DE4116788C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Aus der DE-PS 4 93 969 ist ein Vorratswächter zum Überwachen des Fadenvorrates einer Spule bekannt, auf der zur Erzielung einer Drehrichtungsänderung beim Abwickeln des Spulenfadens eine Restfadenmenge gegenüber der Hauptfadenmenge in entgegengesetzter Wicklungsrichtung aufgebracht ist. Solange die Spule ihre der Hauptfadenmenge zugeordnete Drehrichtung beibehält, bleibt ein am Ende eines jeden Nähvorgangs in Betrieb gesetzter Auswurfmechanismus für die Spule wirkungslos. Sobald sich die Spule dagegen bei Verbrauchsbeginn der Restfadenmenge in entgegengesetzter Drehrichtung dreht, kann der Auswurfmechanismus seine Funktion erfüllen.

Da der Auswurfmechanismus nur am Ende eines Nähvorganges in Betrieb gesetzt wird, erfolgt eine durch die Drehrichtungsänderung der Spule ausgelöste Steuerfunktion nicht sofort bei einer Drehrichtungsänderung, sondern kann, insbesondere bei größeren Nahtlängen, sehr viel später, möglicherweise auch erst nach vollständigem Aufbrauchen der Restfadenmenge erfolgen. Damit ist durch diesen Vorratswächter die Sicherheit bei der Vorratsüberwachung unzureichend, andere Störungen am Spulenfaden, wie beispielsweise ein Fadenbruch, werden überhaupt nicht erfaßt.

In der DE 35 40 126 A1 ist eine als integriertes Fadenwächter- und Prozeßüberwachungssystem bezeichnete Vorrichtung beschrieben, bei der eine Spule bezüglich ihrer Drehrichtung durch zwei Sensoren überwacht wird, die beide auf einen mit Hell-Dunkel-Feldern ausgebildeten Flansch der Spule gerichtet und im Abstand einer Feldhälfte nebeneinander angeordnet sind.

Durch die Sensoren soll lediglich zur Überprüfung des lagerichtigen Einsetzens der Spule deren Drehrichtung während des Abwickelvorganges überwacht werden. Eine weitergehende Nutzung der Drehrichtung ist hier nicht vorgesehen.

Aus der DE 38 00 717 A1 ist ein Fadenwächter für den Spulenfaden bekannt, dessen Sensor, der bei Spulendrehung Signale aufnimmt, an einen Stichzähler angeschlossen ist. Der Stichzähler wird durch jedes Signal auf einen Ausgangswert zurückgestellt und erreicht einen vorbestimmbaren Endwert somit nur, wenn der Rückstellvorgang bei fehlender Aufnahme eines weiteren Signals infolge eines durch Fadenbruch oder Fadenende bewirkten Spulenstillstands unterbleibt.

Da der Fadenwächter eine Fadenstörung am Stillstand der Spule erkennt, kann eine Fortsetzung des Stichbildevorgangs ohne damit einhergehende Nahtbildung zwar verhindert werden, jedoch wird, da eine Überwachung des Fadenvorrates auf der Spule durch diesen Fadenwächter nicht möglich ist, das Fadenende erst dann erkannt, wenn der Spulenfaden nahezu vollständig aufgebracht ist. Mit einer derart geringen Fadenmenge kann die Nahtbildung erst nach einem Zwischenstop zum Austauschen der leeren Spule gegen eine gefüllte fortgesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung des Spulenfadens an einer stichbildenden Maschine sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, womit bei Verbrauchsbeginn einer vorbestimmten Restfadenmenge die Ausgabe einer Steuerungsfunktion und bei Unterschreitung eines vorbestimmbaren Minimums der Restfadenmenge oder bei einem Fadenbruch die Ausgabe einer weiteren Steuerungsfunktion nahezu verzögerungsfrei bewirkt wird.

Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 sowie bei der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens durch die Merkmale des Anspruches 2 oder 3 gelöst.

Bei zwei Überwachungsstellen eilt derjenige Signalverlauf, der bei Abzug der Hauptfadenmenge an der in Drehrichtung der Spule ersten Überwachungsstelle aufgenommen wird, dem anderen Signalverlauf um einen Phasenversatz, der vom gegenseitigen Abstand der beiden Überwachungsstellen abhängig ist, voraus. Dieser Phasenversatz wird ermittelt und mit einem vorgegebenen Soll-Phasenversatz verglichen. Eine Übereinstimmung zwischen den beiden Phasenversätzen liegt vor, solange die Spule ihre Drehrichtung beibehält.

Eine Drehrichtungsänderung der Spule bewirkt, daß der bislang vorauseilende erste Signalverlauf dem zweiten Signalverlauf jetzt nachfolgt. Da sich der hierdurch entstehende neue Phasenversatz von dem Soll-Phasenversatz unterscheidet, ist an dieser Differenz die Drehrichtungsänderung der Spule und der damit verbundene Beginn des Verbrauchs der Restfadenmenge erkennbar.

Falls nur eine Überwachungsstelle vorgesehen ist, werden die Signale des aufgenommenen Signalverlaufes im Hinblick auf zumindest ein charakteristisches Signalmerkmal, wie Signaldauer oder Signalintensität analysiert, um aus der Reihenfolge der unterschiedlichen Signalmerkmale die Reihenfolge der Signale, im folgenden kurz als Signalfolge bezeichnet, zu gewinnen. Durch einen Vergleich dieser Signalfolge mit derjenigen eines vorbestimmbaren Soll-Signalverlaufes kann festgestellt werden, ob eine Überstimmung besteht. Solange dies der Fall ist, wird die Hauptfadenmenge aufgebraucht, die Spule dreht sich in der anfänglichen Drehrichtung. Wenn dagegen eine Signalfolge aufgenommen wird, die zu derjenigen des Soll-Signalverlaufs spiegelbildlich ist, wird an der fehlenden Übereinstimmung der Signalfolgen eine Drehrichtungsänderung der Spule erkannt. Für eine besonders sichere Überwachung dieser Drehrichtungsänderung empfiehlt es sich, die aufgenommene Signalfolge nicht nur auf Übereinstimmung mit der Signalfolge des Soll-Signalverlaufs, sondern auch auf Übereinstimmung mit einer hierzu spiegelbildlichen Signalfolge zu überprüfen.

Für die Überwachung des Spulenfadens auf Bruch genügt die Auswertung eines einzelnen Signalverlaufes, dessen Signalfrequenz ein Maß für die Drehzahl der Spule und damit den Abzug des Spulenfadens ist und daher nur solange anliegt, wie der Spulenfaden ordnungsgemäß von der Spule abgezogen wird. Bei einer vorübergehenden Unterbrechung des Fadenabzugs, beispielsweise aufgrund einer Fadenlose, enden die Signale zwar ebenfalls, setzen aber, sobald die Fadenlose verbraucht ist, erneut ein. Da eine derartige Erscheinung keine Minderung der Nahtqualität zur Folge hat, wird, sofern das Ausbleiben von Signaländerungen vor Erreichen einer vorbestimmbaren Anzahl von Stichbildezyklen abgeschlossen ist, eine Steuerungsfunktion unterdrückt. Bei einem Fadenbruch, der als bleibende Fadenstörung bis zum Erreichen der vorbestimmbaren Anzahl von Stichbildezyklen fortdauert, wird die Steuerungsfunktion dagegen wirksam.

Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Mehrzahl unterschiedlicher Fadenstörungen erkennbar sind, ist, um jeweils die bei einer bestimmten Fadenstörung vorteilhafteste Steuerungsfunktion an der stichbildenden Maschine auszulösen, einer jeden Fadenstörung eine bestimmte Steuerungsfunktion zugeordnet. So wird beispielsweise, wenn ein Fadenbruch aufgetreten ist, der Nähvorgang unverzüglich beendet, während es bei Erkennung des Verbrauchsbeginns der Restfadenmenge sinnvoll ist, ein Fortführen des Nähvorganges erst nach Fertigstellung der jeweils zu bildenden Naht zu unterbinden.

Durch die in Anspruch 2 angegebene Vorrichtung ist der Phasenversatz zwischen zwei Signalverläufen ermittelbar und mit einem Soll-Phasenversatz vergleichbar, während der Anspruch 3 auf eine Vorrichtung gerichtet ist, durch welche die Signalfolge in einem Signalverlauf ermittelt und mit einer Signalfolge eines Soll-Signalverlaufes verglichen werden kann.

Der Abstand der beiden Überwachungsstellen nach Anspruch 1 ist, zumindest während eines Nähvorgangs, konstant, weshalb sich bei einer Drehrichtungsänderung der Spule nur das Vorzeichen des Phasenversatzes, nicht aber dessen Betrag ändert. Die Vergleichsvorrichtung kann daher gemäß Anspruch 4 besonders einfach ausgebildet sein.

In Anspruch 5 ist eine vorteilhafte Ausführung der Vergleichsvorrichtung nach Anspruch 2 angegeben, durch welche der Vergleichsvorgang zum Erkennen eines Unterschiedes des Phasenversatzes zum Soll-Phasenversatz nicht kontinuierlich durchgeführt werden muß, sondern bei vorbestimmbaren Phasen der Stichbildung vorgenommen werden kann. Dadurch wird der Überwachungsaufwand erheblich reduziert.

Als Folge von antriebsbedingten Vibrationen der Nähmaschine kann die Spule insbesondere dann, wenn die Fadenspannung, beispielsweise infolge einer Fadenlose, reduziert ist, eine Vorwärts-Rückwärts-Bewegung ausführen. Um auszuschließen, daß dieser als Spulenjittern bekannte Vorgang als Drehrichtungsänderung der Spule gewertet wird, ist der Drehrichtungsdetektor gemäß Anspruch 6 mit einem Spulenjitter-Ausblender ausgebildet, durch den, solange der Drehrichtungsdetektor während einer vorbestimmbaren Anzahl von Stichbildezyklen sowohl ein Drehen der Spule in der der Hauptfadenmenge zugeordneten Drehrichtung als auch, im Wechsel hiermit, ein Drehen in entgegengesetzter Richtung detektiert, die Abgabe eines die Drehrichtungsänderung anzeigenden Signals unterdrückbar ist.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 7 ist es möglich, jeder detektierbaren Fadenstörung auf besonders einfache Weise eine vorbestimmbare Steuerungsfunktion zuzuordnen.

Durch Ausbildung der Vorrichtung nach Anspruch 8 mit einer Zusatzvorrichtung, wie sie aus der DE-PS 38 19 059 zur Durchführung des dort behandelten Verfahrens bekannt ist, wird für den Fall, daß die einen sofortigen Stop der Stichbildung bewirkende Steuerungsfunktion inmitten einer Naht ausgegeben wird, dafür gesorgt, daß ein Rücktransport des Nähgutes erfolgt, bis sich das Einstichloch, in dem die letzte ordnungsgemäße Verknotung des Nadelfadens mit dem Spulenfaden erfolgt ist, unter der Nadel befindet. Nach Zuführung neuen Spulenfadens wird dieser durch zumindest einen ohne Nähguttransport durchgeführten Stichbildezyklus mit dem Nadelfaden verknotet. Anschließend wird die Nahtbildung mit dem gleichen Transportschritt in Vorschubrichtung wie vor der Fadenstörung fortgesetzt.

Bei der eingangs genannten DE-PS 4 93 969 wird zur Überwachung des Fadenvorrates zwar eine Spule verwendet, auf der die Wicklungsrichtung der Restfadenmenge entgegengesetzt zu derjenigen der Hauptfadenmenge ist, jedoch fehlt ein jeglicher Hinweis auf eine Vorrichtung, durch die eine derartige Bewicklung der Spule erfolgen könnte.

Der Erfindung liegt daher die weitergehende Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, durch die eine vorbestimmbare Restfadenmenge in entgegengesetzter Wicklungsrichtung wie die Hauptfadenmenge auf die Spule aufwickelbar ist.

Diese Aufgabe wird bei der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 9 gelöst.

Durch Vorgabe eines vorbestimmbaren Füllungsgrades der Spule, vorzugsweise durch Vorgabe einer Anzahl von Umdrehungen der Spulerwelle, erfolgt die Einleitung der Drehrichtungsänderung der Spulerwelle sowie die Überführung des Umlenkelementes aus dessen Ruhe- in dessen Umlenkstellung, sobald eine dem Füllungsgrad der Spule zugeordnete Anzahl von Fadenwicklungen auf der Spule aufgewickelt ist. Die Anzeige des vorbestimmbaren Füllungsgrades der Spule wird vorzugsweise durch eine Zähleinrichtung überwacht, die mit einer Sensorvorrichtung ausgebildet ist, die bei jeder Umdrehung der Spulerwelle eine vorbestimmbare Anzahl von Signalen aufnimmt, die entweder von der Spulerwelle selbst oder von einer Markierung an der Spule erzeugt werden können. Die Anzeige des Füllungsgrades kann aber ebenso durch einen in Abhängigkeit von der geforderten Wicklungsanzahl sowie von der Fadendicke einstellbaren Taster erfolgen.

Das Umlenkelement bildet in seiner Umlenkstellung für die letzte in der seitherigen Drehrichtung aufgespulte Fadenwicklung eine Stütze, gegen die der Spulenfaden bei Antrieb der Spulerwelle und damit der Spule in der entgegengesetzten Drehrichtung gezogen wird. Dadurch wird verhindert, daß von den zuletzt aufgespulten Fadenwicklungen der Restfadenmenge ein Teil als Folge der Drehrichtungsänderung gelockert oder wieder von der Spule abgezogen wird. Durch das Umlenkelement wird außerdem bewirkt, daß bereits die erste in der neuen Drehrichtung aufgespulte Fadenwicklung fest aufgewickelt wird.

Das Umlenkelement kann entweder während des restlichen Spulvorganges in seiner Umlenkstellung verbleiben oder gemäß dem Anspruch 10 nach Aufspulen einer vorbestimmten Anzahl weiterer Fadenwicklungen in seine Ruhestellung zurückgezogen werden.

Durch den Anspruch 11 wird eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung des Anspruchs 9 angegeben.

Der Anspruch 12 ist auf eine Weiterbildung gerichtet, bei welcher das Umlenkelement auf seinem Weg in die Umlenkstellung in den für den Spulvorgang benötigten und daher bei handelsüblichen Spulen in jedem der beiden Flansche ausgebildeten Mitnehmerschlitz einfährt.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den eine Spule aufnehmenden Greifer einer Nähmaschine mit Sensorvorrichtungen;

Fig. 2 eine Steuereinrichtung;

Fig. 3 die von den Sensorvorrichtungen überwachten Punkte auf der Spule bei unterschiedlichen Drehstellungen derselben;

Fig. 4 Schaubilder zur Darstellung der über die Drehstellungen a)-d) der Spule gemäß Fig. 3 gewonnenen Signalverläufe;

Fig. 5 Schaubildliche Auflistung der markanten Signalpunkte gemäß Fig. 4;

Fig. 6 wie Fig. 4, jedoch bei einer Drehrichtungsänderung der Spule;

Fig. 7 wie Fig. 5, allerdings bei einer Drehrichtungsänderung der Spule;

Fig. 8 wie Fig. 1, aber mit nur einer Sensorvorrichtung und mit einer anderen Markierung auf der Spule;

Fig. 9 eine zweite Steuereinrichtung;

Fig. 10 eine Vorrichtung zum Aufspulen von Faden auf die Spule;

Fig. 11 die Stellung eines Umlenkelementes für den Spulenfaden vor einer Drehrichtungsänderung der Spulerwelle;

Fig. 12 die Stellung des Umlenkelementes unmittelbar nach der Drehrichtungsänderung;

Fig. 13 eine Steuereinrichtung für die Vorrichtung zum Aufspulen des Fadens.

Der in Fig. 1 dargestellte Greiferantrieb eines ersten Ausführungsbeispieles enthält eine mit der Hauptwelle 1 (Fig. 2) einer Nähmaschine in einer gezeigter Weise in Antriebsverbindung stehende Greiferantriebswelle 2, auf der ein Greiferkörper 3 drehsicher befestigt ist. Im Greiferkörper 3 ist eine Spulenunterkapsel 4 gelagert, die einen Mittenzapfen 5 zur Aufnahme einer Spule 6, auf der, wie an der Stelle U dargestellt, eine Restfadenmenge des Spulenfadens gegenüber der Hauptfadenmenge in entgegengesetzter Wicklungsrichtung aufgebracht ist, aufweist.

Die Spule 6 ist an der Außenseite ihres der Spulenoberkapsel 7 zugewendeten Flansches 8 mit einer aus Hell-Dunkel-Feldern 9 gebildeten Markierung 10 versehen.

Die Spulenoberkapsel 7 ist mit einer Öffnung 11 zum Ein- und Austritt von Lichtstrahlen ausgebildet. Diese werden von der Leuchtdiode 12 einer ersten Sensorvorrichtung 13 sowie von einer Leuchtdiode 14 einer zweiten Sensorvorrichtung 15 emittiert und nach Reflexion an der Markierung 10 einem Fotodetektor 16 der ersten Sensorvorrichtung 13 sowie einem Fotodetektor 17 der zweiten Sensorvorrichtung 15 zugeleitet.

Die Fig. 2 zeigt in einem vereinfachten Schaltplan eine Steuereinrichtung 18, an der jeweils der Emitter der beiden als Fototransistoren ausgebildeten Fotodetektoren 16 und 17, von denen der erste Fotodetektor 16 im folgenden als Hauptsensor 19 und der zweite Fotodetektor 17 als Bezugssensor 20 bezeichnet wird, angeschlossen ist.

Vom Pluspol einer geregelten Spannungsquelle fließt Strom über die Leuchtdiode 12 und einen Widerstand 21 bzw. über den Hauptsensor 19 und einen Widerstand 22 an Masse. Ebenso fließt Strom vom Pluspol einer Spannungsquelle über die Leuchtdiode 14 und einen Widerstand 23 bzw. über den Bezugssensor 20 und einen Widerstand 24 an Masse.

Mit dem Emitter des Hauptsensors 19 ist ein Verstärker 25 verbunden, der an einen Rückstelleingang RE eines als Fadenbruchdetektor 27 wirksamen Zählers 28 angeschlossen ist. Der Zähler 28 weist außerdem einen Eingang E auf, dem von einer Steuerung 29 des Antriebsmotors 30 der Nähmaschine, der über einen Keilriemen 31 die Hauptwelle 1 antreibt, bei Beginn des Nähvorgangs während einer vorbestimmbaren Anzahl von Stichbildzyklen ein Signal M zuführbar ist.

Zum Einstellen des Zählers 28 kann diesem über einen Setzeingang SE ein den Zählerendwert angebendes Signal zugeleitet werden. Der Zählerendwert kann an einem Stellelement 32, mit dem der Stelleingang SE verbunden ist, vorgewählt werden.

Die Steuereinrichtung 18 ist mit einem Positionsgeber 33 versehen. Dieser weist eine an den Pluspol einer geregelten Spannungsquelle angeschlossene Leuchtdiode 34, die über einen Widerstand 35 an Masse gelegt ist, einen an den Pluspol angeschlossenen, als Fototransistor ausgebildeten Fotodetektor 36, der über einen Widerstand 37 an Masse gelegt ist und einen ebenfalls an den Pluspol angeschlossenen, als Fototransistor ausgebildeten zweiten Fotodetektor 38, der über einen Widerstand 39 an Masse gelegt ist, auf. Zwischen der Leuchtdiode 34 und den Fotodetektoren 36 und 38 ist eine Scheibe 40 auf der Hauptwelle 1 befestigt, die im Lichtweg zwischen der Leuchtdiode 34 und dem ersten Fotodetektor 36 eine Mehrzahl von in gleichen Abständen zueinander ausgebildeten Schlitzen 41 und im Lichtweg zwischen der Leuchtdiode 34 und dem zweiten Fotodetektor 38 eine einzelne Öffnung 42 aufweist. Der den Fotodetektor 36 aufweisende Teil des Positionsgebers 33 bildet einen Inkrementgeber 43, während der den Fotodetektor 38 enthaltende Teil als Stichimpulsgeber 44 wirksam ist.

Der Stichimpulsgeber 44 ist mit dem Zähleingang ZE des Zählers 28 verbunden, während der Inkrementgeber 43 an einen Takteingang TE einer Vergleichsvorrichtung 45 angeschlossen ist. Die Vergleichsvorrichtung 45 weist einen Hauptsignaleingang HE, mit dem der Hauptsensor 19 über den Verstärker 25 verbunden ist und einen Bezugssignaleingang BE, an den der Bezugssensor 20 über einen Verstärker 46 angeschlossen ist, auf und ist mit einem Speicher 47 sowie mit einem Taktgeber 48 ausgebildet.

Der Ausgang A der Vergleichsvorrichtung 45 ist durch einen Spulenjitter-Ausblender 49, dem über einen Takteingang TE die Impulse des Stichimpulsgebers 44 zugeleitet werden, verbunden und bildet zusammen mit dem Spulenjitter-Ausblender 49 einen Drehrichtungsdetektor 50.

Der Ausgang A des Spulenjitter-Ausblenders 49 ist mit dem Drehrichtungssignaleingang DRE eines Fehlerdekodierers 51, der ebenso wie die Vergleichsvorrichtung 45 und der Spulenjitter-Ausblender 49 durch jeweils einen programmierbaren Logikbaustein (PAL-Baustein) gebildet sein kann, verbunden. Der Fehlerdekodierer 51 weist außerdem einen Bruchsignaleingang BE, an den der Ausgang A des Zählers 28 angeschlossen ist und einen internen Zähler 52, an dessen Eingang ZE der Stichimpulsgeber 44 angeschlossen ist, auf.

Der Fehlerdekodierer 51 ist mit drei Ausgängen ausgebildet, von denen der Bruchsignalausgang BA über einen Verstärker 53 und ein erster Drehrichtungssignalausgang DRA1 über einen Verstärker 54 mit jeweils einem Eingang der Steuerung 29 des Antriebsmotors 30 verbunden ist. Ein zweiter Drehrichtungssignalausgang DRA2 ist durch einen Verstärker 55 mit einem über einen Widerstand 56 an Masse angeschlossenen Anzeigeelement 57 verbunden.

Die erste Anordnung arbeitet wie folgt: Während des Nähvorgangs fallen die Lichtstrahlen der Leuchtdioden 12 und 14 durch die Öffnung 11 der Spulenoberkapsel 7 auf die Markierung 10, werden an dieser reflektiert und nach Wiederaustritt aus der Öffnung 11 dem Hauptsensor 19 sowie dem Bezugssensor 20 als Signale zugeleitet. Diese Signale werden vom Hauptsensor 19 als erster Signalverlauf, im folgenden als Hauptsignalverlauf bezeichnet und vom Bezugssensor 20 wegen dessen um einen vorbestimmbaren Drehwinkel gegenüber dem Hauptsensor 19 versetzter Anordnung als zum Hauptsignalverlauf einen Phasenversatz aufweisender zweiter Signalverlauf (Bezugssignalverlauf) aufgenommen. Wenn hierbei der Hauptsensor 19 in Drehrichtung der Spule 6 vor dem Bezugssensor 20 angeordnet ist, eilt, wie in Fig. 4 dargestellt, der Hauptsignalverlauf X1 dem Bezugssignalverlauf X2 um den Phasenversatz V1 voraus.

Bei einer Markierung 10 mit Feldern 9 zweier unterschiedlicher Reflektivität gemäß Fig. 3 wiederholen sich, solange die Spule 6 ihre Drehrichtung unverändert beibehält, die Signalverläufe X1 und X2, sobald zwei nebeneinander liegende Felder 9 den Überwachungsbereich I des Hauptsensors 19 bzw. den Überwachungsbereich II des Bezugssensors 20 durchlaufen haben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies nach einer Spulendrehung um 90° der Fall. In der Fig. 3 sind vier Spulenstellungen, die im Verlauf einer Drehung um einen zwei Feldern 9 entsprechenden Drehwinkel durchlaufen werden und in denen zumindest bei jeweils einem der beiden Signalverläufe X1, X2 ein weiteres Signal auftritt, dargestellt.

In der Fig. 4 ist der Hauptsignalverlauf X1 ebenso wie der Bezugssignalverlauf X2 über einen Drehwinkel W der Spule 6 aufgetragen. Der Drehwinkel W1 ist hierbei der Spulenstellung in Fig. 3a, W2 der Stellung in Fig. 3b, W3 der Stellung in Fig. 3c und W4 der Stellung in Fig. 3d zugeordnet. Der Hauptsensor 19 nimmt beim Drehwinkel W1 ein Signal geringerer Intensität, im folgenden kurz als Signal L bezeichnet, auf, während der Bezugssensor 20 ein Signal höherer Intensität, kurz Signal H genannt, empfängt. Beim Drehwinkel W2 nehmen beide Sensoren ein Signal L auf, beim Drehwinkel W3 empfängt der Hauptsensor 19 ein Signal H und der Bezugssensor 20 ein Signal L und beim Drehwinkel W4 nehmen beide Sensoren ein Signal H auf. Das aufgenommene Signalpaar beim Drehwinkel W5 entspricht demjenigen beim Drehwinkel W1. Die Reihenfolge der Signalpaare ist für die Signalverläufe X1 und X2 getrennt in Fig. 5 tabellarisch aufgelistet.

Nach dem Einsetzen einer gefüllten Spule 6 wird diese, bevor der Nähvorgang beginnt, durch Abzug von Spulenfaden für eine Umdrehung in Bewegung gesetzt. Der dabei vom Hauptsensor 19 aufgenommene Hauptsignalverlauf wird dem Eingang HE und der vom Bezugssensor 20 aufgenommene Bezugssignalverlauf dem Eingang BE der Vergleichsvorrichtung 45 zugeführt. Diese nimmt mit dem durch ihren Taktgeber 48 vorgegebenen Takt an ihren Eingängen HE und BE jeweils ein Signalpaar auf, das in den Speicher 47 eingelesen wird, sofern es sich von dem jeweils vorangegangenen Signalpaar unterscheidet. Hierdurch werden im Speicher 47 Signalpaare aufgelistet, deren Reihenfolge derjenigen in Fig. 5 entspricht.

Bei Beginn des Nähvorganges nimmt die Vergleichsvorrichtung 45 mit dem durch den Inkrementgeber 43 am Eingang TE vorgegebenen Takt an ihrem Eingang HE Signale des am Hauptsensor 19 aufgenommenen Hauptsignalverlaufs und an ihrem Eingang BE Signale des am Bezugssensor 20 aufgenommenen Bezugssignalverlaufs auf und ruft, sofern sich das zuletzt aufgenommene Signalpaar von dem vorletzten unterscheidet, ein Vergleichs-Signalpaar aus dem Speicher 47 ab. Das jeweilige Ist-Signalpaar entspricht, solange keine Drehrichtungsänderung der Spule 6 und damit keine Änderung des Phasenversatzes V1 zwischen den beiden Signalverläufen X1 und X2 erfolgt ist, dem zugeordneten Vergleichs-Signalpaar, da die Ist-Signalpaare bei gleichbleibendem Phasenversatz V1 in der gleichen Reihenfolge an den Eingängen HE und BE der Vergleichsvorrichtung 45 eingelesen werden wie die im Speicher 47 abgelegten Vergleichs-Signalpaare.

Bei einer Drehrichtungsänderung D der Spule 6, beispielsweise nach Durchgang durch den Drehwinkel W3 gemäß Fig. 6, kehrt sich der Phasenversatz zwischen den Signalverläufen X1 und X2 gegenüber dem Phasenversatz der Soll-Signalverläufe entsprechend Fig. 4 um, der Hauptsignalverlauf X1 eilt jetzt, wie in Fig. 6 dargestellt, dem Bezugssignalverlauf X2 um den Phasenversatz V2 nach. Die Reihenfolge der an den Eingängen HE und BE der Vergleichsvorrichtung 45 eingelesenen Ist-Signalpaare, in Fig. 7 aufgelistet, weichen daher von den Vergleichs-Signalpaaren nach Fig. 5 ab.

Bei Übereinstimmung der Ist- mit den Vergleichs-Signalpaaren wird am Ausgang A der Vergleichsvorrichtung 45 ein Signal H an den Spulenjitter-Ausblender 49 abgegeben. Bei fehlender Übereinstimmung wird dem letzteren dagegen ein Signal sehr viel geringerer Intensität (Signal L), durch das die Drehrichtungsänderung der Spule 6 angezeigt wird, zugeführt.

Durch antriebsbedingte Vibrationen an der Nähmaschine kann insbesondere dann, wenn die Fadenspannung durch nähtechnische Vorgänge vorübergehend vermindert ist, kurzzeitig eine Vorwärts-Rückwärts-Wechselbewegung an der Spule 6 ausgelöst werden. Um eine Fehlanzeige aufgrund dieser in der Nähtechnik als Spulenjittern bezeichneten Erscheinung zu vermeiden, nimmt der Spulenjitter-Ausblender 49 im Verlauf einer vorbestimmbaren Anzahl von über den Stichimpulsgeber 44 angezeigten Stichbildezyklen eine Mehrzahl von Signalen der Vergleichsvorrichtung 45 auf, bevor es ein Drehrichtungssignal an den Eingang DRE des Fehlerdekodierers 51 abgibt. Dieses Drehrichtungssignal (Signal H) zeigt eine unveränderte Drehrichtung der Spule 6 an, wenn alle am Eingang E des Spulenjitter-Ausblenders 49 aufgenommenen Signale die der Hauptfadenmenge zugeordnete Drehrichtung der Spule 6 oder einen ständigen Wechsel zwischen dieser und der anderen Drehrichtung melden. Falls dagegen eine vorbestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Signale am Eingang E des Spulenjitter-Ausblenders 49 gleichbleibend ein Änderung der Drehrichtung anzeigen, gibt der Spulenjitter-Ausblender 49 an seinem Ausgang A ein Drehrichtungssignal geringerer Intensität (Signal L) an den Fehlerdekodierer 51 ab.

Wenn der Fehlerdekodierer 51 an seinem Eingang DRE ein Signal H aufnimmt, wird durch ein Signal am Ausgang DRA1 die Steuerung 29 des Antriebsmotors 30 so angesteuert, daß dieser nach einem Stillsetzvorgang der Nähmaschine nicht mehr starten kann. Durch ein Dauersignal am Ausgang DRA2 wird außerdem das Anzeigeelement 57 zugeschaltet. Zum Löschen des Anzeigeelementes 57 wird dem Fehlerdekodierer 51 auf nicht dargestellte Weise ein vom Bediener erzeugtes Signal zugeführt.

Gleichzeitig mit der Ausgabe der Signale an den Ausgängen DRA1 und DRA2 nimmt der Zähler 52 des Fehlerdekodierers 51 die Signale des Stichimpulsgebers 44 auf und bewirkt nach Erreichen eines vorbestimmbaren Zählerendwertes, daß der Fehlerdekodierer 51 an seinem Ausgang DRA1 ein zweites Signal an die Steuerung 29 des Antriebsmotors 30 abgibt, durch das der letztere stillgesetzt wird. Der Zählerendwert ist so bemessen, daß bei dessen Erreichen die Restfadenmenge nahezu aufgebraucht ist.

Der mit dem Eingang BE des Fehlerdekodierers 51 verbundene Zähler 28 nimmt an seinem Zähleingang ZE Impulse des Stichimpulsgebers 44 auf und summiert diese. Bei jeder vom Hauptsensor 19 aufgenommenen Signaländerung wird der Zähler 28 über seinen Eingang RE auf seinen Ausgangswert zurückgestellt. Dieses Rückstellen erfolgt, solange die Spule 6 bei störungsfreiem Spulenfadenabzug angetrieben ist, bevor der Zähler 28 auf den über das Stellelement 32 vorwählbaren Zählerendwert hochgezählt hat. Der Zählerendwert wird vorteilhafterweise so gewählt, daß er bei einer kleineren Fadenlose, die während des Nähvorgangs auftreten kann und einen vorübergehenden Spulenstillstand bewirkt, nicht erreicht wird. Bei andauerndem Spulenstillstand infolge eines Fadenbruchs wird dagegen bis auf den Zählerendwert hochgezählt und daraufhin am Ausgang des Zählers 28 anstelle des seither dort anliegenden Signals L ein Signal H an den Eingang BE des Fehlerdekodierers 51 abgegeben. Am Ausgang BA des Fehlerdekodierers 51 wird dadurch eine Signalabgabe an die Steuerung 29 des Antriebsmotors 30 ausgelöst, wodurch der Antriebsmotor 30 stillgesetzt wird.

Beim Wiederanlauf des Antriebsmotors 30 nach Beheben der Fadenstörung wird am Ausgang der Steuerung 29 für eine vorbestimmbare Anzahl von Stichbildezyklen das Signal M an den Eingang E des Zählers 28 abgegeben, um zu bewirken, daß die Schaltfunktion des Zählers 28 vorübergehend aufgehoben wird. Diese Maßnahme ist zweckmäßig, um eine Fehlanzeige zu vermeiden, für welche die Ursache in einer dem Nähvorgang vorausgegangenen, eine größeren Fadenlose bewirkenden Maschinenfunktion, wie Fadenschneiden, liegt.

Die Nähmaschine ist mit einer Zusatzvorrichtung 58 ausgebildet, welche die Durchführung des aus der DE-PS 38 19 059 bekannten Verfahrens ermöglicht und mit der Steuerung 29 des Positioniermotors 30 verbunden ist. Durch die Zusatzvorrichtung 58, die durch ein Signal des Fehlerdekodierers 51 oder durch ein von der Bedienungsperson ausgelöstes Signal in Betrieb gesetzt werden kann, ist, falls das Stillsetzen des Antriebsmotors 30 inmitten einer Naht erfolgt, die Nahtbildung nach Beseitigung der Fadenstörung so fortsetzbar, daß eine Unterbrechung des Nadelfadenverlaufs am Nähgut verhindert wird.

Bei einem in Fig. 8 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel ist an der Außenseite des einer Sensorvorrichtung 60 zugewendeten Flansches 61 einer Spule 62 eine Binärkodierung 63 ausgebildet, die in vier gleichartige, jeweils einen Winkelbereich von 90° überdeckende Kodesegmente 64 unterteilt ist. Die Lichtstrahlen einer Leuchtdiode 65 der Sensorvorrichtung 60 werden, nach Auftreffen auf der Binärkodierung 63, zu einem durch einen Fotodetektor 66 gebildeten Sensor 67 der Sensorvorrichtung 60 reflektiert.

Die Fig. 9 zeigt in einem vereinfachten Schaltplan eine Steuervorrichtung 68. Der Sensor 67 ist wegen seiner konstruktiven Übereinstimmung mit dem Hauptsensor 19 der Sensorvorrichtung 13 des ersten Ausführungsbeispieles nur schematisch dargestellt.

Der Sensor 67 ist an einen Signaleingang SE eines Analog/Digital-Wandlers 69 und an den Rückstelleingang RE des Zählers 28, der zum Summieren der vom schematisch dargestellten Stichimpulsgeber 44 des Positionsgebers 33 angezeigten Stichbildezyklen dient, angeschlossen.

Der A/D-Wandler 69 ist mit einem Takteingang TE ausgebildet, der an einen Ausgang AT eines als Mikroprozessor ausgebildeten Steuerelementes 70 angeschlossen ist, das einen Taktgeber T1 zur Vorgabe des am Ausgang AT abgegebenen Taktes aufweist. Der Ausgang AT ist weiterhin mit jeweils einem Register 72, 73 eines Zweiregisterspeichers 74, der im folgenden als ZR-Speicher bezeichnet ist und mit einem Eingang KE1 eines Autokorrelator 75 verbunden.

Der Ausgang A des A/D-Wandlers 69 ist über den ZR-Speicher 74 mit jeweils einem Eingang KE2 und KE3 des Autokorrelators 75 verbunden, dessen Ausgang KA an einen Eingang EM eines Mittelwertbildners 76 angeschlossen ist. Der Ausgang AM des Mittelwertbildners 76 ist mit einem Eingang EN1 eines Normierers 77 verbunden, an dessen zweiten Eingang EN2 die Register 72 und 73 des ZR-Speichers 74 angeschlossen sind und mit dessen drittem Eingang EN3 ein Ausgang AN des Steuerelementes 70 verbunden ist. Der Ausgang A des Normierers 77 ist mit einem Eingang KE1 eines Kreuzkorrelators 78 verbunden, an dessen zweiten Eingang KE2 ein Ausgang AK1 und an dessen dritten Eingang KE3 ein Ausgang AK2 des Steuerelementes 70 angeschlossen ist. Der Ausgang KA des Kreuzkorrelators 78 ist mit einem Eingang EK des Steuerelementes 70 verbunden. Der Kreuzkorrelator 78 ist als Vergleichsvorrichtung 79 wirksam.

An einen Eingang EZ sowie an einen Ausgang AZ des Steuerelementes 70 ist ein Bedienfeld 80 über einen Zwischenspeicher 81 angeschlossen. Mit einem Eingang EE sowie einem Ausgang AE des Steuerelementes 70 ist ein Speicher 82 verbunden, in dem ein Programm zur Vorgabe der von dem Steuerelement 70 auszuführenden Schrittfolge abgelegt ist. Die Schritte werden in einem Rhythmus, der von einem Taktgeber T2 des Steuerelementes 70 vorgegeben wird, durch Adressierung am Ausgang AE des Steuerelementes 70 aus dem Speicher 82 abgerufen und am Eingang EE eingelesen.

Durch die Elemente 69 bis 82 wird ein Drehrichtungsdetektor 83 gebildet, der über einen Ausgang AF des Steuerelementes 70 an den Eingang DRE des Fehlerdekodierers 51 angeschlossen ist.

Mit dem Eingang BE des Fehlerdekodierers 51 ist, wie im ersten Ausführungsbeispiel bereits beschrieben, der Ausgang A des Zählers 28 des Fadenbruchdetektors 27 verbunden. Die Anschlüsse an den Ausgängen des Fehlerdekodierers 51 entsprechen denen des ersten Ausführungsbeispiels.

Die zweite Anordnung arbeitet wie folgt: Durch die Spulendrehung während des Nähvorganges wird die Binärdekodierung 63 durch den Sensor 67 als Signalverlauf aufgenommen, als pseudozufällige Signalfolge, im folgenden kurz als PZF bezeichnet, dem A/D-Wandler 69 zugeleitet und in bezüglich ihrer Länge vom Takt am Ausgang AT des Steuerelementes 70 abhängige PZF-Abschnitte transformiert. Da die Bildung der PZF-Abschnitte in gleichbleibendem Takt, die Bildung von PZF-Perioden, von denen jede dem Durchgang eines Kodesegments 64 der Binärkodierung 63 durch den Wirkungsbereich des Sensors 67 entspricht, dagegen in Abhängigkeit von der Spulendrehzahl erfolgt, welche durch Parameter, wie beispielsweise der Stichbildefrequenz, der Stichlänge und des Füllungsgrades der Spule 62 beeinflußt ist, wird eine PZF-Periode nur zufallsbedingt einem PZF-Abschnitt entsprechen.

Der jeweils aktuelle PZF-Abschnitt wird in eines der Register 72 oder 73 des ZR-Speichers 74 eingelesen. Sobald dieses Register 72, 73 vollgeschrieben ist, wird auf das jeweils andere umgeschaltet. Dadurch wird ein Datenverlust vermieden.

Der Autokorrelator 75 ruft bei jedem Taktsignal, das an dessen Eingang KE1 anliegt, aus demjenigen Register 72 oder 73, bei dem der Einlesevorgang abgeschlossen ist, den gespeicherten PZF-Abschnitt ab, kopiert diesen und verschiebt die Kopie relativ zum Original, bis die Übereinstimmung mit dem Original ein Maximum annimmt. Aus dem Abstand dieses Maximums zu dem jeweils nächsten, das durch weiteres Verschieben der Kopie gegenüber dem Original erhalten wird, ergibt sich die Periodendauer P1 einer PZF-Periode im autokorrelierten PZF-Abschnitt.

Zur Berechnung der Autokorrelationsfunktion wird folgende Gleichung verwendet:

AKF(n)
=Autokorrelations-Koeffizient, Wertebereich (-1, . . . +1)
PZFi	=PZF-Werte des aktuellen PZF-Abschnitts
M1	=Mittelwert der PZF-Werte des aktuellen PZF-Abschnitts
MK	=Mittelwert der jeweils mit dem aktuellen PZF-Abschnitt autokorrellierten PZF-Werte des kopierten PZF-Abschnittes
k	=Grenze des Verschiebebereichs
n	=Verschiebeparameter

Der AKF-Koeffizient ist ein Maß für die Übereinstimmung des Original-PZF-Abschnitts mit der Kopie. Dabei gilt:

AKF(n)=+1 größtmögliche Ähnlichkeit
AKF(n)=  0 keine Ähnlichkeit
AKF(n)=-1 größtmögliche inverse Ähnlichkeit

Um den Einfluß kurzfristiger Drehzahländerungen der Spule 62 auf die Periodendauer P1 soweit als möglich zu vermeiden, wird durch den Mittelwertbildner 76 aus der zuletzt ermittelten Periodendauer P1 und einem aus vorangegangenen Periodendauern gebildeten Mittelwert PM1 ein neuer Periodendauer-Mittelwert PM2 errechnet un dem Eingang EN1 des Normierers 77 zugeleitet. Aus diesem Periodendauer-Mittelwert PM2 und einem Periodendauer-Vergleichswert PV, welcher dem Eingang EN3 des Normierers 77 vom Ausgang AN des Steuerelementes 70 zuführbar ist, wird durch Verhältnisbildung der Umrechnungsfaktor ermittelt, der in den aus einem der Register 72, 73 des ZR-Speichers 74 abgerufenen aktuellen PZF-Abschnitt eingearbeitet werden muß. Der am Ausgang AN des Steuerelementes 70 abgegebene Periodendauer-Vergleichswert PV ist einer Soll-PZF-Periode zugeordnet, die der Binärkodierung 63 auf dem Flansch 61 der Spule 62 entspricht und die über das Bedienfeld 80 in den Zwischenspeicher 81 eingegeben wird. Der Periodendauer-Vergleichswert PV wird nach entsprechender Adressierung des Zwischenspeichers 81 am Eingang EZ des Steuerelementes 70 eingelesen.

Der derart normierte PFZ-Abschnitt wird dem Eingang KE1 des Kreuzkorrelators 78 zugeführt. Gleichzeitig ruft das Steuerelement 70 aus dem Zwischenspeicher 81 die im folgenden als ursprüngliche Vergleichsperiode bezeichnete Soll-PFZ-Periode ab und bildet von dieser eine spiegelbildliche Vergleichsperiode. Das Steuerelement 70 gibt die ursprüngliche Vergleichsperiode an ihrem Ausgang AK1 an den Eingang KE2 des Kreuzkorrelators 78 und die spiegelbildliche Vergleichsperiode an ihrem Ausgang AK2 an den Eingang KE3 des Kreuzkorrelators 78 ab.

Durch den Kreuzkorrelator 78 wird der normierte aktuelle PZF-Abschnitt sowohl relativ zu der ursprünglichen Vergleichsperiode als auch relativ zu der spieglbildlichen Vergleichsperiode verschoben, bis die Übereinstimmung mit einer der Vergleichsperioden ein Maximum annimmt. Tritt dieses Maximum mit der ursprünglichen Vergleichsperiode auf, ist daraus erkennbar, daß die Reihenfolge der Signale in der aktuellen PZF-Periode derjenigen Drehrichtung der Spule 62 zugeordnet ist, bei der die Hauptfadenmenge abgewickelt wird. Ein Maximum beim Vergleich mit der spiegelbildlichen Vergleichsperiode ist dagegen ein Hinweis auf eine Drehrichtungsänderung der Spule 62 und damit auf den Verbrauch der Restfadenmenge. In dieser Drehrichtung der Spule 62 wird die auf dem Flansch 61 vorgesehene Binärkodierung 63 vom Sensor 67 in entgegengesetzter Reihenfolge aufgenommen.

Zur Berechnung der Kreuzkorrelationsfunktion wird folgende Gleichung verwendet:

AKF(n)
=Kreuzkorrelations-Koeffizient, Wertebereich (-1, . . . +1)
PZFNi	=PZF-Werte des normierten aktuellen PZF-Abschnitts
M1	=Mittelwert der PZF-Werte des normierten aktuellen PZF-Abschnitts
M2	=Mittelwert der ursprünglichen sowie der spiegelbildlichen Vergleichsperiode
k	=Grenze des Verschiebebereichs
n	=Verschiebeparameter

Der KKF-Koeffizient ist ein Maß für die Ähnlichkeit der verglichenen Funktionen. Hierbei ist:

KKF(n)=+1 größtmögliche Ähnlichkeit
KKF(n)=  0 keine Ähnlichkeit
KKF(n)=-1 größtmögliche inverse Ähnlichkeit

Wenn durch die Kreuzkorrelation des normierten aktuellen PZF-Abschnitts mit der spiegelbildlichen Vergleichsperiode ein KKF-Koeffizient ermittelt wird, der nahe am Betrag +1 liegt oder diesen Betrag erreicht und somit die Drehrichtungsänderung der Spule 62 erkannt wird, gibt das Steuerelement 70 an seinem Ausgang AF anstelle des bislang dort anliegenden Signals H ein Signal L an den Eingang DRE des Fehlerdekodierers 51 ab. Die durch diesen daraufhin ausgelöste Steuerungsfunktion entspricht derjenigen, die beim ersten Ausführungsbeispiel bei Erkennung einer Drehrichtungsänderung der Spule 6 ausgelöst wird.

Am Gehäuse 100 der Nähmaschine ist gemäß Fig. 10 eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Faden auf eine Spule 101 befestigt. Diese im folgenden als Spuleinrichtung 102 bezeichnete Vorrichtung weist einen Drehantrieb 103 mit einer Spulerwelle 104, auf der eine Schiebehülse 105 drehfest angeordnet ist, auf. An der Schiebehülse 105 ist ein sich parallel zur Spulerwelle 104 erstreckendes Umlenkelement 106 für den Spulenfaden befestigt. Das als Stift 107 ausgebildete Umlenkelement 106 ist in einer Ausnehmung 108 (Fig. 11) eines auf der Spulerwelle 104 befestigten, als Widerlager für die auf die Spulerwelle 104 aufsteckbare Spule 101 dienenden Anschlags 110 geführt und zwischen einer Ruhestellung, in der es sich außer Eingriff mit dem Spulenfaden befindet (Fig. 11) und einer Umlenkstellung, in der es in den Zuführungsweg des Spulenfadens ragt (Fig. 12), verschiebbar. Die Spule 101, für deren dem Anschlag 110 zugewendeten Flansch nachfolgend das Bezugszeichen 112 und für deren anderen, an seiner Außenseite eine durch Hell-Dunkel-Felder 113 gebildete Markierung 114 aufweisenden Flansch das Bezugszeichen 115 verwendet wird, ist durch eine Bügelfeder 116, die an der Spulerwelle 104 befestigt ist und in den Mitnehmerschlitz 117 des Spulenflansches 115 eingreift, gegen die Drehbewegung relativ zur Spulerwelle 104 gesichert. In der dadurch vorgegebenen Stellung der Spule 101 auf der Spulerwelle 104 ist der im anderen Spulenflansch 112 ausgebildete, als Öffnung 118 zum Durchtritt des Umlenkelementes 106 dienende Mitnehmerschlitz 119 auf das Umlenkelement 106 ausgerichtet.

Die Schiebehülse 105 ist mit einer umlaufenden Führungsnut 120 für an den gabelförmigen Enden 121 einer Schwinge 122 vorgesehene Zapfen 123 ausgebildet. Die Schwinge 122, die um ein Festlager 124 schwenkbar gelagert ist, bildet zusammen mit einer parallel verlaufenden, zweiten Schwinge 125 und einem Verbindungslenker 126 ein Lenkerparallelogramm 127. Dieses bildet seinerseits zusammen mit einem Stellantrieb 128, der mit der Schwinge 125 drehfest verbunden ist, eine Stellvorrichtung 129 für das Umlenkelement 106.

Die Markierung 114 auf dem Spulenflansch 115 wird durch eine nur symbolisch dargestellte Sensorvorrichtung 130 überwacht, indem von einer Leuchtdiode 131 abgestrahltes Licht nach Reflexion an der Markierung 114 einem als Fototransistor ausgebildeten Fotodetektor 132 zugeleitet wird.

Die Fig. 13 zeigt in einem vereinfachten Schaltplan die zur Funktion der Spuleinrichtung 102 erforderlichen Elemente einer Steuereinrichtung 133. Der Emitter des Fotodetektors 132 ist an den Zähleingang ZE einer Zähleinrichtung 134 angeschlossen, die außerdem einen mit einem Ausgang A1 eines durch einen Mikrocomputer gebildeten Steuerelementes 135 verbundenen Rückstelleingang RE aufweist. Der Ausgang A der Zähleinrichtung 134 ist an einen Eingang E eines Vergleichers 136, dessen Stell-Eingang SE mit einem Ausgang A2 des Steuerelementes 135 verbunden ist, angeschlossen. Der Ausgang A des Vergleichers 136 ist mit einem Eingang E1 des Steuerelementes 135 verbunden.

An einen Eingang E2 des Steuerelementes 135 ist ein Programmspeicher 137 angeschlossen, in dem das Steuerprogramm für das Steuerelement 135 abgelegt ist. Ein Eingang E3 des Steuerelementes 135 ist mit einem Bedienfeld 138 verbunden, das außerdem über einen Eingabespeicher 139 mit einem Eingang E4 des Steuerelementes 135 verbunden ist. Ein Ausgang A3 des Steuerelementes 135 ist über eine Leistungsschaltung 141 mit dem Drehantrieb 103 und ein Ausgang A4 über eine Leistungsschaltung 142 mit dem Stellantrieb 128 verbunden. Der Drehantrieb 103 ist seinerseits an einen Eingang E5 und der Stellantrieb 128 an einen Eingang E6 des Steuerelementes 135 angeschlossen.

Mit einem Eingang E7 des Steuerelementes 135 ist ein nur symbolisch dargestellter Endschalter 143 verbunden, der bei Erreichen einer vorbestimmten Spulenfüllung gedrückt wird.

Die Spuleinrichtung 102 arbeitet wie folgt:

Nach Aufstecken einer leeren Spule 101 auf die Spulerwelle 104 wird dem Steuerelement 135 über das Bedienfeld 138 ein Signal am Eingang E3 zugeleitet, woraufhin das Steuerelement 135 an seinem Ausgang A3 ein Signal an die Leistungsschaltung 141 zum Einschalten des Drehantriebs 103 und damit zum Antrieb der Spulerwelle 104 abgibt.

Die Lichtstrahlen der Leuchtdiode 131 fallen auf die Hell-Dunkel-Felder der Markierung 114 und werden infolge des wechselnden Reflektionsverhaltens bei sich drehender Spule 101 von dem Fotodetektor 132 als Signale wechselnder Intensität aufgenommen. Da die Anzahl der Signale pro Umdrehung der Spule 101 durch die Anzahl der Hell-Dunkel-Felder 113 auf dem Spulenflansch 115 vorgegeben ist, kann aus der Anzahl dieser Signale die zugeordnete Anzahl an Umdrehungen der Spule 101 ermittelt werden. Die vom Fotodetektor 132 aufgenommenen Signale werden der Zähleinrichtung 134 zugeleitet, die an ihrem Ausgang A den jeweils letzten Zählwert an den Eingang E des Vergleichers 136 abgibt. Der Vergleicher setzt diesen Zählwert in bezug zu einem am Bedienfeld 138 einstellbaren, nach Zwischenspeicherung im Eingabespeicher 139 bei Beginn des Spulvorganges vom Steuerelement 135 an dessen Eingang E4 einlesbaren und nach Abgabe an dessen Ausgang A2 dem Stell-Eingang SE des Vergleichers 136 zuführbaren Vorgabewert. Solange der Zählwert mit dem Vorgabewert nicht übereinstimmt, unterdrückt der Vergleicher 136 eine Signalabgabe an seinem Ausgang A. Wenn das Steuerelement 135 dagegen an seinem Eingang E1 ein Signal vom Vergleicher 136 aufnimmt, befindet sich eine die Restfadenmenge bildende vorbestimmte Anzahl von Fadenwicklungen auf der Spule 101. Das Steuerelement 135 gibt daraufhin an seinem Ausgang A3 ein Signal zum Stillsetzen des Drehantriebs 103 und, sobald an seinem Eingang E5 ein den Stillstand des Drehantriebs 103 meldendes Signal eingeht, an seinem Ausgang A4 ein Signal zum Einschalten des Stellantriebs 128 ab.

Durch den Stellantrieb 128 in Bewegung gesetzt, wird die Schwinge 125 um einen vorbestimmbaren Schwenkwinkel in Richtung zur Spule 101 bewegt und lenkt dadurch die Schwinge 122 über den Verbindungslenker 126 für eine Schwenkbewegung um das Festlager 124 aus. Die Schwinge 122, die über die Verbindung Zapfen 123/Führungsnut 120 an der Schiebehülse 105 angreift, verschiebt dadurch die letztere in Richtung zur Spule 101 in die Stellung gemäß Fig. 10. Durch diese Bewegung wird das Umlenkelement 106 aus seiner Ruhestellung (Fig. 11) in seine Umlenkstellung (Fig. 12) geschoben. Sobald vom Stellantrieb 128 ein das Erreichen der Umlenkstellung meldendes Signal am Eingang E6 des Steuerelementes 135 eingetroffen ist, gibt dieses an seinem Ausgang A3 ein Signal aus, durch welches der Drehantrieb 103 für eine Bewegung entgegengesetzt zur seitherigen Drehrichtung in Betrieb gesetzt und dadurch die Wicklungsrichtung der Fadenwicklungen umgekehrt wird. Ein Lockern oder Abwickeln zumindest eines Teils der die Restfadenmenge bildenden Fadenwicklungen aufgrund der Drehrichtungsänderung wird durch das Umlenkelement 106, gegen das der Spulenfaden bei Beginn der Spulendrehung in der neuen Drehrichtung gezogen wird, verhindert. Durch das Umlenkelement 106 wird außerdem bewirkt, daß bereits die erste in der neuen Drehrichtung aufgespulte Fadenwicklung fest aufgewickelt wird.

Zusammen mit der Signalabgabe am Ausgang A3 zum Einschalten des Drehantriebs 103 mit der neuen Drehrichtung gibt das Steuerelement 135 an seinem Ausgang A1 ein Signal an den Rückstelleingang RE der Zähleinrichtung 134 ab, wodurch diese auf ihren Ausgangswert zurückgestellt wird. Die Zähleinrichtung 134 summiert in der neuen Drehrichtung der Spule 101 erneut die Signale, bis ein ebenfalls am Bedienfeld 138 eingegebener, über den Eingabespeicher 139 in das Steuerelement 135 eingelesener und dem Stell-Eingang SE des Vergleichers 136 zugeführter zweiter Vorgabewert erreicht ist. Eine Signalabgabe am Ausgang A des Vergleichers 136 bei Erreichen des zweiten Vorgabewertes löst eine Signalabgabe am Ausgang A4 des Steuerelementes 135 an den Stellantrieb 128 aus, wodurch dieser, eine Rückbewegung des Umlenkelementes 106 in dessen Ruhestellung bewirkend, in seine Ausgangsstellung zurückfährt. Der zweite Vorgabewert wird so gewählt, daß in der neuen Wicklungsrichtung eine ausreichende Anzahl von Fadenwicklungen aufgespult ist, um das Zurückziehen des Umlenkelementes 106 in dessen Ruhestellung vornehmen zu können, ohne daß hierdurch der weitere Spulvorgang nachteilig beeinflußt würde.

Wenn durch eine Signalaufnahme am Eingang E6 des Steuerelementes 135 angezeigt wird, daß der Stellantrieb 128 seine Ausgangsstellung erreicht hat, wird durch eine weitere Signalabgabe am Ausgang A1 die Zähleinrichtung 134 auf ihren Ausgangswert zurückgestellt und bis zum Beginn des nächsten Spulvorganges abgeschaltet.

Der Spulvorgang wird fortgesetzt, bis ein vom Endschalter 143 an den Eingang E7 des Steuerelementes 135 abgegebenes Signal anzeigt, daß die Spule 101 gefüllt ist. Das Steuerelement 135 gibt daraufhin ein Signal an seinem Ausgang A3 zum Stillsetzen des Drehantriebs 103 ab.

Claims (12)

1. Verfahren zur Überwachung des Fadens an stichbildenden Maschinen, beispielsweise an Nähmaschinen mit einem Greifer, auf dessen Spule die Fadenwicklungen einer vorbestimmbaren Restfadenmenge in zur Wicklungsrichtung der Hauptfadenmenge entgegengesetzter Richtung aufgespult sind, so daß beim Abzug der Restfadenmenge die Drehrichtung der Spule in die zu ihrer Drehrichtung während des Abzugs der Hauptfadenmenge entgegengesetzter Richtung wechselt und der Drehrichtungswechsel der Spule eine Steuerungsfunktion auslöst, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Die Spule (6; 62) erzeugt bei ihrer Drehung Signale für eine Steuereinrichtung (18; 68),
• b) aus den Signalen wird an einer ersten Überwachungsstelle ein erster Signalverlauf gebildet,
• c) an einer zweiten Überwachungsstelle wird eine zweiter Signalverlauf aufgenommen, der einen Phasenversatz gegenüber dem ersten Signalverlauf aufweist, oder die Reihenfolge der Signale des ersten Signalverlaufs wird bestimmt,
• d) die Auswertung zumindest eines Signalverlaufes erfolgt in Abhängigkeit von der Stichbildefrequenz,
• e) eine Steuerungsfunktion zur Anzeige des Verbrauchsbeginns der Restfadenmenge und/oder zum Verhindern eines Wiederanlaufs der Nähmaschine nach einem Stillsetzvorgang wird ausgegeben, wenn eine Änderung des Phasenversatzes zwischen dem ersten und dem zweiten Signalverlauf ermittelt oder eine Änderung in der Reihenfolge der Signale des ersten Signalverlaufs festgestellt wird, und
• f) eine Steuerungsfunktion zum Beenden des Nähvorgangs wird ausgelöst, wenn eine Unterbrechung eines Signalverlauf bis zum Erreichen einer vorbestimmbaren Anzahl von Stichbildezyklen fortdauert.

2. Vorrichtung an einer stichbildenden Maschine mit einem einen Drehrichtungsdetektor aufweisenden Fadenwächter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrichtungsdetektor (50) eine Vergleichsvorrichtung (45) aufweist, durch die der Phasenversatz zwischen den beiden Signalverläufen durch Vergleich derselben miteinander ermittelbar und mit einem Soll-Phasenversatz in bezug setzbar ist und durch die bei fehlender Übereinstimmung des ermittelten Phasenversatzes mit dem Soll-Phasenversatz die Steuerungsfunktion zur Anzeige des Drehrichtungswechsels auslösbar ist.

3. Vorrichtung an einer stichbildenden Maschine mit einem einen Drehrichtungsdetektor aufweisenden Fadenwächter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrichtungsdetektor (83) eine Vergleichsvorrichtung (79) aufweist, durch welche die Signale des ersten Signalverlaufs bezüglich ihrer Reihenfolge mit Signalen eines der Drehrichtung der Spule (62) bei Verbrauch der Hauptfadenmenge zugeordneten Soll-Signalverlaufs in bezug setzbar sind und durch welche bei fehlender Übereinstimmung die Steuerungsfunktion zur Anzeige des Drehrichtungswechsels auslösbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vergleichsvorrichtung (45) der ermittelte Phasenversatz bezüglich seiner Vorzeichens mit dem Soll-Phasenversatz in bezug setzbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Vergleichsvorrichtung (45) im Rhythmus der Stichbildefrequenz jeweils ein Signal jedes Signalverlaufs einlesbar und durch Vergleich des jeweils letzten Signalpaares mit einem zugeordneten, aus Soll-Signalverläufen gebildeten Vergleichs-Signalpaar bei fehlender Übereinstimmung der beiden Signalpaare eine Abweichung des Phasenversatzes vom Soll-Phasenversatz feststellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichsvorrichtung (45) ein Spulenjitter-Ausblender (49) nachgeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehrichtungsdetektor (50; 83) zusammen mit einem Fadenbruchdetektor (27), der bei Auftreten einer über eine vorbestimmbare Anzahl von Stichbildezyklen fortdauernden Unterbrechung zumindest eines Signalverlaufes eine Steuerungsfunktion ausgibt, an einen Fehlerdekodierer (51) angeschlossen ist, durch den eine der jeweils detektierten Fadenstörung zugeordnete Maschinenfunktion auslösbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3 und 7 mit einer Zusatzvorrichtung, die nach Beseitigung einer Störung am Spulenfaden eine hinsichtlich des Nadelfadens unterbrechungslose Fortsetzung der Naht gewährleistet, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebszustand der Zusatzvorrichtung (58) entweder durch eine Steuerungsfunktion des Fadenbruchdetektors (27) oder durch eine einer ersten Steuerungsfunktion der Vergleichsvorrichtung (45; 79) nach einer vorbestimmbaren Anzahl von Stichbildezyklen folgenden zweiten Steuerungsfunktion der Vergleichsvorrichtung (45; 79) aktivierbar ist.

9. Vorrichtung zum Aufwickeln von Faden auf der Spule mit einer Zähleinrichtung für die Umdrehungen der Spulerwelle zur Erzielung unterschiedlicher Aufwicklerrichtungen des Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen eines vorbestimmbaren Füllungsgrads der Spule (101), vorzugsweise nach Erreichen einer an der Zähleinrichtung (134) einstellbaren Anzahl von Umdrehungen der Spulerwelle (104) deren Drehrichtung änderbar und ein Umlenkelement (106) für den Faden durch eine Stellvorrichtung (129) von einer außerhalb des Zuführweges des Fadens gelegenen Ruhestellung in eine innerhalb dessen Zuführweg gelegene Umlenkstellung bewegbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der zwischen der Änderung der Drehrichtung der Spulerwelle (104) und der Rückführung des Umlenkelementes (106) in seine Ruhestellung von der Spulerwelle (104) auszuführenden Umdrehungen durch Einstellung eines Endwertes der Zähleinrichtung (134) vorbestimmbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkelement (106) parallel zur Achse der Spule (101) bewegbar und durch eine in einem der Spulenflansche (112, 115) ausgebildete Öffnung (118) in die Spule (101) einschiebbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (118) durch den im Spulenflansch (112; 115) vorhandenen Mitnehmerschlitz (119) gebildet ist.