EP1348793B1 - Beleuchtungs-Vorrichtung für eine Nähmaschine - Google Patents

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EP1348793B1
EP1348793B1 EP03005087A EP03005087A EP1348793B1 EP 1348793 B1 EP1348793 B1 EP 1348793B1 EP 03005087 A EP03005087 A EP 03005087A EP 03005087 A EP03005087 A EP 03005087A EP 1348793 B1 EP1348793 B1 EP 1348793B1
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EP
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emitting diodes
light emitting
needle bar
sewing machine
equipment according
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EP03005087A
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EP1348793A2 (de
Inventor
Horst Seibert
Andreas Oberndörfer
Horst Bohl
Achim Voss
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Duerkopp Adler AG
Original Assignee
Duerkopp Adler AG
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B79/00—Incorporations or adaptations of lighting equipment

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for a sewing machine according to the preamble of claim 1.
  • JP 2000 317187 A lighting device on a sewing machine it is known to arrange on the underside of the arm in front of the needle bar a light emitting diode which illuminates the working field surrounding the needle bar with the needle. With this LED a shadow-free illumination of the working field is not possible. Furthermore, the integration of this LED in or on the arm of the sewing machine consuming.
  • a luminaire is arranged on the underside of the arm of the sewing machine, which comprises the needle bar and a presser foot bar over an angular range of more than 180 °.
  • the luminaire can be designed as a cold-light cathode fluorescent lamp.
  • the disadvantage here is that the glass body of the lamp is sensitive to vibrations, and that such lights a relatively high operating voltage of 80V and require a high ignition voltage of 300V. This means that special protective measures are required.
  • the power supply facilities are relatively expensive.
  • the lamp itself is specially designed, which is associated with high production costs. For this reason, the spare parts procurement is complicated. Voltage fluctuations cause high light intensity changes. Furthermore, a reflector is required.
  • the invention has the object of developing a lighting device of the generic type so that a uniform and shadow-free illumination of the working field is achieved at the same time high reliability, low power consumption, low heat and low production costs.
  • the numerous approximately point-wise light-emitting LEDs can be arranged in each case at the most favorable position, so that an optimal shadow-free illumination of the working field takes place.
  • Such light emitting diodes are robust and have extremely low power consumption, i. they develop almost no heat.
  • Characterized in that the light-emitting diodes is arranged in a on the underside of the arm of the fixed housing, can be easily form an independent unit. In each case, a plurality of light emitting diodes can be connected in series, such a group of light emitting diodes being supplied by its own constant current source.
  • a buttonhole sewing machine is C-shaped, i. it has an upper arm 1, a lower, cabinet-like base plate 2 and a connecting both, approximately vertical stand 3.
  • an arm shaft 4 is mounted in a conventional manner, which is driven by a drive motor, not shown.
  • the drive of a vertically displaceable needle bar 5 with a needle 6 and a vibratory drive are derived for this purpose in a conventional manner.
  • the drive of a arranged in the base plate 2, the needle 6 associated gripper bearing 7 is derived from the arm shaft 4.
  • an x-y table 8 is arranged, which is thus a cross slide which can be displaced in two horizontal coordinate directions, namely the x direction and the y direction.
  • the x-y table 8 is formed in a conventional manner, as is known, for example, from DE 198 07 771 A1 (corresponding to US Pat. No. 6,095,066).
  • the drive of the x-y table 8 by means not shown drives, which may be positionable electric motors, ie preferably stepper motors, or else controllable DC motors.
  • the Sewing-material clamps 9, 10 carry clamping plates 11, 12, by means of which a work piece 13 can be pressed onto a generally two-piece support plate 14 of the xy-table 8.
  • a fabric cutter 15 for cutting a buttonhole is provided in a conventional manner. This has an attached to the underside of the arm 1 anvil 16 with a cutting drive 17 and attached to the xy table 8, not shown knife. The cutting is carried out in the usual way such that the anvil 16 is moved by means of the drive 17 downwards against the knife and in this case cuts through the sewing material part 13 lying directly above the knife.
  • a lighting device 18 which has an upwardly open trough-shaped housing 19, the abutment 20 for abutment against the underside 21 of the arm 1, said abutment 20 with through holes 22 for in the bottom 21st of the arm 1 to be screwed fastening screws 23 are provided.
  • the housing 19 is further provided with passage openings 24 and 25 for the needle bar 5 with needle 6 on the one hand and the anvil 16 of the cutting device 15.
  • a series of light emitting diodes 28 and 29 are provided.
  • light-emitting diodes 30 are provided in the x-direction behind the passage opening 25 for the cutting device 15, that is to say on the side of the passage opening 25 facing away from the passage opening 24.
  • the LEDs 28, 29, 30 are arranged in them adapted holes 31 in the bottom plate 32 of the housing 19, namely, they are arranged obliquely relative to the vertical, that the entire working field 33 is illuminated shadow-free.
  • the working field 33 comprises the stitch forming area, where, for example, a buttonhole is sewn, and the area in which a buttonhole is cut by means of the cutting device 15.
  • the work area 33 may extend beyond these areas, because the work piece 13 must be aligned.
  • Such a lighting device 35 arranged on the front side 34 of the arm 1 can be particularly useful if an unillustrated presser foot, which surrounds the needle 6, is provided, which would cast a shadow.
  • Such commercially available light-emitting diodes 28, 29, 30, 37 which are basically all the same, have a lens 39 cast into their transparent dome 38, which is generally made of transparent plastic, so that they all have a cone of light with the same cone angle a of approximately Send 20 °.
  • Such known light-emitting diodes have a semiconductor solid and are commercially available. They have a voltage drop per LED of about 3.5 V at a current of 20 mA. Their light intensity / light intensity is about 8000 millicandela.
  • Such light-emitting diodes do not follow Ohm's law. Rather, the current increases approximately quadratically above the voltage. Such diodes are therefore powered by power supplies with current limiting. Such current limits are commercially available. In Fig.
  • each one to one Group combined light-emitting diodes 28 and 29 or 30 and 37 are connected in series and provided with a constant current source 40 and 41 or 42 and 43, respectively.
  • the LEDs 28, 29 are held in a horseshoe-shaped circuit board 47, to which the supply cable 46 is connected, what they with their so-called feet 48 through corresponding holes 49 in the printed circuit board 47 are inserted and soldered. This also determines their direction.
  • the printed circuit board 47 is placed on support 50 of the housing 19 and secured by screws 51. Accordingly, the LEDs 30 are mounted on a further printed circuit board 52, which is fastened in the same manner in the housing 19.
  • the housing 19 may also be configured so that the light-emitting diodes 37 to be arranged on the end face 34 of the arm 1, ie the lighting device 35, are integrated into the lighting device 18.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungs-Vorrichtung für eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Bei einer derartigen aus der JP 2000 317187 A bekannten Beleuchtungsvorrichtung an einer Nähmaschine ist es bekannt, an der Unterseite des Arms vor der Nadelstange eine Leuchtdiode anzuordnen, die das die Nadelstange mit der Nadel umgebende Arbeitsfeld ausleuchtet. Mit dieser Leuchtdiode ist eine schattenfreie Ausleuchtung des Arbeitsfeldes nicht möglich. Des Weiteren ist die Integration dieser Leuchtdiode in bzw. an den Arm der Nähmaschine aufwändig.
  • Aus der US 4,841,415 A (entsprechend DE 87 03 621 U1) ist eine Leuchte bekannt, bei der das Licht von einer Lichtquelle durch Lichtleiter an den Stichbildebereich, also in die Nähe der Nadel, geleitet wird. Nachteilig hierbei ist eine nur begrenzte Ausleuchtung des Stichbildebereichs, was zu Schattenbildung führt. Der Lichtleiter selber kann während des Nähens für die Bedienungsperson hinderlich sein. Es gibt Lichtstärken-Schwankungen bei Spannungs-Schwankungen. Außerdem ist der Montage-Aufwand erheblich. Gleiches gilt für die Leuchte selber.
  • Bei einer aus der EP 0 962 574 A1 (entsprechend US 6,168,284 B1) bekannten Beleuchtungsvorrichtung ist an der Unterseite des Arms der Nähmaschine eine Leuchte angeordnet, die die Nadelstange und eine Nähfußstange über einen Winkelbereich von mehr als 180° umfasst. Die Leuchte kann als Kaltlicht-Kathoden-Fluoreszenz-Lampe ausgebildet sein. Nachteilig hierbei ist, dass der Glaskörper der Lampe empfindlich gegen Erschütterungen, ist und dass derartige Leuchten eine relativ hohe Betriebsspannung von 80 V und eine hohe Zündspannung von 300 V erfordern. Deshaib sind besondere Schutzmaßnahmen erforderlich. Die Stromversorgungseinrichtungen sind relativ aufwendig. Die Leuchte selber ist besonders ausgebildet, was mit hohen Herstellungskosten verbunden ist. Aus diesem Grunde ist auch die Ersatzteil-Beschaffung aufwendig. Bei Spannungsschwankungen treten hohe Lichtstärken-Änderungen auf. Weiterhin ist ein Reflektor erforderlich.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungsvorrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, dass eine gleichmäßige und schattenfreie Ausleuchtung des Arbeitsfeldes bei gleichzeitig hoher Betriebssicherheit, niedrigem Strombedarf, geringer Wärmeentwicklung und niedrigen Herstellkosten erreicht wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Die zahlreichen angenähert punktweise lichtabgebenden Leuchtdioden können jeweils an der günstigsten Stelle angeordnet werden, so dass eine optimale schattenfreie Ausleuchtung des Arbeitsfeldes erfolgt. Derartige Leuchtdioden sind robust und haben einen extrem geringen Stromverbrauch, d.h. sie entwickeln fast keine Wärme. Dadurch, dass die Leuchtdioden in einem am der Unterseite des Arms des befestigten Gehäuses angeordnet ist, lässt sich in einfacher Weise eine eigenständige Baueinheit bilden. Es lassen sich jeweils mehrere Leuchtdioden in Reihe schalten, wobei eine solche Gruppe von Leuchtdioden von einer eigenen Konstant-Stromquelle versorgt wird.
  • Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1
    eine Seiten-Längs-Ansicht einer Knopfloch-Nähmaschine mit einer Beleuchtungs-Vorrichtung nach der Erfindung,
    Fig. 2
    eine Teil-Vergrößerung aus Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Stirnansicht der Nähmaschine entsprechend dem Sichtpfeil III in Fig. 1,
    Fig. 4
    eine perspektivische Explosiv-Darstellung der Beleuchtungs-Vorrichtung nach der Erfindung und
    Fig. 5
    ein Schaltschema der Beleuchtungs-Vorrichtung.
  • Wie den Fig. 1 bis 3 entnehmbar ist, ist eine Knopfloch-Nähmaschine C-förmig ausgebildet, d.h. sie weist einen oberen Arm 1, eine untere, gehäuseartig ausgebildete Grundplatte 2 und einen beide verbindenden, etwa vertikalen Ständer 3 auf. Im Arm 1 ist in üblicher Weise eine Armwelle 4 gelagert, die von einem nicht dargestellten Antriebsmotor antreibbar ist. Von der Armwelle 4 werden in üblicher Weise der Antrieb einer vertikal verschiebbaren Nadelstange 5 mit einer Nadel 6 und ein Schwingantrieb hierfür abgeleitet. Außerdem wird von der Armwelle 4 der Antrieb eines in der Grundplatte 2 angeordneten, der Nadel 6 zugeordneten Greiferlagers 7 abgeleitet.
  • Auf der Grundplatte 2 ist ein x-y-Tisch 8 angeordnet, bei dem es sich also um einen in zwei horizontalen Koordinatenrichtungen, nämlich der x-Richtung und der y-Richtung, verschiebbaren Kreuzschlitten handelt. Der x-y-Tisch 8 ist in üblicher Weise ausgebildet, wie es beispielsweise aus der DE 198 07 771 A1 (entsprechend US-PS 6,095,066) bekannt ist. Der Antrieb des x-y-Tisches 8 erfolgt mittels nicht dargestellter Antriebe, bei denen es sich um positionierbare Elektromotoren, in der Regel also bevorzugt Schrittmotoren, oder aber auch regelbare Gleichstrommotoren handeln kann.
  • Auf dem x-y-Tisch 8 ist mindestens eine Nähgut-Klammer angebracht. In der Regel handelt es sich hierbei um zwei Nähgut-Klammern 9, 10. Die Nähgut-Klammern 9, 10 tragen Klemmplatten 11, 12, mittels derer ein Nähgutteil 13 auf eine in der Regel zweiteilige Auflageplatte 14 des x-y-Tisches 8 drückbar ist. Neben der Nadelstange 5 ist in üblicher Weise eine Nähgut-Schneideinrichtung 15 zum Schneiden eines Knopfloches vorgesehen. Diese weist einen an der Unterseite des Armes 1 angebrachten Amboss 16 mit einem Schneid-Antrieb 17 und ein am x-y-Tisch 8 angebrachtes, nicht dargestelltes Messer auf. Das Schneiden erfolgt in üblicher Weise derart, dass der Amboss 16 mittels des Antriebs 17 nach unten gegen das Messer bewegt wird und hierbei das unmittelbar oberhalb des Messers liegende Nähgutteil 13 durchschneidet.
  • An der Unterseite des Arms 1 befindet sich eine Beleuchtungs-Einrichtung 18, die ein nach oben offenes trogförmiges Gehäuse 19 aufweist, das Widerlager 20 zur Anlage an der Unterseite 21 des Arms 1 aufweist, wobei diese Widerlager 20 mit Durchgangsöffnungen 22 für in die Unterseite 21 des Arms 1 zu schraubende Befestigungs-Schrauben 23 versehen sind. Das Gehäuse 19 ist weiterhin mit Durchtritts-Öffnungen 24 und 25 für die Nadelstange 5 mit Nadel 6 einerseits und den Amboss 16 der Schneideinrichtung 15 versehen.
  • Parallel zur vorderen Seitenwand 26 und zur hinteren Seitenwand 27 des Gehäuses 19 sind beiderseits der Durchtritts-Öffnung 24 für die Nadelstange 5 und gegebenenfalls auch noch teilweise beiderseits der Durchtritts-Öffnung 25 für die Schneideinrichtung 15 nebeneinander eine Reihe von Leuchtdioden 28 bzw. 29 vorgesehen. Desgleichen sind in x-Richtung hinter der Durchtritts-Öffnung 25 für die Schneideinrichtung 15, also auf der der Durchtrittsöffnung 24 abgewandten Seite der Durchtritts-Öffnung 25, Leuchtdioden 30 vorgesehen. Die Leuchtdioden 28, 29, 30 sind in ihnen angepassten Löchern 31 in der Bodenplatte 32 des Gehäuses 19 angeordnet, und zwar sind sie derart schräg gegenüber der Vertikalen angeordnet, dass das gesamte Arbeitsfeld 33 schattenfrei ausgeleuchtet wird. Wie sich insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ergibt, umfasst das Arbeitsfeld 33 den Stichbildebereich, wo beispielsweise ein Knopfloch genäht wird, und den Bereich, in dem mittels der Schneid-Einrichtung 15 ein Knopfloch geschnitten wird. Außerdem kann sich das Arbeitsfeld 33 über diese Bereiche hinaus erstrecken, weil das Nähgutteil 13 ausgerichtet werden muss. Hierfür kann es auch zweckmäßig sein, wenn an der Stirnseite 34 des Arms noch eine weitere Beleuchtungs-Einrichtung 35 angeordnet ist, die ein Gehäuse 36 mit an ihrer Unterseite aus ihr herausragenden Leuchtdioden 37 aufweist, und die ansonsten in gleichartiger Weise aufgebaut ist wie die Beleuchtungs-Einrichtung 18. Eine solche an der Stirnseite 34 des Arms 1 angeordnete Beleuchtungs-Einrichtung 35 kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn noch ein nicht dargestellter, die Nadel 6 umgreifender Drückerfuß vorgesehen ist, der einen Schatten werfen würde.
  • Derartige handelsübliche Leuchtdioden 28, 29, 30, 37, die grundsätzlich untereinander alle gleich sind, weisen eine in ihre transparente, in der Regel aus transparentem Kunststoff bestehende Kuppel 38 eingegossene Linse 39 auf, so dass sie alle einen Lichtkegel mit gleichem Kegelwinkel a von etwa 20° aussenden. Derartige bekannte Leuchtdioden weisen einen Halbleiter-Festkörper auf und sind handelsüblich. Sie weisen einen Spannungsabfall je Leuchtdiode von etwa 3,5 V bei einer Stromstärke von 20 mA auf. Ihre Lichtintensität/Lichtstärke beträgt hierbei etwa 8000 Millicandela. Derartige Leuchtdioden folgen nicht dem Ohm'schen Gesetz. Der Strom steigt vielmehr etwa quadratisch über der Spannung an. Derartige Dioden werden daher über Stromversorgungen mit Strombegrenzung versorgt. Derartige Strombegrenzungen sind handelsüblich. In Fig. 5 ist die Schaltung der Leuchtdioden 28, 29, 30, 37 dargestellt. Jeweils die zu einer Gruppe zusammengefassten Leuchtdioden 28 bzw. 29 bzw. 30 bzw. 37 sind in Reihe geschaltet und mit einer Konstant-Stromquelle 40 bzw. 41 bzw. 42 bzw. 43 versehen. Die Versorgung dieser Konstant-Stromquellen 40 bis 43 erfolgt über das Stromnetz 44. Sie sind in einem Schaltkasten 45 angeordnet, von dem Versorgungskabel zu den einzelnen Gruppen von Leuchtdioden 28, 29, 30, 37 führen, von denen nur ein Versorgungskabel 46 dargestellt ist.
  • Um die Montage der Leuchtdioden 28, 29, 30 besonders einfach zu gestalten, sind die Leuchtdioden 28, 29 in einer hufeisenförmig ausgebildeten Leiterplatte 47 gehalten, an die auch das Versorgungskabel 46 angeschlossen ist, wozu sie mit ihren sogenannten Füßchen 48 durch entsprechende Bohrungen 49 in der Leiterplatte 47 hindurchgesteckt und verlötet sind. Hierdurch wird auch ihre Richtung festgelegt. Die Leiterplatte 47 wird auf Auflager 50 des Gehäuses 19 aufgelegt und mittels Schrauben 51 befestigt. Entsprechend sind auch die Leuchtdioden 30 auf einer weiteren Leiterplatte 52 befestigt, die in gleicher Weise im Gehäuse 19 befestigt wird. Entsprechendes gilt für die weitere Beleuchtungs-Einrichtung 35. Im übrigen kann das Gehäuse 19 auch so ausgestaltet sein, dass die an der Stirnseite 34 des Arms 1 anzuordnenden Leuchtdioden 37, also die Beleuchtungs-Einrichtung 35, in die Beleuchtungs-Einrichtung 18 integriert werden.

Claims (7)

  1. Beleuchtungs-Vorrichtung an einer Nähmaschine mit einem Arm (1), mit einer Nadelstange (5) und mit einem der Nadelstange (5) zugeordneten ausgeleuchteten Arbeitsfeld, dadurch gekennzeichnet,
    dass zum weitgehend schattenfreien Ausleuchten des Arbeitsfeldes die Nadelstange (5) mindestens an zwei Seiten von jeweils mehreren
    Leuchtdioden (28, 29, 30, 37) umgeben ist, die in der mindestens einen Beleuchtungs-Einrichtung (18, 35) angeordnet sind,
    dass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (18, 35) ein Gehäuse (19, 36) umfasst, in dem jeweils mehrere Leuchtdioden (28, 29, 30, 37) zu einer Gruppe zusammengefasst angeordnet und gehalten sind und
    dass das Gehäuse (19) der mindestens einen Beleuchtungs-Einrichtung (18) an der Unterseite (21) des Arms (1) der Nähmaschine befestigt ist.
  2. Beleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Leuchtdioden (28, 29, 30, 37) ausgerichtet in der Beleuchtungs-Einrichtung (18, 35) gehalten sind.
  3. Beleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Leuchtdioden (28, 29, 30, 37) auf mindestens einer Leiterplatte (47, 52) angeordnet sind.
  4. Beleuchtungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Leuchtdioden (28, 29, 30, 37) einen vorgegebenen Licht-Aussende-Kegelwinkel a aufweisen.
  5. Beleuchtungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (19) eine Durchtritts-Öffnung (24) für die Nadelstange (5) aufweist.
  6. Beleuchtungs-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (19) eine Durchtritts-Öffnung (25) für eine Knopfloch-Schneideinrichtung (15) aufweist.
  7. Beleuchtungs-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    dass auch der Durchtritts-Öffnung (25) für die Knopfloch-Schneideinrichtung (15) eine Gruppe von Leuchtdioden (30) zugeordnet ist.
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