) steht der Ansatz (68) des Schwinghebels (65) in einer Stellung zwischen der inneren und der äußeren Seitenwand der Stellnut (69).

Sobald der Stichsteller (71) auf Null gestellt ist, wird nach einer Signalabgabe am Ausgang (A 10) des Mikrocomputers (76) ein Stich gebildet. Nach Rückkehr der Nadel (13) in ihren oberen Umkehrpunkt kann dieser Vorgang für eine besonders feste Verknotung mehrmals wiederholt werden. Fig. 6c zeigt die Nadel (13) auf ihrem Weg zum oberen Umkehrpunkt.

Nach Abschluß dieser Verknotung wird im oberen Umkehrpunkt der Nadel (13) das 3/2-Wegeventil (81) durch Signalabgabe am Ausgang (A 6) des Mikrocomputers (76) umgesteuert, so daß die Kolbenstange des Zylinders (44) ausfährt und dabei das Schneidmesser (36) zum Schnitt der beiden freien Enden der Greiferfäden antreibt (Fig. 6d). Die Drossel (82) ist zum Verzögern des Zeitpunktes zum Rückschalten des 3/2-Wegeventils (81) und die Drossel (83) zum Reduzieren der Kolbengeschwindigkeit beim Einfahren des Kolbens wirksam.

Nach dem Fadenschneiden gibt der Mikrocomputer (76) an seinem Ausgang (A 5) ein Signal an das 4/2-Wegeventil (79) aus, wodurch die Kolbenstange (62) einfährt und deren freies Ende die Stellung (a) (Fig. 5) einnimmt. Der Stichsteller (71) ist damit wieder auf Vorwärtsstich eingestellt. Anschließend wird durch Ausgabe eines Signales am Ausgang (A 11) des Mikrocomputers (76) der Positioniermotor (84) wieder auf Arbeitsdrehzahl beschleunigt und die Nahtbildung fortgesetzt.

Claims (2)

1. Verfahren zum Herstellen einer Naht, die an ihrer der Nadel einer Nähmaschine zugewandten Seite unterbrechungslos ausgebildet ist und bei deren Herstellung nach einer Störung am Greiferfaden der Lauf der Nähmaschine unterbrochen und neuer Greiferfaden zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auftreten der Störung der angefangene Stichbildezyklus zu Ende geführt, die Nähmaschine (1) in Nadeltiefstellung stillgesetzt, der Stichsteller (71) auf Rückwärtsstich gestellt, die Nähmaschine (1) in Nadelhochstellung gebracht, der Stichsteller (71) auf Null gestellt und nach Beseitigung der Störung mindestens eine Stichbildung zur Verknotung des neuen Greiferfadens mit dem Nadelfaden im Einstichloch der Nadel (13) vor dem Auftreten der Störung gebildet und die Nahtbildung mit der ursprünglichen Stichlänge fortgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Verknotung des neuen Greiferfadens mit dem Nadelfaden die freien Enden des alten und des neuen Greiferfadens abgetrennt werden.