EP0413699B1 - Sewing machine with needle feed - Google Patents

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Publication number
EP0413699B1
EP0413699B1 EP89904043A EP89904043A EP0413699B1 EP 0413699 B1 EP0413699 B1 EP 0413699B1 EP 89904043 A EP89904043 A EP 89904043A EP 89904043 A EP89904043 A EP 89904043A EP 0413699 B1 EP0413699 B1 EP 0413699B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
needle
feed
sewing machine
advance
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP89904043A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0413699A1 (en
Inventor
Mathias Ulmen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfaff Industriemaschinen GmbH
GM Pfaff AG
Original Assignee
Pfaff Industriemaschinen GmbH
GM Pfaff AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pfaff Industriemaschinen GmbH, GM Pfaff AG filed Critical Pfaff Industriemaschinen GmbH
Publication of EP0413699A1 publication Critical patent/EP0413699A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0413699B1 publication Critical patent/EP0413699B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D05SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05BSEWING
    • D05B27/00Work-feeding means
    • DTEXTILES; PAPER
    • D05SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05BSEWING
    • D05B27/00Work-feeding means
    • D05B27/10Work-feeding means with rotary circular feed members
    • DTEXTILES; PAPER
    • D05SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05BSEWING
    • D05B19/00Programme-controlled sewing machines
    • D05B19/02Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit
    • D05B19/12Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit characterised by control of operation of machine
    • D05B19/16Control of workpiece movement, e.g. modulation of travel of feed dog
    • DTEXTILES; PAPER
    • D05SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05DINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES D05B AND D05C, RELATING TO SEWING, EMBROIDERING AND TUFTING
    • D05D2207/00Use of special elements
    • D05D2207/05Magnetic devices
    • D05D2207/06Permanent magnets

Definitions

  • the invention relates to a sewing machine according to the preamble of claim 1.
  • a sewing machine with a fixed needle bar guide is known from DE-PS 35 16 715.
  • the feed takes place exclusively via the sliding wheel and roller foot, whereby both feed units are each connected to their own stepper motor drive.
  • the feed units are driven here - in contrast to the sewing machine with needle feed - only during the cut out phase of the needle.
  • the invention specified in claim 1 is therefore based on the object of making the feed drive by the needle switchable on and off in a sewing machine with a needle feed.
  • the sewing machine consists of the base plate (1), the column (2), the stand (3), the arm (4) and the head (5).
  • a main shaft (6) is mounted in the arm (4) in a conventional manner and is driven by a sewing motor (8) attached below the base plate (1) via a V-belt (7).
  • the main shaft (6) is driven by a toothed belt (9), a gripper shaft (10) mounted in the base plate (1), which is in drive connection with a gripper (not shown).
  • the main shaft (6) drives a needle bar (14) equipped with the needle (13) via a crank (11) and a link (12).
  • the handlebar (12) is articulated to the needle bar (14) via an articulated connection (15) (Fig. 2).
  • This is mounted in a rocker (17) carried by an oscillating shaft (16) (FIG. 1).
  • the oscillating shaft (16) is parallel to the main shaft (6) stored in the arm (4).
  • the end of the oscillating shaft (16) projecting into the stand (3) carries a lever arm (18) which is connected to an eccentric rod (20) via a joint pin (19). This engages around an eccentric (21) (Fig. 4) which is fixedly connected to a drive shaft (22) of a stepper motor (23) fastened in the arm (4).
  • the eccentric (21) is guided with a pin (24) in a housing bore (25) running coaxially to the drive shaft (22).
  • a carrier (30) is mounted on an eccentric bolt (31) which has bearing pins (34 and 35) projecting into bores (32 and 33) in the column (2).
  • the bearing journal (35) is provided with a slot (36).
  • the eccentric (31) is clamped to the carrier (30) by a screw (37).
  • a standing shaft (38) is mounted in the carrier (30) and is guided in the axial direction by an adjusting ring (39) and a coupling (40).
  • the carrier (30) is equipped at the lower end with a flange plate (41) on which a stepper motor (42) is fastened, the drive shaft (43) of which is rigidly coupled to the standing shaft (38) by the coupling (40).
  • the standing shaft (38) carries a pinion (44) of a spiroid gear (45), the ring gear (46) of which is firmly connected to a sliding wheel (47) which is ball-bearing-mounted in a known manner and an inner part with an axle stub (48) having.
  • This is received by a bore in an arm (30a) of the carrier (30) and can be clamped by a screw (49) after adjustment in the axial direction.
  • the slide wheel (47) can be adjusted in height by means of the support (30) relative to a needle plate (50) which closes the column (2) upwards and through which it projects through a slot (50a).
  • the stitch plate (59) is provided with a stitch slot (50b) (see also Fig. 6) for the passage of the needle (13).
  • the carrier (30) is firmly clamped to it by a screw (51) screwed into its upper part, which projects through a slot (52) in the column (2).
  • the lateral position of the pusher wheel (47) can be aligned with the slot (50a) in the throat plate (50).
  • a vertical shaft (53) is loosely mounted in the head (5) of the sewing machine.
  • a clamping piece (54) is screwed onto the shaft (53). This has a radial bore in which a pin (55) is pressed.
  • a coupling piece (56) is also loosely mounted on the shaft 53.
  • a web (57) projecting laterally from it protrudes through a slot in the head (5) and secures the coupling piece (56) against rotation.
  • the coupling piece (56) is designed as a ring cutout in its lower region and thus encompasses the clamping piece (54).
  • the ring cutout has a recess (59) into which the pin (55) projects and which at one end merges into a latching groove (60), while at the other end it ends with a wall (61).
  • a compression spring (62) which is supported against an adjusting ring (63) attached to the shaft (53), presses the coupling piece (56) and thus the upper wall of its ring cutout slightly downwards against the pin (55).
  • a lever arm (65) of an angle lever (66) mounted in the head (5) protrudes below the web (57) and is connected via a link (67) to a lever linkage (not shown) which can be actuated by the operator.
  • a cam (68) is fastened under the lever arm (65) on a shaft (69) mounted in the head (5).
  • the shaft (69) (FIG. 2) carries a hand lever (70) on its outwardly projecting end.
  • a block (71) is attached, which is equipped with a groove guide (72).
  • An angular flap (73) with an elongated hole is screwed into this, which is firmly connected to a caster base (74).
  • This has a pipe socket (75) (see also Fig. 3), which merges into a downwardly projecting end piece (76).
  • a bore is provided in this for the attachment of an axle stub (78) of a roller bearing (80) with ball bearings.
  • the roller foot (80) has a race (81) with which a ring gear (82) of a spiroid gear (83) is fixedly connected, the pinion (84) of which is off-center in engagement with the ring gear (82).
  • a tubular support (85) is received in the pipe socket (75) and its position is clamped by screws (86) screwed into the pipe socket (75).
  • the carrier (85) consists of a tube (87), a hollow cylinder (88) which adjoins at the top and an annular connecting flange (89).
  • a shaft (90) is mounted in the tube (87), which carries the pinion (84) at its lower end and is fixedly connected to an annular shoulder (91) which bears against the lower end of the tube (87).
  • the shaft (90) is gripped in the area of its upper end by the inner ring of a ball bearing (93) pressed into the hollow cylinder (88).
  • the upper end of the shaft (90) is rigidly coupled by a coupling (94) to a drive shaft (95) of a stepper motor (96), the housing of which is screwed onto the end flange (89).
  • a pulse disc (100) On the main shaft (6) (Fig. 1) of the sewing machine, a pulse disc (100) is attached, which has two pulse paths, each of which works with a pulse generator (101 or 102).
  • One pulse path has a plurality of pulse markings (103) (FIG. 5) distributed uniformly over its circumference, while the other pulse path has only two pulse markings (104), one of which has the pulse generator (101) when the needle (13) emerges. out of the workpiece and the other happens when the needle (13) enters the workpiece.
  • the pulse generator (101) is connected to a control unit (105).
  • a switchover arrangement (106), control lines (107a, 108a and 109a) AND gates (107, 108 and 109) and counters (111, 112 and 113) are connected to this via a control line (106a) .
  • a keypad (114), a display unit (115) via a bus line (115a) and a data memory (116) via a bus line (116a) are connected to the control unit (105) via a bus line (114a).
  • the outputs of the counters are connected to inputs of power stages (117, 118 and 119) for the associated stepper motors (23, 42 and 96).
  • the outputs of the counters (111, 112 and 113) are connected to the control unit (105) via lines (111a, 112a and 113a). Lines (117a, 118a and 119a) lead from the control unit (105) to the power stages (117, 118 and 119). Three switches (120, 121 and 122) are also connected to the control unit (105), of which the switch (120) is used to actuate a reverse sewing process, while the two switches (121 and 122) are used to slowly drive the stepper motors (42 and 96 ) in the forward or backward direction when the sewing machine is at a standstill preferably in the needle up position.
  • an oscillator (123) is connected to the two power stages (118 and 119) via a divider (124) and a switch (125).
  • the switch (125) is connected to the control unit (105) via a control line (125a).
  • the oscillator (123) is also connected to the input (E1) of the switching arrangement (106), the input (E2) of which is connected to the pulse generator (102).
  • the output of the switching arrangement (106) leads to the inputs (E1) of the three AND gates (107, 108 and 109), the outputs of which are each connected to the associated counter (111, 112 and 113), which are designed as a down counter and which can be individually preset by the control unit (105) via the collecting line (110).
  • the keypad (114) With the keypad (114) the number of steps of the stepper motors (23, 42 and 96) per sewing stitch and thus the feed length of the individual transport elements - needle (13), pusher wheel (47) and roller foot (80) - can be selected between the respective stitch formation, different feed amounts of the sliding wheel (47) relative to the roller foot (80) can also be set.
  • the measure of the preselected stitch length is shown in the display unit (115).
  • a switch (126) is connected to the control unit (105) and is used to switch from the "moving needle” mode to the "fixed needle” mode and vice versa. Furthermore, a counter (127) can be provided, which is connected to the control unit (105) via a bus line (127a) and a line (127b) and a line (127c) both to the pulse generator (101) and to the control unit (105). connected is.
  • Fig. 6 shows schematically the distances traveled by the needle (13) during stitch formation as well as the movement of the sewing material caused by the pusher wheel (46) and the roller foot (80) for a predetermined stitch length (S).
  • the needle (13) sticks into the sewing material at a puncture point (P1), moves with it over its center line (M) according to the distances (n1 and n2) to the puncturing point P2 from the sewing material.
  • the pusher wheel (46) and roller foot (80) also move the sewing material by the same amount (distances r1 and r2).
  • the needle (13) After the needle (13) has left the sewing material at point (P2), it moves outside the sewing material by the distances (n3 and n4) back to its insertion point (P1).
  • the sliding wheel (46) and roller foot (80) move the sewing material by the two distances (r3 and r4).
  • the facility works as follows: The operator uses the keypad (114) to set the desired feed amounts of the needle (13), the pusher wheel (47) and the roller presser (80), the corresponding digital values being taken from the data memory (116) via the control unit (105) and thus the counter (111, 112 and 113) can be preset. At the same time, values corresponding to the feed amounts are displayed in the display unit (115).
  • the sewing motor (8) drives the main shaft (6) via the V-belt (7), which moves the needle bar (14) up and down via the drive connection - crank (11) and handlebar (12).
  • the main shaft (6) also drives the gripper (not shown) via the toothed belt (9) and the gripper drive shaft (10).
  • the drive for feeding the workpiece is triggered via the pulse generator (101) whenever the needle (13) penetrates the workpiece and when it leaves it.
  • the pulse generator (101) emits a pulse to the control unit (105).
  • step impulses acting on the stepper motors (23, 42 and 96) drive the rocker arm (17), the pusher wheel (47) and the roller foot (80) for the joint transport effect on the workpiece.
  • the stepper motor (42) rotates the pusher wheel (47) via the standing shaft (38) which is firmly coupled to its output shaft (43) and the angular gear (45), while the stepper motor (80) simultaneously rotates via the shaft which is firmly coupled to its output shaft (95) Shaft (90) and the angular gear (83) drives the roller foot (80).
  • the stepper motor (23) simultaneously rotates the eccentric (21) gradually in one direction via its output shaft (22), its eccentricity transmitting deflection movements via the eccentric rod (20) and the lever arm (18) to the rocker (17), which thereby swinging out corresponding angular amounts. This takes place when the needle (13) is inserted in the workpiece in synchronism with the feed of the pusher wheel (47) and the roller foot (80) and when the needle (13) is cut out by driving the eccentric (21) in the opposite direction.
  • the needle bar (14) performs a sinusoidal oscillating movement in the feed direction. During its pierced phase in the workpiece it swings in the feed direction and during the pierced phase it swings in the opposite direction.
  • the control of the stepper motor (23) for swinging out the needle bar (14) is therefore designed so that it gives the stepper motor (23) during one revolution of the main shaft (6), i.e. with each feed during stitch formation, two sinusoidal partial step sequences, one of which one drives the stepper motor (23) in the feed direction and the other drives it in the opposite direction.
  • the stepper motors (42 and 96) for the sliding wheel (47) and the caster (80) are advantageously also not driven as a constant step sequence, but in two sinusoidal partial step sequences.
  • the input (E2) of the respective AND gate (107 , 108 or 109) are switched from the control unit (105) to L potential via the control line (107a, 108a or 109a), so that the corresponding AND gate (107, 108 or 109) allows the clock pulses from the pulse generator ( 102) is prevented.
  • the changeover from the "moving needle” operating mode to the "fixed needle” operating mode takes place by actuating the switch (126) in its closed state.
  • the control unit (105) controls the switching process when the next pulse from the pulse generator (101) emerges when the needle (13) emerges (see also FIGS. 6 and 7) at the cut-out point (P2). This then runs in the cut phase the needle (13).
  • the needle (13) is moved back into its central position M against the feed direction (V) (distance n3). Since the needle (13) normally only executes half the stitch length (S) during its pierced phase (distances n1 and n2), this movement is a quarter of the stitch length (S).
  • Slider wheel (47) and roller foot (80) have to move the sewing material in the first part of their feed (distance r1) to the center line M and in the second part of their feed (distance r2) they only need 1/4 of the stitch length S of from the center line M have now carried out the remaining amount, namely three quarters of the stitch length (S) (distances r3, r4 and r1) in the cut-out phase of the needle (13) to complete the started stitch.
  • the corresponding data values for the movement of the needle (13), the pusher wheel (47) and the roller foot (80) are calculated from the entered stitch length (S) by the control unit (105) and when the stitch is carried out in the counter (111 , 112 and 113). In the subsequent stitches with the needle (13) stationary, no data values are entered into the counter (111).
  • the counters (112 and 113) are likewise not given any data values during the pierced phase of the needle (13), while the total data values required for executing the set stitch length (S) are respectively entered during the pierced phase of the needle (13). These then each correspond to twice the amount of the data values entered on the respective counter (112 or 113) during needle feed during half a stitch execution.
  • the pusher wheel (47) and the roller foot (80) are at hand inserted needle (13) silently, while with the needle (13) removed the entire feed amount to be carried out for one stitch length.
  • the changeover switch (126) is switched back to its open position.
  • the control unit (105) controls the needle (13) from its central position M by a quarter of the stitch length (S) Sewing direction back to the puncture point (P1).
  • the feed wheel (47) and the roller presser (80) transport the sewing material by three quarters of the stitch length (S) in the sewing direction, namely by the distances (r2, r3 and r4), so that the needle (13) is exactly at the next stitch at the next stitch Stitch length (S) from the previous stitch at the puncture point (P1).
  • the control unit (105) subsequently controls the control sequence of the movement of the needle (13), pusher wheel (47) and roller foot (described above in the "moving needle” operating mode when the impulse of the pulse generator (101) occurs when entering the material to be sewn). 80).
  • the changeover of the operating modes can also be controlled by the presettable counter (127), for example at the start of a sewing process.
  • the counter (127) can be preset via the keyboard (114) to a certain amount, which corresponds to the number of stitches during which the needle bar guide (17) is to be stopped and during which the pusher wheel (47) and the roller presser ( 80) should take over the feeding of the sewing material alone. This The amount can then be transferred to the counter (127) by the control unit (105) via the collecting line (127a) before each sewing operation.
  • the counter (127) is then counted down by "1" when the needle (13) emerges from the sewing material via the pulse emitted by the pulse generator (101). As soon as the counter (127) is at "O”, the system switches to the "moving needle” operating mode, which then proceeds in the manner described above.
  • the switch (120) is actuated, whereby the control unit (105) at the start of a new pulse from the pulse generator (101) via the control lines (117a, 118a and 119a) at the power stages (117, 118 and 119) reverses the direction of movement of the stepper motors (23, 42 and 96) so that they drive the pusher wheel (47), the roller presser (80) and the needle bar (14) in the opposite direction as long as the actuation of the switch ( 120) continues.
  • the sequence of steps of the stepper motors (23, 42 and 96) is carried out by calling up the corresponding values set in the keypad (114) from the data memory (116) in the manner described above.
  • the control unit (105) switches the switching arrangement (106) to the input (E1), so that the pulses emitted by the oscillator (123) reach the inputs (E1 ) of the AND gates (107, 108 and 109).
  • clock pulses are thus given by the oscillator (123) to the inputs (E1) of the AND gates (107, 108 and 109) instead of the clock pulses by the pulse generator (102).
  • the control unit (105) switches the AND elements (107, 108 and 109) off via the control lines (107a, 108a and 109a).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)

Abstract

In known sewing machines in which the needle feed and sliding gear wheel are driven by stepping motors, the needle feed cannot be stopped. In the new design, the needle feed (n1, n2, n3, n4) is stopped by means of a switching arrangement so that the oscillation of the needle (13) in the direction of feed is stopped (point M), the distance (r2) by which the sliding gear wheel is advanced during the insertion phase (n1) of the needle is eliminated, and the distance (r3, r4, r1) by which the sliding gear wheel is advanced during the retracted phase (n3) of the needle is increased by the eliminated distance.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a sewing machine according to the preamble of claim 1.

Bei den bekannten Nähmaschinen mit Stoffvorschub durch Nadel-, sowie unterem und/oder oberem Schiebrad, wobei der Antrieb des Vorschubes von der Hauptwelle der Nähmaschine über mechanische Getriebeanordnungen erfolgt, ist der Nadelantrieb nicht abschaltbar. Die Getriebeanordnung des Nähmaschinentyps mit Betriebsart "mitgehende Nadel" ist gegenüber dem Nähmaschinentyp mit Betriebsart "feststehende Nadel", d. h. Nähmaschine ohne Nadelvorschub, so unterschiedlich ausgebildet, daß eine Umstellung nicht möglich ist. Daher sind für beide Betriebsarten nur Einzweck-Nähmaschinen vorhanden.Eine wechselweise Verwendung der beiden Betriebsarten mit einer einzigen Nähmaschine, wie es bei manchen Nähvorgängen wünschenswert wäre, war daher bisher nicht praktizierbar.In the known sewing machines with fabric feed by needle and lower and / or upper slide wheel, the feed being driven by the main shaft of the sewing machine via mechanical gear arrangements, the needle drive cannot be switched off. The gear arrangement of the sewing machine type with the "moving needle" mode is compared to the sewing machine type with the "fixed needle" mode, i. H. Sewing machine without needle feed, so differently designed that a change is not possible. For this reason, only single-purpose sewing machines are available for both operating modes.Use of the two operating modes alternately with a single sewing machine, as would be desirable in some sewing processes, has thus far not been practicable.

Durch die DE-PS 35 16 713 ist eine Nähmaschine mit Nadeltransport bekannt, bei der die Vorschubaggregate Nadel, Schiebrad und Rollfuß durch unabhängig voneinander arbeitende Schrittmotore angetrieben werden.From DE-PS 35 16 713 a sewing machine with needle transport is known, in which the feed units needle, pusher wheel and roller foot are driven by stepper motors working independently of one another.

Weiter ist durch die DE-PS 35 16 715 eine Nähmaschine mit feststehender Nadelstangenführung bekannt. Bei dieser Nähmaschine erfolgt der Vorschub ausschließlich über Schiebrad und Rollfuß, wobei beide Vorschubaggregate mit je einem eigenen Schrittmotorantrieb verbunden sind. Der Antrieb der Vorschubaggregate erfolgt hier - im Gegensatz zur Nähmaschine mit Nadeltransport - ausschließlich während der ausgestochenen Phase der Nadel.Furthermore, a sewing machine with a fixed needle bar guide is known from DE-PS 35 16 715. With this sewing machine, the feed takes place exclusively via the sliding wheel and roller foot, whereby both feed units are each connected to their own stepper motor drive. The feed units are driven here - in contrast to the sewing machine with needle feed - only during the cut out phase of the needle.

Infolge den völlig unterschiedlich ablaufenden Vorschubverhältnissen ist daher eine einfache Kombination der beiden Nähmaschinentypen nicht ohne weiteres möglich.As a result of the completely different feed conditions, a simple combination of the two types of sewing machine is therefore not easily possible.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Vorschubantrieb durch die Nadel bei einer Nähmaschine mit Nadelvorschub ein- und ausschaltbar zu machen.The invention specified in claim 1 is therefore based on the object of making the feed drive by the needle switchable on and off in a sewing machine with a needle feed.

Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.According to the invention this is solved by the features specified in the characterizing part of the patent claim.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ergibt sich nunmehr die Möglichkeit den Nadelvorschub bei einer Nähmaschine mit in Vorschubrichtung mitgehender Nadel in einfachster Weise lediglich durch Umschaltung zeitweise abzuschalten und den Vorschub bei feststehender Nadelstangenführung ausschließlich durch das untere und/oder obere Schiebrad auszuführen. Die Umschaltung kann dabei von Hand oder durch eine einzugebende Programmfolge geschehen.With the solution according to the invention, there is now the possibility of temporarily switching off the needle feed in a sewing machine with the needle moving in the feed direction simply by switching over and executing the feed with the fixed needle bar guide exclusively through the lower and / or upper slide wheel. Switching can be done manually or by entering a program sequence.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einer Nähmaschine mit Nadelvorschub dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in a sewing machine with needle feed.

Es zeigt:

  • Fig. 1 eine Gesamtansicht einer mit Nadelvorschub ausgestatteten Nähmaschine, teilweise geschnitten,
  • Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Nähmaschine nach Fig. 1, teilweise geschnitten,
  • Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III III der Fig. 2,
  • Fig. 4 eine Rückansicht des Schrittmotorantriebes für das Ausschwingen der Nadelstange, teilweise geschnitten,
  • Fig. 5 ein Blockschaltbild der elektronischen Schaltung für die Vorschubeinrichtung,
  • Fig. 6 einen Schnitt durch die Stichplatte der Nähmaschine in vergrößerter Darstellung und
  • Fig. 7 ein Diagramm der Vorschubbewegung.
It shows:
  • 1 is an overall view of a sewing machine equipped with a needle feed, partly in section,
  • 2 is an enlarged side view of the sewing machine of FIG. 1, partially in section,
  • 3 shows a section along the line III III of FIG. 2,
  • 4 is a rear view of the stepper motor drive for swinging out the needle bar, partly in section,
  • 5 is a block diagram of the electronic circuit for the feed device,
  • Fig. 6 shows a section through the needle plate of the sewing machine in an enlarged view and
  • Fig. 7 is a diagram of the feed movement.

Wie die Fig. 1 zeigt, besteht die Nähmaschine aus der Grundplatte (1), der Säule (2), dem Ständer (3), dem Arm (4) und dem Kopf (5). Im Arm (4) ist in üblicher Weise eine Hauptwelle (6) gelagert, die über einen Keilriemen (7) von einem unterhalb der Grundplatte (1) befestigten Nähmotor (8) angetrieben wird. Von der Hauptwelle (6) wird durch einen Zahnriemen (9) eine in der Grundplatte (1) gelagerte Greiferwelle (10) angetrieben, die mit einem nicht dargestellten Greifer in Antriebsverbindung steht.As shown in Fig. 1, the sewing machine consists of the base plate (1), the column (2), the stand (3), the arm (4) and the head (5). A main shaft (6) is mounted in the arm (4) in a conventional manner and is driven by a sewing motor (8) attached below the base plate (1) via a V-belt (7). The main shaft (6) is driven by a toothed belt (9), a gripper shaft (10) mounted in the base plate (1), which is in drive connection with a gripper (not shown).

Die Hauptwelle (6) treibt über eine Kurbel (11) und einen Lenker (12) eine mit der Nadel (13) ausgestattete Nadelstange (14) an. Der Lenker (12) ist dabei über eine Gelenkverbindung (15) (Fig. 2) an der Nadelstange (14) angelenkt. Diese ist in einer von einer Schwingwelle (16) (Fig. 1) getragenen Schwinge (17) gelagert. Die Schwingwelle (16) ist dabei parallel zur Hauptwelle (6) im Arm (4) gelagert.The main shaft (6) drives a needle bar (14) equipped with the needle (13) via a crank (11) and a link (12). The handlebar (12) is articulated to the needle bar (14) via an articulated connection (15) (Fig. 2). This is mounted in a rocker (17) carried by an oscillating shaft (16) (FIG. 1). The oscillating shaft (16) is parallel to the main shaft (6) stored in the arm (4).

Das in den Ständer (3) ragende Ende der Schwingwelle (16) trägt einen Hebelarm (18), der über einen Gelenkstift (19) mit einer Exzenterstange (20) verbunden ist. Diese umgreift einen Exzenter (21) (Fig. 4), welcher mit einer Antriebswelle (22) eines im Arm (4) befestigten Schrittmotors (23) fest verbunden ist. Der Exzenter (21) ist mit einem Zapfen (24) in einer koaxial zur Antriebswelle (22) verlaufenden Gehäusebohrung (25) geführt.The end of the oscillating shaft (16) projecting into the stand (3) carries a lever arm (18) which is connected to an eccentric rod (20) via a joint pin (19). This engages around an eccentric (21) (Fig. 4) which is fixedly connected to a drive shaft (22) of a stepper motor (23) fastened in the arm (4). The eccentric (21) is guided with a pin (24) in a housing bore (25) running coaxially to the drive shaft (22).

Im unteren Teil der Säule (2) (Fig. 2) ist ein Träger (30) auf einem Exzenterbolzen (31) gelagert, der in Bohrungen (32 und 33) in der Säule (2) ragende Lagerzapfen (34 und 35) aufweist. Der Lagerzapfen (35) ist mit einem Schlitz (36) versehen. Der Exzenter (31) wird durch eine Schraube (37) mit dem Träger (30) verklemmt. In dem Träger (30) ist eine Stehwelle (38) gelagert, die durch einen Stellring (39) und eine Kupplung (40) in axialer Richtung geführt ist. Der Träger (30) ist am unteren Ende mit einer Flanschplatte (41) ausgestattet, auf welcher ein Schrittmotor (42) befestigt ist, dessen Antriebswelle (43) durch die Kupplung (40) starr mit der Stehwelle (38) gekuppelt ist. Am oberen Ende trägt die Stehwelle (38) ein Ritzel (44) eines Spiroidgetriebes (45), dessen Tellerrad (46) fest mit einem Schiebrad (47) verbunden ist, das in bekannter Weise kugelgelagert ist und einen Innenteil mit einem Achsstummel (48) aufweist. Dieser wird von einer Bohrung in einem Arm (30a) des Trägers (30) aufgenommen und ist nach Einstellung in axialer Richtung durch eine Schraube (49) festklemmbar.In the lower part of the column (2) (Fig. 2), a carrier (30) is mounted on an eccentric bolt (31) which has bearing pins (34 and 35) projecting into bores (32 and 33) in the column (2). The bearing journal (35) is provided with a slot (36). The eccentric (31) is clamped to the carrier (30) by a screw (37). A standing shaft (38) is mounted in the carrier (30) and is guided in the axial direction by an adjusting ring (39) and a coupling (40). The carrier (30) is equipped at the lower end with a flange plate (41) on which a stepper motor (42) is fastened, the drive shaft (43) of which is rigidly coupled to the standing shaft (38) by the coupling (40). At the upper end, the standing shaft (38) carries a pinion (44) of a spiroid gear (45), the ring gear (46) of which is firmly connected to a sliding wheel (47) which is ball-bearing-mounted in a known manner and an inner part with an axle stub (48) having. This is received by a bore in an arm (30a) of the carrier (30) and can be clamped by a screw (49) after adjustment in the axial direction.

Durch Verdrehen des Exzenterbolzens (31) mit Hilfe des Schlitzes (36) ist das Schiebrad (47) über den Träger (30) in seiner Höhenlage gegenüber einer Stichplatte (50) einstellbar, welche die Säule (2) nach oben abschließt und durch die es durch einen Schlitz (50a) hindurchragt. Parallel zum Schlitz (50a) ist die Stichplatte (59) mit einem Stichschlitz (50b) (siehe auch Fig. 6) zum Durchtritt der Nadel (13) versehen.By turning the eccentric bolt (31) using the Slot (36), the slide wheel (47) can be adjusted in height by means of the support (30) relative to a needle plate (50) which closes the column (2) upwards and through which it projects through a slot (50a). Parallel to the slot (50a), the stitch plate (59) is provided with a stitch slot (50b) (see also Fig. 6) for the passage of the needle (13).

Der Träger (30) wird durch eine in seinem oberen Teil eingeschraubte Schraube (51), die einen Schlitz (52) in der Säule (2) durchragt, mit dieser fest verklemmt. Dabei kann die seitliche Lage des Schiebrades (47) gegenüber dem Schlitz (50a) in der Stichplatte (50) ausgerichtet werden.The carrier (30) is firmly clamped to it by a screw (51) screwed into its upper part, which projects through a slot (52) in the column (2). The lateral position of the pusher wheel (47) can be aligned with the slot (50a) in the throat plate (50).

Im Kopf (5) der Nähmaschine ist eine senkrecht verlaufende Welle (53) lose gelagert. Auf der Welle (53) ist ein Klemmstück (54) festgeschraubt. Dieses weist eine radiale Bohrung auf, in der ein Stift (55) eingedrückt ist. Auf der Welle 53 ist weiterhin ein Kupplungsstück (56) lose gelagert. Ein seitlich von ihm abstehender Steg (57) ragt durch einen Schlitz im Kopf (5) und sichert das Kupplungsstück (56) gegen Verdrehung. Das Kupplungsstück (56) ist in seinem unteren Bereich als Ringausschnitt ausgebildet und umgreift damit das Klemmstück (54). Der Ringausschnitt weist eine Ausnehmung (59) auf, in die der Stift (55) hineinragt und die an ihrem einen Ende in eine Rastnut (60) übergeht, während sie an ihrem anderen Ende mit einer Wand (61) endet. Eine Druckfeder (62), die sich gegen einen auf der Welle (53) befestigten Stellring (63) abstützt, drückt das Kupplungsstück (56) und damit die obere Wand seines Ringausschnittes leicht nach unten gegen den Stift (55).A vertical shaft (53) is loosely mounted in the head (5) of the sewing machine. A clamping piece (54) is screwed onto the shaft (53). This has a radial bore in which a pin (55) is pressed. A coupling piece (56) is also loosely mounted on the shaft 53. A web (57) projecting laterally from it protrudes through a slot in the head (5) and secures the coupling piece (56) against rotation. The coupling piece (56) is designed as a ring cutout in its lower region and thus encompasses the clamping piece (54). The ring cutout has a recess (59) into which the pin (55) projects and which at one end merges into a latching groove (60), while at the other end it ends with a wall (61). A compression spring (62), which is supported against an adjusting ring (63) attached to the shaft (53), presses the coupling piece (56) and thus the upper wall of its ring cutout slightly downwards against the pin (55).

Auf dem Steg (57) (Fig. 3) liegt das freie Ende einer Blattfeder (64) auf, die im Arm (4) befestigt ist und das Kupplungsstück (56) nach unten drückt. Unter dem Steg (57) ragt ein Hebelarm (65) eines im Kopf (5) gelagerten Winkelhebels (66), der über einen Lenker (67) mit einem nicht dargestellten, von der Bedienungsperson betätigbaren Hebelgestänge verbunden ist. Unter dem Hebelarm (65) ist ein Nocken (68) auf einer im Kopf (5) gelagerten Welle (69) befestigt. Die Welle (69) (Fig. 2) trägt auf ihrem nach außen ragenden Ende einen Handhebel (70).On the web (57) (Fig. 3) is the free end of a leaf spring (64) which is fixed in the arm (4) and presses the coupling piece (56) down. A lever arm (65) of an angle lever (66) mounted in the head (5) protrudes below the web (57) and is connected via a link (67) to a lever linkage (not shown) which can be actuated by the operator. A cam (68) is fastened under the lever arm (65) on a shaft (69) mounted in the head (5). The shaft (69) (FIG. 2) carries a hand lever (70) on its outwardly projecting end.

Am unteren Ende der Welle (53) ist ein Kloben (71) befestigt, der mit einer Nutführung (72) ausgestattet ist. In dieser ist ein winkelförmiger, ein Langloch aufweisender Lappen (73) festgeschraubt, der mit einem Rollfußträger (74) fest verbunden ist. Dieser weist einen Rohrstutzen (75) (siehe auch Fig. 3) auf, der in ein nach unten ragendes Endstück (76) übergeht. In diesem ist eine Bohrung für die Befestigung eines Achsstummels (78) eines kugelgelagerten Rollfußes (80) vorgesehen. Der Rollfuß (80) weist einen Laufring (81) auf, mit dem ein Tellerrad (82) eines Spiroidgetriebes (83) fest verbunden ist, dessen Ritzel (84) außermittig in Eingriff mit dem Tellerrad (82) steht. Im dem Rohrstutzen (75) ist ein rohrförmiger Träger (85) aufgenommen, der durch im Rohrstutzen (75) eingeschraubte Schrauben (86) in seiner Lage verklemmt wird. Der Träger (85) besteht aus einem Rohr (87), einem sich nach oben anschließenden Hohlzylinder (88) und einem ringförmigen Anschlußflansch (89). In dem Rohr (87) ist eine Welle (90) gelagert, die an ihrem unteren Ende das Ritzel (84) trägt und fest mit einer Ringschulter (91) verbunden ist, die gegen das untere Ende des Rohres (87) anliegt.At the lower end of the shaft (53) a block (71) is attached, which is equipped with a groove guide (72). An angular flap (73) with an elongated hole is screwed into this, which is firmly connected to a caster base (74). This has a pipe socket (75) (see also Fig. 3), which merges into a downwardly projecting end piece (76). A bore is provided in this for the attachment of an axle stub (78) of a roller bearing (80) with ball bearings. The roller foot (80) has a race (81) with which a ring gear (82) of a spiroid gear (83) is fixedly connected, the pinion (84) of which is off-center in engagement with the ring gear (82). A tubular support (85) is received in the pipe socket (75) and its position is clamped by screws (86) screwed into the pipe socket (75). The carrier (85) consists of a tube (87), a hollow cylinder (88) which adjoins at the top and an annular connecting flange (89). A shaft (90) is mounted in the tube (87), which carries the pinion (84) at its lower end and is fixedly connected to an annular shoulder (91) which bears against the lower end of the tube (87).

Die Welle (90) wird im Bereich ihres oberen Endes vom Innenring eines im Hohlzylinder (88) eingepreßten Kugellagers (93) umgriffen. Das obere Ende der Welle (90) ist durch eine Kupplung (94) starr mit einer Antriebswelle (95) eines Schrittmotors (96) gekuppelt, dessen Gehäuse auf dem Abschlußflansch (89) festgeschraubt ist.The shaft (90) is gripped in the area of its upper end by the inner ring of a ball bearing (93) pressed into the hollow cylinder (88). The upper end of the shaft (90) is rigidly coupled by a coupling (94) to a drive shaft (95) of a stepper motor (96), the housing of which is screwed onto the end flange (89).

Auf der Hauptwelle (6) (Fig. 1) der Nähmaschine ist eine Impulsscheibe (100) befestigt, die zwei Impulsbahnen aufweist, von denen jede mit einem Impulsgeber (101 bzw. 102) zusammenarbeitet. Die eine Impulsbahn weist eine Vielzahl gleichmäßig auf ihrem Umfang verteilter Impulsmarkierungen (103) (Fig. 5) auf, während die andere Impulsbahn lediglich zwei Impulsmarkierungen (104) aufweist, von denen die eine den Impulsgeber (101) beim Austritt der Nadel (13) aus dem Werkstück und die andere ihn beim Eintritt der Nadel (13) in das Werkstück passiert.On the main shaft (6) (Fig. 1) of the sewing machine, a pulse disc (100) is attached, which has two pulse paths, each of which works with a pulse generator (101 or 102). One pulse path has a plurality of pulse markings (103) (FIG. 5) distributed uniformly over its circumference, while the other pulse path has only two pulse markings (104), one of which has the pulse generator (101) when the needle (13) emerges. out of the workpiece and the other happens when the needle (13) enters the workpiece.

Der Impulsgeber (101) ist an eine Steuereinheit (105) angeschlossen. An dieser sind über eine Steuerleitung (106a) eine Umschaltanordnung (106), über Steuerleitungen (107a, 108a und 109a) UND-Glieder (107, 108 und 109), über eine Sammelleitung (110) Zähler (111, 112 und 113) angeschlossen. Außerdem sind über eine Sammelleitung (114a) ein Tastenfeld (114), über eine Sammelleitung (115a) eine Anzeigeeinheit (115) und über eine Sammelleitung (116a) ein Datenspeicher (116) an der Steuereinheit (105) angeschlossen.The pulse generator (101) is connected to a control unit (105). A switchover arrangement (106), control lines (107a, 108a and 109a) AND gates (107, 108 and 109) and counters (111, 112 and 113) are connected to this via a control line (106a) . A keypad (114), a display unit (115) via a bus line (115a) and a data memory (116) via a bus line (116a) are connected to the control unit (105) via a bus line (114a).

Die Ausgänge der Zähler (111, 112 und 113) sind mit Eingängen von Leistungsstufen (117, 118 und 119) für die zugehörigen Schrittmotore (23, 42 und 96) verbunden.The outputs of the counters (111, 112 and 113) are connected to inputs of power stages (117, 118 and 119) for the associated stepper motors (23, 42 and 96).

Außerdem sind die Ausgänge der Zähler (111, 112 und 113) über Leitungen (111a, 112a und 113a) an die Steuereinheit (105) angeschlossen. Leitungen (117a, 118a und 119a) führen von der Steuereinheit (105) zu den Leistungstufen (117, 118 und 119). Mit der Steuereinheit (105) sind ferner drei Schalter (120, 121 und 122) verbunden, von denen der Schalter (120) zur Betätigung eines Rückwärtsnähvorganges dient, während die beiden Schalter (121 und 122) zum langsamen Antrieb der Schrittmotore (42 und 96) in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung beim Stillstand der Nähmaschine vorzugsweise in Nadelhochstellung vorgesehen ist. Dazu ist ein Oszillator (123) über einen Teiler (124) und einen Schalter (125) an den beiden Leistungsstufen (118 und 119) angeschlossen. Der Schalter (125) ist über eine Steuerleitung (125a) an die Steuereinheit (105) angeschlossen. Der Oszillator (123) ist außerdem an den Eingang (E1) der Umschaltanordnung (106) geschaltet, dessen Eingang (E2) mit dem Impulsgeber (102) verbunden ist. Der Ausgang der Umschaltanordnung (106) führt an die Eingänge (E1) der drei UND-Glieder (107, 108 und 109), deren Ausgänge jeweils an dem zugehörigen Zähler (111, 112 und 113) angeschlossen sind, die als Abwärtszähler ausgebildet und die über die Sammelleitung (110) einzeln von der Steuereinheit (105) voreinstellbar sind.In addition, the outputs of the counters (111, 112 and 113) are connected to the control unit (105) via lines (111a, 112a and 113a). Lines (117a, 118a and 119a) lead from the control unit (105) to the power stages (117, 118 and 119). Three switches (120, 121 and 122) are also connected to the control unit (105), of which the switch (120) is used to actuate a reverse sewing process, while the two switches (121 and 122) are used to slowly drive the stepper motors (42 and 96 ) in the forward or backward direction when the sewing machine is at a standstill preferably in the needle up position. For this purpose, an oscillator (123) is connected to the two power stages (118 and 119) via a divider (124) and a switch (125). The switch (125) is connected to the control unit (105) via a control line (125a). The oscillator (123) is also connected to the input (E1) of the switching arrangement (106), the input (E2) of which is connected to the pulse generator (102). The output of the switching arrangement (106) leads to the inputs (E1) of the three AND gates (107, 108 and 109), the outputs of which are each connected to the associated counter (111, 112 and 113), which are designed as a down counter and which can be individually preset by the control unit (105) via the collecting line (110).

Mit dem Tastenfeld (114) ist die auszuführende Schrittzahl der Schrittmotore (23, 42 und 96) pro Nähstich und damit die Vorschublänge der einzelnen Transportorgane - Nadel (13), Schiebrad (47) und Rollfuß (80) - zwischen der jeweiligen Stichbildung vorwählbar, wobei auch unterschiedliche Vorschubbeträge des Schiebrades (47) gegenüber dem Rollfuß (80) einstellbar sind. In der Anzeigeeinheit (115) wird das Maß der vorgewählten Stichlänge jeweils angezeigt.With the keypad (114) the number of steps of the stepper motors (23, 42 and 96) per sewing stitch and thus the feed length of the individual transport elements - needle (13), pusher wheel (47) and roller foot (80) - can be selected between the respective stitch formation, different feed amounts of the sliding wheel (47) relative to the roller foot (80) can also be set. The measure of the preselected stitch length is shown in the display unit (115).

Mit der Steuereinheit (105) ist ein Umschalter (126) verbunden, der zum Umschalten von der Betriebsart "mitgehende Nadel" auf die Betriebsart "feststehende Nadel" und umgekehrt dient. Weiterhin kann ein Zähler (127) vorgesehen sein, der über eine Sammelleitung (127a) und eine Leitung (127b) mit der Steuereinheit (105) sowie eine Leitung (127c) sowohl mit dem Impulsgeber (101) als auch mit der Steuereinheit (105) verbunden ist.A switch (126) is connected to the control unit (105) and is used to switch from the "moving needle" mode to the "fixed needle" mode and vice versa. Furthermore, a counter (127) can be provided, which is connected to the control unit (105) via a bus line (127a) and a line (127b) and a line (127c) both to the pulse generator (101) and to the control unit (105). connected is.

Die Fig. 6 zeigt schematisch die von der Nadel (13) bei der Stichbildung zurückgelegten Strecken sowie die durch das Schiebrad (46) und den Rollfuß (80) verursachte Bewegung des Nähgutes für eine vorbestimmte Stichlänge (S) an. Die Nadel (13) sticht bei Nadelvorschub bei einem Einstichpunkt (P1) in das Nähgut, bewegt sich mit diesem über ihre Mittellinie (M) entsprechend den Strecken (n1 und n2) bis zum Ausstichpunkt P2 aus dem Nähgut. Gleichzeitig verschieben Schiebrad (46) und Rollfuß (80) das Nähgut ebenfalls um den gleichen Betrag (Strecken r1 und r2). Nachdem die Nadel (13) das Nähgut in Punkt (P2) verlassen hat, bewegt sie sich außerhalb des Nähgutes um die Strecken (n3 und n4) zu ihrem Einstichpunkt (P1) zurück. In dieser Zeit verschieben Schiebrad (46) und Rollfuß (80) das Nähgut um die beiden Strecken (r3 und r4).Fig. 6 shows schematically the distances traveled by the needle (13) during stitch formation as well as the movement of the sewing material caused by the pusher wheel (46) and the roller foot (80) for a predetermined stitch length (S). When the needle is fed, the needle (13) sticks into the sewing material at a puncture point (P1), moves with it over its center line (M) according to the distances (n1 and n2) to the puncturing point P2 from the sewing material. At the same time the pusher wheel (46) and roller foot (80) also move the sewing material by the same amount (distances r1 and r2). After the needle (13) has left the sewing material at point (P2), it moves outside the sewing material by the distances (n3 and n4) back to its insertion point (P1). During this time, the sliding wheel (46) and roller foot (80) move the sewing material by the two distances (r3 and r4).

Die Einrichtung arbeitet wie folgt:
   Die Bedienungsperson stellt über das Tastenfeld (114) die gewünschten Vorschubbeträge der Nadel (13), des Schiebrades (47) und des Rollfußes (80) ein, wobei über die Steuereinheit (105) entsprechende Digitalwerte aus dem Datenspeicher (116) entnommen und damit die Zähler (111, 112 und 113) voreingestellt werden. Gleichzeitig werden den Vorschubbeträgen entsprechende Werte in der Anzeigeeinheit (115) angezeigt.
The facility works as follows:
The operator uses the keypad (114) to set the desired feed amounts of the needle (13), the pusher wheel (47) and the roller presser (80), the corresponding digital values being taken from the data memory (116) via the control unit (105) and thus the counter (111, 112 and 113) can be preset. At the same time, values corresponding to the feed amounts are displayed in the display unit (115).

Beim Betrieb der Nähmaschine treibt der Nähmotor (8) über den Keilriemen (7) die Hauptwelle (6) an, welche die Nadelstange (14) über die Antriebsverbindung - Kurbel (11) und Lenker (12) - auf- und abbewegt. Die Hauptwelle (6) treibt außerdem über den Zahnriemen (9) und die Greiferantriebswelle (10) den nicht dargestellten Greifer an. Der Antrieb zum Vorschub des Werkstückes wird über den Impulsgeber (101) immer dann ausgelöst, wenn die Nadel (13) in das Werkstück eindringt und wenn sie dieses wieder verläßt. Der Impulsgeber (101) gibt dabei einen Impuls an die Steuereinheit (105) ab. Diese schaltet nunmehr über die Steuerleitungen (107a, 108a und 109a) das Potential an den Eingängen (E2) der UND-Glieder (107, 108 und 109) auf (H), so daß die danach von dem Impulsgeber (102) ausgehenden Impulse über die beim Antrieb der Nähmaschine auf den Eingang (E2) geschaltete Umschaltanordnung (106) von den UND-Gliedern (107, 108 und 109) an die Zähler (111, 112 und 113) durchgelassen werden.When the sewing machine is in operation, the sewing motor (8) drives the main shaft (6) via the V-belt (7), which moves the needle bar (14) up and down via the drive connection - crank (11) and handlebar (12). The main shaft (6) also drives the gripper (not shown) via the toothed belt (9) and the gripper drive shaft (10). The drive for feeding the workpiece is triggered via the pulse generator (101) whenever the needle (13) penetrates the workpiece and when it leaves it. The pulse generator (101) emits a pulse to the control unit (105). This now switches over the control lines (107a, 108a and 109a) to the potential at the inputs (E2) of the AND gates (107, 108 and 109) to (H), so that the pulses subsequently emitted by the pulse generator (102) the switching arrangement (106) connected to the input (E2) when the sewing machine is driven are passed through by the AND gates (107, 108 and 109) to the counters (111, 112 and 113).

Wenn einer der Zähler (111, 112 oder 113) das Zählergebnis "0" erreicht hat, gibt er einen Steuerimpuls an die zugehörige Leistungsstufe (117, 118) oder 119) ab, wodurch der entsprechende Schrittmotor (23, 42 oder 96) um einen Schritt weitergeschaltet wird. Gleichzeitig gibt dieser Zähler (111, 112 oder 113) über die zugehörige Steuerleitung (111a, 112a und 113a) einen Impuls an die Steuereinheit (105) ab, die diesen Zähler (111, 112 oder 113) wieder auf einen neuen Wert voreinstellt. Die Steuereinheit (105) ruft dabei die entsprechenden Werte aus dem Datenspeicher (116) ab. Sie bestimmt gleichzeitig über die an die Leistungsstufen (117, 118 und 119) angeschlossenen Steuerleitungen (117a, 118a und 119a), ob der jeweilige Schrittmotor (23, 42 und 96) in Vor- oder Rückwärtsdrehrichtung bewegt wird. Die an den Zählern (111, 112 und 113) voreinstellbaren Werte sind so gewählt, daß die Schrittmotore (23, 42 und 96) sowohl bei der ausgestochenen Phase der Nadel (13) als auch bei ihrer eingestochenen Phase ihre maximale Schrittzahl ausführen können.If one of the counters (111, 112 or 113) has reached the counting result "0", it issues a control pulse to the associated power stage (117, 118) or 119), whereby the corresponding stepper motor (23, 42 or 96) by one Step is advanced. At the same time, this counter (111, 112 or 113) sends a pulse to the control unit (105) via the associated control line (111a, 112a and 113a), which presets this counter (111, 112 or 113) to a new value. The control unit (105) retrieves the corresponding values from the data memory (116). they simultaneously determines via the control lines (117a, 118a and 119a) connected to the power stages (117, 118 and 119) whether the respective stepper motor (23, 42 and 96) is moved in the forward or reverse direction of rotation. The values that can be preset on the counters (111, 112 and 113) are selected so that the stepping motors (23, 42 and 96) can carry out their maximum number of steps both in the pierced phase of the needle (13) and in its pierced phase.

Die auf die Schrittmotore (23, 42 und 96) wirkenden Schrittimpulse treiben die Schwinge (17), das Schiebrad (47) und den Rollfuß (80) zur gemeinsamen Transportwirkung auf das Werkstück an. Dabei verdreht der Schrittmotor (42) über die fest mit seiner Abtriebswelle (43) gekuppelte Stehwelle (38) und das Winkelgetriebe (45) das Schiebrad (47), während der Schrittmotor (80) gleichzeitig über die fest mit seiner Abtriebswelle (95) gekuppelte Welle (90) und das Winkelgetriebe (83) den Rollfuß (80) antreibt. Der Schrittmotor (23) verdreht gleichzeitig über seine Abtriebswelle (22) den Exzenter (21) stufenweise in eine Richtung, wobei seine Exzentrizität Auslenkbewegungen über die Exzenterstange (20) und den Hebelarm (18) auf die Schwinge (17) übermittelt, die dadurch um entsprechende Winkelbeträge ausschwingt. Dies geschieht bei in im Werkstück eingestochenem Zustand der Nadel (13) synchron mit dem Vorschub des Schiebrades (47) und des Rollfußes (80) und im ausgestochenen Zustand der Nadel (13) durch Antrieb des Exzenters (21) in Gegenrichtung.The step impulses acting on the stepper motors (23, 42 and 96) drive the rocker arm (17), the pusher wheel (47) and the roller foot (80) for the joint transport effect on the workpiece. The stepper motor (42) rotates the pusher wheel (47) via the standing shaft (38) which is firmly coupled to its output shaft (43) and the angular gear (45), while the stepper motor (80) simultaneously rotates via the shaft which is firmly coupled to its output shaft (95) Shaft (90) and the angular gear (83) drives the roller foot (80). The stepper motor (23) simultaneously rotates the eccentric (21) gradually in one direction via its output shaft (22), its eccentricity transmitting deflection movements via the eccentric rod (20) and the lever arm (18) to the rocker (17), which thereby swinging out corresponding angular amounts. This takes place when the needle (13) is inserted in the workpiece in synchronism with the feed of the pusher wheel (47) and the roller foot (80) and when the needle (13) is cut out by driving the eccentric (21) in the opposite direction.

Die Nadelstange (14) führt in Vorschubrichtung bekannterweise eine sinusförmige Schwingbewegung aus. Während ihrer in das Werkstück eingestochenen Phase schwingt sie dabei in Vorschubrichtung und während der ausgestochenen Phase schwingt sie in Gegenrichtung. Die Steuerung des Schrittmotors (23) zur Ausschwingung der Nadelstange (14) ist daher so ausgelegt, daß sie dem Schrittmotor (23) während einer Umdrehung der Hauptwelle (6), also bei jedem Vorschub während einer Stichbildung zwei sinusförmig verlaufende Teilschrittfolgen erteilt, von denen die eine den Schrittmotor (23) in Vorschubrichtung und die andere ihn entgegengesetzt dazu antreibt. Der Antrieb der Schrittmotore (42 und 96) für das Schiebrad (47) und den Rollfuß (80) erfolgt dabei vorteilhafterweise ebenfalls nicht als konstante Schrittfolge, sondern in zwei sinusförmig verlaufenden Teilschrittfolgen.As is known, the needle bar (14) performs a sinusoidal oscillating movement in the feed direction. During its pierced phase in the workpiece it swings in the feed direction and during the pierced phase it swings in the opposite direction. The control of the stepper motor (23) for swinging out the needle bar (14) is therefore designed so that it gives the stepper motor (23) during one revolution of the main shaft (6), i.e. with each feed during stitch formation, two sinusoidal partial step sequences, one of which one drives the stepper motor (23) in the feed direction and the other drives it in the opposite direction. The stepper motors (42 and 96) for the sliding wheel (47) and the caster (80) are advantageously also not driven as a constant step sequence, but in two sinusoidal partial step sequences.

Nachdem die einzelnen Schrittmotore (23, 42 und 96) die von der am Tastenfeld (114) eingestellten und von den entsprechend abgerufenen Datenwerten aus dem Datenspeicher (116) abhängigen Schrittzahlen zurückgelegt haben, wird der Eingang (E2) des jeweiligen UND-Gliedes (107, 108 oder 109) von der Steuereinheit (105) über die Steuerleitung (107a, 108a oder 109a) auf L-Potential geschaltet, so daß durch das entsprechende UND-Glied (107, 108 oder 109) der weitere Durchlaß der Taktimpulse vom Impulsgeber (102) unterbunden wird.After the individual step motors (23, 42 and 96) have completed the number of steps set on the keypad (114) and dependent on the correspondingly retrieved data values from the data memory (116), the input (E2) of the respective AND gate (107 , 108 or 109) are switched from the control unit (105) to L potential via the control line (107a, 108a or 109a), so that the corresponding AND gate (107, 108 or 109) allows the clock pulses from the pulse generator ( 102) is prevented.

Die Umschaltung von der Betriebsart "mitgehende Nadel" auf die Betriebsart "feststehende Nadel" erfolgt durch Betätigen des Umschalters (126) in seinen geschlossenen Zustand. Dabei steuert die Steuereinheit (105) beim Auftreten des nächsten Impulses vom Impulsgeber (101) beim Austreten der Nadel (13) (siehe auch Fig. 6 und 7) aus dem Werkstück im Ausstichpunkt (P2) den Umschaltvorgang. Dieser läuft dann in der ausgestochenen Phase der Nadel (13) ab. Dabei wird die Nadel (13) in ihre Mittellage M entgegen der Vorschubrichtung (V) zurückbewegt (Strecke n3). Da die Nadel (13) normalerweise während ihrer eingestochenen Phase nur die Hälfte der Stichlänge (S) ausführt (Strecken n1 und n2) beträgt diese Bewegung ein Viertel der Stichlänge (S). Schiebrad (47) und Rollfuß (80) müssen, da sie das Nähgut im ersten Teil ihres Vorschubes (Strecke r1) bis zur Mittellinie M verschoben haben und sich im zweiten Teil ihres Vorschubes (Strecke r2) lediglich um 1/4 der Stichlänge S von der Mittellinie M entfernt haben nunmehr in der ausgestochenen Phase der Nadel (13) den restlichen Betrag, nämlich drei Viertel der Stichlänge (S) (Strecken r3, r4 und r1) zur Vervollständigung des angefangenen Stiches durchführen.The changeover from the "moving needle" operating mode to the "fixed needle" operating mode takes place by actuating the switch (126) in its closed state. The control unit (105) controls the switching process when the next pulse from the pulse generator (101) emerges when the needle (13) emerges (see also FIGS. 6 and 7) at the cut-out point (P2). This then runs in the cut phase the needle (13). The needle (13) is moved back into its central position M against the feed direction (V) (distance n3). Since the needle (13) normally only executes half the stitch length (S) during its pierced phase (distances n1 and n2), this movement is a quarter of the stitch length (S). Slider wheel (47) and roller foot (80) have to move the sewing material in the first part of their feed (distance r1) to the center line M and in the second part of their feed (distance r2) they only need 1/4 of the stitch length S of from the center line M have now carried out the remaining amount, namely three quarters of the stitch length (S) (distances r3, r4 and r1) in the cut-out phase of the needle (13) to complete the started stitch.

Die entsprechenden Datenwerte für die Bewegung der Nadel (13), des Schiebrades (47) und des Rollfußes (80) werden dazu aus der eingegebenen Stichlänge (S) von der Steuereinheit (105) errechnet und bei der Ausführung des Stiches in die Zähler (111, 112 und 113) eingegeben. Bei den nun folgenden Stichen bei feststehender Nadel (13) werden dem Zähler (111) keine Datenwerte eingegeben. Den Zählern (112 und 113) werden während der eingestochenen Phase der Nadel (13) ebenfalls keine Datenwerte, während der ausgestochenen Phase der Nadel (13) dafür jeweils die gesamten zur Ausführung der eingestellten Stichlänge (S) erforderlichen Datenwerte eingegeben. Diese entsprechen dann jeweils dem doppelten Betrag der bei Nadeltransport während einer halben Stichausführung an den jeweiligen Zähler (112 bzw. 113) eingegebenen Datenwerte.The corresponding data values for the movement of the needle (13), the pusher wheel (47) and the roller foot (80) are calculated from the entered stitch length (S) by the control unit (105) and when the stitch is carried out in the counter (111 , 112 and 113). In the subsequent stitches with the needle (13) stationary, no data values are entered into the counter (111). The counters (112 and 113) are likewise not given any data values during the pierced phase of the needle (13), while the total data values required for executing the set stitch length (S) are respectively entered during the pierced phase of the needle (13). These then each correspond to twice the amount of the data values entered on the respective counter (112 or 113) during needle feed during half a stitch execution.

Bei der Stichbildung in der Betriebsart "feststehende Nadel" stehen somit Schiebrad (47) und Rollfuß (80) bei eingestochener Nadel (13) still, während sie bei ausgestochener Nadel (13) den gesamten auszuführenden Vorschubbetrag für eine Stichlänge zurücklegen müssen.When the stitch is formed in the "fixed needle" mode, the pusher wheel (47) and the roller foot (80) are at hand inserted needle (13) silently, while with the needle (13) removed the entire feed amount to be carried out for one stitch length.

Zur Umschaltung von der Betriebsart "feststehende Nadel" auf die Betriebsart "mitgehende Nadel" wird der Umschalter (126) wieder in seine Offenstellung geschaltet. Beim nächsten Auftreten des Impulses vom Impulsgeber (101) beim Austreten der Nadel (13) aus dem Nähgut in Mittellage (M) steuert die Steuereinheit (105) die Nadel (13) aus ihrer Mittellage M um ein Viertel der Stichlänge (S) entgegen der Nährichtung zum Einstichpunkt (P1) zurück. Gleichzeitig transportieren Schiebrad (47) und Rollfuß (80) das Nähgut um drei Viertel der Stichlänge (S) in Nährichtung nämlich, um die Strecken (r2, r3 und r4), so daß die Nadel (13) beim nächsten Stich genau im Abstand einer Stichlänge (S) vom vorhergehenden Stich im Einstichpunkt (P1) einsticht. Die Steuereinheit (105) steuert im weiteren Verlauf beim Auftreten des beim Eintritt in das Nähgut abgegebenen Impuls des Impulsgebers (101) den oben in der Betriebsart "mitgehenden Nadel" beschriebenen Steuerungsablauf der Bewegung von Nadel (13), Schiebrad (47) und Rollfuß (80).To switch from the "fixed needle" mode to the "moving needle" mode, the changeover switch (126) is switched back to its open position. The next time the pulse from the pulse generator (101) occurs when the needle (13) emerges from the material to be sewn in the central position (M), the control unit (105) controls the needle (13) from its central position M by a quarter of the stitch length (S) Sewing direction back to the puncture point (P1). At the same time, the feed wheel (47) and the roller presser (80) transport the sewing material by three quarters of the stitch length (S) in the sewing direction, namely by the distances (r2, r3 and r4), so that the needle (13) is exactly at the next stitch at the next stitch Stitch length (S) from the previous stitch at the puncture point (P1). The control unit (105) subsequently controls the control sequence of the movement of the needle (13), pusher wheel (47) and roller foot (described above in the "moving needle" operating mode when the impulse of the pulse generator (101) occurs when entering the material to be sewn). 80).

Anstelle der Handumschaltung durch den Umschalter (126) kann die Umschaltung der Betriebsarten auch durch den voreinstellbaren Zähler (127), beispielsweise beim Beginn eines Nähvorganges gesteuert werden. Der Zähler (127) kann dabei über die Tastatur (114) auf einen bestimmten Betrag voreingestellt werden, welcher der Zahl von Stichen entspricht, während der die Stillsetzung der Nadelstangenführung (17) erfolgen soll und während der das Schiebrad (47) und der Rollfuß (80) den Vorschub des Nähgutes alleine übernehmen sollen. Dieser Betrag kann dann vor jedem Annähvorgang durch die Steuereinheit (105) über die Sammelleitung (127a) an den Zähler (127) übergeben werden.Instead of the manual changeover using the changeover switch (126), the changeover of the operating modes can also be controlled by the presettable counter (127), for example at the start of a sewing process. The counter (127) can be preset via the keyboard (114) to a certain amount, which corresponds to the number of stitches during which the needle bar guide (17) is to be stopped and during which the pusher wheel (47) and the roller presser ( 80) should take over the feeding of the sewing material alone. This The amount can then be transferred to the counter (127) by the control unit (105) via the collecting line (127a) before each sewing operation.

Vor Beginn der Stichbildung erfolgt dann eine selbsttätige Umschaltung von der Betriebsart "mitgehende Nadel" in die Betriebsart "feststehende Nadel". Nach jedem ausgeführten Stich wird dann der Zähler (127) beim Austreten der Nadel (13) aus dem Nähgut über den vom Impulsgeber (101) abgegebenen Impuls jeweils um "1" herabgezählt. Sobald der Zähler (127) auf "O" steht, erfolgt die Umschaltung auf die Betriebsart "mitgehende Nadel", die dann in oben beschriebener Weise abläuft.Before the stitch formation begins, there is an automatic switchover from the "moving needle" mode to the "fixed needle" mode. After each stitch is executed, the counter (127) is then counted down by "1" when the needle (13) emerges from the sewing material via the pulse emitted by the pulse generator (101). As soon as the counter (127) is at "O", the system switches to the "moving needle" operating mode, which then proceeds in the manner described above.

Zum Rückwärtsnähen, beispielsweise zum Verriegeln am Nahtende, wird der Schalter (120) betätigt, wodurch die Steuereinheit (105) bei Beginn eines neuen Impulses vom Impulsgeber (101) über die Steuerleitungen (117a, 118a und 119a) an den Leistungsstufen (117, 118 und 119) die Bewegungsrichtung der Schrittmotore (23, 42 und 96) jeweils umkehrt, so daß diese das Schiebrad (47), den Rollfuß (80) und die Nadelstange (14) so lange in umgekehrter Richtung antreiben, wie die Betätigung des Schalters (120) anhält. Die Ausführung der Schrittfolge der Schrittmotore (23, 42 und 96) erfolgt dabei durch Abruf der entsprechenden im Tastenfeld (114) eingestellten Werte aus dem Datenspeicher (116) in der oben beschriebenen Weise.For reverse sewing, e.g. for locking at the seam end, the switch (120) is actuated, whereby the control unit (105) at the start of a new pulse from the pulse generator (101) via the control lines (117a, 118a and 119a) at the power stages (117, 118 and 119) reverses the direction of movement of the stepper motors (23, 42 and 96) so that they drive the pusher wheel (47), the roller presser (80) and the needle bar (14) in the opposite direction as long as the actuation of the switch ( 120) continues. The sequence of steps of the stepper motors (23, 42 and 96) is carried out by calling up the corresponding values set in the keypad (114) from the data memory (116) in the manner described above.

Beim Anhaltevorgang der Nähmaschine, der meist im oberen Totpunkt der Nadel (13) endet, schaltet die Steuereinheit (105) die Umschaltanordnung (106) auf den Eingang (E1), so daß die vom Oszillator (123) abgegebenen Impulse an die Eingänge (E1) der UND-Glieder (107, 108 und 109) angelegt werden. Sobald die Nähmaschine anhält, werden somit Taktimpulse vom Oszillator (123) an die Eingänge (E1) der UND-Glieder (107, 108 und 109) anstelle der Taktimpulse vom Impulsgeber (102) gegeben. Auf diese Weise wird der vorgewählte Vorschub der Nadel (13), des Schiebrades (47) und des Rollfußes (80) auch nach dem letzten Ausstich der Nadel (13) aus dem Nähgut zu Ende geführt, so daß sich die Nadel (13) bereits über der nächsten Nadeleinstichstelle befindet. Sobald die Endstellung des vorgewählten Vorschubbetrages erreicht ist, schaltet die Steuereinheit (105) die UND-Glieder (107, 108 und 109) über die Steuerleitungen (107a, 108a und 109a) ab.When the sewing machine stops, which usually ends at the top dead center of the needle (13), the control unit (105) switches the switching arrangement (106) to the input (E1), so that the pulses emitted by the oscillator (123) reach the inputs (E1 ) of the AND gates (107, 108 and 109). Once the sewing machine stops, clock pulses are thus given by the oscillator (123) to the inputs (E1) of the AND gates (107, 108 and 109) instead of the clock pulses by the pulse generator (102). In this way, the preselected advance of the needle (13), the pusher wheel (47) and the roller presser (80) is completed even after the last needle (13) has been cut out of the material, so that the needle (13) is already moving over the next needle insertion point. As soon as the end position of the preselected feed amount is reached, the control unit (105) switches the AND elements (107, 108 and 109) off via the control lines (107a, 108a and 109a).

Claims (1)

  1. Sewing machine with a needle bar, which is mounted in a swing which is connected to a step motor for swinging the needle out in the advance direction, with a lower and/or upper advance wheel, which is driven synchronously with the advance movement of the needle by a respective additional step motor, with a store containing selectable information for directing the respective step motor, with a control unit between the store and the step motors for selecting and converting information into step pulses for the step motors, and with a pulse generator operating synchronously with the main shaft of the sewing machine for triggering and transmitting step pulses to the step motors, characterised in that the control unit (10̸5) comprises a control, which is connected to the change-over switch (126) and
    a) arrests the step motor (23) for the swing movement in the advance direction of the needle bar (14) in its centre position:
    b: suppresses the amount of advance of the lower and/or rupper advance wheel (47, 80̸) which coincides with the inserted phase of the needle (13); and
    c: increases by the suppressed amount the advance amount, which coincides with the phase of the retracted needle (13) and drives the lower and/or upper advance wheel (47, 80̸) of the driving step motor (42, 96).
EP89904043A 1988-05-05 1989-04-01 Sewing machine with needle feed Expired - Lifetime EP0413699B1 (en)

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