EP0038418A1 - Vorratswächter für den Unterfaden einer Nähmaschine - Google Patents
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- EP0038418A1 EP0038418A1 EP81101814A EP81101814A EP0038418A1 EP 0038418 A1 EP0038418 A1 EP 0038418A1 EP 81101814 A EP81101814 A EP 81101814A EP 81101814 A EP81101814 A EP 81101814A EP 0038418 A1 EP0038418 A1 EP 0038418A1
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- D05B59/00—Applications of bobbin-winding or -changing devices; Indicating or control devices associated therewith
- D05B59/02—Devices for determining or indicating the length of thread still on the bobbin
Definitions
- the device specified in the preamble of claim 1 as known requires a strong light source, since the openings in the bobbin and hook that are available for optically scanning the bobbin thread thread, in particular at high sewing speeds, only very briefly during each stitch formation are located and the thread supply can only be scanned in this position of agreement.
- the time to measure the thread supply is extremely short and also depends on the speed of the hook and the bobbin carrying the thread.
- the invention specified in claim 1 is based on the task, the power loss of the light transmitter essential to reduce in order to achieve a long lifespan of the light transmitter with a high effective light output.
- the invention specified in claim 1 is based on the object of significantly reducing the power loss of the light transmitter in order to achieve a long service life of the light transmitter with a high effective light yield.
- a further reduction in the power loss of the light transmitter can be achieved by the arrangement according to claim 2, since due to the plurality of thread turns arranged side by side on the thread spool, a monitoring process is not necessary with each looper revolution in order to indicate the end of the bobbin thread supply in good time.
- a shutdown of the light transmitter after the detection of a thread that is not present on the bobbin, ie after a transmission process is no longer required, is carried out with a display element for the end of the lower thread allowed sewing machine achieved by a simple arrangement according to claim 5.
- the gripper drive shown in FIG. 1 has a drive shaft 1 driven by a main shaft, not shown, on which a gripper body 2, which is only partially shown, is fastened.
- the gripper body 2 is provided with an opening 3 which runs obliquely to the gripper axis, the opening 3 directed against the axis of the drive shaft 1 Part of the peripheral surface is designed as a reflection surface 4 for a light beam 5.
- This is emitted by a light transmitter 6, passes through bores 7 in a bobbin 9 wound with thread 8 and bores 10 and 11 in a bobbin case 12 on the reflection surface 4, is deflected there and fed to a light receiver 13.
- the bobbin case 12 is mounted in the gripper body 2 in a known manner, not shown, and has a center pin 14 which carries the coil 9.
- the bobbin case 12 stands still while the hook body 2 rotates.
- the bobbin 9 also rotates during the sewing process by pulling off the thread 8, but at a very low speed.
- the position of the bores 10 and 11 of the bobbin case 12 does not change with respect to the axis of the light beam 5 between the light transmitter 6 and receiver 13, while the reflection surface 4 and also the bores 7 in the coil 9 only allow passage of the light beam temporarily.
- a pulse generator disc 15 of a pulse generator 16 is fastened on the drive shaft 1.
- An opening 19 which interacts with a light-emitting diode 17 and a photo transistor 18 is provided in the pulse generator disk 15.
- FIG. 2 shows a simplified circuit diagram of the components required for the function of the electrical control of the thread monitor.
- Current flows from the positive pole of a regulated voltage source via the light-emitting diode 17 and a resistor 20 to ground.
- the light-emitting diode 17 is arranged on one side of the pulse generator disc 15, on the other side of which the phototransistor 18 is attached. This is with its collector with the plus pole and with its emitter connected to ground via a resistor 21.
- the connecting line between the phototransistor 18 and the resistor 21 is connected to the input E3 of a microcomputer 22:
- the base of the Darlington transistor 24 is connected to the output A1 of the microcomputer 22.
- a resistor 28 connected to ground is connected to the input E2.
- a capacitor 30 is connected to the emitter of the phototransistor 13 and is connected via an amplifier 31 to an input E1 of the microcomputer 22.
- a line leads from an output A2 of the microcomputer 22 via a resistor 32 and a light-emitting diode 33 serving as a display element to ground
- a subroutine is started, which is shown in FIG. 3 as a flow chart.
- the voltage levels corresponding to the program commands at the inputs and outputs of the microcomputer 22 and the voltage profile at the light receiver 13 can be seen in FIG. 4.
- the command B1 is given, whereby the output A1 of the microcomputer 22 is set.
- the Därlington transistor 24 becomes conductive and a high current flows through the light transmitter 6, which thus briefly emits light of high intensity.
- the thread 8 on the thread bobbin 9 has decreased so far that the light beam 5 can at least partially pass through the bores 7 in the bobbin 9 and the bores 10 and 11 in the bobbin case 12, it will be on the reflection surface 4 in the hook body 2 deflected the light receiver 13. In this case, this becomes conductive and current flows through the resistor 29 to ground.
- the voltage that builds up is supplied to the input E1 of the microcomputer 22 via the capacitor 30 and the amplifier 31.
- the capacitor 30 advantageously serves to filter out direct currents caused by daylight and low-frequency alternating currents caused by sewing light.
- the actuation of the starter resistor 25 is used when the sewing machine is started again. Prior to the 'change of the coil 9, the machine must by switching off of the starter resistor 25 are stopped, whereby the grinder moves to the Abschaltsegment 27 and the voltage level of the microcomputer 22 goes to zero at the input E2.
- the starter resistor 25 is actuated to work the sewing machine. As soon as its wiper moves from the shutdown segment 27 to the resistance body 26, a reference voltage builds up at the input E2 of the microcomputer 22 through the resistor 28.
- the switch-on pulse resets the output A2 of the microcomputer 22 and thus switches off the light-emitting diode 33.
- the light transmitter 6 can also be connected to an unused one voltage source must be switched.
- the resistor 23 is then advantageously moved into the emitter branch of the transistor 24 in order to switch it as a constant current source.
- the pulse generator 16 can of course also be arranged on another shaft rotating synchronously with the drive shaft 1, for example on the arm shaft.
- the monitoring processes are already reduced to half in the sewing machines usually equipped with lockstitch grippers, in which the gripper rotates twice per arm shaft revolution.
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Abstract
Description
- Die im Oberbegriff des Patentanspruches 1 als bekannt angegebene Vorrichtung (DE-GM 78 27 499) benötigt eine starke Lichtquelle, da sich die zum optischen Abtasten des Unterfadenvorrates vorhandenen Durchbrechungen in Spule und Greifer, besonders bei hohen Nähgeschwindigkeiten nur sehr kurz während jeder Stichbildung in Übereinstimmung befinden und nur in dieser Übereinstimmungslage die Abtastung des Fadenvorrates erfolgen kann. Die Zeit zum-Messen des Fadenvorrates ist damit äußerst kurz und außerdem von der Drehzahl des Greifers und der den Faden tragenden Spule abhängig.
- Phototransistoren reagieren technologiebedingt stets ver-. zögert auf den Lichtauftritt. Ist der Lichtimpuls kürzer als die Verzögerungszeit, erhält man verringerte Signalamplituden. Die Verzögerungszeit wird umso kleiner, je höher die Lichtintensität ist. Die als Lichtquelle verwendete Leuchtdiode muß daher an der Grenze ihrer Belastbarkeit betrieben werden. Außerdem wird bei relativ hohem Stromverbrauch auch ein großer Platzbedarf für den diesen Strom liefernden Transformator benötigt, der dann den in der Nähmaschine vorhandenen geringen Raum noch mehr einschränkt.
- Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verlustleistung des Lichtsenders wesentlich herabzusetzen, um bei hoher effektiver Lichtausbeute eine lange Lebensdauer des Lichtsenders zu erzielen.
- Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verlustleistung des Lichtsenders wesentlich herabzusetzen, um bei hoher effektiver Lichtausbeute eine lange Lebensdauer des Lichtsenders zu erzielen.
- Diese Aufgabe wird bei einem Fadenwächter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch das im Kennzeichnungsteil angegebene Merkmal gelöst. Durch die erfindungsgemäße Anordnung ergibt sich eine erhebliche Entlastung des Lichtspenders, der nunmehr nur sehr kurze Lichtimpulse hoher Intensität proportional zur Drehzahl des Greifers und damit nur während der Zeit aussendet, in der überhaupt eine Empfangsmöglichkeit besteht.
- Eine weitere Verminderung der Verlustleistung des Lichtsenders läßt sich durch die Anordnung nach Anspruch 2 erzielen, da infolge der Mehrzahl von nebeneinander auf einer Lage angeordneter Fadenwindungen auf der Fadenspule nicht bei jeder Greiferumdrehung ein Überwachungsvorgang erforderlich ist, um rechtzeitig das Ende des Unterfadenvorrates anzuzeigen.
- Eine weitgehende Ausschaltung von Störimpulsen, die einen sicheren Empfang durch den Lichtempfänger beeinträchtigen, ergibt sich durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 3 und 4.
- Eine Abschaltung des Lichtsenders nach dem Erkennen von nicht vorhandenem Faden auf der Spule, nachdem also ein Sendevorgang nicht mehr erforderlich ist, wird bei einer mit einem Anzeigeelement für das Ende des Unterfadens ausgestatteten Nähmaschine durch eine einfache Anordnung nach Anspruch 5 erzielt.
- Wenn der Antrieb des Motors der Nähmaschine bereits über einen Mikrocomputer gesteuert wird, läßt sich dieser in besonders kostengünstiger Weise nach dem Anspruch 6 auch als Steuervorrichtung für den Lichtsender und den Lichtempfänger einsetzen, wobei eine günstige Ausgestaltung der Schaltung im Anspruch 7 angegeben ist.
- In den Fig. l bis 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Unterfadenvorratswächters dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles des Greiferantriebes einer Nähmaschine, teilweise geschnitten,
- Fig. 2 einen vereinfachten Schaltplan zur Steuerung des Fadenvorratswächters,
- Fig. 3 ein Flußdiagramm mit Einzelheiten der Verfahrensschritte des in dem Programmspeicher des Mikrocomputers gespeicherten Programms und
- Fig. 4 die Spannungspegel an den mit der Steuerung des Vorratswächters verbundenen Ein- und Ausgängen des Mikrocomputers.
- Der in Fig. 1 dargestellte Greiferantrieb weist eine von einer nicht dargestellten Hauptwelle angetriebene Antriebswelle 1 auf, auf der ein nur teilweise dargestellter Greiferkörper 2 befestigt ist. Der Greiferkörper 2 ist mit einer zur Greiferachse schräg verlaufenden Öffnung 3 versehen, deren.gegen die Achse der Antriebswelle 1 gerichtetes Teil der Umfangsfläche als Reflektionsfläche 4 für einen Lichtstrahl 5 ausgebildet ist. Dieser wird von einem Lichtsender 6 ausgesendet, trifft durch Bohrungen 7 in einer mit Faden 8 bewickelten Spule 9 und Bohrungen 10 und 11 in einer Spulenkapsel 12 hindurch auf die Reflektionsfläche 4, wird dort umgelenkt und einem Lichtempfänger 13 zugeleitet. Die Spulenkapsel 12 ist dabei in bekannter nicht dargestellter Weise im Greiferkörper 2 gelagert und weist einen Mittenzapfen 14 auf, der die Spule 9 trägt.
- Beim Antrieb der Nähmaschine steht die Spulenkapsel 12 still, während der Greiferkörper 2 umläuft. Die Spule 9 dreht sich beim Nähvorgang durch den Abzug des Fadens 8 ebenfalls, aber mit sehr niedriger Geschwindigkeit. Dabei verändert sich die Lage der Bohrungen 10 und 11 der Spulenkapsel 12 nicht gegenüber der Achse des Lichtstrahls 5 zwischen Lichtsender 6 und -empfänger 13, während die Reflektionsfläche 4 und auch die Bohrungen 7 in der Spule 9 nur zeitweise den Durchtritt des Lichtstrahls erlauben.
- Auf der Antriebswelle 1 ist eine Impulsgeberscheibe 15 eines Impulsgebers 16 befestigt. In der Impulsgeberscheibe 15 ist eine mit einer Leuchtdiode 17 und einem Fototransistor 18 zusammenwirkende Öffnung 19 vorgesehen.
- Die Fig: 2 zeigt einen vereinfachten Schaltplan, der für die Funktion der elektrischen Steuerung des Fadenwächters erforderlichen Bauteile. Von dem Pluspol einer geregelten Spannungsquelle fließt Strom über die Leuchtdiode 17 und einen Widerstand 20 nach Masse. Die Leuchtdiode 17 ist auf der einen Seite der Impulsgeberscheibe 15 angeordnet, auf deren anderen Seite der Fototransistor 18 angebracht ist. Dieser ist mit seinem Kollektor mit dem Pluspol und mit seinem Emitter über einen Widerstand 21 mit Masse verbunden. Die Verbindungsleitung zwischen dem Fototransistor 18 und dem Widerstand 21 ist an den Eingang E3 eines Mikrocomputers 22 angeschlossen:
- Von dem Pluspol fließt Strom über den als Leuchtdiode ausgebildeten Lichtsender 6, einen Widerstand 23 und einen Darlington-Transistor 24 nach Masse. Die Basis des Darlington-Transistors 24 ist an dem Ausgang Al des Mikrocomputers 22 angeschlossen. Von dem Pluspol der Spannungsquelle fließt Strom über einen Anlaßwiderstand 25 zum Eingang E2 des Mikrocomputers 22. Der Anlaßwiderstand 25, der einen Widerstandskörper 26 und ein Abschaltsegment 27 zur Endabschaltung aufweist, dient als Teil eines Spannungsteilers. Mit ihm wird eine Bezugsspannung am Eingang E2 des Mikrocomputers 22 erzeugt. Dazu ist an den Eingang E2 ein mit Masse verbundener Widerstand 28 angeschlossen.
- Weiterhin fließt Strom vom Pluspol über den aus einem Fototransistor bestehenden Lichtempfänger 13 und einen Widerstand 29 an Masse. Am Emitter des Fototransistors 13 ist ein Kondensator 30 angeschlossen, der über einen Verstärker 31 mit einem Eingang El des Mikrocomputers 22 verbunden ist. Schließlich führt eine Leitung von einem Ausgang A2 des Mikrocomputers 22 über einen Widerstand 32 und eine als Anzeigeelement dienende Leuchtdiode 33 an Masse
- Die Anordnung arbeitet wie folgt:
- Beim Betrieb der Nähmaschine wird Licht,von der Leuchtdiode 17 ausgesendet, welches beim Umlauf der Impulsgeberscheibe 15 jeweils beim Durchlauf der Öffnung 19 kurzzeitig auf den Fototransistor 18 fällt und diesen durchsteuert, so daß sich über dem Widerstand 21 kurzzeitig eine Spannung aufbaut, die als Impuls dem Eingang E3 des Mikrocomputers 22 zugeführt wird. Jeder Impuls löst im Mikrocomputer 22 eine. Programmunterbrechung aus. Der Eingang E3 des Mikrocomputers 22 kann aber auch an einem internen Impulszähler angeschlossen sein, der erst beim Erreichen eines bestimmten Zählerstandes die Programmunterbrechung bewirkt und sich dabei selbst wieder zurückstellt.
- Es läuft ein Unterprogramm an, das in Fig. 3 als Flußdiagramm dargestellt ist. Die den Programmbefehlen entsprechenden Spannungspegel an den Ein- und Ausgängen des Mikrocomputers 22 und der Spannungsverlauf am Lichtempfänger 13 sind aus Fig. 4 ersichtlich.
- Bei diesem Programm erfolgt ein erster Befehl BO, ein Test, ob Ausgang A2 des Mikrocomputers 22 gesetzt ist. Ist er gesetzt, so erfolgt ein Sprung zum Ende des Unterprogrammes und der Lichtsender 6 bleibt stromlos. Wenn der Ausgang A2 gesetzt ist, fließt Strom über die Leuchtdiode 33 nach Masse und die Diode 33 zeigt blinkend das Ende des Fadenvorrates an. Während der Blinkzeit entfällt eine Ansteuerung und damit die Belastung des Lichtsenders 6.
- Ist der Ausgang A2 des Mikrocomputers 22 nicht gesetzt, erfolgt der Befehl Bl, wodurch der Ausgang Al des Mikrocomputers 22 gesetzt wird. Dadurch wird der Därlington-Transistor'24 leitend und es fließt ein hoher Strom durch den Lichtsender 6, der somit kurzzeitig Licht von hoher Intensität ausstrahlt. Es erfolgt der Befehl B2 "Warten", um die Verzögerungszeit des Lichtempfängers 13 auszugleichen und außerdem eventuelle beim Einschalten des Lichtempfängers 13 auftretende Schaltstörungeh Sl (Fig. 4) abklingen zu lassen.
- Sobald der Faden 8 auf der Fadenspule 9 soweit abgenommen hat, daß der Lichtstrahl 5 wenigstens zum Teil die Bohrungen 7 in der Spule 9 und die Bohrungen 10 und 11 in der Spulenkapsel 12 passieren kann, wird er auf der Reflektionsfläche 4 in dem Greiferkörper 2 auf den Lichtempfänger 13 umgelenkt. In diesem Falle wird dieser leitend und es fließt Strom über den Widerstand 29 an Masse. Die sich dabei aufbauende Spannung wird über den Kondensator 30 und den Verstärker 31 dem Eingang El des Mikrocomputers 22 zugeführt. Der Kondensator 30 dient dabei vorteilhafterweise zum Ausfiltern von durch Tageslicht verursachten Gleichströmen und von durch Nählicht verursachten Wechselströmen niedriger Frequenz.
- Mit Befehl B3 erfolgt eine Abfrage des Einganges El durch den Mikrocomputer 22 zu einem Zeitpunkt A (Fig. 4), in dem sich der Stromfluß im Lichtempfänger 13 - wenn dieser anL gesprochen hat - beruhigt hat. Dadurch werden durch den Lichtsender 6 verursachte Ein- und Ausschaltstörungen Sl und S2 am Eingang El bei der Abfrage nicht erfaßt und auch andere Störmöglichkeiten infolge der außerordentlich kurzen Abfragezeit von ca. l : 500 gegenüber der Umlaufzeit für eine Umdrehung des Greifers bei höchster Nähgeschwindigkeit erheblich verringert.
- Danach wird mit Befehl B4 der Ausgang Al des Mikrocomputers 22 wieder zurückgesetzt, wodurch der Stromfluß über den Darlington-Transistor f24 unterbrochen und der Lichtsender 6 stromlos wird.
- Nun folgt ein zweiter Test durch den Befehl B5. Es wird abgefragt, ob der Eingang El des Mikrocomputers 22 beim vorhergehenden Lesebefehl B3 gesetzt war. Ist der zweite Test positiv, wird der Ausgang A2 des Mikrocomputers 22 gesetzt, worauf über den Widerstand 32 und die Leuchtdiode 33 Strom nach Masse fließt. Die Leuchtdiode 33 zeigt das Ende des Fadenvorrats auf der Spule 9 an.
- Nun ist das Ende des Unterprogrammes erreicht und es erfolgt in gleicher Weise, wie bei einem negativen Test ein Rücksprung ins Hauptprogramm.
- Zum Ausschalten der Leuchtdiode 33 nach dem Wiederauffüllen der Spule 9 wird die Betätigung des Anlasserwiderstandes 25 beim erneuten Start der Nähmaschine ausgenutzt. Vor dem ' Wechseln der Spule 9 muß die Maschine durch Abschalten des Anlasserwiderstandes 25 angehalten werden, wodurch sich dessen Schleifer auf das Abschaltsegment 27 verschiebt und der Spannungspegel am Eingang E2 des Mikrocomputers 22 nach Null geht. Zum Arbeiten der Nähmaschine wird der Anlasserwiderstand 25 betätigt. Sobald sich dessen Schleifer vom Abschaltsegment 27 auf den Widerstandskörper 26 verschiebt, baut sich am Eingang E2 des Mikrocomputers 22 durch den Widerstand 28 eine Bezugsspannung auf. Deren Einschaltimpuls setzt den Ausgang A2 des Mikrocomputers 22 zurück und schaltet damit die Leuchtdiode 33 ab.
- Es besteht auch die Möglichkeit, den Mikrocomputer 22 so zu programmieren, daß die Befehle B3 und B4 vertauscht werden, indem zuerst.der, Ausgang Al gelöscht und dann erst der Eingang El gelesen wird. Dann kann anschließend der Test stattfinden, ob der Eingang El gesetzt ist. Die Information muß dann jedoch am Ausgang des Verstärkers 31 mit Hilfe eines parallel zu diesem geschalteten Kondensators 34 genügend lange gehalten werden.
- Zur Vermeidung von Rückwirkungen der hohen Impulsbelastung des Lichtsenders. 6 auf das Regelglied für die Versorgungsspannung kann der Lichtsender 6 außerdem an eine ungeregelte Spannungsquelle geschaltet sein. Der Widerstand 23 wird dann vorteilhafterweise in den Emitterzweig des Transistors 24 verlegt, um diesen als Konstantstromquelle zu schalten.
- Der Impulsgeber 16 kann selbstverständlich auch auf einer anderen synchron zu der Antriebswelle 1 umlaufenden Welle angeordnet sein, beispielweise auf der Armwelle. In diesem Falle werden bereits bei den üblicherweise mit Doppelsteppstichgreifern ausgestatteten Nähmaschinen, bei denen der Greifer zweimal je Armwellenumdrehung umläuft, die Überwachungsvorgänge auf die Hälfte reduziert.
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- 1980-04-17 DE DE3014753A patent/DE3014753C2/de not_active Expired
-
1981
- 1981-03-12 EP EP81101814A patent/EP0038418B1/de not_active Expired
- 1981-04-16 US US06/254,781 patent/US4432297A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-04-16 JP JP56056366A patent/JPS6023636B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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Textiltechnik, Band 25, Nr. 7, Juli 1975, seite 446 R. NESTLER et al.: "Untersuchung von Moglichkeiten der Fadenuberwachung an Doppelkettenstich-Industrienahmaschinen" * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JPS56163692A (en) | 1981-12-16 |
EP0038418B1 (de) | 1983-04-06 |
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