EP0542760B1 - Vorrichtung zum überwachen des greiferfaden-vorrats einer doppelsteppstich-nähmaschine - Google Patents

Vorrichtung zum überwachen des greiferfaden-vorrats einer doppelsteppstich-nähmaschine Download PDF

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EP0542760B1
EP0542760B1 EP91912435A EP91912435A EP0542760B1 EP 0542760 B1 EP0542760 B1 EP 0542760B1 EP 91912435 A EP91912435 A EP 91912435A EP 91912435 A EP91912435 A EP 91912435A EP 0542760 B1 EP0542760 B1 EP 0542760B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bobbin
sensor
thread
counter
looper
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP91912435A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0542760A1 (de
Inventor
Wolfgang Bruder
Horst Bohl
Reinhard BÄCKMANN
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.)
Duerkopp Adler AG
Original Assignee
Duerkopp Adler AG
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19904024989 external-priority patent/DE4024989A1/de
Priority claimed from DE19914118158 external-priority patent/DE4118158A1/de
Application filed by Duerkopp Adler AG filed Critical Duerkopp Adler AG
Publication of EP0542760A1 publication Critical patent/EP0542760A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0542760B1 publication Critical patent/EP0542760B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/06—Supplying cores, receptacles, or packages to, or transporting from, winding or depositing stations
    • B65H67/063—Marking or identifying devices for packages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
    • B65H75/02—Cores, formers, supports, or holders for coiled, wound, or folded material, e.g. reels, spindles, bobbins, cop tubes, cans, mandrels or chucks
    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/182—Identification means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring the looper thread supply according to the preamble of claims 1 and 10.
  • a thread monitoring device which has the features of claim 1, is known from German laid-open specification DE-OS 36 25 630 A1.
  • the known thread monitoring device essentially consists of a sensor unit, a data processing unit and a signal device.
  • the sensor unit has a light source, for example a light transmitter, and a light receiver, for example a photodetector.
  • a light beam emitted by the light source is directed onto a bobbin provided for storing the hook thread, which is embedded in a bobbin case, also referred to as the upper part of the bobbin case, of a rotating lockstitch hook.
  • Said light beam penetrates an opening provided in the bobbin case and thus strikes an outside of a front flange, the outside being provided with black, light-absorbing and white, light-reflecting markings.
  • the above-mentioned bobbin briefly executes a rotary movement within a period in which the amount of thread required for the formation of a lockstitch is withdrawn from the looper thread supply located on the bobbin.
  • the sensor unit scans the alternating black and white markings, whereby electrical impulses are generated. These pulses are fed to a data processing unit and a signaling device, as a result of which the looper thread supply located on the bobbin is monitored.
  • This monitoring is based on the evaluation of the constantly changing reflection conditions, which allow appropriate conclusions to be drawn about the rotation and the current hook thread supply of the bobbin.
  • the signaling device emits a visual and / or acoustic warning signal.
  • the disadvantage of the known monitoring device is to be seen in the fact that the aforementioned monitoring only relates to the states “bobbin full; bobbin empty; thread break", while it is not possible to make a statement about any state with regard to the thread supply present in each case.
  • the invention is therefore based on the object to further develop a generic device for monitoring the looper thread supply, and to show a method for monitoring the looper thread supply so that information about the current thread supply of the ready-to-sew bobbin thread bobbin at any time and at any one Filling quantity are available.
  • the current thread supply of a hook thread bobbin can be called up at any time with regard to the filling quantity and possibly the nature of the wound sewing thread - starting from a full bobbin to an empty bobbin - because every change the filling quantity is written into a memory called an information carrier.
  • a read / write station is provided which is arranged separately from the sewing machine and which reads out or writes in the thread supply Spool-defining data allowed in spatial separation from the sewing machine.
  • the method according to the invention advantageously ensures that the seamstress is continuously informed about the filling level F and the remaining thread length L R still on the bobbin by visual display, and that when a predeterminable tolerance threshold of the almost empty bobbin is reached, an acoustic and / or visual signal indicates that the bobbin thread bobbin is empty immediately.
  • a conventional sewing machine 1 which consists essentially of an arm 2 and a base plate 3, the latter two being firmly connected to one another in a known manner.
  • An arm head 4 is provided on the front of the arm 2, in which, as is known, an up and down movable needle bar 5 is mounted.
  • the latter is driven by an arm shaft 6 mounted several times in the arm 2, the right end of which protrudes from the arm 2 carries a handwheel 6a.
  • the arm shaft 6 is driven by a sewing drive motor 7 via a traction means, which is only indicated symbolically in FIGS. 1 and 6, for example a V-belt.
  • a horizontally mounted gripper shaft 8 is provided below the base plate 3 and is driven in a known manner from the arm shaft 6 via a toothed belt (not shown here). It goes without saying that the device according to the invention also extends to a gripper with a vertically mounted gripper shaft, this embodiment not being shown here.
  • a double-circulating lockstitch gripper 9 is fastened, which is known to consist of a non-rotatable bobbin housing part 10, a rotatably mounted gripper body 11 on the circumference of the latter, a bobbin housing upper part 12 (which is sometimes also referred to as a bobbin case) is) and a coil 13 embedded in the latter.
  • the latter after it has been inserted together with the upper part of the bobbin case 12 into the lower part 10 of the bobbin case, is rotatably mounted on a protruding sleeve 14.
  • the coil housing lower part 10 carries the quill 14, which is thus part of the coil housing lower part 10.
  • a nose 15 provided on the upper part 12 of the bobbin case engages in a recess 16 in the lower part 10 of the bobbin case 10 when inserting the upper part 12 of the bobbin case.
  • the position of the coil housing upper part 12 in the coil housing lower part 10 is secured by a pivotable and displaceable flap 17 which, as is known, engages in a groove 18 provided at the front of the sleeve 14.
  • the coil 13 has a front flange 19 and a rear flange 20, both of which are connected to one another by a hub 21 according to FIG. 2.
  • an information carrier 22 is provided, which is made in a known manner either from sheet-like material, as a magnetic track (see FIGS. 3 and 4) or as a magnetic strip (see FIG. 5).
  • the latter is made of thicker, sheet-like material, which is also used for the production of magnetic cards.
  • the information carriers 22 just discussed, made of film-like or sheet-like material, are firmly connected to the outside of the flange 19 by using a suitable adhesive, preferably in such a way that they do not protrude beyond the outside of the flange 19. From Fig.
  • the information carrier 22 can be embodied by a transmitting and receiving device which is constructed in a hybrid circuit.
  • This transmitting and receiving device consists of two relatively flat processors which are attached to the flange 19 or 20 of the coil 13 by a cast resin coating. In the vicinity of these processors, a very flat coil is provided on the opposite side of the flange 19 or 20, which is also connected to the relevant flange 19, 20 by a cast resin coating. An energy transfer then takes place through a stationary magnet arranged in the vicinity of this coil. The processors are activated by the latter.
  • the sensor for scanning the information carrier 22 can either - as shown in FIG. 2 - in front of the gripper 9 or - here not shown - be arranged behind the gripper.
  • a further mark 25 can also be attached to the outside of the flange 19, which is in contrast to its surroundings, for example as a dark spot in the form of a glued on, expediently somewhat recessed color field.
  • a further mark 25a is applied to the end face of the handwheel 6a.
  • an opening 26 according to FIG. 2 is provided in the front side of the coil housing upper part 12, which enables the unimpeded scanning of the mark 25 and / or the information carrier 22. The scanning just mentioned is made possible by a sensor device which, in the exemplary embodiment shown in FIGS.
  • a first read / write head 27 and a second read / write head 27 ' essentially consists of a first read / write head 27 and a second read / write head 27 '.
  • the latter is attached to the arm 2, while the read / write head 27 is attached to a swivel arm 29 which is pivotably mounted about a pin 30 mounted in the base plate 3.
  • a piston rod 32 of a frame-fixed mover 33 engages via a known ball-and-socket joint 31, which was only shown symbolically in FIG. 2.
  • the latter is embodied, for example, by a single-acting compressed air cylinder, which is pressurized with compressed air, which is taken from an external compressed air source 35, at times via a commercially available three / two-way solenoid valve 34.
  • a tension spring 37 is also articulated on the swivel arm 29 and is connected to the base plate 3 in a frame-fixed manner on one side. Through the extendable piston rod 32, the swivel arm 29 is pivoted until it moves according to FIGS. 1 and 2 against an adjustable stop 38 which is mounted on the base plate 3.
  • the adjustable stop 38 thus allows a minimal gap between the Read / write head 27 and an end face 42 on the gripper 9, which ensures unimpeded passage of the needle thread loop looping around the gripper 9.
  • a winding device 39 is provided on the arm 2, with which, as is known, an empty bobbin 13 'can be wound with the sewing thread.
  • the winding device 39 is driven, for example, in a known manner by the arm shaft 6 via a bevel friction gear.
  • the winding (winding with sewing thread) of an empty bobbin 13 'can also be carried out in a separate station which is independent of the sewing machine 1.
  • a first counter / write unit 52 and a second counter / write unit 53 are provided, among other things.
  • the two counter / write units 52, 53 it is also possible for the two counter / write units 52, 53 to appear spatially separate from one another and not — as shown in FIGS.
  • the counter / write unit 52 is connected via lines 50, 51 to the read / write head 27 '.
  • the counter / write unit 53 is connected to the read / write head 27 via the lines 54, 55.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of the invention, which is characterized in that one of those for reading out the data contained in the information carrier 22 of the bobbin 13 and for writing in the current data defining the current thread supply of the bobbin 13 in the information carrier 22 Sewing machine 1 separate read / write station 40 is provided.
  • a write head 28 is fastened to the arm 2 in accordance with the embodiment shown in FIG. 6 and cooperates with a further read head 49 fixed to the frame. The latter detects the mark 25a, which is provided according to FIG. 6 on the handwheel 6a connected to the arm shaft 6.
  • the read / write station 40 also has a not shown here for the coil 13 a stationary read / write head 27 'and a controller 41.
  • the latter contains a first counter / write unit 43 and a second counter / write unit 44.
  • the write head 28 and the read head 49 are connected to the first counter / write unit 43 via the lines 45, 46.
  • the read / write head 27 ' is connected to the second counter / write unit 44 according to FIG. 6 via the lines 47, 48.
  • the two counter / write units 43, 44 it is also possible for the two counter / write units 43, 44 to appear spatially separate from one another and not — as shown in FIG. 6 — to be accommodated in a common controller 41.
  • the embodiment described last and shown in FIG. 6 differs by the following:
  • the coil 13 ′ placed on the winding device 39 is written to via the write head 28 with regard to its information carrier 22 , wherein the further reading head 49 determines the number of revolutions of the coil 13 'by scanning the mark 25a rotating with the handwheel 6a.
  • the said number of revolutions of the bobbin 13 ' is thus a measure of the thread supply on the bobbin 13.
  • the pulses output by the write head 28 are delivered to the first counter / write unit 43 via the line 46.
  • the pulses emitted by the read head 49 are likewise emitted to the counter / write unit 43 via the further line 45 (cf. FIG. 6).
  • the information carrier 22 serves, on the one hand, to receive or deliver data about the current thread supply of the bobbin 13 and, on the other hand, to make every revolution of the bobbin 13 detectable, for which purpose the information carrier 22 4 and 5 is designed.
  • This goal can also be achieved with a differently designed coil 13, which according to FIG. 3 has another information carrier 22 has additional mark 25. The latter must then be scanned by a separate reading head, not shown in FIGS. 1 and 6 to 8.
  • FIG. 7 shows the bobbin 13 at another point with an arrow 57, which symbolizes the unwinding of the bobbin 13, that is to say the process during the sewing.
  • a winding process is initially carried out in order to apply a thread supply to the bobbin 13'.
  • the information carrier 22 passing by the read / write head 27' is detected, so that with each revolution of the coil 13 'a pulse is delivered to the counter / write unit 52 via the line 51.
  • the counter / write unit 52 contains a sum of pulses, which represents a measure of the current thread supply of the bobbin 13 '.
  • a transfer of the sum to the read / write head 27 ′ is carried out via the line 50, so that the said sum is stored in the information carrier 22.
  • the process explained so far takes place on the winding device 39 of the sewing machine 1 or at an independent station for winding the bobbin 13 '.
  • the sum stored in the information carrier 22 is read out via the read / write head 27 and sent to the counter / write unit 53 via the line 55.
  • the bobbin 13 is rotated by pulling off the hook thread, wherein again each time the information carrier 22 passes the read / write head 27, ie each revolution of the spool 13, a pulse is detected and is likewise output via line 55 to the counter / write unit 53.
  • the impulses which detect the revolutions of the bobbin 13 during the sewing process represent a measure of the thread consumption.
  • the counter / writing unit 53 In the counter / writing unit 53, the last-mentioned pulses are counted down from the sum which corresponded to the thread supply of the bobbin 13 before the sewing process just carried out and which - as mentioned above - was read into the counter / writing unit 53 at the beginning of the sewing process. As soon as the result from the sum recorded in the beginning in accordance with the thread supply of the bobbin 13 and the pulses in accordance with the thread consumption during a sewing operation takes the value zero or a defined residual value, the counter / write unit 53 emits a signal via an output line 58, which is known in the art Way is used via a signal device, not shown here, to display the thread consumption. At the same time, this signal serves to write the current value into the information carrier 22, which describes the current thread supply on this spool. For this purpose, the counter / write unit 53 transfers the current value via line 54 to the read / write head 27.
  • a change of the bobbin 13, 75 is essential. Before the change, the current thread supply of the bobbin 13, 75 to be replaced is written into the associated information carrier 22, 68 in the manner described above, i.e. the information carrier 22, 68 of the said coil 13, 75 provides information about the current filling quantity of this coil 13 or coil 75 at any time.
  • the sewing machine 1 shown in Fig. 1 is in the range of Spooling device 39 instead of the read / write head 27 'with a read head 60 and in the area of the gripper 9 instead of the read / write head 27 with a read head 61.
  • a counter / write unit 62 and a control part 63 are contained within the controller 36.
  • the controller 36 is connected to the read head 60 via a line 64 and to the read head 61 via a line 65.
  • the control part 63 is connected in terms of circuitry via a connecting line 66 and the counter / write unit 62 via a connecting line 67 to an information carrier 68, which is provided as an external, that is to say separate, component and can have, for example, a magnetizable strip or a volatile memory component.
  • the information carrier 68 contains individual storage locations, which are designated schematically in FIG. 8 with 69, 70 and 71. All storage locations of the information carrier 68 are each subdivided into an address field 72 and a data field 73, as is shown, for example, in FIG. 8 at the storage location 70. As can further be seen from this, the address field 72 bears the number 31 and the data field 73 the number 2604. According to the illustration in FIG. 8, the storage space 69 in its data field, which is not specified, contains the number 0 and the storage space 71 in its data field, which is not specified the number 733. Finally, the counter / write unit 62 is also equipped with an output line 74, which establishes a connection to a signal device, not shown, for example an indicator light.
  • a coil 75 is used, which basically corresponds to the coils previously used in its construction.
  • the coil 75 is provided on the outside of a flange 76 with a coding 77 which corresponds to an individual number of each individual coil. Because of this design, it is possible to identify each individual coil from a number of coils 75 in use.
  • the coding 77 is implemented with a wide line 78 and a plurality of narrow lines 79. Due to the formation of the lines 78 and 79, different pulse widths result, which the controller 36 compares with one another, so that the wide line is clearly recognized as the beginning of the coding 77.
  • the coding 77 is designed in accordance with the illustration in FIG. 9 in such a way that on the one hand an unambiguous counting of each revolution of the coil 75 by passing the coding 77 of one of the reading heads 60 or 61 and on the other hand a unique identification of each individual coil is possible.
  • the coding of the coil 75 takes place in that empty fields 80 on the circular ring surface 81 are correspondingly blackened with a felt-tip pen according to a coding algorithm. It is therefore easy to code or apply coding to the supplied neutral coils. However, it is also conceivable to obtain information about a spool in that, in addition to the coding, a mark is provided which, with a specially provided reading head, serves to count each revolution of the spool.
  • FIGS. 8 and 9 The mode of operation of the device according to the invention with regard to the solution shown in FIGS. 8 and 9 is described as follows: As in the previous description of the method of operation of the solution according to FIG. 7, a symbolic representation with the arrows 56, 57 is also selected in FIG. 8. Starting from an empty bobbin 75, a winding operation is first carried out on the winding device 39 (compare FIGS. 1 and 7) in order to apply a thread supply to the bobbin 75. As a result of the rotation of the spool 75, the coding 77 moves past the reading head 60 once each revolution of the spool 75.
  • the pulse sequence identifying the characteristic number of the coil 75 is delivered to the controller 36 via the line 64.
  • the control part 63 of the controller 36 selects a memory location of the information carrier 68 which is associated with the coding 77 and which can be the memory location 69, for example. According to the representation in FIG. 8, the memory location 69 is assigned the number 0 in its data field 73, which is not described in any more detail.
  • a pulse train identifying the spool 75 is delivered to the controller 36 via line 64 for each revolution of the spool 75 via the read head 60, the counter / write unit 62 recording each of these revolutions as a counting operation.
  • the winding process is finally ended in the usual way by mechanical means, so that the bobbin 75 has a filling quantity of 100 percent.
  • the counting state of the counter 62 reached at this point in time is transferred via line 67 to the data field of the previously selected storage location 69 and stored in the information carrier 68.
  • various bobbins 75 can be wound up, for example, with threads of different colors and with different fill quantities, so that corresponding data have been stored in the associated storage location 69 or 70 or 71.
  • the operator of the sewing machine 1 inserts one of these wound bobbins into the gripper 9 so that the actual sewing process can then begin.
  • a pulse sequence which characterizes the number of the coils 75 is delivered to the controller 36 via the line 65.
  • the storage location corresponding to the coil in question is selected again, which in FIG. 8 is the storage location 71.
  • the controller 36 receives information about the content of the value stored in the data field, which has the value 733 here.
  • a further pulse sequence is sent via line 65 to the counter / writing unit 62, which is thus able to perform a counting process again and thus add up a number corresponding to the thread consumption required for the sewing process.
  • the counter emits a signal via the output line 74.
  • this signal output also serves to initiate a stop operation via line 59 (see FIGS. 1 and 6) for the sewing machine 1 and to write a new information input into the updated data field. Since the thread supply of the bobbin 75 has now reached the value 0 in the example just explained, an entry is made with the value 0 in the addressed data field.
  • the last-mentioned sewing process can also take place in such a way that the bobbin 75 still has a certain amount of remaining thread due to a color change that becomes necessary, i.e. has a certain thread supply.
  • the counter / write unit 62 outputs a difference value corresponding to the remaining thread supply of the bobbin 75 to the associated data field via the connecting line 67, which difference value was formed from the originally available thread supply and the thread consumption of the bobbin 75.
  • the explosive gripper 9 shown in FIG. 10 of a lockstitch sewing machine 1 consists of the bobbin case upper part 12, the bobbin 13 and the bobbin case lower part 10.
  • On the outside of the front Flange 19 of the coil 13 is applied at least one mark 25 in the form of light-dark sectors known per se, which is detected by a sensor 85.
  • the opening 26 is provided in the upper part 12 of the coil housing, through which a light beam emitted by the sensor 85 - preferably an optical reflex coupler - and reflected by the flange 19 can pass.
  • the rotation of the bobbin 13 during winding as well as the partial rotation of the bobbin 13 during sewing generate pulses which represent the turns of the looper thread located on the bobbin 13 and thus also the degree of filling F of the bobbin 13.
  • These pulses are forwarded via a connecting line 86 to at least one counter 87, which in this case is designed as an up and down counter.
  • an opening or a plurality of openings, preferably having the same spacing, in the flange 19 is very expedient because this marking is very insensitive in the relatively rough sewing operation.
  • Said openings are preferably designed as holes in the flange 19. Since this training has been used for a long time - for example to reduce the mass of steel coils - an illustration has been omitted here. To increase the accuracy of the pulse generation, it is advisable to arrange a large number of openings in the flange 19 or a large number of light-dark sectors on the outside of the flange 19.
  • each coil at least on its flanges 19, 20, is provided on the outside with different colors - in the case of aluminum coils by the known anodizing process - generally 16 to 32 different ones Shades are sufficient.
  • a winding device known per se is shown in plan view in FIG. 12, wherein a winding wheel 89 driven by a motor 88 has a receiving pin 90.
  • the latter takes up the empty bobbin 13, which is wound in a known manner during winding with a sewing thread 92 drawn off from an external spool 91.
  • the latter is passed through a thread guide eyelet 93 and a non-positive disc tensioner 94, and then wound around a bobbin hub 95 in a known manner. It is expedient to first wind up a few turns by hand when the coil 13 is at a standstill.
  • the marks 25 provided on the outside of the flange 19 or the holes provided in the flange 19 are detected by a second sensor 96 and forwarded to the counter 87 via a line 97 (see FIG. 12), whereby - as mentioned above - it is very much It is expedient if a second counter 87 ′′ is assigned to the sensor 96.
  • the revolutions of the bobbin 13 that are carried out from the start of the winding up to the end of the bobbin winding process are thus monitored by the sensor 96, the pulses generated in this case being counted up by the counter 87, 87 ′ when the bobbin 13 is full, up to a maximum number of pulses Z max .
  • the exact determination of Z max naturally requires a perfect winding process, in which the winding layers lie correctly on top of each other and in which the last winding layer is as close as possible to the Seal the outer diameter of the coil flanges 19, 20 flush.
  • the pulse number Z is determined by counting down the counter 87, 87 '.
  • the latter represents the thread consumption of the bobbin 13 during sewing and is related to the diameter D R of the remaining thread winding 98.
  • the counters 87 and 87 ', 87'' are operatively connected to a computer unit 100 via a line 99, as a result of which the number of pulses Z max and Z ist are entered into the computer unit 100.
  • the latter also includes a keyboard 101 and a display 102.
  • the computer unit 100 After entering the most important geometry data of the coil 13, namely the outer diameter D and diameter d of the coil hub 95 using the keyboard 101 and after reading in the pulse numbers Z max and Z is , the computer unit 100 Algorithms described below, the current degree of filling F of the coil 13 is calculated and shown on the display 102.
  • the computer unit 100 is operatively connected to a controller 104 of the sewing machine 1 via the lines 103.
  • Z max can be derived from the relationship for this case: which results in Z max results.
  • the maximum length L max of the perfectly filled thread winding wound on the bobbin 13 results from: If "N pulses" are generated with the turn applied, Z max must be divided by N. If one defines the remaining thread length on the bobbin 13 with L R , the resulting current filling degree F of the bobbin results wherein and is.
  • the degree of filling F is derived from a further relationship, which is based on the following consideration:
  • the thread length L max can be accommodated in a cylindrical, tubular thread package with the dimensions D, d and b, the thread package taking up a volume V max .
  • the remaining thread length L R can be accommodated in a further thread package with the dimensions D R , d and b, the latter taking up a volume V R.
  • the degree of filling F is also out of the relationship predictable.
  • the remaining thread length L R can also be shown, which is calculated by the computer unit 100 according to the formula on the assumption that 13 "N pulses" are generated when a turn is unwound from the coil.

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Abstract

An der im Greifer (9) einer Nähmaschine (1) eingelagerten Spule (13) zur Aufnahme des Greiferfaden-Vorrats ist der Informationsträger (22) befestigt, in welchem Daten abgelegt sind, die den auf der Spule befindlichen Greiferfaden-Vorrat hinsichtlich der Füllmenge und gegebenenfalls auch der Beschaffenheit des aufgewickelten Nähfadens beschreiben. Der Informationsträger (22) wird von einer Sensorvorrichtung abgetastet, welche vorzugsweise aus einem ersten (27) und einem zweiten Lese-/Schreibkopf (27') besteht. Mit letzterem werden nach dem Aufspulen einer leeren Spule (13') die den Greiferfaden-Vorrat definierenden Daten in den Informationsträger (22) der besagten Spule (13') eingeschrieben. Mit dem ersten Lese-/Schreibkopf (27) werden nach durchgeführtem Nähvorgang die den aktuellen Greiferfaden-Vorrat definierenden Daten in den Informationsträger (22) der betreffenden Spule (13) eingeschrieben bzw. ausgelesen. Somit gibt die Spule (13) zu jedem Zeitpunkt Auskunft über ihren momentanen Greiferfaden-Vorrat.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 10.
  • Eine Fadenüberwachungsvorrichtung, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-OS 36 25 630 A1 bekannt. Die bekannte Fadenüberwachungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Fühlereinheit, einer Datenverarbeitungseinheit und einer Signalvorrichtung. Die Fühlereinheit weist eine Lichtquelle, z.B. einen Lichtsender, sowie einen Lichtempfänger, z.B. Fotodetektor, auf. Ein von der Lichtquelle ausgesandter Lichtstrahl ist auf eine für die Bevorratung des Greiferfadens vorgesehene Spule gerichtet, welche in einer Spulenkapsel, auch als Spulengehäuse-Oberteil bezeichnet, eines umlaufenden Steppstich-Greifers eingelagert ist. Besagter Lichtstrahl durchdringt dabei eine in der Spulenkapsel vorgesehene Öffnung und trifft somit auf eine Außenseite eines vorderen Flansches, wobei die Außenseite mit schwarzen, lichtabsorbierenden und weißen, lichtreflektierenden Markierungen versehen ist. Die vorerwähnte Spule führt kurzzeitig eine Drehbewegung innerhalb eines Zeitraumes aus, in dem die für die Bildung eines Steppstiches benötigte Fadenmenge vom auf der Spule befindlichen Greiferfaden-Vorrat abgezogen wird. Bei dieser Drehbewegung der Spule tastet die Fühlereinheit die einander abwechselnden schwarzen und weißen Markierungen ab, wodurch elektrische Impulse erzeugt werden. Diese Impulse werden einer Datenverarbeitungseinheit und einer Signalvorrichtung zugeführt, wodurch der auf der Spule befindliche Greiferfaden-Vorrat überwacht wird. Diese Überwachung basiert auf der Auswertung der ständig wechselnden Reflexionsbedingungen, die entsprechende Rückschlüsse auf die Drehung und den aktuellen Greiferfaden-Vorrat der Spule zulassen. Beim Erreichen einer vorgegebenen, noch auf der Spule befindlichen Restfadenmenge gibt die Signalvorrichtung ein visuelles und/oder akustisches Warnsignal aus.
  • Der Nachteil der bekannten Überwachungsvorrichtung ist darin zu sehen, daß die vorerwähnte Überwachung sich nur auf die Zustände "Spule voll; Spule leer; Fadenriß" bezieht, während eine Aussage über jeden beliebigen Zustand im Hinblick auf den jeweils vorliegenden Fadenvorrat nicht möglich ist.
  • Es ist ferner aus der französischen Offenlegungsschrift Nr. 2 600 085 bekannt, auf den Flansch der Spule abtastbare Reflexionsflächen vorzusehen. Bei opto-elektronischer Abtastung der Reflexionsflächen werden Impulse erzeugt, die ein Maß für den auf der Spule befindlichen Greiferfaden-Vorrat darstellen. Da die vorgeschlagene Lösung keine Speichermöglichkeit für die den Greiferfaden-Vorrat definierenden Daten vorsieht, gehen die spulenspezifischen, den Greiferfaden-Vorrat beschreibenden Daten verloren, sobald die betreffende Spule aus dem Greifer entnommen und von der Nähmaschine räumlich getrennt wird. Aus dieser Schrift ist zwar eine Impulserfassung über eine Markierung auf der Außenseite eines Flansches der Spule beim Aufspulen wie beim Nähen bekannt, aber daraus sind keine Hinweise darauf entnehmbar, mit denen die Ermittlung des aktuellen Füllungsgrades der Spule über die erfaßten Impulse und über die Geometriedaten dieser Spule möglich ist.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats so weiterzubilden, und ein Verfahren zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats aufzuzeigen, so daß Informationen über den aktuellen Fadenvorrat der nähbereiten Greiferfaden-Spule zu jeder Zeit und bei jeder beliebigen Füllmenge abrufbar sind.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei der gattungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats durch die im Kennzeichenteil der Ansprüche 1 oder 10 aufgeführten Merkmale.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 12 aufgeführten Merkmale.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß der momentane Fadenvorrat einer Greiferfaden-Spule im Hinblick auf Füllmenge und gegebenenfalls auf Beschaffenheit des aufgewickelten Nähfadens zu jedem Zeitpunkt - ausgehend von einer vollen Spule bishin zu einer leeren Spule - abrufbar ist, weil jede Veränderung der Füllmenge in einen als Informationsträger bezeichneten Speicher geschrieben wird.
  • Mit der Ausbildung nach Anspruch 1 ist es möglich, die mit dem Informationsträger ausgestattete Spule in voneinander unabhängigen Nähmaschinen, d.h. in deren jeweiligen Greifer, einzusetzen.
    Mit der Ausbildung nach den Ansprüchen 6 und 7 ist sichergestellt, daß das Auslesen bzw. das Einschreiben von den Fadenvorrat definierenden Daten in unmittelbarer Nähe des Doppelsteppstich-Greifers durchgeführt wird.
  • Bei der Ausbildung nach Anspruch 8 ist eine separat von der Nähmaschine angeordnete Lese/Schreibstation vorgesehen, die das Auslesen bzw. das Einschreiben der den Fadenvorrat der Spule bestimmenden Daten in räumlicher Trennung von der Nähmaschine gestattet.
  • Eine andere Lösung der Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 10 verwirklicht. Diese Lösung zeichnet sich durch einen besonders einfachen und preiswerten Aufbau der Spule sowie einen einfach aufgebauten Sensor aus, woraus sich eine kostengünstige und betriebssichere Vorrichtung zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats einer Nähmaschine ergibt.
  • Zweckmäßige und weiterhin vorteilhafte Weiterbildungen der Vorrichtung zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats nach Anspruch 1 sind in den Unteransprüchen (Ansprüche 2 bis 9) und nach Anspruch 10 in dem Unteranspruch 11 aufgeführt.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Näherin fortlaufend über den Füllungsgrad F und die noch auf der Spule befindliche Restfadenlänge LR durch visuelle Anzeige informiert wird, und daß beim Erreichen einer vorbestimmbaren Toleranzschwelle der fast leeren Spule ein akustisches und/oder visuelles Signal auf den Umstand hinweist, daß die Greiferfaden-Spule umgehend leer ist.
  • Zweckmäßige und weiterhin vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 12 sind in den Unteransprüchen 13 bis 18 aufgeführt.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele werden anhand der Fig. 1 bis 13 erläutert.
    Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine vereinfachte Vorderansicht einer Nähmaschine, die mit einer in der Nähmaschine integrierten Vorrichtung zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats ausgerüstet ist,
    Fig. 2
    eine vereinfachte Perspektivdarstellung auf einen umlaufenden Steppstich-Greifer und auf einen für die Überwachung der Greiferfaden-Spule vorgesehenen schwenkbaren Lese/Schreibkopf,
    Fig. 3
    eine Vorderansicht auf die Greiferfaden-Spule mit daran vorgesehenem, als konzentrische Magnetspur ausgeführten Informationsträger,
    Fig. 4
    eine Vorderansicht auf die Greiferfaden-Spule mit daran vorgesehenem, als sektorförmigen Magnetstreifen ausgeführten Informationsträger,
    Fig. 5
    eine Vorderansicht auf die Greiferfaden-Spule mit daran vorgesehenem, balkenförmigen Informationsträger,
    Fig. 6
    eine vereinfachte Vorderansicht einer Nähmaschine, die mit einer separaten Lese/Schreibstation zusammenarbeitet,
    Fig. 7
    ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung, welches die Abtastung des an der Spule vorgesehenen Informationsträgers beim Aufwickeln wie auch beim Abwickeln erläutert,
    Fig. 8
    ein Blockschaltbild einer anderen Lösung gemäß dem Nebenanspruch 10,
    Fig. 9
    eine Ansicht auf den Flansch einer Spule für die andere Lösung,
    Fig. 10
    eine vereinfachte Perspektivdarstellung der für die Durchführung des Verfahrens notwendigen Komponenten,
    Fig. 11
    eine vereinfachte Aufspulvorrichtung zum Bewickeln einer Greiferfaden-Spule,
    Fig. 12
    eine vereinfachte Draufsicht auf die Aufspulvorrichtung,
    Fig. 13
    eine Seitenansicht einer in Schnittdarstellung gezeigten Spule in großem Maßstab.
  • In Fig. 1 wird eine herkömmliche Nähmaschine 1 gezeigt, die im wesentlichen aus einem Arm 2 und einer Grundplatte 3 besteht, wobei die beiden letzteren in bekannter Weise fest miteinander verbunden sind. Vorn ist am Arm 2 ein Armkopf 4 vorgesehen, in dem bekanntlich eine auf- und abbewegbare Nadelstange 5 gelagert ist. Letztere wird von einer im Arm 2 mehrfach gelagerten Armwelle 6 angetrieben, deren rechtes aus dem Arm 2 herausragendes Ende ein Handrad 6a trägt. Die Armwelle 6 wird bekanntlich über ein in Fig. 1 bzw. 6 nur sinnbildlich angedeutetes Zugmittel, z.B. einen Keilriemen, von einem Nähantriebsmotor 7 angetrieben. Unterhalb der Grundplatte 3 ist unter anderem eine horizontal gelagerte Greiferwelle 8 vorgesehen, die über einen hier nicht gezeigten Zahnformriemen in bekannter Weise ausgehend von der Armwelle 6 angetrieben wird. Es gilt als selbstverständlich, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung sich auch auf einen Greifer mit vertikal gelagerter Greiferwelle erstreckt, wobei diese Ausführung hier nicht gezeigt wurde. Am linken Ende der Greiferwelle 8 ist ein doppelt umlaufender Steppstich-Greifer 9 befestigt, der bekanntlich aus einem nicht drehbaren Spulengehäuse-Unterteil 10, einem am Umfang des zuletzt genannten drehbar gelagerten Greiferkörper 11, einem Spulengehäuse-Oberteil 12 (das gelegentlich auch als Spulenkapsel bezeichnet wird) und einer in letzterem eingelagerten Spule 13 besteht. Letztere ist, nachdem sie zusammen mit dem Spulengehäuse-Oberteil 12 in das Spulengehäuse-Unterteil 10 eingesetzt wurde, auf einer vorstehenden Pinole 14 drehbar gelagert. Das Spulengehäuse-Unterteil 10 trägt die Pinole 14, welche somit Bestandteil des Spulengehäuse-Unterteils 10 ist. Eine am Spulengehäuse-Oberteil 12 vorgesehene Nase 15 greift beim vorbeschriebenen Einsetzen des Spulengehäuse-Oberteils 12 bekanntlich in eine Ausnehmung 16 des Spulengehäuse-Unterteils 10 ein. Die Lage des Spulengehäuse-Oberteils 12 im Spulengehäuse-Unterteil 10 wird durch eine schwenk- und verschiebbare Klappe 17 gesichert, die bekanntlich in eine vorn an der Pinole 14 vorgesehene Nut 18 eingreift.
  • Die Spule 13 weist einen vorderen Flansch 19 und einen hinteren Flansch 20 auf, die beide durch eine Nabe 21 gemäß Fig. 2 miteinander verbunden sind. An der Außenseite des Flansches 19 ist ein Informationsträger 22 vorgesehen, der in bekannter Weise entweder aus folienartigem Material, als Magnetspur (siehe Fig. 3 und 4) oder als ein Magnetstreifen (siehe Fig. 5) ausgeführt ist. Letzterer ist aus dickerem, blattförmigem Material hergestellt, welches auch für die Herstellung von Magnetkarten Verwendung findet. Die eben besprochenen, aus folienartigem oder aus blattförmigem Material hergestellten Informationsträger 22 werden durch Verwendung eines geeigneten Klebers fest mit der Außenseite des Flansches 19 verbunden, und zwar vorzugsweise so, daß sie die Außenseite des Flansches 19 nicht überragen. Aus Fig. 5 ist demgemäß ersichtlich, daß der aus dickerem Material hergestellte Magnetstreifen von einer Nut 23 aufgenommen wird, die auf der Außenseite des Flansches 19 mit nur geringer Tiefe eingearbeitet ist.
    In einer weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsform kann der Informationsträger 22 durch eine Sende- und Empfangseinrichtung verkörpert werden, welche in Hybrid-Schaltung aufgebaut ist. Diese Sende- und Empfangseinrichtung besteht aus zwei relativ flachen Prozessoren, die an dem Flansch 19 oder 20 der Spule 13 durch einen Gießharz-Überzug befestigt sind. In der Nähe dieser Prozessoren ist auf der gegenüberliegenden Seite des Flansches 19 oder 20 eine sehr flache Spule vorgesehen, die ebenfalls durch einen Gießharz-Überzug mit dem betreffenden Flansch 19, 20 verbunden ist. Durch einen in Nähe dieser Spule angeordneten, ortsfesten Magneten findet dann eine Energieübertragung statt. Durch letztere werden die Prozessoren aktiviert. Durch die eben erwähnte wahlweise Anbringung des Informationsträgers 22 am vorderen Flansch 19 bzw. am hinteren Flansch 20 (vergleiche Fig. 2) kann der Sensor für die Abtastung des Informationsträgers 22 entweder - wie in Fig. 2 gezeigt - vor dem Greifer 9 oder - hier nicht gezeigt - hinter dem Greifer angeordnet sein.
  • An der Außenseite des Flansches 19 kann gemäß Fig. 3 auch eine weitere Marke 25 angebracht sein, die kontrastierend zu ihrer Umgebung, z.B. als dunkler Fleck in Form eines aufgeklebten, zweckmäßigerweise etwas vertieft angeordneten Farbfeldes, ausgeführt ist.
    In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist an der Stirnseite des Handrades 6a eine weitere Marke 25a aufgebracht.
    Bei der durch eine horizontal gelagerte Greiferwelle 8 gekennzeichneten Ausführungsform (siehe Fig. 2) ist in der Stirnseite des Spulengehäuse-Oberteils 12 eine Öffnung 26 gemäß Fig. 2 vorgesehen, welche die ungehinderte Abtastung der Marke 25 und/oder des Informationsträgers 22 ermöglicht. Die eben erwähnte Abtastung wird durch eine Sensorvorrichtung ermöglicht, welche in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einem ersten Lese/Schreibkopf 27 und einem zweiten Lese/Schreibkopf 27' besteht. Letzterer ist am Arm 2 befestigt, während der Lese/Schreibkopf 27 an einem Schwenkarm 29 befestigt ist, welcher um einen in der Grundplatte 3 gelagerten Zapfen 30 schwenkbar gelagert ist. Am Schwenkarm 29 greift über eine bekannte Kugelgelenk-Verbindung 31, die in Fig. 2 nur sinnbildlich dargestellt wurde, eine Kolbenstange 32 eines gestellfesten Bewegers 33 an. Letzterer wird z.B. durch einen einfachwirkenden Druckluftzylinder verkörpert, der zeitweise über ein handelsübliches Drei/Zwei-Wege-Magnetventil 34 mit Druckluft beaufschlagt wird, die von einer externen Druckluftquelle 35 entnommen wird. Zeitpunkt und Dauer der Beaufschlagung werden durch eine Steuerung 36 vorgegeben. Am Schwenkarm 29 ist auch eine Zugfeder 37 angelenkt, die einseitig gestellfest mit der Grundplatte 3 verbunden ist. Durch die ausfahrbare Kolbenstange 32 wird der Schwenkarm 29 soweit verschwenkt, bis er gemäß Fig. 1 und 2 gegen einen einstellbaren Anschlag 38 fährt, welcher an der Grundplatte 3 gelagert ist. Der einstellbare Anschlag 38 ermöglicht somit einen minimalen Spalt zwischen dem Lese/Schreibkopf 27 und einer Stirnfläche 42 am Greifer 9, wodurch ungehinderter Durchgang der den Greifer 9 umschlingenden Nadelfadenschlinge gewährleistet ist.
  • Wie Fig. 1 und 6 zeigen ist am Arm 2 eine Spulvorrichtung 39 vorgesehen, mit der bekanntlich eine leere Spule 13' mit dem Nähfaden bewickelt werden kann. Die Spulvorrichtung 39 wird z.B. im bekannter Weise über ein Kegel-Reibradgetriebe von der Armwelle 6 angetrieben.
    Selbstverständlich kann das Aufspulen (mit Nähfaden bewickeln) einer leeren Spule 13' auch in einer separaten, von der Nähmaschine 1 unabhängigen Station durchgeführt werden.
    In der zuvor erwähnten Steuerung 36 sind unter anderem eine erste Zähler/Schreibeinheit 52 und eine zweite Zähler/Schreibeinheit 53 vorgesehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die beiden Zähler/Schreibeinheiten 52, 53 räumlich voneinander getrennt auftreten, und nicht - wie in Fig. 1 und 7 gezeigt - in einer gemeinsamen Steuerung 36 untergebracht sind. Die Zähler/Schreibeinheit 52 ist über die Leitungen 50, 51 mit dem Lese/Schreibkopf 27' verbunden. Die Zähler/Schreibeinheit 53 ist über die Leitungen 54, 55 mit dem Lese/Schreibkopf 27 verbunden.
  • In Fig. 6 wird eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zum Auslesen der im Informationsträger 22 der Spule 13 enthaltenen Daten wie auch zum Einschreiben der aktuellen den momentanen Fadenvorrat der Spule 13 definierenden Daten in den Informationsträger 22 eine von der Nähmaschine 1 separate Lese/Schreibstation 40 vorgesehen ist. Hinsichtlich der Abtastung des Informationsträgers 22 einer in der Spulvorrichtung 39 befindlichen Spule 13' ist gemäß der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform am Arm 2 ein Schreibkopf 28 befestigt, der mit einem weiteren gestellfesten Lesekopf 49 zusammenarbeitet. Letzerer erfaßt die Marke 25a, die gemäß Fig. 6 an dem mit der Armwelle 6 verbundenen Handrad 6a vorgesehen ist. Die Lese/Schreibstation 40 weist neben einer hier nicht dargestellten Aufnahme für die Spule 13 einen stationären Lese/Schreibkopf 27' und eine Steuerung 41 auf. Letztere enthält eine erste Zähler/Schreibeinheit 43 und eine zweite Zähler/Schreibeinheit 44. Über die Leitungen 45, 46 ist der Schreibkopf 28 und der Lesekopf 49 mit der ersten Zähler/Schreibeinheit 43 verbunden. Über die Leitungen 47, 48 ist der Lese/Schreibkopf 27' mit der zweiten Zähler/Schreibeinheit 44 gemäß Fig. 6 verbunden. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die beiden Zähler/Schreibeinheiten 43, 44 räumlich von einander getrennt auftreten und nicht - wie in Fig. 6 gezeigt - in einer gemeinsamen Steuerung 41 untergebracht sind.
  • Bezogen auf die in Fig. 1 und im Blockschaltbild gemäß Fig. 7 gezeigte Ausführungsform weicht die zuletzt beschriebene und in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform durch folgendes ab: Die auf die Spulvorrichtung 39 aufgesetzte Spule 13' wird hinsichtlich ihres Informationsträgers 22 über den Schreibkopf 28 beschrieben, wobei der weitere Lesekopf 49 die Umdrehungszahl der Spule 13' durch Abtasten der mit dem Handrad 6a umlaufenden Marke 25a ermittelt. Die besagte Umdrehungszahl der Spule 13' ist somit ein Maß für den auf der Spule 13 befindlichen Fadenvorrat. Die vom Schreibkopf 28 ausgegebenen Impulse werden über die Leitung 46 an die erste Zähler/Schreibeinheit 43 abgegeben. Die vom Lesekopf 49 abgegebenen Impulse werden über die weitere Leitung 45 ebenfalls an die Zähler/Schreibeinheit 43 abgegeben (vergleiche Fig. 6).
  • In den vorstehend beschriebenen, in Fig. 1 bzw. 6 dargestellten Ausführungsbeispielen dient der Informationsträger 22 einerseits dazu, Daten über den aktuellen Fadenvorrat der Spule 13 aufzunehmen bzw. abzugeben und andererseits dazu, jede Umdrehung der Spule 13 erfaßbar zu machen, wozu der Informationsträger 22 gemäß Fig. 4 und 5 ausgestaltet ist. Dieses Ziel kann auch mit einer anders ausgestalteten Spule 13 erreicht werden, die gemäß Fig. 3 neben dem Informationsträger 22 noch eine zusätzliche Marke 25 aufweist. Letztere muß dann von einem gesonderten, in Fig. 1 und 6 bis 8 nicht dargestellten Lesekopf abgetastet werden.
  • Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Hinblick auf die in Fig. 1, 6 und 7 gezeigten Lösungen wie folgt beschrieben:
  • In dem Blockschaltbild gemäß Fig. 7, welches sich auf die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform bezieht, ist die Spule 13' mit einen Pfeil 56 versehen, womit das Aufspulen der Spule 13', also der Spulvorgang für diese Spule, symbolisiert wird. In der Fig. 7 ist im Gegensatz hierzu die Spule 13 an einer anderen Stelle mit einem Pfeil 57 dargestellt, womit das Abwickeln der Spule 13, also der Vorgang während des Nähens, symbolisiert wird. Ausgehend von der leeren Spule 13' erfolgt zunächst ein Spulvorgang, um einen Fadenvorrat auf die Spule 13' aufzubringen. Infolge der Drehung der Spule 13' erfolgt eine Erfassung des an dem Lese/Schreibkopf 27' vorbeilaufenden Informationsträgers 22, so daß bei jeder Umdrehung der Spule 13' über die Leitung 51 ein Impuls an die Zähler/Schreibeinheit 52 abgegeben wird. Nach Beendigung des Spulvorgangs beinhaltet die Zähler/Schreibeinheit 52 eine Summe von Impulsen, die ein Maß für den momentanen Fadenvorrat der Spule 13' repräsentiert. Im Anschluß hieran wird über die Leitung 50 eine Übertragung der Summe an den Lese/Schreibkopf 27' durchgeführt, so daß eine Abspeicherung der genannten Summe in den Informationsträger 22 erfolgt. Der bis hierher erläuterte Vorgang läuft insoweit an der Spulvorrichtung 39 der Nähmaschine 1 oder an einer unabhängigen Station zum Aufspulen der Spule 13' ab. Nach dem Einsetzen einer ganz oder teilweise gefüllten Spule 13 in den Greifer 9 der Nähmaschine 1 wird über den Lese/Schreibkopf 27 die in dem Informationsträger 22 abgelegte Summe ausgelesen und über die Leitung 55 an die Zähler/Schreibeinheit 53 abgegeben. Während des Nähens wird die Spule 13 durch das Abziehen des Greiferfadens gedreht, wobei wiederum bei jedem Vorbeilaufen des Informationsträgers 22 an dem Lese/Schreibkopf 27, d.h. bei jeder Umdrehung der Spule 13, ein Impuls erfaßt und ebenfalls über die Leitung 55 an die Zähler/Schreibeinheit 53 abgegeben wird. Insofern stellen die die Umdrehungen der Spule 13 während des Nähvorgangs erfassenden Impulse ein Maß für den Fadenverbrauch dar.
    In der Zähler/Schreibeinheit 53 werden die zuletzt genannten Impulse von der Summe heruntergezählt, die dem Fadenvorrat der Spule 13 vor dem gerade durchgeführten Nähvorgang entsprach und die zu Beginn des Nähvorgangs - wie zuvor erwähnt - in die Zähler/Schreibeinheit 53 eingelesen wurde. Sobald das Ergebnis aus der eingangs erfaßten Summe entsprechend dem Fadenvorrat der Spule 13 und den Impulsen entsprechend dem Fadenverbrauch während eines durchgeführten Nähvorgangs den Wert Null oder einen definierten Restwert einnimmt, gibt die Zähler/Schreibeinheit 53 ein Signal über eine Ausgangsleitung 58 ab, das in bekannter Weise über eine hier nicht gezeigte Signaleinrichtung zur Anzeige des Fadenverbrauchs herangezogen wird. Gleichzeitig dient dieses Signal dazu, in den Informationsträger 22 den aktuellen Wert hineinzuschreiben, welcher den jeweils vorliegenden Fadenvorrat auf dieser Spule beschreibt. Hierzu übergibt die Zähler/Schreibeinheit 53 den aktuellen Wert über die Leitung 54 an den Lese/Schreibkopf 27.
  • Falls beim nächstfolgenden Nähvorgang mit andersfarbigen Nähfäden genäht werden soll, ist ein Wechsel der Spule 13, 75 unerläßlich. Vor dem Wechsel wird der aktuelle Fadenvorrat der auszuwechselnden Spule 13, 75 in dem zugehörigen Informationsträger 22, 68 in der vorbeschriebenen Weise eingeschrieben, d.h. der Informationsträger 22, 68 der besagten Spule 13, 75 gibt zu jeder Zeit Auskunft über die aktuelle Füllmenge dieser Spule 13 bzw Spule 75.
  • In Abhängigkeit von der Ausführungsform des Informationsträgers 22 (vergleiche die in den Figuren 3 bis 5 gezeigten Ausführungen bzw. die nicht gezeigte, jedoch zuvor erwähnte Ausbildung des Informationsträgers 22 durch eine Sende- und Empfangseinrichtung, welche in Hybridschaltung aufgebaut ist) wird das Ein- oder Auslesen der Summe in den oder aus dem Informationsträger 22 bei einer Relativbewegung des letzteren zum Lese/Schreibkopf 27 oder im Stillstand bei entsprechender Lagezuordnung des Informationsträgers 22 zum Lese/Schreibkopf 27 durchgeführt.
  • Die Arbeitsweise der Erfindung entsprechend der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform weicht in folgenden Punkten von der zuvor beschriebenen, in Fig. 1 und 7 gezeigten Ausführungsform ab:
    • 1.) Der Informationsträger 22 der Spule 13 wird in der separat von der Nähmaschine 1 angeordneten Lese/Schreibstation 40 abgetastet.
    • 2.) Die zum Aufspulen in die Spulvorrichtung 39 eingesetzte Spule 13' wird hinsichtlich ihres Informationsträgers 22 von dem Schreibkopf 28 im Zusammenwirken mit dem weiteren Lesekopf 49, der gemäß Fig. 6 als Impulsgeber arbeitet, abgetastet. Selbstverständlich könnte in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 anstelle des Schreibkopfes 28 und des Lesekopfes 49 auch der in Fig. 1 gezeigte Lese/Schreibkopf 27' verwendet werden. In allen weiteren Belangen ähnelt die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 6 der Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 und 7, so daß hier auf eine weitere Erläuterung der Arbeitsweise gemäß Ausführungsform nach Fig. 6 verzichtet werden kann.
  • Eine andere Lösung der Aufgabe wird nachfolgend in ihrem Aufbau in Verbindung mit den weiteren Fig. 8 und 9 beschrieben.
  • Die in Fig. 1 gezeigte Nähmaschine 1 ist im Bereich der Spulvorrichtung 39 anstelle des Lese/Schreibkopfes 27' mit einem Lesekopf 60 und im Bereich des Greifers 9 anstelle des Lese/Schreibkopfes 27 mit einem Lesekopf 61 ausgestattet. Innerhalb der Steuerung 36 ist eine Zähler/Schreibeinheit 62 und ein Steuerteil 63 enthalten. Die Steuerung 36 ist mit dem Lesekopf 60 über eine Leitung 64 und mit dem Lesekopf 61 über eine Leitung 65 verbunden. Weiter ist das Steuerteil 63 schaltungstechnisch über eine Verbindungsleitung 66 und die Zähler/Schreibeinheit 62 über eine Verbindungsleitung 67 mit einem Informationsträger 68 verknüpft, der als ein externer, also gesonderter Baustein vorgesehen ist und beispielsweise einen magnetisierbaren Streifen oder einen flüchtigen Speicherbaustein aufweisen kann. Der Informationsträger 68 beinhaltet einzelne Speicherplätze, die schematisch in Fig. 8 mit 69, 70 und 71 bezeichnet sind. Alle Speicherplätze des Informationsträgers 68 sind jeweils in ein Adressenfeld 72 und ein Datenfeld 73 unterteilt, wie dies beispielsweise in Fig. 8 an dem Speicherplatz 70 dargestellt ist. Wie weiter hieraus hervorgeht, trägt das Adressenfeld 72 die Zahl 31 und das Datenfeld 73 die Zahl 2604. Gemäß der Darstellung in Fig. 8 beinhaltet der Speicherplatz 69 in ihrem nicht näher bezeichneten Datenfeld die Zahl 0 und der Speicherplatz 71 in ihrem nicht näher bezeichneten Datenfeld die Zahl 733. Schließlich ist die Zähler/Schreibeinheit 62 noch mit einer Ausgangsleitung 74 bestückt, die eine Verbindung zu einer nicht näher dargestellten Signaleinrichtung, beispielsweise einer Anzeigeleuchte, herstellt.
  • In dieser Lösung kommt eine Spule 75 zum Einsatz, die in ihrem Aufbau grundsätzlich den bisher üblichen Spulen entspricht. Zusätzlich ist die Spule 75 an der Außenseite eines Flansches 76 mit einer Kodierung 77 versehen, die einer individuellen Nummer jeder einzelnen Spule entspricht. Aufgrund dieser Ausbildung ist es möglich, jede individuelle Spule von einer Anzahl im Gebrauch befindlicher Spulen 75 zu identifizieren.
  • Gemäß Fig. 9 ist die Kodierung 77 mit einem breiten Strich 78 und mehreren schmalen Strichen 79 ausgeführt. Aufgrund der Ausbildung der Striche 78 und 79 ergeben sich unterschiedliche Impulsbreiten, die die Steuerung 36 miteinander vergleicht, so daß eindeutig der breite Strich als Beginn der Kodierung 77 erkannt wird. Insofern ist die Kodierung 77 gemäß der Darstellung in Fig. 9 derart gestaltet, daß einerseits eine eindeutige Zählung jeder Umdrehung der Spule 75 durch das Passieren der Kodierung 77 eines der Leseköpfe 60 bzw. 61 und andererseits eine eindeutige Identifizierung jeder individuellen Spule möglich ist.
  • Die Kodierung der Spule 75 erfolgt dadurch, daß leere Felder 80 auf der Kreisringfläche 81 nach einem Kodierungsalgorithmus entsprechend mit einem Filzschreiber geschwärzt werden. Somit ist es einfach, an nachgelieferten neutralen Spulen eine Kodierung vorzunehmen bzw. aufzubringen.
    Es ist aber auch denkbar, eine Informationsgewinnung einer Spule dadurch zu erreichen, daß zusätzlich zu der Kodierung eine Marke vorgesehen ist, die mit einem eigens dafür vorgesehenen Lesekopf zur Zählung jeder Umdrehung der Spule dient.
  • Nachfolgend wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Hinblick auf die in Fig. 8 und 9 gezeigte Lösung wie folgt beschrieben:
    Wie bei der vorangegangenen Beschreibung der Arbeitsweise der Lösung nach Fig. 7 ist auch in Fig. 8 eine symbolische Darstellung mit den Pfeilen 56, 57 gewählt. Ausgehend von einer leeren Spule 75 erfolgt zunächst ein Spulvorgang an der Spulvorrichtung 39 (vergleiche Fig. 1 bzw.7), um einen Fadenvorrat auf die Spule 75 aufzubringen. Infolge der Drehung der Spule 75 bewegt sich die Kodierung 77 bei jeder Umdrehung der Spule 75 einmal an dem Lesekopf 60 vorbei.
  • Bereits nach dem ersten Vorbeilaufen wird die, die kennzeichnende Zahl der Spule 75 identifizierende Impulsfolge über die Leitung 64 an die Steuerung 36 abgegeben. Das Steuerteil 63 der Steuerung 36 wählt einen der Kodierung 77 zugehörigen Speicherplatz des Informationsträgers 68 an, der beispielsweise der Speicherplatz 69 sein kann. Gemäß der Darstellung in Fig. 8 ist der Speicherplatz 69 in seinem nicht näher bezeichneten Datenfeld 73 mit der Zahl 0 belegt. Beim weiteren Aufspulvorgang wird bei jeder Umdrehung der Spule 75 über den Lesekopf 60 eine die Spule 75 identifizierende Impulsfolge über die Leitung 64 an die Steuerung 36 abgegeben, wobei die Zähler/Schreibeinheit 62 jede dieser Umdrehungen als Zählvorgang erfaßt. Der Spulvorgang wird schließlich in der üblichen Weise über mechanische Mittel beendet, so daß die Spule 75 eine Füllmenge von 100 Prozent aufweist. Der zu diesem Zeitpunkt erreichte Zählzustand des Zählers 62 wird über die Leitung 67 an das Datenfeld des zuvor ausgewählten Speicherplatzes 69 übergeben und in dem Informationsträger 68 gespeichert. Auf die vorbeschriebene Weise können verschiedene Spulen 75 beispielsweise mit Fäden unterschiedlicher Farben und mit unterschiedlichen Füllmengen aufgespult werden, so daß in dem Informationsträger 68 dementsprechende Daten in dem zugehörigen Speicherplatz 69 bzw. 70, bzw. 71 abgelegt worden sind.
  • Für den Nähvorgang legt die Bedienperson der Nähmaschine 1 eine dieser bewickelten Spulen in den Greifer 9 ein, so daß danach der eigentliche Nähvorgang beginnen kann. Beim ersten Vorbeilaufen der Kodierung 77 an dem Lesekopf 61 wird eine die Zahl der Spule 75 kennzeichnende Impulsfolge über die Leitung 65 an die Steuerung 36 abgegeben. In dem Steuerteil 63 erfolgt nun zunächst wieder eine Anwahl des der betreffenden Spule entsprechenden Speicherplatzes, der in Fig. 8 der Speicherplatz 71 ist. Nach der Anwahl dieses Speicherplatzes 71 erhält die Steuerung 36 über die Verbindungsleitung 67 eine Information über den Inhalt des in dem Datenfeld abgelegten Wertes, der hier den Wert 733 aufweist. Jeweils bei einer weiteren Umdrehung der Spule 75 während des Nähens wird eine weitere Impulsfolge über die Leitung 65 an die Zähler/Schreibeinheit 62 abgegeben, die damit im Stande ist, wiederum einen Zählvorgang durchzuführen und damit eine dem für den Nähvorgang erforderlichen Fadenverbrauch entsprechende Zahl aufzusummieren. Sobald die dem Fadenverbrauch entsprechende Zahl der in dem Datenfeld des angesprochenen Speicherplatzes abgelegten Zahl (in Fig. 8 als Zahl 733 dargestellt) entspricht, gibt der Zähler über die Ausgangsleitung 74 ein Signal ab. Diese Signalabgabe dient außer dem Ansprechen der hier nicht gezeigten Signaleinrichtung auch dazu, einen Stoppvorgang über die Leitung 59 (siehe Fig. 1 und 6) für die Nähmaschine 1 einzuleiten und eine neue Informationseingabe in das aktualisierte Datenfeld einzuschreiben. Da bei dem eben erläuterten Beispiel nun der Fadenvorrat der Spule 75 den Wert 0 erreicht hat, erfolgt eine Eingabe mit dem Wert 0 in das angesprochene Datenfeld.
  • Der zuletzt erläuterte Nähvorgang kann aber auch in der Weise ablaufen, daß die Spule 75 aufgrund eines erforderlich werdenden Farbwechsels noch eine gewisse Restfadenmenge, d.h. einen gewissen Fadenvorrat, aufweist. Auch in diesem Fall gibt die Zähler/Schreibeinheit 62 über die Verbindungsleitung 67 an das zugehörige Datenfeld einen dem noch verbleibenden Fadenvorrat der Spule 75 entsprechenden Differenzwert aus, der aus dem ursprünglich vorhandenen Fadenvorrat und dem Fadenverbrauch der Spule 75 gebildet worden ist.
  • Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren gilt folgende Beschreibung:
    Der in Fig. 10 gezeigte, explosionsartig dargestellte Greifer 9 einer Steppstich-Nähmaschine 1 besteht aus dem Spulengehäuse-Oberteil 12, der Spule 13 und dem Spulengehäuse-Unterteil 10. Auf der Außenseite des vorderen Flansches 19 der Spule 13 ist wenigstens eine Marke 25 in Form von an sich bekannten Hell-Dunkel-Sektoren aufgebracht, die von einem Sensor 85 detektiert wird. Zu diesem Zweck ist im Spulengehäuse-Oberteil 12 die Öffnung 26 vorgesehen, durch die ein vom Sensor 85 - vorzugsweise ein optischer Reflexkoppler - ausgesandter und vom Flansch 19 reflektierter Lichstrahl hindurchtreten kann. Auf diese Weise werden durch die Drehbewegung der Spule 13 beim Aufspulen wie auch durch die partielle Drehbewegung der Spule 13 beim Nähen Impulse erzeugt, welche die auf der Spule 13 befindlichen Windungen des Greiferfadens und damit auch den Füllungsgrad F der Spule 13 repräsentieren. Diese Impulse werden über eine Verbindungsleitung 86 an wenigstens einen Zähler 87 weitergeleitet, der in diesem Falle als Aufwärts- und Abwärtszähler konzipiert ist. Zweckmäßiger wäre jedoch die Verwendung zweier oder mehr getrennter Zähler 87', 87'', da üblicherweise immer während des Nähvorganges aufgespult wird und sich bei Verwendung nur eines Zählers 87 die Impulse gegenseitig stören würden oder Wartezeiten auftreten.
    Als Marke 25 für die Impulserzeugung der sich drehenden Spule 13 ist die Anbringung eines Durchbruches oder mehrerer, vorzugsweise gleiche Abstände ausweisender Durchbrüche im Flansch 19 sehr zweckmäßig, weil diese Markierung sehr unempfindlich im relativ rauhen Nähbetrieb ist. Besagte Durchbrüche werden vorzugsweise als Löcher im Flansch 19 ausgeführt. Da diese Ausbildung schon seit langem - z.B. zur Massenreduzierung von Stahlspulen - verwendet werden, wurde hier auf eine bildliche Darstellung verzichtet. Zur Erhöhung der Genauigkeit bei der Impulserzeugung ist es ratsam, im Flansch 19 eine große Anzahl von Durchbrüchen bzw. auf der Außenseite des Flansches 19 eine große Anzahl von Hell-Dunkel-Sektoren anzuordnen.
  • Im praktischen Nähbetrieb liegen immer mehrere, mehr oder minder gefüllte Spulen 13 vor, die alternativ für einen betreffenden Nähvorgang Verwendung finden. Um Verwechslungen auszuschließen sind die Spulen 13 durch visuelle Kodierung oder durch maschinenlesbare Kodierungen zu kennzeichnen. Für die visuelle Kodierung kann die Farbnuancendifferenzierung des menschlichen Auges genutzt werden, in dem jede Spule zumindest an ihren Flanschen 19, 20 auf der Außenseite mit unterschiedlichen Farben - bei Aluminiumspulen durch das bekannte Eloxal-Verfahren - ausgestattet sind, wobei im allgemeinen 16 bis 32 verschiedene Farbtöne ausreichend sind.
  • In Fig. 12 wird eine an sich bekannte Aufspulvorrichtung in Draufsicht gezeigt, wobei ein von einem Motor 88 angetriebenes Spulerrad 89 einen Aufnahmezapfen 90 aufweist. Letzterer nimmt die leere Spule 13 auf, die in bekannter Weise beim Aufspulen mit einem von einer externen Garnrolle 91 abgezogenen Nähfaden 92 bewickelt wird. Letzterer wird durch eine Fadenleitöse 93 und einen kraftschlüssig arbeitenden Scheibenspanner 94 geführt, und anschließend in bekannter Weise um eine Spulennabe 95 gewickelt. Dabei werden zweckmäßigerweise zunächst einige Windungen bei stillstehender Spule 13 von Hand aufgewickelt.
    Die auf der Außenseite des Flansches 19 vorgesehenen Marken 25 bzw. die im Flansch 19 vorgesehenen Löcher werden von einem zweiten Sensor 96 erfaßt und über eine Leitung 97 an den Zähler 87 weitergeleitet (siehe Fig. 12), wobei es - wie zuvor erwähnt - sehr zweckmäßig ist, wenn dem Sensor 96 ein zweiter Zähler 87'' zugeordnet wird. Die vom Beginn des Aufspulens bis zum Ende des Aufspulvorgangs durchgeführten Umdrehungen der Spule 13 werden also durch den Sensor 96 überwacht, wobei die dabei erzeugten Impulse bei gefüllter Spule 13 vom Zähler 87, 87' bis zu einer maximalen Impulszahl Zmax aufwärts gezählt werden. Die exakte Ermittlung von Zmax setzt selbstverständlich einen einwandfreien Aufspulvorgang voraus, bei dem die Wicklungslagen ordnungsgemäß übereinander liegen und bei dem die letzte Wicklungslage möglichst mit dem Außendurchmesser der Spulenflansche 19, 20 bündig abschließen.
  • Beim Nähen werden - wie schon vorher erwähnt - die durch den Fadenabzug von der Spule 13 hervorgerufenen Umdrehungen dieser Spule durch den Sensor 85 erfaßt und am Ende dieses Nähvorgangs wird durch Abwärtszählung des Zählers 87, 87' die Impulszahl Zist ermittelt. Letztere repräsentiert den Fadenverbrauch der Spule 13 beim Nähen und wird auf den Durchmesser DR des Restfadenwickels 98 bezogen. Die Zähler 87 bzw. 87', 87'' stehen über eine Leitung 99 in Wirkverbindung mit einer Rechnereinheit 100, wodurch die Impulszahl Zmax und Zist in die Rechnereinheit 100 eingegeben werden. Zu letzterer gehört auch eine Tastatur 101 sowie ein Display 102. Nach Eingabe der wesentlichsten Geometriedaten der Spule 13, nämlich Außendurchmesser D und Durchmesser d der Spulennabe 95 mittels der Tastatur 101 und nach Einlesen der Impulszahlen Zmax und Zist wird in der Rechnereinheit 100 nach weiter unten beschriebenen Algorithmen der aktuelle Füllungsgrad F der Spule 13 berechnet und auf dem Display 102 angezeigt.
  • Über die Leitungen 103 steht die Rechnereinheit 100 schließlich mit einer Steuerung 104 der Nähmaschine 1 in Wirkverbindung.
  • Nachfolgend wird der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben:
    Beim Aufspulen einer leeren Spule 13 mittels der in Fig. 11 und 12 gezeigten Spulvorrichtung erfaßt der Sensor 96 den Durchlauf der Marke 25 während der Drehbewegung der Spule 13 und im Zähler 87, 87'' wird durch Aufwärtszählung die Impulszahl Zmax ermittelt. Beim Nähen wird die zeitweilige Drehbewegung der Spule 13 durch den Sensor 85 überwacht, welcher ebenfalls den Durchlauf der Marke 25 erfaßt und im Zähler 87, 87' wird durch Abwärtszählung die Impulszahl Zist ermittelt. Die in die Rechnereinheit 100 eingelesenen Impulszahlen Zmax und Zist werden subtrahiert und ergeben die Impulszahl ZR, welchen den nach dem Nähvorgang noch auf der Spule 13 vorhandenen Fadenvorrat repräsentiert. Die Ermittlung des Füllungsgrades F der Spule 13 soll nur unter Einbeziehung der Parameter Zmax, Zist, D und d durchführbar sein. Um zu einem solchen Algorithmus zu kommen, werden folgende Betrachtungen angestellt:
    Der Füllungsgrad F ergibt sich aus der Beziehung
    Figure imgb0001
    wobei LR die auf der Spule 13 vorhandene, durch den momentanen Wicklungsdurchmesser DR definierte Fadenlänge darstellt. Unter der Voraussetzung, daß beim Aufwickeln einer Windung während des Aufspulvorgangs jeweils ein Impuls vom Sensor 96 erzeugt wird, ergibt sich die maximale Impulszahl Zmax der in Fig. 13 gezeigten ordnungsgemäß gefüllten Spule 13 bei folgenden Annahmen:
    • innere Spulenbreite b gleich 10 Millimeter,
    • maximaler Wickeldurchmesser D gleich 22 Millimeter,
    • Nabendurchmesser d gleich 8 Millimeter,
    • Stärke (Durchmesser) eines monofilen Nähfadens s gleich 0,5 Millimeter.
  • Unter diesen Annahmen ergibt sich, daß auf der in Fig. 13 gezeigten Spule in einer Lage 20 Windungen auftreten, weil die Breite b gleich 10 Millimeter dividiert durch die Stärke s gleich 0,5 Millimeter die Windungszahl 20 ergibt. Die Anzahl der Lagen beim ordnungsgemäßen Aufspulen ergibt sich zu 14, weil die Hälfte der Summe aus D gleich 22 Millimeter und d gleich 8 Millimeter zunächst 7 Millimeter ergibt, und in diesem Betrag die Garnstärke s gleich 0,5 Millimeter gleich 14-fach auftritt. Die gefüllte Spule 13 enthält also 280 Windungen, und unter den zuvor gemachten Annahmen beträgt die Impulszahl Zmax gleich 280.
  • Ganz allgemein läßt sich für diesen Fall Zmax aus der Beziehung ableiten:
    Figure imgb0002
    woraus sich Zmax zu
    Figure imgb0003
    ergibt.
  • Für die in der Praxis sehr häufig auftretenden gezwirnten Garne muß die Stärke des Nähfadens aus der Beziehung
    Figure imgb0004
    errechnet werden, die aus der Fachschrift "Vision und Identifikation Magazin" Vol 2, No. 1, Seite 29, Jahrgang 1988 entnehmbar ist. Bei stark bauschenden oder auftragenden Nähfäden wird der eben angesprochene theoretische Durchmesser s noch von einem Kompressionsfaktor K ≈ 0,89 beeinflußt. Für den nachfolgend abzuleitenden Algorithmus spielt die Garnstärke s wie auch die innere Breite b der Spule 13 keine Rolle, weil diese Größen durch rechentechnische Kürzung herausfallen. Begründet wird diese Behauptung damit, daß die Ermittlung des aktuellen Füllungsgrades F sich stets nur auf ein und dieselbe Spule 13 bezieht.
  • Die maximale Länge Lmax des auf der Spule 13 aufgewickelten, einwandfrei gefüllten Fadenwickels ergibt sich aus:
    Figure imgb0005
    Werden bei aufgebrachter Windung "N Impulse" erzeugt, so ist Zmax durch N zu dividieren.
    Definiert man die Restfadenlänge auf der Spule 13 mit LR, so ergibt sich der darauf bezogene, aktuelle Füllungsgrad F der Spule aus
    Figure imgb0006
    worin
    Figure imgb0007
    und
    Figure imgb0008
    ist.
  • Durch Einsetzung ergibt sich:
    Figure imgb0009
    woraus sich nach Kürzung die Beziehung ergibt:
    Figure imgb0010
    Um die Größe DR aus den beiden letzten Gleichungen zu eliminieren, wird der Füllungsgrad F aus einer weiteren Beziehung abgeleitet, die auf folgender Überlegung beruht:
    Die Fadenlänge Lmax ist in einem zylindrischen, rohrförmigen Fadenwickel mit den Abmessungen D, d und b unterbringbar, wobei der Fadenwickel ein Volumen Vmax einnimmt.
    Die Restfadenlänge LR ist in einem weiteren Fadenwickel mit den Abmessungen DR, d und b unterbringbar, wobei letzterer ein Volumen VR einnimmt.
    Damit ist der Füllungsgrad F auch aus der Beziehung
    Figure imgb0011
    berechenbar.
  • Hierin ist:
    Figure imgb0012
    Durch algebraische Vereinfachung folgt hieraus:

    V R =(D R ² - d²) · π 4 · b
    Figure imgb0013

    Ferner ist:
    Figure imgb0014
    Vereinfacht ergibt sich hieraus:

    V max = (D²- d²)· π 4 · b
    Figure imgb0015

    Somit ergibt sich:
    Figure imgb0016
    Durch Gleichsetzung beider den Füllungsgrad F beschreibenden Gleichungsseiten ergibt sich:
    Figure imgb0017
    oder in anderer Schreibweise:
    Figure imgb0018
    Durch Vereinfachung ergibt sich:
    Figure imgb0019
    und daraus folgt:
    Figure imgb0020
    oder nach Auflösung
    Figure imgb0021
    Nach weiterer Vereinfachung folgt aus der letzten Beziehung
    Figure imgb0022
    Wird diese Formel in die oben abgeleitete Beziehung
    Figure imgb0023
    eingesetzt, so ergibt sich schließlich:
    Figure imgb0024
    Aus dieser Formel ist ersichtlich, daß zur fortlaufenden Ermittlung des Füllungsgrades F durch die Rechnereinheit 100 lediglich folgende Parameter erforderlich sind:
    • die beim Aufspulen ermittelte und in einem Maximalwertspeicher abgelegte Impulszahl Zmax,
    • die während des Nähens fortlaufend ermittelte Impulszahl Zist, welche am Ende eines Nähvorgangs den Fadenverbrauch wie auch die noch auf der Spule 13 vorhandene Restfadenlänge ausweist,
    • die Geometriedaten D und d, welche - da sie maschinenspezifische, konstante Werte darstellen - nur einmal in die Rechnereinheit 100 eingelesen werden müssen.
  • Die Ergebnisse der automatischen Füllungsgradberechnung können an die Steuerung 104 der Nähmaschine 1 weitergeleitet werden, um
    • baldigen Spulenwechsel anzuzeigen,
    • nachfolgende Operationen einzuleiten, z.B. Fadenabschneiden, Drückerfußlüften und andere,
    • die Nähmaschine stillzusetzen,
    • den Sensor 85 in Verbindung mit der Rechnereinheit 100 auf eine andere Betriebsart - z.B. als Grenzfadenwächter - umzuschalten, um somit das Ausbleiben der Impulse durch Fadenbruch vom Spulenende zu unterscheiden.
  • Neben der Angabe des Füllungsgrades F im Display 102 kann auch die Restfadenlänge LR angezeigt werden, die von der Rechnereinheit 100 nach der Formel
    Figure imgb0025
    unter der Voraussetzung berechnet wird, daß beim Abwickeln einer Windung von der Spule 13 "N Impulse" erzeugt werden.

Claims (18)

  1. Vorrichtung zum Überwachen eines Greiferfaden-Vorrats einer Doppelsteppstich-Nähmaschine mit
    - einem Greifer (9),
    - einer Spule (13), welche den Vorrat an Greiferfaden aufnimmt und drehbar in dem Greifer (9) eingelagert ist,
    - wenigstens einer Markierung, welche außen an einem Flansch (19) der Spule (13) vorgesehen ist,
    - einer Sensorvorrichtung, welche einen Sensor zur Erfassung der Markierung während des Nähvorgangs aufweist,
    - und einer Steuerung (36, 41), welche mit der Sensorvorrichtung verknüpft ist und bei Verbrauch des Greiferfaden-Vorrats ein Signal ausgibt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Markierung als ein an der Spule (13) befestigter Informationsträger (22) ausgeführt ist, welcher die den aktuellen Greiferfaden-Vorrat definierenden Daten enthält.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Informationsträger (22) als ein sektorförmiger oder rechteckförmiger Magnetstreifen ausgeführt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Informationsträger (22) als eine kreisförmige, konzentrisch zur Mitte der Spule (13) verlaufende Magnetspur ausgeführt ist, und daß an der Spule (13) eine Marke (25) vorgesehen ist, durch welche die Zählung der den Greiferfaden-Vorrat beeinflussenden Windungsanzahl durchführbar ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Marke (25) sich kontrastierend von der Außenseite des Flansches (19) und von dem Informationsträger (22) abhebt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Informationsträger (22) als eine aus einer Sende- und Empfangseinrichtung bestehende Hybridschaltung ausgeführt ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensorvorrichtung im wesentlichen als ersten Sensor einen schwenkbar an einer Grundplatte (3) gelagerten, auf den Informationsträger (22) der Spule (13) gerichteten Lese/Schreibkopf (27) und als zweiten Sensor einen weiteren Lese/Schreibkopf (27') aufweist, welcher auf den Informationsträger (22) einer weiteren, in einer Spulvorrichtung (39) der Nähmaschine (1) eingelegten Spule (13') gerichtet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Lese/Schreibkopf (27) durch einen Beweger (33) soweit in Richtung zum Informationsträger (22) einschwenkbar ist, so daß eine um den Greifer (9) herumgeführte Nadelfadenschlinge ungehindert zwischen einer Stirnseite (42) des Greifers (9) und dem Lese/Schreibkopf (27) hindurchtreten kann.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensorvorrichtung im wesentlichen den in einer separaten Lese/Schreibstation (40) vorgesehenen, auf den Informationsträger (22) der Spule (13) gerichteten, als ersten Sensor wirksamen Lese/Schreibkopf (27') und den als zweiten Sensor wirksamen weiteren Lese/Schreibkopf (28) aufweist, welcher auf den Informationsträger (22) einer weiteren in der Spulvorrichtung (39) der Nähmaschine (1) eingelegten Spule (13') gerichtet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Sensorvorrichtung im wesentlichen aufweist:
    - den in der separaten Lese/Schreibstation (40) vorgesehenen, auf den Informationsträger (22) der Spule (13) gerichteten, als ersten Sensor wirksamen Lese/Schreibkopf (27'),
    - einen auf den Informationsträger (22) der Spule (13') gerichteten, als zweiten Sensor wirksamen Schreibkopf (28), und
    - einen auf eine Marke (25a) am Handrad (6a) gerichteten, als dritten Sensor wirksamen Lesekopf (49), welcher mit dem Schreibkopf (28) zusammenarbeitet.
  10. Vorrichtung zum Überwachen eines Greiferfaden-Vorrats einer Doppelsteppstich-Nähmaschine mit
    - einem Greifer (9)
    - einer Spule (75), welche den Vorrat an Greiferfaden aufnimmt und drehbar in dem Greifer (9) eingelagert ist,
    - wenigstens einer Markierung, welche außen an einem Flansch (76) der Spule (75) vorgesehen ist,
    - einer Sensorvorrichtung zur Erfassung der Markierung während des Nähvorgangs,
    - und einer Steuerung (36), welche mit der Sensorvorrichtung verknüpft ist und bei Verbrauch des Greiferfaden-Vorrats ein Signal ausgibt,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - die Markierung eine Kodierung (77) zur Identifizierung der Spule (75) aufweist,
    - wenigstens ein zur Sensorvorrichtung gehörender, die Kodierung (77) erkennender Sensor,
    - ein externer Informationsträger (68) mit mehreren Speicherplätzen (69, 70 71) vorgesehen ist, wobei letztere die Ablage der Kodierung (77) der betreffenden Spule (75) wie auch die ihren aktuellen Greiferfaden-Vorrat definierenden Daten ermöglichen, und
    - eine in der Steuerung (36) enthaltene Zähler/Schreibeinheit (62) mit dem Informationsträger (68) verknüpft ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - die Sensorvorrichtung im wesentlichen einen als ersten Sensor wirksamen Lesekopf (61), welcher auf die Kodierung (77) der im Greifer (9) eingesetzten Spule (75) gerichtet ist, und einen als zweiten Sensor wirksamen weiteren Lesekopf (60) aufweist, wobei letzterer auf die Kodierung (77) der in der Spulvorrichtung (39) befindlichen Spule (75) gerichtet ist, und
    - die Zähler/Schreibeinheit (62) beim Nähen mit dem ersten Lesekopf (61) und beim Aufspulen mit dem zweiten Lesekopf (60) in Wirkverbindung steht.
  12. Verfahren zum Überwachen des Greiferfaden-Vorrats an einer Doppelsteppstich-Nähmaschine, wobei durch Detektion einer auf der Außenseite einer im Greifer (9) befindlichen Spule (13) vorgesehenen Markierung beim Aufspulen Impulse durch die Drehbewegung der Spule (13) von einem Sensor(96) erfaßt und an wenigstens einen Zähler (87) abgegeben werden und wobei ferner während des Nähvorgangs Impulse durch die zeitweilige Drehbewegung der Spule (13) von einem weiteren Sensor (85) erfaßt und an wenigstens einen Zähler (87) abgegeben werden,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    - die Identifikation der Spule (13) durch eine Markierung an einer Außenseite eines Flansches (19) an der Spule (13) erfolgt,
    - die Außenseite des Flansches (19) der Spule (13) weitere Marken (25) aufweist, welche von einem ersten Sensor (96) beim Aufspulen als den Füllungsgrad F der Spule (13) beeinflussende Impulse erfaßt und durch den Zähler (87, 87') zur Impulszahl Zmax hochgezählt werden,
    - die Marken (25) während des Nähens als den Greiferfaden-Verbrauch beeinflussende Impulse von einem zweiten Sensor (85) erfaßt und in den Zähler (87, 87') bis zur Impulszahl Zist abwärts gezählt werden,
    - über eine zu einer Rechnereinheit (100) gehörenden Tastatur (101) der Durchmesser D der Spule (13) wie auch der Durchmesser d der Spulennabe (95) eingegeben werden,
    - in der Rechnereinheit (100) durch Subtraktion von Zmax und Zist die den aktuellen Füllungsgrad F der Spule (13) beinflussende Impulszahl ZR berechnet wird und
    - auf einem zur Rechnereinheit (100) gehörenden Display (102) die Impulszahl Zmax und die zugehörige Fadenlänge Lmax sowie die Impulszahl Zist und am Ende des Nähvorgangs die Impulszahl ZR sowie die zu diesem Zeitpunkt noch auf der Spule (13) befindliche Restfadenlänge LR angezeigt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die von den Sensoren (85, 96) erfaßten Impulse entweder dem als Aufwärts- und Abwärtszähler konzipierten Zähler (87) oder zwei getrennten Zählern (87', 87'') für jeden Sensor (85, 96) zugeführt werden, von denen der mit dem Sensor (96) zusammenarbeitende Zähler (87'') als Aufwärtszähler und der mit dem Sensor (85) zusammenarbeitende Zähler (87') als Abwärtszähler arbeitet.
  14. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die zur Identifikation unterschiedlicher Spulen (13) vorgesehene Markierung durch visuell oder maschinell lesbare Kennzeichnung dem Zähler (87, 87', 87'') oder den Zählwerten (Impulszahlen Z) unverwechselbar zugeordnet werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beim Einwirken des Sensors (85) auf den Zähler (87, 87') auch Start-, Stop- oder Fadenabschneidsignale zugeschaltet werden können, und beim Ausbleiben der Impulse an den Zähler (87, 87') ein Signal ausgegeben wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß nach Eingabe der Spulen-Geometriedaten D, d und nach Einlesen der Impulszahlen Zmax und Zist in die Rechnereinheit (100) in dieser der Füllungsgrad F nach der Formel
    Figure imgb0026
     fortlaufend berechnet und im Display (102) angezeigt wird, und daß dieser Wert an die Maschinensteuerung (104) zur Vorbereitung von Stop-, Spulenwechsel- oder Störoperationen weitergeleitet wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß nach Maßgabe der Formel für die Füllungslänge Lmax bei Eingabe oder Messung der Garnstärke s und/oder Stichlänge und/oder Stoffdicke und Aufschaltung der vom Sensor (85) erfaßten Impulse über die Rechnereinheit (100) ständig die gerade noch zu vernähende Nähstrecke berechnet und im Display (102) angezeigt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß durch automatische oder manuelle Eingabe der herzustellenden Nahtlänge in die Tastatur (101) die Rechnereinheit (100) berechnet, ob die Nahtlänge noch genäht werden kann.
EP91912435A 1990-08-07 1991-07-13 Vorrichtung zum überwachen des greiferfaden-vorrats einer doppelsteppstich-nähmaschine Expired - Lifetime EP0542760B1 (de)

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DE19914118158 DE4118158A1 (de) 1991-06-03 1991-06-03 Vorrichtung zum ueberwachen des greiferfaden-vorrats einer doppelsteppstich-naehmaschine
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