DE4232273A1 - Abtasteinrichtung fuer eine naehmaschine - Google Patents
Abtasteinrichtung fuer eine naehmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Abtasteinrichtung für eine Nähma
schine, um beispielsweise die Position einer Nähnadel und die
Geschwindigkeit der Nähmaschine abzutasten. Die Abtastein
richtung bzw. der entsprechende Detektor sind zweckmäßiger
weise integral mit den Antriebs- und Steuerelementen der Näh
maschine ausgebildet.
Fig. 8 zeigt ein herkömmliches Nähmaschinen-Antriebssystem,
das beispielsweise in der JP-PS 38 496 (1988) beschrieben ist
und eine Nähmaschine 1, einen Motor 2, einen Antriebsriemen 3
für die Übertragung der Drehbewegung, einen Nadelbereich 4,
einen Steuerschaltungsbereich 5 für die Antriebssteuerung des
Motors 2, einen Detektor 6 sowie eine Stromanzeige 100 auf
weist.
Fig. 9 zeigt im einzelnen einen Nadelpositionsdetektor vom
Lichtwellenleitertyp der herkömmlichen Vorrichtung gemäß der
JP-PS 38 496 (1988). Diese Einrichtung weist einen Abtastbe
reich 6a, ein Lichtwellenleiterkabel 6b, einen Verarbeitungs
modulbereich 6c für eine fotoelektrische Umsetzung sowie
elektrische Verbinder 6d und 7 auf, um den Modulbereich 6c
und den Steuerschaltungsbereich 5 miteinander zu verbinden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen in näheren Einzelheiten den Abtast
bereich 6a des herkömmlichen Nadelpositionsdetektors gemäß
Fig. 9, der folgende Baugruppen aufweist: eine Nähmaschinen
welle 10, eine Welle 11 des Abtastbereiches 6a, die sich in
Eingriff mit der Nähmaschinenwelle 10 dreht, sowie auf der
Welle 11 montierte reflektierende Platten 12 und 13 zur Er
fassung der Nadel-OBEN-Position bzw. der Nadel-UNTEN-Posi
tion, um Licht von einem Lichtwellenleiter 14 und einem
Lichtwellenleiter 15 zur Erfassung der Nadel-OBEN-Position
bzw. Nadel-UNTEN-Position zu reflektieren.
Fig. 11 zeigt einen reflektierenden Bereich 13a der reflek
tierenden Platte 13, einen Lichtwellenleiterträger 16, einen
Lichtsende-Lichtwellenleiter 15a, der entsprechend dem re
flektierenden Bereich 13a der reflektierenden Platte 13 zur
Erfassung der Nadel-UNTEN-Position vorgesehen ist, und einen
Lichtempfangs-Lichtwellenleiter 15b, der entsprechend dem re
flektierenden Bereich 13a der reflektierenden Platte 13 zur
Erfassung der Nadel-UNTEN-Position vorgesehen ist.
Obwohl in Fig. 11 nicht dargestellt, sind gemäß Fig. 12 ein
Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a und ein Lichtempfangs-Licht
wellenleiter 14b, entsprechend dem reflektierenden Bereich
der reflektierenden Platte 12 zur Erfassung der Nadel-OBEN-
Position, zusätzlich vorgesehen und üben die gleichen Funk
tionen aus wie es im Zusammenhang mit dem Lichtsende-Licht
wellenleiter 15a und dem Lichtempfangs-Lichtwellenleiter 15b
erläutert ist.
Fig. 12 zeigt einen Modulbereich 6c des Nadelpositionsdetek
tors, der Lichtsendeeinrichtungen 20, Lichtempfangseinrich
tungen 21, einen Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a für die Er
fassung der Nadel-OBEN-Position, einen Lichtempfangs-Licht
wellenleiter 14b für die Erfassung der Nadel-OBEN-Position,
einen Lichtsende-Lichtwellenleiter 15a für die Erfassung der
Nadel-UNTEN-Position, einen Lichtempfangs-Lichtwellenleiter
15b zur Erfassung der Nadel-UNTEN-Position, ein Gehäuse 22
des Modulbereiches 6c, eine Schaltungsplatte 23 mit darauf
montierten Lichtsendeeinrichtungen 20, elektronische Kompo
nenten 24 für eine Signalverarbeitungsschaltung, eine Schal
tungsplatte 25, auf der die elektronischen Komponenten 24
montiert sind, und einen Verbinder 6d für eine elektrische
Verbindung mit einem Steuerschaltungsbereich 5 aufweist.
Die Wirkungsweise eines derartigen Detektors wird nachstehend
beschrieben. Zunächst müssen vor dem Beginn des Betriebes die
positionsmäßigen Relationen zwischen den OBEN- und UNTEN-Po
sitionen der Nähmaschinennadel und der reflektierenden Plat
ten 12 und 13 des Detektors eingestellt und fixiert werden.
Während des Betriebes wird Energie bzw. Strom von dem Steuer
schaltungsbereich 5 über die Verbinder 7 und 6d zugeführt,
und Licht, das von den Lichtsendeeinrichtungen 20 in dem Mo
dulbereich 6c fotoelektrisch umgesetzt worden ist, tritt in
den Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a oder 15a ein, erreicht
den Lichtstrahlungsbereich des Abtastbereiches 6a über das
Lichtwellenleiterkabel 6b, wird von dem reflektierenden Be
reich 12a der reflektierenden Platte 12 oder dem reflektie
renden Bereich 13a der reflektierenden Platte 13 reflektiert,
dann von dem Lichtempfangs-Lichtwellenleiter 14b oder 15b
empfangen, kehrt wieder zu dem Modulbereich 6c zurück, wird
von den Lichtempfangseinrichtungen 21 fotoelektrisch umge
setzt, anschließend einer Wellenformverarbeitung durch die
Signalverarbeitungsschaltung 24 unterzogen, geht als elektri
sches Signal durch die Verbinder 6d und 7 hindurch und wird
dann zu dem Steuerschaltungsbereich 5 übertragen als Nadel
OBEN-Positionssignal oder Nadel-UNTEN-Positionssignal zur
Steuerung der Nähmaschine.
Bei dem herkömmlichen Detektor 6 arbeiten die Lichtwellenlei
ter 14 und 15 so, daß sie Licht sowohl zu dem Abtastbereich
6a aussenden als auch Licht von dem Abtastbereich 6a empfan
gen, wobei der Abtastbereich 6a in Eingriff mit der Nähma
schinenwelle 10 montiert ist und die reflektierenden Platten
12 und 13 aufweist, um eine Nähmaschinen-Nadelposition an
zugeben, d. h. die Lichtwellenleiter 14 und 15 werden nur zum
Zwecke der Abtastung verwendet.
Der Verarbeitungsmodulbereich 6c für die fotoelektrische Um
setzung, der an den Steuerschaltungsbereich 5 angeschlossen
ist, enthält elektronische Komponenten, wie z. B. die Licht
sendeeinrichtungen und Lichtempfangseinrichtungen 20 bzw. 21
sowie eine Signalverarbeitungsschaltung 24, während der Ab
tastbereich 6a und der Modulbereich 6c durch die Lichtwellen
leiter 14 und 15 verbunden sind, die in einem Lichtwellenlei
terkabel 6b untergebracht sind. Bei der herkömmlichen Anord
nung mit dem oben beschriebenen Aufbau kann der Einfluß von
statischen Störungen aufgrund der Reibung eines zu nähenden
Gewebes sowie von anderen Störungen beseitigt werden. Damit
wird eine Fehlfunktion vermieden, und es kann ein stabiler
Betrieb der Nähmaschine durchgeführt werden.
Bei dem herkömmlichen Detektor mit dem oben beschriebenen
Aufbau wird Licht, welches durch die Lichtsende-Lichtwellen
leiter 14a oder 15a geschickt wird, von dem reflektierenden
Bereich der reflektierenden Platte 12 oder 13 reflektiert,
die an der Welle 11 befestigt sind, und von dem Lichtemp
fangs-Lichtwellenleiter 14b oder 15b empfangen. Die reflek
tierenden Platten 12 und 13 müssen jedoch konstante Schwin
gungen oder Vibrationen während des Betriebes der Nähmaschine
1 aushalten. Außerdem ist es so, daß dann, wenn die Lager zur
Lagerung der Welle 11 Verschleißerscheinungen zeigen, die
Welle 11 in einem noch stärkeren Ausmaße vibriert, was dazu
führt, daß sich die optischen Achsen zwischen den Lichtwel
lenleitern 14 und 15 sowie den reflektierenden Bereichen der
reflektierenden Platten 12 und 13 ändern, was dazu führt, daß
die vorgegebenen Signale nicht mehr empfangen werden können.
Da weiterhin die reflektierenden Bereiche der reflektierenden
Platten 12 und 13 gekrümmt sind, sind diese schwierig zu be
arbeiten und teuer in der Herstellung.
Außerdem machen die drehbaren reflektierenden Platten 12 und
13, die als Komponenten für die Signalabtastung verwendet
werden, den Abtastbereich 6a relativ dick und ermöglichen
keine kompakte Ausführung der Bauform.
Da weiterhin bei dem herkömmlichen Detektor die Lichtsende-
Lichtwellenleiter 14a und 15a sowie die Lichtempfangs-Licht
wellenleiter 14b und 15b gebogen werden müssen, wie es Fig.
11 zeigt, und zwar unter Berücksichtigung der Krümmungen der
reflektierenden Platten 12 und 13, werden diese Lichtwellen
leiter 14 und 15 erheblichen Belastungen und Spannungen aus
gesetzt.
Aufgrund der Elastizität der Lichtwellenleiter 14 und 15 und
in Abhängigkeit von dem Krümmungsausmaß der Lichtwellenleiter
können relativ große innere Kräfte auf diese Lichtwellenlei
ter 14 und 15 wirken, um sie in ihren ursprünglichen geradli
nigen Zustand zurückzubringen, wobei diese inneren Kräfte
bzw. Spannungen zu erheblichen Belastungen der Lichtwellen
leiter 14 und 15 in dem Bereich führen, in welchem die Licht
wellenleiter 14 und 15 in den Lichtwellenleiterträger einge
setzt sind. Somit besteht in Kombination mit den oben be
schriebenen Vibrationserscheinungen eine beträchtliche Ge
fahr, daß der Lichtwellenleiterträger 16 brechen kann.
Wenn weiterhin der Krümmungsradius groß ist, nimmt das Licht
durchlässigkeitsvermögen der Lichtwellenleiter 14 und 15 ab,
so daß ihre Effizienz verschlechtert wird. Infolgedessen sind
teure Lichtwellenleiter erforderlich, um die oben beschriebe
nen Probleme zu überwinden.
Die herkömmliche Vorrichtung gemäß Fig. 8 weist außerdem eine
Stromanzeige 100 mit einer Licht emittierenden Diode und Lei
tungsdrähten auf, die durch das Kabel 6b verlaufen, um die
Licht emittierende Diode einzuschalten. Wie oben erläutert,
werden die Lichtwellenleiter dort nur zu Abtastzwecken ver
wendet. Im Gegensatz dazu wird der Steuerschaltungsbereich 5
über normale Leitungsdrähte mit Energie bzw. Strom versorgt,
welche durch das Kabel 6b zu der Stromanzeige 100 verlaufen.
Industrielle Nähmaschinen werden häufig in solchen Bereichen
verwendet, in denen Hochfrequenzschweißgeräte verwendet wer
den, um beispielsweise Regenmäntel, Zelte usw. zu schweißen.
Da jedoch Hochfrequenzschweißgeräte elektromagnetische Wellen
hoher Frequenz mit etwa 27 MHz bis 42 MHz mit Ausgangslei
stungen von einigen kW bis einigen zehn kW erzeugen, können
die Leitungsdrähte in dem Kabel 6b für die Stromanzeige 100
als Antennen wirken und auf diese Weise die elektromagneti
schen Wellen empfangen und elektromotorische Kräfte erzeugen.
Diese elektromotorischen Kräfte sind in hohem Maße uner
wünscht, da sie den Steuerschaltungsbereich 5 beeinträchtigen
und bewirken können, daß der Steuerschaltungsbereich 5 feh
lerhaft arbeitet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Vermeidung der vor
stehend beschriebenen Unzulänglichkeiten von herkömmlichen
Vorrichtungen eine Abtasteinrichtung für Nähmaschinen anzuge
ben, die sich mit geringen Kosten herstellen läßt und trotz
der schädlichen Einwirkungen von Vibrationen zuverlässig und
dauerhaft arbeitet.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung in zufriedenstellender
Weise gelöst. Die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung kann da
bei in vorteilhafter Weise mit einem dünneren und kompakteren
Abtastbereich realisiert werden. Außerdem wird in vorteilhaf
ter Weise erreicht, daß durch die erfindungsgemäße Abtastein
richtung für eine Nähmaschine die Belastungen minimal sind,
die auf die Lichtwellenleiter wirken, da Lichtwellenleiter
mit einer minimalen Krümmung zur Anwendung gelangen. Ein wei
terer Vorteil der erfindungsgemäßen Abtasteinrichtung besteht
darin, daß sie eine Stromanzeige aufweist, die keine elektri
schen Störungen auf den Betrieb des Detektors und der Steue
rung ausübt.
Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Abtasteinrichtung für eine
Nähmaschine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Ebene A-A in Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Lichtwellenleiterträgers
in der Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 4 eine Vorderansicht eines Modulbereiches in der Ab
tasteinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 5 eine Seitenansicht des Modulbereiches in der
Abtasteinrichtung gemäß der bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer ersten Lichtabschirmungs
platte in der Abtasteinrichtung gemäß der bevorzug
ten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 7 eine Seitenansicht einer zweiten Lichtabschirmungs
platte in der Abtasteinrichtung gemäß der bevorzug
ten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 eine Gesamtansicht zur Erläuterung der Anordnung
einer herkömmlichen Nähmaschine;
Fig. 9 eine Vorderansicht einer herkömmlichen Abtastein
richtung für eine Nähmaschine gemäß Fig. 8;
Fig. 10 eine Vorderansicht im Schnitt des Abtastbereiches
der herkömmlichen Nähmaschine gemäß Fig. 8 und 9;
Fig. 11 eine Seitenansicht im Schnitt desselben
Abtastbereiches gemäß Fig. 10; und in
Fig. 12 eine Schnittansicht eines Modulbereiches der her
kömmlichen Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine
gemäß Fig. 8 und 9.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform unter Be
zugnahme auf die Fig. 1 bis 7 näher erläutert. Flache, als
Flächenkörper ausgebildete erste, zweite und dritte Lichtab
schirmplatten 26a, 26b bzw. 26c sind koaxial an einer Welle
11 montiert, die mit einer Nähmaschinenwelle 10 verbunden
ist.
Die erste Lichtabschirmplatte 26a erfaßt die Nähmaschinenge
schwindigkeit und eine Nadel-OBEN-Position, wobei ihr Basis
material aus einem lichtdurchlässigen Kunstharz besteht. Ein
Lichtabschirmbereich 27 zur Geschwindigkeitsmessung, ein
Lichtabschirmbereich 28 zur Erfassung einer Nadel-OBEN-Posi
tion, eine Winkeleinstellskala 29 sowie eine Winkelanzeige 30
sind beispielsweise schwarz auf die Oberfläche des Basismate
rials gedruckt, vgl. Fig. 6, wobei die Welle 11 in einem Wel
lendurchgangsloch befestigt ist, das im Zentrum der Platte
26a ausgebildet ist. Die Winkelanzeige ist in Form von einem
Zehntel des tatsächlichen Winkels vorgesehen, d. h. der Winkel
von 340° wird als 34° angezeigt.
Die zweite Lichtabschirmplatte 26b ist so ausgebildet, daß
sie eine Nadel-UNTEN-Position abtastet, und ihr Basismaterial
ist ebenfalls ein lichtdurchlässiges Kunstharz. Ein Lichtab
schirmbereich 31 zur Erfassung einer Nadel-UNTEN-Position und
ein Anzeigepfeil 32 zur Anzeige eines Winkels sind auf die
Oberfläche des Basismaterials gedruckt, und zwar in einer an
deren Farbe als der Farbe der ersten Lichtabschirmplatte 26a,
beispielsweise in rot. Weiterhin ist der Außenumfang der
zweiten Lichtabschirmplatte 26b mit Vorsprüngen 33 versehen,
so daß die zweite Lichtabschirmplatte 26b leicht gegenüber
der ersten Lichtabschirmplatte 26a gedreht werden kann, wobei
die zweite Lichtabschirmplatte 26b sich frei relativ zu der
Welle 11 drehen kann, und zwar mittels eines Wellendurch
gangsloches, das in dem Zentrum der Lichtabschirmplatte 26b
ausgebildet ist.
Obwohl nicht eigens dargestellt, besteht das Basismaterial
der dritten Abschirmplatte 26c ebenfalls aus einem licht
durchlässigen Kunstharz wie im Falle der ersten und zweiten
Lichtabschirmplatten 26a und 26b. Ein Lichtabschirmbereich 34
(vgl. Fig. 1) zur Erfassung einer Fadenabschneider-Zeitsteue
rungsposition ist auf der Oberfläche des Basismaterials vor
gesehen, und ein Anzeigepfeil zur Anzeige eines Winkels ist
ebenfalls auf das Basismaterial gedruckt, und zwar in einer
anderen Farbe als der der ersten und zweiten Lichtabschirm
platten 26a und 26b, beispielsweise in blauer Farbe.
Der Außenumfang der dritten Lichtabschirmplatte 26c ist mit
Vorsprüngen versehen, so daß die Lichtabschirmplatte 26c in
Bezug auf die Lichtabschirmplatten 26a und 26b gedreht werden
kann, wobei sich die dritte Lichtabschirmplatte 26c frei dre
hen kann, und zwar mittels eines Wellendurchgangsloches, das
in dem Zentrum der Lichtabschirmplatte 26c ausgebildet ist,
durch welche die Welle 11 eingesetzt ist. Wenn die zweite und
die dritte Lichtabschirmplatte 26b und 26c in die richtigen
Einstellungen gedreht worden sind, werden sie in ihren Posi
tionen mit einer nicht dargestellten Klemme festgeklemmt.
Ein Lichtwellenleiterträger 16, der beispielsweise in Fig. 2
und 3 dargestellt ist, weist zwei Lichtwellenleiter-Träger
teile 16a und 16b mit gleicher Gestalt auf. Das Lichtwellen
leiter-Trägerteil 16a ist mit linearen Lichtwellenleiter-Be
festigungslöchern 40a versehen, wie es Fig. 3 zeigt, um die
Enden des Lichtsende-Lichtwellenleiters 14a für die Erfassung
der Nadel-OBEN-Position, des Lichtsende-Lichtwellenleiters
15a zur Erfassung der Nadel-UNTEN-Position, des Lichtsende-
Lichtwellenleiters 35a zur Erfassung der Nähmaschinenge
schwindigkeit, des Lichtsende-Lichtwellenleiters 36a zur Er
fassung der Fadenabschneider-Zeitsteuerungsposition und des
Stromanzeige-Lichtwellenleiters 37 zu arretieren. Hierbei ist
wesentlich, daß die Lichtwellenleiter nicht gebogen werden,
wenn sie in die Befestigungslöcher 40a eingesetzt sind. Erste
reflektierende Bereiche 39a sind den Stirnflächen der Licht
sende-Lichtwellenleiter 14a, 15a, 35a bzw. 36a gegenüberlie
gend vorgesehen. Die ersten reflektierenden Bereiche 39a wer
den gebildet durch Plattieren oder durch Anbringen von re
flektierenden Platten mit einem reflektierenden Bereich.
Das Lichtwellenleiter-Trägerteil 16b ist mit linearen Licht
wellenleiter-Befestigungslöchern 40b versehen, um die Enden
des Lichtempfangs-Lichtwellenleiters 14b zur Erfassung der
Nadel-OBEN-Position, des Lichtempfangs-Lichtwellenleiters 15b
zur Erfassung der Nadel-UNTEN-Position, des Lichtempfangs-
Lichtwellenleiters 35b zur Erfassung der Nähmaschinenge
schwindigkeit und des Lichtempfangs-Lichtwellenleiters 36b
zur Erfassung der Fadenabschneider-Zeitsteuerungsposition zu
arretieren und festzuhalten. Wiederum ist von besonderer Be
deutung, daß die Lichtwellenleiter nicht gebogen werden, wenn
sie in die Lichtwellenleiter-Befestigungslöcher 40b einge
setzt sind.
Außerdem sind zweite reflektierende Bereich 39b vorgesehen,
die den Stirnflächen der Lichtempfangs-Lichtwellenleiter 14b,
15b, 35b bzw. 36b gegenüberliegend angeordnet sind. Die zwei
ten reflektierenden Bereiche 39b können in gleicher Weise
vorgesehen und angeordnet sein, wie es oben im Zusammenhang
mit den ersten reflektierenden Bereichen 39b beschrieben ist.
Der Lichtwellenleiterträger 16 wird, beispielsweise mit einer
Schraube oder dergleichen, an dem Gehäuse des Abtastbereiches
6a befestigt, so daß die ersten reflektierenden Bereiche 39a
und die zweiten reflektierenden Bereiche 39b einander gegen
überliegen und daß die Lichtabschirmbereiche 27, 28, 31 und
34 der ersten bis dritten Lichtabschirmplatten 26a, 26b und
26c zwischen den ersten und zweiten reflektierenden Bereichen
39a und 39b angeordnet sind, vgl. Fig. 2. Infolgedessen geht
Licht, das von den Lichtsende-Lichtwellenleitern 14a, 15a,
35a und 36a ausgesendet und von den ersten reflektierenden
Bereichen 39a reflektiert wird, durch die ersten bis dritten
Lichtabschirmplatten 26a, 26b und 26c hindurch, wird von den
zweiten reflektierenden Bereichen 39b reflektiert und tritt
dann in die Lichtempfangs-Lichtwellenleiter 14b, 15b, 35b
bzw. 36b ein.
Ein Stromanzeigefenster 38 ist längs einer Wand des Abtastbe
reiches 6a vorgesehen, wobei es an das eine Ende des Stroman
zeige-Lichtwellenleiters 37 angeschlossen ist. Außerdem ist
ein Befestigungsblock 41 innerhalb des Modulbereiches 6c vor
gesehen, um die Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a, 15a, 35a,
36a und 37 sowie die Lichtempfangs-Lichtwellenleiter 14b,
15b, 35b und 36b zu befestigen. Eine Leiter- oder Schaltungs
platte 23 gemäß Fig. 5 ist innerhalb des Modulbereiches 6c
sicher an den Lichtsendeeinrichtungen 20 und den Lichtemp
fangseinrichtungen 21 befestigt.
Bei der oben beschriebenen Abtasteinrichtung gemäß der bevor
zugten Ausführungsform wird Licht von den Lichtsendeeinrich
tungen 20 in dem Modulbereich 6c ausgestrahlt, vgl. Fig. 4
und 5, geht durch die Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a, 15a,
35a, 36a bzw. 37 hindurch und wird zu dem Abtastbereich 6a
geschickt. Das durch die Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a,
15a, 35a und 36a hindurchgelassene Licht wird auf die ersten
reflektierenden Bereiche 39a projiziert, nämlich von den En
den der Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a, 15a, 35a, 36a, und
dann von den ersten reflektierenden Bereichen 39a zu den er
sten bis dritten Lichtabschirmplatten 26a, 26b und 26c re
flektiert.
Wenn die Lichtabschirmbereiche 27, 28, 31 und 34 der ersten
bis dritten Lichtabschirmplatten 26a, 26b und 26c sich in
Durchlaßstellungen befinden, wird das Licht durch die ersten
bis dritten Lichtabschirmplatten 26a, 26b und 26c hindurchge
lassen und den zweiten reflektierenden Bereichen 39b zuge
führt, dann von den zweiten reflektierenden Bereichen 39b zu
den Lichtempfangs-Lichtwellenleitern 14b, 15b, 35b bzw. 36b
reflektiert. Das den Lichtempfangs-Lichtwellenleitern 14b,
15b, 35b und 36b zugeführte Licht tritt in die Lichtempfangs
einrichtungen 21 ein, vgl. Fig. 5, und wird dort fotoelek
trisch umgesetzt, während ihr Ausgangssignal als elektrisches
Signal in herkömmlicher Weise abgegeben wird, beispielsweise
als Signal mit niedrigem Pegel.
Wenn im Gegensatz dazu die Lichtabschirmbereiche 27, 28, 31
und 34 der ersten bis dritten Lichtabschirmplatten 26a, 26b
und 26c sich in ihren Abschirmpositionen befinden, wird kein
Licht durch die ersten bis dritten Lichtabschirmplatten 26a,
26b und 26c hindurchgelassen. Das bedeutet, daß Licht weder
die zweiten reflektierenden Bereiche 39b erreicht noch den
Lichtempfangs-Lichtwellenleitern 14b, 15b, 35b und 36b zuge
führt wird. In dieser Situation wird das Licht, genauer ge
sagt das Fehlen eines Lichtsignals, von den Lichtempfangsein
richtungen 21 in ein entsprechendes elektrisches Signal umge
wandelt, beispielsweise ein Signal mit hohem Pegel.
Somit können verschiedene Signale erfaßt werden: Ein Ge
schwindigkeitssignal zur Erfassung der Geschwindigkeit einer
Nähmaschine 1 kann von dem Lichtabschirmbereich 27 zur Erfas
sung der Geschwindigkeit erfaßt werden; eine Nadel-OBEN-Posi
tion der Nähmaschine kann von dem Lichtabschirmbereich 28 zur
Erfassung der Nadel-OBEN-Position erfaßt werden; eine Nadel-
UNTEN-Position der Nähmaschine kann von dem Lichtabschirmbe
reich 31 zur Erfassung der Nadel-UNTEN-Position erfaßt wer
den; und eine Fadenabschneider-Zeitsteuerungsposition kann
von dem Lichtabschirmbereich 34 zur Erfassung der Fadenab
schneider-Zeitsteuerungsposition erfaßt werden.
Wenn die optischen Achsen der Lichtsende-Lichtwellenleiter
14a, 15a, 35a und 36a sowie der Lichtempfangs-Lichtwellenlei
ter 14b, 15b, 35b und 36b nicht präzise ausgefluchtet sind,
so erreicht das Licht nicht die Lichtempfangs-Lichtwellenlei
ter 14b, 15b, 35b und 36b, auch wenn die Lichtabschirmberei
che 27, 28, 31 und 34 der ersten bis dritten Lichtabschirm
platten 26a, 26b und 26c sich in den Durchlaßpositionen be
finden. Infolgedessen werden nur elektrische Signale mit ho
hem Pegel geliefert.
Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung sind
jedoch die Lichtsende-Lichtwellenleiter 14a, 15a, 35a und
36a, die ersten reflektierenden Bereiche 39a, die zweiten re
flektierenden Bereiche 39b sowie die Lichtempfangs-Lichtwel
lenleiter 14b, 15b, 35b und 36b integral in ihrer Position
durch den Lichtwellenleiterträger 16 gehalten und befestigt,
so daß für eine akkurate und exakte Ausfluchtung der opti
schen Achsen gesorgt ist und ein konstanter und stabiler Be
trieb der Anordnung gewährleistet ist.
Weiterhin wird bei der bevorzugten Ausführungsform Licht von
den Lichtsendeeinrichtungen 20 in dem Modulbereich 6c gemäß
Fig. 5 durch einen zusätzlichen Stromanzeige-Lichtwellenlei
ter 37 zu dem Stromanzeigefenster 38 für die Stromanzeige
ausgesendet. Da der Stromanzeige-Lichtwellenleiter über die
gesamte Strecke von dem Modulbereich 6c zu dem Abtastbereich
6a verläuft, tritt kein Rausch- oder Störungsproblem auf wie
im Falle einer herkömmlichen Abtasteinrichtung mit einem nor
malen Leitungsdraht.
Die ersten bis dritten Lichtabschirmplatten 26a, 26b und 26c
sind koaxial angeordnet, wie es in Fig. 2 dargestellt ist,
wobei die erste Lichtabschirmplatte 26a unverdrehbar auf der
Welle 11 befestigt ist, während die zweiten und dritten
Lichtabschirmplatten 26b und 26c drehbar auf der Welle 11
montiert sind, wenn die nicht dargestellten Klemmeinrichtun
gen gelöst sind. Die zweiten und dritten Lichtabschirmplatten
26b und 26c werden von der Welle 1 nur während der Winkelein
stellung entriegelt und zu diesem Zweck vorübergehend gelöst.
Außerdem haben die zweiten und dritten Lichtabschirmplatten
26b und 26c Anzeigepfeile, die zur Anzeige eines Drehwinkels
aufgedruckt sind. Die Anzeigepfeile sind in verschiedenen
Farben aufgedruckt, so daß die einzelnen Lichtabschirmplatten
26a, 26b und 26c unterschieden werden können. Außerdem sind
die Außenumfangsbereiche der zweiten und dritten Lichtab
schirmplatten 26b und 26c mit Vorsprüngen versehen, um die
zweiten und dritten Lichtabschirmplatten 26b und 26c relativ
zu der Welle 11 und der ersten Lichtabschirmplatte 26a zu
drehen.
Wie oben erwähnt, sind die Anzeigepfeile der zweiten und
dritten Lichtabschirmplatten 26b und 26c in verschiedenen
Farben aufgedruckt, um das Ablesen eines Winkels zu erleich
tern, der bestimmt wird durch Bezugnahme auf die Winkelein
stellskala 29 der ersten Lichtabschirmplatte 26a. Somit wer
den durch Ablesen der Winkelanzeige 30 (mit einem Zehntel des
tatsächlichen Winkels), die auf die erste Lichtabschirmplatte
26a aufgedruckt ist, die Winkel des Nadel-OBEN-Signals, des
Nadel-UNTEN-Signals und der Fadenabschneider-Zeitsteuerung
leicht bestimmt.
Es darf darauf hingewiesen werden, daß die lichtdurchlässigen
Basismaterialien der ersten bis dritten Lichtabschirmplatten
26a, 26b und 26c alternativ auch nicht lichtdurchlässig sein
können und gebohrte Bereiche aufweisen können, an denen Licht
hindurchzulassen ist.
Weiterhin darf darauf hingewiesen werden, daß auch andere Si
gnale als die oben erwähnten vier Signale, nämlich das Nadel-
OBEN-Positionssignal, das Nadel-UNTEN-Positionssignal, das
Geschwindigkeitsabtastsignal und das Abtastsignal für die Fa
denabschneiderposition, erfaßt und abgetastet werden können
und daß zumindest zwei oder mehr der Signale gleichzeitig er
faßt werden können.
Weiterhin darf darauf hingewiesen werden, daß die reflektie
renden Bereiche 39a und 39b bei der ersten Ausführungsform
zwar an zwei Stellen vorgesehen sind, aber alternativ auch an
einer Stelle vorgesehen sein können, wenn die Positionen und
reflektierenden Winkel der reflektierenden Bereiche so ge
wählt sind, daß die Enden der Lichtwellenleiter linear bzw.
geradlinig gehalten sind, um dadurch jegliche Belastungen und
Spannungen in den Lichtwellenleitern zu reduzieren.
Im Unterschied zu der herkömmlichen Vorrichtung mit drehbaren
reflektierenden Platten ist die erfindungsgemäße Einrichtung
in der Lage, in stabiler Weise Nähmaschinen-Steuersignale ab
zutasten und zu erfassen, und zwar trotz Schwingungen der
Welle aufgrund von entsprechendem Verschleiß.
Weiterhin besteht kein Erfordernis, gekrümmte reflektierende
Bereiche auf den reflektierenden Platten zu verwenden, so daß
die erfindungsgemäße Einrichtung mit geringeren Kosten her
stellbar ist und zu einem Abtastbereich führt, der dünner und
damit kompakter ausgebildet werden kann.
Weiterhin darf darauf hingewiesen werden, daß die erfindungs
gemäße Abtasteinrichtung in erheblichem Maße die Spannungen
und Belastungen reduziert, die sonst auf die Lichtwellenlei
ter ausgeübt werden, da die Lichtwellenleiter in linearer
bzw. geradliniger Weise gelagert sind. Außerdem ermöglichen
es die stationären reflektierenden Bereiche, daß beliebige
und zusätzliche optische Achsen zuverlässig realisiert werden
können. Weiterhin wird gemäß der Erfindung während der Mon
tage ermöglicht, optische Achsen exakt einzustellen, wobei
diese Genauigkeit über lange Zeitspannen beibehalten werden
kann.
Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält auch einen Lichtwel
lenleiter zur Stromanzeige, der in keiner Weise die Steue
rungsschaltung der Nähmaschine stört oder beeinträchtigt.
Weiterhin kann die Stromanzeigeleitung zusammen mit den
Lichtwellenleitern zur Erfassung bestimmter Meßwerte geführt
werden, so daß die Konstruktion der Einrichtung vereinfacht
und erleichtert wird.
Claims (8)
1. Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine,
gekennzeichnet durch
- - einen Verarbeitungsmodulbereich (6c) für eine foto elektrische Umsetzung, der Lichtsendeeinrichtungen (20), Lichtempfangseinrichtungen (21), eine Signalver arbeitungseinheit (24) und einen Verbinder für die Stromversorgung bzw. die Signalübermittlung aufweist;
- - einen Abtastbereich (6a), der eine Lichtabschirmungs und Lichtdurchlaß-Plattenanordnung enthält, die minde stens eine oder mehrere als flache Flächenkörper aus gebildete Lichtabschirm- bzw. Lichtdurchlaßplatten (26a, 26b, 26c) aufweist, die koaxial auf einer Welle (11) montiert sind, die sich in Eingriff mit einer Welle der Nähmaschine dreht und die Bereiche hat, um das Licht abzuschirmen bzw. durchzulassen, das auf die Platte oder die Platten gerichtet ist; und
- - einen Kabelbereich (6b), der Lichtsende-Lichtwellen leiter (14a, 15a, 35a, 36a) und Lichtempfangs-Licht wellenleiter (14b, 15b, 35b, 36b) aufweist, welche die Lichtsendeeinrichtungen (20) bzw. Lichtempfangsein richtungen (21) mit dem Abtastbereich (6a) optisch verbindet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abtastbereich (6a) stationäre reflektierende Be
reiche (39a, 39b) aufweist, die auf gegenüberliegenden
Seiten der Lichtabschirm- und Lichtdurchlaßplattenanord
nung angeordnet sind, um das Licht von den Lichtsende-
Lichtwellenleitern (14a, 15a, 35a, 36a) in Richtung der
Lichtabschirm- und Lichtdurchlaßplatten (26a, 26b, 26c)
und der Lichtempfangs-Lichtwellenleiter (14b, 15b, 35b,
36b) zu reflektieren.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtsende-Lichtwellenleiter (14a, 15a, 35a,
36a) und die Lichtempfangs-Lichtwellenleiter (14b, 15b,
35b, 36b) im wesentlichen linear bzw. geradlinig inner
halb des Abtastbereiches (6a) angeordnet sind, wobei die
reflektierenden Bereiche (29a, 39b) jeweils unter einem
vorgegebenen Winkel zu und gegenüber den Stirnflächen der
Lichtsende-Lichtwellenleiter bzw. Lichtempfangs-Lichtwel
lenleiter angeordnet sind.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abtastbereich (6a) einen Sichtwellenleiterträger
(16) aufweist, der in integraler Weise die reflektieren
den Bereiche (39a, 39b), die Lichtsende-Lichtwellenleiter
(14a, 15a, 35a, 36a) und die Lichtempfangs-Lichtwellen
leiter (14b, 15b, 35b, 36b) fixiert und haltert.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Lichtabschirm- bzw. Lichtdurchlaßplatte (26a) fest bzw. unverdrehbar auf der Welle (11) montiert ist und eine Winkeleinstellskala (29) und entsprechende Winkelanzeigen (32), insbesondere in aufgedruckter Form aufweist,
und daß zweite und/oder dritte Lichtabschirm- bzw. Lichtdurchlaßplatten (26b, 26c) drehbar auf der Welle (11) montiert sind und jeweils mit einem Anzeigepfeil (32) zur Einstellung einer relativen Position zwischen der zweiten Platte und der dritten Platte sowie der er sten Platte aufweist, insbesondere in aufgedruckter Form.
daß eine erste Lichtabschirm- bzw. Lichtdurchlaßplatte (26a) fest bzw. unverdrehbar auf der Welle (11) montiert ist und eine Winkeleinstellskala (29) und entsprechende Winkelanzeigen (32), insbesondere in aufgedruckter Form aufweist,
und daß zweite und/oder dritte Lichtabschirm- bzw. Lichtdurchlaßplatten (26b, 26c) drehbar auf der Welle (11) montiert sind und jeweils mit einem Anzeigepfeil (32) zur Einstellung einer relativen Position zwischen der zweiten Platte und der dritten Platte sowie der er sten Platte aufweist, insbesondere in aufgedruckter Form.
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anzeigepfeil (32), der auf die zweite und/oder
die dritte Platte (26b, 26c) aufgedruckt ist und die Win
keleinstellskala (29) in verschiedenen Farben aufgedruckt
sind, um die ersten, zweiten und dritten Platten (26a,
26b, 26c) zu unterscheiden.
7. Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine,
gekennzeichnet durch
- - einen Verarbeitungsmodulbereich (6c) zur fotoelektri schen Umsetzung, der eine Lichtsendeeinrichtung (20) für die Stromanzeige und einen Verbinder (6d) für eine Stromzuführung bzw. eine Signalzuführung aufweist;
- - einen Abtastbereich (6a), der mit dem Verarbeitungsmo dulbereich (6c) zur fotoelektrischen Umsetzung über einen Kabelbereich (6b) optisch verbunden ist und der ein Stromanzeigefenster (38) aufweist; und
- - einen Stromanzeige-Lichtwellenleiter (37), der in dem Kabelbereich (6b) angeordnet ist und der den Verarbei tungsmodulbereich (6c) zur fotoelektrischen Umsetzung mit dem Abtastbereich (6a) optisch verbindet, wobei das eine Ende des Stromanzeige-Lichtwellenleiters (37) in dem Stromanzeigefenster (38) angeordnet ist, wäh rend das gegenüberliegende Ende des Stromanzeige Lichtwellenleiters (37) optisch mit der Lichtsendeein richtung (20) für die Stromanzeige verbunden ist.
8. Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine,
gekennzeichnet durch
- - eine erste Einheit, die Lichtsendeeinrichtungen (20), Lichtempfangseinrichtungen (21), eine Signalverarbei tungsschaltung (24) und einen Verbinder (6d) für die Stromzuführung bzw. die Signalzuführung aufweist;
- - eine Abtasteinheit mit einer Lichtabschirm- bzw. Lichtdurchlaßanordnung, die mindestens eine oder aber mehrere Lichtabschirm- bzw. Lichtdurchlaßelemente auf weist, wobei zumindest eines von ihnen sich in Ein griff mit einer Welle der Nähmaschine dreht und Berei che zur Abschirmung und zum Durchlaß von Licht be sitzt; und
- - eine zweite Einheit, die Lichtsende-Lichtwellenleiter (14, 15a, 35a, 36a) und Lichtempfangs-Lichtwellenlei ter (14b, 15b, 35b, 36b) aufweist, welche die Licht sendeeinrichtungen (20) und die Lichtempfangseinrich tungen (21) jeweils mit dem Abtastbereich (6a) optisch verbinden.
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D2 | Grant after examination | ||
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