DE4241446C1

DE4241446C1 - Betätigungsvorrichtung mit eingebautem Drehzahl-Sollwertgeber für den Antriebsmotor einer Nähmaschine

Info

Publication number: DE4241446C1
Application number: DE19924241446
Authority: DE
Inventors: Fritz Jehle
Original assignee: GM Pfaff AG
Current assignee: GM Pfaff AG
Priority date: 1992-12-09
Filing date: 1992-12-09
Publication date: 1993-10-07
Anticipated expiration: 2012-12-10

Description

Das Patent betrifft eine Betätigungsvorrichtung für den Antriebsmotor einer Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Für die geschwindigkeitsmäßige Steuerung von Nähmaschinen und die Durchführung zusätzlicher Schaltvorgänge, wie z. B. Nähfußsenken, Nähfußanheben und Fadenschneiden, werden bei sitzender Position der Bedienungsperson im allgemeinen Betätigungsvorrichtungen verwendet, die entweder eine einzige, aus einer Ausgangsstellung in zwei verschiedene Richtungen aktiv verschwenkbare Betätigungsplatte oder mehrere nebeneinander angeordnete, in nur einer Richtung aktiv verschwenkbare Betätigungsplatten aufweisen. Diese Betätigungsplatten sind üblicherweise auf einem Holm des Nähmaschinengestells gelagert und über ein Gestänge mit der Motorsteuerung verbunden, wobei der Drehzahl-Sollwertgeber und die Schalter für die Zusatzfunktionen in einem mit dem Motor verbundenen Gehäuse untergebracht sind. Eine solche Anordnung ist der EP 0 068 667 A1 entnehmbar.

Bei stehender Bedienungsposition ist es wegen des größeren Abstandes zwischen der Betätigungsvorrichtung und dem Motor und wegen des je nach Art und Ausbau des Nähaggregates unterschiedlichen Standortes der Bedienungsperson zweckmäßig, die Betätigungsvorrichtung über ein flexibles Kabel mit der Motorsteuerung zu verbinden. Hierbei ist es aber erforderlich, den Drehzahl-Sollwertgeber und die Schalter für die Zusatzfunktionen innerhalb der Betätigungsvorrichtung unterzubringen. Ein Beispiel für eine solche Betätigungsvorrichtung zeigt in Verbindung mit einer einzigen Betätigungsplatte die DE 89 01 552 U1, während die DE 42 01 911 A1 die Verwendung mehrerer nebeneinander angeordneter Betätigungsplatten offenbart. Bei beiden Vorrichtungen sind die Betätigungsplatten zwar in bedienungsgünstiger Weise mit einem verhältnismäßig geringen Abstand und unter einem sehr flachen Winkel zum Fußboden angeordnet, jedoch sind in beiden Fällen der Drehzahl-Sollwertgeber und die Schalter für die Zusatzfunktionen in einem am vorderen Ende einer jeden Vorrichtung befindlichen Gehäuse angeordnet, das vergleichsweise hoch baut und deshalb störend wirken kann. Dies gilt insbesondere für die Betätigungsvorrichtung nach der DE 89 01 552 U1, bei der die Federmittel, welche die Betätigungsplatte im unbelasteten Zustand in einer mittleren Ausgangsstellung halten, ebenfalls in dem besagten Gehäuse untergebracht sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung zu schaffen, die insgesamt flach baut und sich von einer Bedienungsperson in vielfältiger Art betätigen läßt. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die Maßnahme, die Betätigungsplatte wahlweise um eine von zwei einen gegenseitigen Abstand aufweisenden und im wesentlichen parallel zueinander ausgerichteten Achsen zu verschwenken, sind nicht mehr wie bisher wenigstens zwei gegensinnig wirkende Federn für das Halten bzw. Zurückbewegen der Betätigungsplatte in der bzw. in die Ausgangsstellung erforderlich, sondern genügt es, im einfachsten Fall zwischen den beiden Achsen nur ein einziges federndes Haltemittel anzuordnen, das zudem nur in einer Richtung federnd wirksam zu sein braucht. Da dieses federnde Haltemittel neben der Federfunktion zugleich auch eine Haltefunktion äusübt, wird durch diese Maßnahmen nicht nur die angestrebte flache Bauweise, sondern darüber hinaus auch eine Vereinfachung des Aufbaues der Betätigungsvorrichtung erzielt.

Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung läßt auch eine vorzugsweise und äußerst vorteilhafte Benutzung für Näharbeitsplätze zu, bei denen die Bedienungsperson steht, in dem die Bedienungsperson die Betätigungsplatte nur mit der Schuhsohle betätigt und sich mit dem Schubabsatz auf dem Fußboden abstützt, was durch die flache Bauweise besonders begünstigt wird.

Die im Anspruch 2 angegebene Weiterbildung der Betätigungsvorrichtung stellt eine besonders einfache Version einer flach bauenden Schwenklagerung dar. Die angestrebte flache Bauweise läßt sich aber auch durch andere offene Lagerausbildungen erzielen, wobei die besagte Kante beispielsweise auch als eine im querschnitt halbrunde Rippe ausgebildet sein könnte, die mit einer entsprechenden halbrunden Ausnehmung am Gegenstück zusammenwirkt.

Obwohl als federnde Haltemittel verschiedenartige Bauelemente in Frage kommen können, wie z. B. flache Federbügel, besteht eine bevorzugte Ausführungsform gemäß Anspruch 3 darin, daß zwei auf einer parallel zu den Begrenzungskanten des Distanzstückes verlaufenden Linie angeordnete Schrauben und diesen zugeordnete Tellerfedern verwendet werden.

Es ist für den Fall, daß mit Hilfe einer einzigen Betätigungsplatte nicht nur Drehzahl-Sollwerte erzeugt, sondern zusätzliche Schaltvorgänge wie z. B. Nähfußsenken, Nähfußanheben und Fadenschneiden durchgeführt werden sollen, sehr zweckmäßig, zwischen den einzelnen Schaltstellungen der Betätigungsplatte sog. Druckpunkte vorzusehen, zu deren Überwindung die Bedienungsperson eine spürbar größere Kraft aufzuwenden hat, wodurch die verschiedenen Schaltstellungen der Betätigungsplatte deutlich voneinander abgegrenzt sind. Die DE-PS 29 13 861 schlägt hierzu eine Lösung vor (diese kann mit der Betätigungsvorrichtung nach der DE 89 01 552 U1 in Verbindung stehen), die zwei zweischenklige Drehfedern, einen vielgestaltigen Betätigungsarm und eine mehrere Langlöcher aufweisende Führungsplatte für die Federschenkel aufweist und daher ziemlich aufwendig und platzraubend ist. Das gleiche Ergebnis wird bei der erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung durch die im Anspruch 4 angegebene Maßnahme erzielt, daß zwischen dem wenigstens einen Haltemittel und der rechten und linken Achse wenigstens eine zusätzliche gegenüber diese höhenversetzte Achse vorgesehen ist. Diese wenigstens eine zusätzliche Achse bildet beim Schwenken der Betätigungsplatte die erste wirksame Schwenkachse, wobei aufgrund des kleineren Abstandes zum federnden Haltemittel das Schwenken der Betätigungsplatte mit deutlich kleinerer Kraft erfolgt, als zu dem Zeitpunkt, zu dem eine der beiden weiter entfernten Achsen wirksam wird. Da die wenigstens eine zusätzliche Achse gemäß Anspruch 5 ebenfalls von einem aus einer Kante und einer dieser zugeordneten Stützfläche bestehenden offenen Schwenklager gebildet ist, wird somit ohne weitere Hilfsmittel und damit auf besonders einfache Weise im Schwenkweg der Betätigungsplatte wenigstens ein Druckpunkt geschaffen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 6 bis 9 angegeben.

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

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Betätigungsvorrichtung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung nach Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 2a die Schwenklage der Betätigungsplatte bei Beaufschlagung mit geringer Betätigungskraft;

Fig. 2b die Schwenklage der Betätigungsplatte bei Beaufschlagung mit größerer Betätigungskraft und

Fig. 3 ein Diagramm mit dem Verlauf der Betätigungskraft in Abhängigkeit vom Schwenkweg der Betätigungsplatte, der Zuordnung der wegabhängig erzeugten Signalspannung und der wegabhängigen Festlegung von Drehzahl-Sollwerten und Schaltpunkten.

Die Betätigungsvorrichtung enthält eine Bodenplatte 1, auf der mit gegenseitigem Abstand zwei flache rechteckförmige Auflageplatten 2 befestigt sind. Die Betätigungsvorrichtung weist ferner eine an den Kanten umgebogene Betätigungsplatte 3 auf, an deren Unterseite eine rechteckförmige Distanzplatte 4 befestigt ist. Die Dicke der Distanzplatte 4 ist um ein mehrfaches größer als die Dicke der einzelnen Platten 1 bis 3 und die Länge um ein geringes Maß kürzer als die Länge der beiden Auflageplatten 2.

Auf einer durch die Mitte der Distanzplatte 4 hindurchgehenden, quer verlaufenden Linie 5 sind in der Distanzplatte 4 zwei Sackbohrungen 6 ausgebildet, die einen schmalen Wandsteg 7 belassen. In den Sackbohrungen 6 ist je eine in der Bodenplatte 1 und der jeweiligen Auflageplatte 2 eingeschraubte Bundschraube 8 aufgenommen. Jede Bundschraube 8 trägt zwischen ihrem Kopf 9 und dem Wandsteg 7 mehrere Tellerfedern 10. Die Tellerfedern 10 sind in der in Fig. 2 dargestellten Ausgangsstellung der Betätigungsplatte 3 geringfügig zusammengedrückt, wodurch die Betätigungsplatte 3 unter Vorspannung auf der Bodenplatte 1 bzw. den Auflageplatten 2 gehalten wird.

An der Unterseite der Distanzplatte 4 sind zwei flache Absätze 11 vorgesehen, wodurch eine mittig liegende Auflagefläche 12 verblieben ist, die durch eine rechte und eine linke, jeweils parallel zur Linie 5 verlaufende Stufenkante 13 bzw. 14 begrenzt ist. Die Stufenkanten 13 und 14 haben zur Linie 5 einen horizontalen Abstand a. Die Absätze 11 bilden mit den entsprechen den senkrechten Wänden der Distanzplatte 4 eine rechte und eine linke Begrenzungskante 15 bzw. 16. Die ebenfalls parallel zur Linie 5 verlaufenden Begrenzungskanten 15, 16 haben bei in Ausgangsstellung befindlicher Betätigungsplatte 3 einen geringen vertikalen Abstand zu den beiden Auflageplatten 2 und weisen zur Linie 5 einen horizontalen Abstand b auf.

Auf der Bodenplatte 1 ist zwischen den Auflageplatten 2 eine als Steuerplatine dienende flache Trägerplatte 17 befestigt, die im Bereich ihrer beiden Enden je einen als Wegsensor dienenden Hallgenerator 18 bzw. 19 aufweist. Den Hallgeneratoren 18 bzw. 19 gegenüberliegend ist an der Betätigungsplatte 3 je ein als Weggeberelement dienender Permanentmagnet 20 bzw. 21 befestigt. In der Trägerplatte 17 ist eine nicht dargestellte Signalauswerteschaltung integriert, wodurch die Trägerplatte 17 eine Steuerplatine darstellt, deren größte Dicke im Bereich der Distanzplatte 4 kleiner ist als die Dicke der beiden Auflageplatten 2. Hierbei sind die Hallgeneratoren 18, 19 durch eine bekannte und daher nicht dargestellte Brückenschaltung signalmäßig miteinander verknüpft, wodurch z. B. temperaturbedingte Störeinflüsse kompensiert werden.

Von der Signalauswerteschaltung der Trägerplatte 17 führt ein Kabel 22 zu der ebenfalls nicht dargestellten Motorsteuerung bzw. dem Antriebsmotor. Die einander zugeordneten Hallgeneratoren 18, 19 und Permanentmagnete 20, 21 sind in je einem Schaumstoffkissen 23, 24 eingebettet und auf diese Weise gegen Verschmutzung geschützt. Auf der Oberseite der Betätigungsplatte 3 ist ein rutschfester Belag 25 aufgebracht.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Diagramm ist zum einen die zum Schwenken der Betätigungsplatte 3 erforderliche Kraft F und zum anderen die Hallspannung U über dem Schwenkweg S der Betätigungsplatte 3 dargestellt.

Die Stufenlinie F/S zeigt den Kraftverlauf beim Schwenken der Betätigungsplatte 3, wobei der rechts von F₀ liegende Teil den Kraftverlauf beim Rechtsschwenken und der linke Teil den Kraftverlauf beim Linksschwenken darstellt. Die Kurve U/S zeigt den Verlauf der Hallspannung U über dem Schwenkweg S der Betätigungsplatte 3, wobei beim Rechtsschwenken die Hallspannung ansteigt und beim Linksschwenken abnimmt. Es sind hierbei bestimmten Hallspannungen bestimmte Schaltfunktionen und Drehzahl-Sollwerte zugeordnet. In der unbelasteten Ausgangsstellung der Betätigungsplatte 3 herrscht die Hallspannung U₀, bei der keine Schaltfunktion ausgeübt wird.

Die Betätigungsvorrichtung wird vorzugsweise derart benutzt, daß die Bedienungsperson die Betätigungsplatte 3 nur mit der Schuhsohle betätigt, sich mit dem Schuhabsatz dagegen auf dem Fußboden abstützt. Zum Verschwenken der Betätigungsplatte 3 muß die Bedienungsperson zunächst die Vorspannkraft F_V der Tellerfedern 10 überwinden und zwar sowohl beim Rechts- wie beim Linksschwenken. Beim Rechtsschwenken bildet die mit den Auflageplatten 2 gemeinsam eine offene Schwenklagerung bildende Stufenkante 13 für die Betätigungsplatte 3 die zu diesem Zeitpunkt wirksame Schwenkachse. Da der Abstand a zwischen der Stufenkante 13 und den Bundschrauben 8 mit den Tellerfedern 10 verhältnismäßig klein ist, braucht zum weiteren Verschwenken nur eine geringfügig ansteigende Kraft F aufgewendet zu werden, was in einem flachen Anstieg des Kraftverlaufs F/S im Diagramm der Fig. 3 zum Ausdruck kommt. Wie aus Fig. 2a ersichtlich ist, muß hierbei das Moment aus der aufgebrachten Betätigungskraft F₁ und dem Abstand c zwischen deren Angriffspunkt und der Stufenkante 13 größer sein als das Moment aus der Federkraft F_T der Tellerfedern 10 und dem Abstand a.

Beim Schwenkweg S_P1 und der zugeordneten Hallspannung U_P1 wird die Steuerung veranlaßt, den Nähfuß der Nähmaschine abzusenken.

Bevor die Nähmaschine eingeschaltet werden kann, muß zunächst der im Schwenkweg der Betätigungsplatte 3 vorgesehene rechte Druckpunkt S_DR überwunden werden. Dieser kommt dadurch zustande, daß beim Aufsetzen der äußeren Begrenzungskante 15 der Distanzplatte 4 auf die Auflageplatten 2 diese im größeren Abstand b zur Linie 5 verlaufende mit den Auflageplatten 2 gemeinsam ebenfalls eine offene Schwenklagerung bildende Begrenzungskante 15 ab diesem Zeitpunkt die Schwenkachse für die Betätigungsplatte 3 bildet. Aufgrund des größer gewordenen Abstandes b und des kleiner gewordenen Abstandes d zwischen dem Angriffspunkt der Betätigungskraft F und der Schwenkachse muß nun für das weitere Verschwenken der Betätigungsplatte 3 eine deutlich größere Kraft F_D aufgewendet werden, was im Kraftverlauf F/S einen Stufensprung zur Folge hat. Wegen des größeren Abstandes b der Schwenkachse muß nun auch für das weitere Verschwenken eine stärker ansteigende Kraft F aufgewendet werden, was sich in einem steileren Anstieg des Kraftverlaufes F/S im Diagramm der Fig. 3 ausdrückt. Wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, muß hierbei das Moment aus der aufgebrachten Betätigungskraft F₂ und dem Abstand d größer sein als das Moment aus der Federkraft F_T und dem Abstand b.

Ab dem Schwenkweg S₁ und der zugeordneten Hallspannung U₁ beginnt die Nähmaschine mit der Drehzahl U₁ zu arbeiten. Mit weiterem Rechtsschwenken werden die Drehzahlen n₂ bis n_n geschaltet.

Beim Linksschwenken der Betätigungsplatte 3 wird beim Schwenkweg S_P2 die Hallspannung U_P2 erzeugt. Diese bewirkt, daß der Nähfuß der Nähmaschine angehoben wird. Beim weiteren Linksschwenken wird nach Uberwindung des linken Druckpunktes S_DL bei Erreichen des Schwenkweges S_F über die zugeordnete Hallspannung U_F ein Fadenschneidvorgang ausgelöst. Da die beim Linksschwenken wirksamen Kanten 14 und 16 den gleichen Abstand a bzw. b zur Linie 5 wie die entsprechenden Kanten 13 und 15 haben, ist der Kraftverlauf F/S der zum Verschwenken aufzuwendenden Kraft der gleiche wie beim Rechtsschwenken.

Claims

1. Betätigungsvorrichtung mit eingebautem Drehzahl-Sollwertgeber für den Antriebsmotor einer Nähmaschine und mit Mitteln zum Schalten von Zusatzfunktionen, wobei die Vorrichtung eine Bodenplatte und eine relativ zu dieser bewegbare Betätigungsplatte 3 aufweist, die durch Federmittel in einer Ausgangsstellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Betätigungsplatte (3) über ein zwischen ihr und der Bodenplatte (1) angeordnetes, eine ebene Auflagefläche (12) aufweisendes Distanzstück (4) auf der Bodenplatte (1) abstützt und durch wenigstens ein federndes Haltemittel (8, 10) in der Ausgangsstellung gehalten ist, aus der heraus sie um eine rechte oder eine linke, einen gegenseitigen Abstand aufweisende und im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtete Achse (Begrenzungskante 15, 16) entgegen der Federkraft des Haltemittels (8, 10) schwenkbar ist und daß an der Betätigungsplatte (3) oder der Bodenplatte (1) wenigstens ein Sensor (18; 19) angeordnet ist, dessen Signalwerten bestimmte Schaltfunktionen und/oder Drehzahl-Sollwerte zugeordnet sind.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Achse von einem aus einer Kante (15; 16) des Distanzstückes (4) und der dieser zugeordneten Stützfläche (1; 2) bestehenden offenen Schwenklager gebildet ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Betätigungsplatte (3) und der Distanzplatte (4) mit der Bodenplatte (1) zwei auf einer parallel zu den beiden Achsen (15, 16) der Distanzplatte (4) verlaufenden Linie (5) liegende Schrauben (8) dienen, denen Tellerfedern (10) zugeordnet sind.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines Druckpunktes im Schwenkweg der Betätigungsplatte (3) zwischen dem federnden Haltemittel (8, 10) und den beiden ersten Achsen (15, 16) wenigstens eine zusätzliche parallel verlaufende Achse (13; 14) vorgesehen ist, die derart gegenüber diesen höhenversetzt ist, daß sie beim Schwenken der Betätigungsplatte (3) vor den beiden ersten Achsen (15, 16) wirksam ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine zusätzliche Achse ebenfalls von einem aus einer Kante (13; 14) und einer dieser zugeordneten Stützfläche (1; 2) bestehenden offenen Schwenklager gebildet ist.

6. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzstück als eine an der Unterseite der Betätigungsplatte (3) befestigte Distanzplatte (4) ausgebildet ist, bei der zwei äußere Begrenzungskanten (15, 16) die rechte bzw. linke Achse bilden und bei der durch wenigstens einen Absatz (11) eine innenliegende Stufenkante (13; 14) geschaffen ist, welche die wenigstens eine zusätzliche Achse bildet.

7. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Distanzplatte (4) im Bereich der federnden Haltemittel (8, 10) auf zwei einen gegenseitigen Abstand aufweisenden auf der Bodenplatte (1) befestigten Auflageplatten (2) abstützt und daß auf der Bodenplatte (1) zwischen den beiden Auflageplatten (2) eine den wenigstens einen Sensor (18; 19) aufnehmende Steuerplatine (17) befestigt ist.

8. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Distanzstückes (4) je ein Sensor (18; 19) vorgesehen ist und beide Sensoren (18, 19) in an sich bekannter Weise in einer Brückenschaltung miteinander verbunden sind.

9. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Sensoren (18, 19) und ggf. diesem bzw. diesen zugeordnete Weggeberelemente (20; 21) in einem Schaumstoffkissen (23; 24) eingebettet sind.