DE4232273C2 - Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine - Google Patents

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 63-38 496 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-63 38 496. 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 eine Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine mit voraussetzungsgemäßen Merkmalen anzuge­ ben, die sich mit geringen Kosten herstellen läßt und trotz der schädlichen Einwirkungen von Vibrationen, Störeinstellungen u. dergl. zuverlässig und dauerhaft arbeitet.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung -also den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 in Verbindung mit diesen Oberbegriffsmerkmalen (vgl. auch US 49 20 205) in zufriedenstellender Weise gelöst. Die erfindungsgemäße Abtasteinrichtung kann dabei in vorteilhafter Weise mit einem dünneren und kompakteren Ab­ tastbereich realisiert werden. Außerdem wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß durch die erfindungsgemäße Abtasteinrich­ tung für eine Nähmaschine die Belastungen minimal sind, die auf die Lichtwellenleiter wirken, da Lichtwellenleiter mit einer minimalen Krümmung zur Anwendung gelangen.

Um die Belastung, die auf gekrümmte Lichtwellenleiter wirkt, zu verringern, beschreibt die US-Patentschrift 5,015,056 eine Abtastvorrichtung, bei der die Enden eines lichtemittierenden und eines lichtempfangenden Lichtwellenleiters einander gegen­ überliegend angeordnet sind, wobei diese Lichtwellenleiter in einem gemeinsamen Anschlußkabel geführt werden. Um die gegen­ überliegende Anordnung der beiden korrespondierenden Enden der Lichtwellenleiter zu ermöglichen, ist es notwendig, die Licht­ wellenleiter entsprechend zu biegen. Um die von der Biegung bzw. Krümmung ausgehende Belastung für den Lichtwellenleiter gering zu halten, ist dieser in ein Harz eingegossen. Die in der US-Patentschrift vorgeschlagene Lösung zur mechanischen Entlastung der Lichtwellenleiter ist jedoch nicht optimal, da die Lichtwellenleiter nach wie vor eine starke Krümmung auf­ weisen und insofern auch hinsichtlich ihrer Lichtdurch­ lässigkeit von nicht optimaler Effektivität sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nachstehend 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 des Modulbereichs in der Abtast­ einrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Modulbereichs in der Abtast­ einrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine Seitenansicht einer ersten Lichtabschirmungs­ platte in der Abtasteinrichtung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Seitenansicht einer zweiten Lichtabschirmungs­ platte in der Abtasteinrichtung gemäß der bevorzugten 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 (5)

1. Abtasteinrichtung für eine Nähmaschine, umfassend mehrere scheibenartige Flächenkörper mit lichtdurchlässigen und lichtabsorbierenden Abschnitten, wobei die Flächenkörper ko­ axial auf einer rotierenden Welle montiert sind, die mit dem Nähmaschinenantrieb in Wirkverbindung steht, und wobei wei­ terhin die Flächenkörper gegeneinander verdreh- sowie in ei­ ner einstellbaren Lagebeziehung feststellbar sind, gekennzeichnet durch einen Lichtwellenleiterträger (16), welcher Enden von Lichtsende- und Lichtempfangswellenleitern (15a, 15b) auf­ nimmt, wobei die Enden auf sich gegenüberliegende, reflektie­ rende Bereiche (39a, 39b) des Lichtwellenleiterträgers (16) führen, weiterhin die Flächenkörper (26a-26c) derart zwischen den sich gegenüberliegenden reflektierenden Bereichen (39a, 39b) rotieren, daß mittels der lichtdurchlässigen und lichtabsorbierenden Abschnitte der Strahlungsfluß unterbro­ chen werden kann, und eine krümmungsfreie Ausrichtung der Lichtwellenleiter im wesentlichen radial zum Flächenkörper.

2. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierenden Bereiche (39a, 39b) jeweils an den Stirnflächen der Lichtwellenleiter (15a, 15b) zur Strahlenablenkung in axialer Richtung zum Flächenkörper hin angeordnet sind.

3. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Lichtabschirm- oder Lichtdurchlaßplatte (26a) fest oder unverdrehbar auf der Welle (11) montiert ist und eine Winkeleinstellskala (29) und entsprechende Winkelanzeigen (32), insbesondere in aufgedruckter Form auf­ weist,
und daß zweite und/oder dritte Lichtabschirm- oder Lichtdurchlaßplatten (26a, 26c) verdrehbar auf der Welle (11) montiert sind und jeweils einen Anzeigepfeil (32) zur Einstellung einer relativen Position zwischen der zweiten Platte und der dritten Platte sowie der ersten Platte aufwei­ sen, insbesondere in aufgedruckter Form, wobei die Lichtschirm- oder Lichtdurchlaßplatten den Flächenkörper bilden.

4. Abtasteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigepfeil (32), der auf die zweite und/oder dritte Platte (26b, 26c) aufgedruckt ist, und die Winkeleinstellskala (29) in verschiedenen Farben aufgedruckt sind, um die ersten, zweiten und dritten Platten (26a, 26b, 26c) zu unterscheiden.

5. Abtasteinrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung ein Fenster (38) zur Aufnahme eines Endes eines Anzeige-Lichtwellenleiters (37) aufweist, wobei der Anzeige-Lichtwellenleiter (37) gemeinsam mit den Lichtsende- und Lichtempfangswellenleitern (15a, 15b) verlegt ist, und daß das andere Ende zu einer Lichtsendeeinrichtung für eine Betriebsstromanzeige führt.