DE69628854T2

DE69628854T2 - Fadenspannungssignalgeber

Info

Publication number: DE69628854T2
Application number: DE69628854T
Authority: DE
Inventors: Roland Calmerklint; Lars Nilsson
Original assignee: Eltex of Sweden AB
Current assignee: Eltex of Sweden AB
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2016-10-05
Also published as: SE517299C2; AU7234296A; DE69628854D1; EP0880684B1; SE9503461D0; SE9503461L; EP0880684A1; WO1997013131A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
SE-C-502 045 beschreibt eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals entsprechend der Spannung und/oder der Bewegung eines Fadens. Der Faden betätigt ein flexibles Element mit einem aktiven Element, dessen Spannungsveränderung zu einem entsprechenden elektrischen Signal umgewandelt wird. Das aktive Element ist mit einem Ladungsverstärker verbunden, welcher eingerichtet ist, um vor jedem Messzyklus auf Null zurückgesetzt zu werden.
US-A-5,136,202 beschreibt eine Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das der Spannung und/oder Bewegung eines Fadens entspricht. Der Faden betätigt ein flexibles Element mit einem aktiven Element, dessen Spannungsveränderung zu einem entsprechenden elektrischen Signal umgewandelt wird. Das aktive Element ist mit Hilfe von Schrauben an dem flexiblen Element und an einem Träger angebracht.
In vielen Zusammenhängen, in denen es wünschenswert ist, einen Faden zu überwachen und insbesondere den Faden auf dynamische Weise zu überwachen, werden extrem hohe Anforderungen an den eigentlichen Emitter gesteht und insbesondere an sein Design und seine Konstruktion. Insbesondere in jenen Fällen, in denen es wünschenswert ist, Einzelheiten oder auch nur verschiedene Bereiche des Spannungszyklus in dem Faden bei der Ausführung eines Stichs in einer Nähmaschine zu überwachen und intensiver zu untersuchen, sind die Anforderungen an Geschwindigkeit und Sensibilität extrem hoch.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe ist, die oben ausgeführten Erfordernisse zu erfüllen.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass der als Einleitung offenbarten Vorrichtung die kennzeichnenden Merkmale verliehen wurden, die in den beigefügten Ansprüchen dargelegt werden.
Die vorliegende Erfindung bietet die Möglichkeit, die Elemente mit geringer Masse zu gestalten und herzustellen, wodurch sie schneller werden und demzufolge sensibler. Die inhärente Resonanzoszillation der Elemente sollte darüber hinaus relativ hoch sein, um den Effekten von Maschinenvibrationen entgegenzuwirken. Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist höchst vielseitig und ermöglicht viele Kombinationen von Fadenspannungsmessungen und Zeitmessungen in bekannten Fadenspannungszyklen. Es ist zum Beispiel möglich, den momentanen Wert der Fadenspannung über einen gesamten Maschinenzyklus zu überwachen. Es ist ferner möglich, den Spitzenwert der Fadenspannung über einen gesamten Maschinenzyklus zu überwachen und die niedrigste Fadenspannung während eines vorbestimmten Abschnitts eines Maschinenzyklus zu überwachen. Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht weiter, den mittleren Wert der Fadenspannung während eines oder mehrerer Maschinenzyklen zu überwachen. Es ist außerdem möglich, der Maschine, zum Beispiel einer Nähmaschine, im Falle von übermäßig hoher und/oder übermäßig niedriger Fadenspannung, ein Stoppsignal zu übermitteln. Auf diese Weise ist es auch möglich, eine Fadenbremse zu betreiben, um die gewünschte Spannung einzustellen. Außerdem können sowohl Zeiten und Pulsbreiten in dem Fadenspannungssignal als auch Impuls (Kraft × Zeig während einer vorbestimmten Zeitspanne, usw. überwacht werden.
Die vorliegende Erfindung wird nun in weiteren Einzelheiten nachstehend mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 eine Vorderansicht einer Ausführungsform von 1.
3 ein Blockdiagramm einer elektronischen Schaltung, mit welcher eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden ist.
4 ein elektrisches Schaltdiagramm mit Bezugnahme auf das in 3 dargestellte Blockdiagramm.
Die Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der in 1 und 2 dargestellten vorliegenden Erfindung ist zur Verwendung in einer Nähmaschine zum Überwachen der Spannung in einem Nähfaden 1 vorgesehen, welcher sich von einem (nicht dargestellten) Fadenmagazin zu einer (nicht dargestellten) Nähnadel mittels eines oberen Fadenführungsrings 2 und eines unteren Fadenführungsrings 3 erstreckt. Die Fadenführungsringe 2 und 3 sind in einem Träger 4 verankert, welcher an der Oberseite eine obere LED 5 und an der Unterseite eine untere LED 6 und einen zwischen den LEDs 5 und 6 angeordneten Tastschalter 7 zum Anschließen der Vorrichtung an die und von der elektronischen Schaltung oder zum Aktivieren der Vorrichtung aufweist.
Zwischen den Fadenführungsringen 2 und 3 weist der Träger 4 eine Ausnehmung 8 mit zwei im Wesentlichen in rechtem Winkel stehenden Wänden 9 und 10 auf und mit einer parallel zu Wand 9 verlaufenden Wand 11, während die (nicht dargestellten) Seitenwände die Ausnehmung seitlich definieren. Der Eckbereich zwischen den Wänden 10 und 11 ist ausgespart worden, um eine durchgehende Öffnung für den Durchgang eines Federelementes 12 auszubilden, dessen eines Ende im Wesentlichen rechtwinklig gebogen ist und sich in eine Ausnehmung 13 hinein in einem Klemmblock 14 erstreckt. Das Federelement 12 trägt ein aktives Element 15, welches vorzugsweise der piezoelektrische Typ eines an sich bekannten Modells ist. Wie aus 1 ersichtlich, werden das aktive Element 15 und das Federelement 12 mit Hilfe des Klemmblocks 14 und zweier Stützen 16, eine auf jeder Seite einer Schraube 17, gegen die Wand 10 gedrückt. Die Stützen 16 werden jeweils mit Hilfe einer Schraube in einer Gewindebohrung in der Stütze 4 gegen den Träger 4 und den Klemmblock 14 gedrängt. Diese Schraube 17 erstreckt sich durch den Träger 4 hindurch und dient dazu, dem übermäßigen Herunterbiegen des Federelements 12 entgegenzuwirken, dessen freies Ende bogenförmig gebogen ist, um eine Kontaktfläche für den Faden 1 zu bilden. Das Federelement ist vorteilhafterweise aus Edelstahl für Federn hergestellt, um der Abnutzung, der es durch den Faden 1 ausgesetzt ist, standzuhalten. Die Kontaktfläche zwischen dem Faden und dem Federelement 12 kann möglicherweise eine Oberflächenbeschichtung gegen Verschleiß aus keramischem Material aufweisen oder eine spezielle Einrichtung aus derartigem Material kann an dem Federelement 12 sicher befestigt sein.
Die freie flexible Masse wird offensichtlich äußerst klein sein, was sehr dazu beiträgt, die Vorrichtung gemäß der, vorliegenden Erfindung extrem schnell zu machen. Es sollte ferner beachtet werden, dass die freie Kante der Ausnehmung 8 und die in nächster Nähe liegende Kante des Klemmblocks 14 miteinander passgenau angeordnet sind.
Nach Aktivierung einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durch Drücken des Schalters 7 wird die obere LED 5 bei hoher Spannung in dem Faden 1 aufleuchten und die untere LED 6 wird in dem Fall niedriger Spannung in dem Faden 1 aufleuchten. Dieses kann durch Verwendung einer elektronischen Schaltung gemäß dem Blockdiagramm in 3 realisiert werden. Das aktive Element 15 ist mit einem sogenannten Sperrfilter 18 verbunden, welcher die eigene Frequenz des aktiven Elements 15 blockiert und welcher mit einem Schaltladungsverstärker 19 verbunden ist. Der Verstärker 19 ist über eine Verstärker 21 mit einem Mikroprozessor 20 verbunden und wird durch den Mikroprozessor 20 bei jedem Maschinenzyklus auf null zurückgesetzt. Der Mikroprozessor 20 ist eine Bewertungs- und Steuereinheit, welche an ihrem Ausgang 22 das gewünschte Ausgangssignal sendet und an ihrem Eingang 23 ein Synchronisationssignal von der Maschine empfängt, in welcher die Vorrichtung eingebaut ist.
Die Eingangssignale repräsentieren die Spannung in dem Faden 1 und das von der Maschine erhaltene Synchronisationssignal, und als Ergebnis davon können dem Ausgangssignal des Mikroprozessors 20 viele verschiedene Kombinationen an Fadenspannungsmessungen und Zeitmessungen in bekannten Fadenspannungszyklen vermittelt werden. Beispiele dafür sind der momentane Wert der Fadenspannung während des gesamten Maschinenzyklus, der Spitzenwert der Fadenspannung während eines gesamten Maschinenzyklus, die niedrigste Fadenspannung während eines gegebenen Abschnitts eines Maschinenzyklus, der mittlere Wert der Fadenspannung während eines oder mehrerer Maschinenzyklen, ein Stoppsignal für die Maschine in dem Fall übermäßig hoher oder übermäßig niedriger Fadenspannung, Zeiten und Pulsbreiten in dem Fadenspannungssignal, Impuls (Kraft × Zeit) während gegebener Zeitabläufe, usw.
4 zeigt ein komplettes elektrisches Schaltdiagramm mit Bezugnahme auf eine Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung. Dieses Schaltdiagramm ist so detailliert, dass ein Fachmann, wenn er es als Anleitung benutzt, die fragliche elektronische Schaltung herstellen kann. In diesem Zusammenhang sollte nichtsdestoweniger darauf hingewiesen werden, dass die vier Schaltungen, die links zuoberst in 4 gezeigt werden, Filter für die Versorgungsspannung zu den offenbarten IC-Schaltungen sind, und die parallelen Schaltungen auf der linken Seite des Tastschalters 7 (SV1 in 4) dienen zur Vermeidung der Gatter oder Eingänge zu der CPU, welche nicht verwendet werden. Die LED LD1 ist in dem Tastschalter 7 untergebracht und daher wird die Taste beleuchtet, wenn der Schalter geschlossen ist und die Vorrichtung mit der elektronischen Schaltung verbunden ist. Die LEDs LD2 und LD3 sind dieselben wie die LEDs 5 bzw. 6 in 1 und 2. Wie vorher schon erwähnt ist das aktive Element 15, ein piezoelektrisches Element, welches in diesem Zusammenhang an sich bekannt ist und mit einer Verbindung zu der am meisten ausgedehnten oder ausgeweiteten Seite des Elements versehen ist, wobei diese Verbindung mit dem Eingang A verbunden ist, wobei die zweite Verbindung mit dem Element mit dem Eingang B verbunden ist, und die Abschirmung des Elements und/oder die Schutzfolie mit dem Eingang C verbunden ist. In der Formel über dem Widerstand R22 wird die Verstärkung in der Schaltung vor dem Ausgang TP2, welcher das Signal von dem aktiven Element 15 in analoger Form gibt, berechnet. Dieses Signal findet sich außerdem auf dem Ausgang 4 der Klemmleiste PL1 und dem Eingang 1 zu der CPU, wie in dem Diagramm gemäß 4 deutlich wird. Die allerunterste Schaltung rechts in 4 wandelt eine sogenannte rohe Versorgungsspannung in eine für die Schaltung oder Schaltungen geeignete Versorgungsspannung von ungefähr 5 V ± 5–10% um.
Viele Modifikationen sind möglich, ohne von dem Umfang der erfinderischen Konzeption abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das der Spannung und/oder Bewegung eines Fadens (1) entspricht, welcher ein flexibles Element (12) mit einem aktiven Element (15) betätigt, dessen Spannungsveränderung in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt wird, wobei das aktive Element (15) mit einem Ladungsverstärker (19) verbunden ist, welcher eingerichtet ist, um vor jedem Messzyklus auf null zurückgesetzt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Element (12), welches die Gestalt einer Zunge aufweist, zusammen mit dem aktiven Element (15) in einem Träger (4) sicher befestigt ist, und dass das flexible Element (12) und das aktive Element (15) mit Hilfe eines Klemmblocks (14) gegen eine Wand (10) in dem Träger (4) gedrückt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (4) eine Kante aufweist, die mit einer entsprechenden Kante an der Klemmvorrichtung (14) passgenau ist; und dass das flexible Element (12) und das aktive Element (15) zu den Kanten hin gebogen werden können.
Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des freien Abschnitts des flexiblen Elements (12) passgenau mit einer Stütze (17) angeordnet ist, um dagegen in dem Fall anzuliegen, dass sich das flexible Element (12) übermäßig nach unten biegt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stütze (17) einstellbar ist.