EP1394310A2 - Method for determining the underthread supply and sewing machine with monitoring of the underthread supply - Google Patents
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- EP1394310A2 EP1394310A2 EP03405536A EP03405536A EP1394310A2 EP 1394310 A2 EP1394310 A2 EP 1394310A2 EP 03405536 A EP03405536 A EP 03405536A EP 03405536 A EP03405536 A EP 03405536A EP 1394310 A2 EP1394310 A2 EP 1394310A2
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- D05B57/08—Loop takers, e.g. loopers for lock-stitch sewing machines
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- D05B57/14—Shuttles with rotary hooks
Definitions
- the invention relates to a method for determination of the bobbin thread and a sewing machine with a Bobbin thread monitoring according to the generic term of Claims 1 and 4.
- the upper thread is placed on or next to the sewing machine Supplied coil, the size of which is essentially freely selectable is.
- the second thread called the bobbin thread, is on one Coil wound, which is rotatable inside the mounted and drivable gripper of the sewing machine is inserted and is freely rotatable there. By the size of the gripper consequently becomes the maximum size the bobbin.
- the spooled The bobbin thread quantity or the bobbin thread supply is in each Fall in relation to the upper thread supply on the outside of the machine housing arranged coil many times smaller and therefore has to be replenished or more often be replaced.
- the bobbin is at Sewing is not visible from the outside as it is inside of the gripper housing, which is arranged in the forearm is. For this reason, the monitoring of the current Bobbin thread supply and bobbin thread withdrawal during the Sewing difficult. To make matters worse, often when sewing smaller pieces of material through the Operator a partially already filled Bobbin is wound with another thread, because there is no empty coil left. That other Thread is not with the one already on the spool connected. After consuming this outer thread no seam can be generated anymore, although on the spool core for example 50% or 70% of another thread is wound up.
- Measuring devices are already from the prior art known to try the end or the Remaining amount of the bobbin thread can be rotated in the looper held bobbin and determine the Stop the sewing machine before the end of the bobbin thread from Upper thread is pulled out through the material and especially before other stitches are sewn on the underside of the fabric therefore not from a bobbin thread being held.
- GB-A 2 296 721 describes a device for detection the amount of remaining thread on a bobbin one Known sewing machine.
- a ray of light from one Light transmitter essentially tangential through the annulus between the two coil flanges and the spool sent through to a light receiver. These are in Gripper housing and in the coil housing diagonally holes placed opposite, through which the Rays of light are sent through. The rays of light are passed very close to the mandrel, so that End of thread supply can be determined as soon as the Rays of light can penetrate this area. Is the The bobbin is still filled with thread, so the receiver cannot Light signal can be received.
- a second sensor detects the movements of the gripper, so clearly it can be seen whether the thread supply has now been used up or whether only the gripper is stationary. With one Device can only the thread supply shortly before complete emptying of the coil can be detected.
- the object of the present invention is to provide a method for determining the bobbin thread supply and a sewing machine with a bobbin thread monitoring system, with which the current thread quantity on the bobbin can be determined at any time. Another task is to calculate the time at which the lower thread ends on the lower thread spool from the amount of thread consumed per unit of time.
- Light source can be tangential to the axis of rotation of the coil or beams of light directed by the gripper Gripper body through on a photosensitive element sent and there the time of arrival of the first Light beam with the current angle of rotation of the gripper compared and thus exactly the diameter of the current one Thread supply can be determined on the bobbin.
- the same device namely the light source and one photosensitive element that is finite Length, the location where the Beam of light along with knowing the current one Angle of rotation of the gripper compared and thus the Diameter of the thread supply can be determined.
- the coil diameter and so that the thread supply can be determined.
- the possible measurement parameters could also be combined to determine the thread supply to to increase the measuring accuracy.
- the accuracy can neither due to small fluff, dust, abrasion or other influences be significantly affected. It can also inexpensive elements (a light emitting diode and a photosensitive element) can be used.
- the mean Coil speed with suitable means and the time Diameter decrease and bobbin thread consumption per stitch, regardless of the thickness of the thread, the Be calculated at the end of the latter.
- Free-arm sewing machine 1 comprises a base 3, one Upper arm 5, a lower or free arm 7 and the three Parts connecting machine housing 9.
- a needle bar 11 and the presser foot bar 13 attached in the upper arm 5 .
- the forearm 7 is schematically in the cut area indicated by a circle of the grippers 15. The Details of the gripper 15 are shown in FIGS. 2 to 4 shown enlarged.
- the gripper 15 described in the example also includes other elements a gripper body 17 which on a Drive shaft 19 sits and through a pinion 21 in Drive connection to the main shaft of the Sewing machine drive stands (main shaft not shown). It doesn't matter whether the gripper is one rotating acts firmly on the drive shaft attached, or around an oscillating one that is loose in the Gripper driver inserted and consequently not firmly on the Drive shaft 19 is arranged.
- a thread guard or is seated peripherally on the hook body 17 -baffle plate 23 with a driver tip 25.
- Inside of the gripper body 17 is on the front end of the Drive shaft 19 a coil carrier 27 for receiving a Bobbin case 28 for a bobbin - short bobbin 29 - freely rotatable.
- the bobbin case 28 is by means of a closure 31 at the front end 33 one in Coil carrier 27 fastened coaxially to the drive shaft 19 Wave stub 20 held.
- Figure 2 is of the Coil 29 only a small section of the front Flange 35 visible.
- In flange 35 are annular arranged openings 37 embedded.
- the rear flange 39 of the coil 29 is visible in Figure 3.
- the apex 41 of the coil core 43 is also there Coil 29 partially visible. The latter two Elements are visible because in the gripper body 17 Recesses 45 'and 45 "and 27 slots in the coil carrier 49 ', 49 "are attached, which have a tangential Only allow a view through the gripper 15.
- the coil capsule 28 is also surrounded peripherally by a jacket only over an arc of approximately 180 degrees.
- a look through the gripper 15 is possible in each case when the two recesses 45 ', 45 "on the gripper body 17 and the slots 49', 49" on the coil carrier 27 and the omitted part in the jacket of the coil capsule 28 are in register.
- the cross-section of the possible once per gripper rotation View-through depends on what has been determined constructively Geometry of the gripper 15 and the dimensions of the Recesses 45 ', 45 "and slots 49', 49" only from current pack diameter D of the on the coil 29 in annular packing area 47 wound thread from.
- the full cross-section is at full pack smallest (see FIG. 5a); largest with empty pack (see Figure 5c).
- the lower limit of each See-through cross section in the fixed recess 45 " is through the apex 41 of the coil pack or Given coil core 43; the top by the respective location the front edge 61 of the recess in the direction of rotation P 45 ".
- the angle of rotation position of the gripper 15, at which the beam passage or passage per revolution is detected, can be used directly as a measure for the calculation of the current coil diameter D.
- the measuring method is now explained in more detail: At a radial distance from the periphery of the gripper 15, the light source 51 and on the other side of the gripper 15, that is to say essentially diagonally opposite, is a light receiver 53 with a reception area extending at least over a length a 0 -a 3 (vertical line 5), which is able to receive the beams 57a-57b of the beam 57 emitted by the light source 51.
- the light beams 57a-57b penetrate both the two recesses 45 ', 45 "in the gripper body 17 and the slots 49', 49" in the coil carrier 27 when they temporarily overlap.
- the recesses 45 ', 45 “and the slots 49', 49” are therefore covered once per complete revolution of the gripper body 17 or once during a cycle 'with oscillating grippers 15.
- FIG. 4 which represents a cross section through the gripper 15, the geometric position of the recesses 45 ', 45 "and the slots 49', 49” is clearly shown.
- the light rays 57a, 57b emanating from the light source 51 and delimiting the beam 57 at the top and bottom can be seen, which fall through the gripper 15 onto the light receiver 53.
- the light beam 57a represents a tangent between the light source 51 and the bobbin core 59.
- the light beam 57b is also a tangent, specifically a tangent to the packing of a full bobbin, the diameter of which approximately corresponds to the diameter of the flanges of the lower thread bobbin 29.
- the two light beams 57a, 57b in FIG. 4 and also in FIG. 5c consequently represent the two extreme values of the beam 57.
- a CCD element, a photodiode or phototransistor or another light-sensitive element can be used as the light receiver 53
- the light emitted by the light source 51 reaches the light receiver 53 as a diverging beam 57 through the gripper 15 as soon as the front edge 61 of the recess 45 "in the direction of rotation P clears the passage of light rays.
- the light beam 57x, determined by the thread pack is the first one that can be detected by the light receiver 53. 5a to 5c, the gripper body 17 rotates counterclockwise, ie in the direction of the arrow P.
- the "first" light beam is designated 57x. If the coil 29 is empty, the first light beam 57x corresponds to the light beam 57 a and reaches the light receiver 53 at the point a 3 (cf. FIGS. 4 and 5c).
- FIG. 5b shows the situation with a coil 29 half full.
- the first light beam 57x hits point a 2 , which lies between the two extremes a 1 and a 3 .
- a light beam with parallel rays can also be used.
- the light receiver 53 recognizes the location a 1 to a 3 of the impingement of the first light beam 57x, which strikes the light receiver 53 as soon as the front edge 61 of the recess 45 "allows the light beam 57x to pass through.
- Knowledge of the location (a 1 to a 3 ) the impingement of the first light beam 57x on the light receiver 53 enables the pack diameter D to be calculated directly because there is a direct geometric connection (FIGS. 5a-5c).
- the location of the last light beam could be detected before the rear edge 62 on the Recess 45 "begins to close the light cone ( Figures 6a-6c).
- the time t 1 of the light beam 57x upon impact is recorded and compared with the angle of rotation alpha of the front edge 61 on the gripper body 17.
- the diameter D of the packing can also be calculated from these two parameters (FIGS. 5a-5c; FIGS. 6a-6c).
- the diameter D of the coil package can also be calculated (width of the light cone in FIGS. 6a-6c).
- the amount of light or light energy (mW) which strikes the receiver 53 can be recorded and used to calculate the diameter D.
- the accuracy of this measurement is, however, less than that in Example 3, since errors are inevitable due to, for example, fusing and aging of the light source 51 (area of the light cone in FIGS. 6a-6c).
- the above-mentioned examples for recording data for calculating the pack diameter D can also be combined in order to be able to increase the accuracy.
- the four possible measurement types not only determine the instantaneous diameter D, but also the decrease in diameter D resulting per unit of time and thus also the consumption of thread and the point in time at which the thread on the bobbin 29 is completely used up.
- the continuous measurement of the diameter D of the Coil pack 47 thus enables the current Thread consumption regardless of the thickness of the thread determine.
- the average speed n of the coil 29 is required.
- Known means are available for detecting the speed n of the coil to disposal.
- Knowing the thread consumption can further regulate the thread tension of the upper thread can be used. If the thread consumption per stitch is greater than that known theoretical value resulting from the stitch type and the stitch length and the thickness of the material to be sewn the upper thread tension is too great and it becomes the lower thread pulled too deep into the material. By loosening the Upper thread tension can pull the lower thread into the Material to be brought to the desired size. Is analog too little bobbin thread consumption compared to theoretical value an indication that the upper thread tension is too low and must therefore be increased.
- the speed n of the bobbin 29 can be the known means, such as in the DE-A-4 116 638 are used. A reliable measurement of the speed n of the bobbin 29 can also be used with a device such as that in CH Patent Application No. 00893/02 of May 30, 2002 is disclosed will be achieved. With the one disclosed there Measuring method or device, the speed n Bobbin 29 can be reliably detected at any time, in particular, the bobbin 29 can come to a standstill be recognized immediately. Even when shocks let the sewing machine vibrate the bobbin 29, what can be misinterpreted as "non-standstill".
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Abstract
Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung
des Unterfadenvorrats und eine Nähmaschine mit einer
Unterfadenvorrats-überwachung gemäss Oberbegriff der
Patentansprüche 1 und 4.The invention relates to a method for determination
of the bobbin thread and a sewing machine with a
Bobbin thread monitoring according to the generic term of
Beim Nähen und Sticken mit einer Nähmaschine werden bekanntlich zwei Fäden, der Oberfaden und der Unterfaden, miteinander verschlauft. Der obere, Nadelfaden genannt, wird von einer auf oder neben der Nähmaschine angeordneten Spule geliefert, deren Grösse im wesentlichen frei wählbar ist. Der zweite Faden, Unterfaden genannt, ist auf eine Spule gewickelt, welche in das Innere des drehbar gelagerten und antreibbaren Greifers der Nähmaschine eingelegt wird und dort frei drehbar gehalten ist. Durch die Grösse des Greifers wird folglich die maximale Grösse der Unterfadenspule bestimmt. Die aufgespulte Unterfadenmenge bzw. der Unterfadenvorrat ist in jedem Fall im Verhältnis zum Oberfadenvorrat auf der ausserhalb des Maschinengehäuses angeordneten Spule ein Vielfaches kleiner und muss folglich häufiger aufgefüllt oder ausgetauscht werden. Zudem ist die Unterfadenspule beim Nähen von aussen nicht einsehbar, da sie sich innerhalb des Greifergehäuses befindet, das im Unterarm angeordnet ist. Aus diesem Grunde ist das Überwachen des momentanen Unterfadenvorrats und des Unterfadenabzugs während des Nähvorgangs schwierig. Erschwerend kommt hinzu, dass häufig beim Nähen kleinerer Nähgutstücke durch die Bedienungsperson eine teilweise bereits gefüllte Unterfadenspule mit einem anderen Faden überwickelt wird, weil keine leere Spule mehr vorhanden ist. Dieser andere Faden ist mit dem bereits auf der Spule vorhandenen nicht verbunden. Nach Verbrauch dieses äusseren Fadens kann keine Naht mehr erzeugt werden, obwohl auf dem Spulenkern beispielsweise noch 50% oder 70% eines anderen Fadens aufgewickelt ist.When sewing and embroidering with a sewing machine as is well known, two threads, the upper thread and the lower thread, looped together. The upper one, called the needle thread, is placed on or next to the sewing machine Supplied coil, the size of which is essentially freely selectable is. The second thread, called the bobbin thread, is on one Coil wound, which is rotatable inside the mounted and drivable gripper of the sewing machine is inserted and is freely rotatable there. By the size of the gripper consequently becomes the maximum size the bobbin. The spooled The bobbin thread quantity or the bobbin thread supply is in each Fall in relation to the upper thread supply on the outside of the machine housing arranged coil many times smaller and therefore has to be replenished or more often be replaced. In addition, the bobbin is at Sewing is not visible from the outside as it is inside of the gripper housing, which is arranged in the forearm is. For this reason, the monitoring of the current Bobbin thread supply and bobbin thread withdrawal during the Sewing difficult. To make matters worse, often when sewing smaller pieces of material through the Operator a partially already filled Bobbin is wound with another thread, because there is no empty coil left. That other Thread is not with the one already on the spool connected. After consuming this outer thread no seam can be generated anymore, although on the spool core for example 50% or 70% of another thread is wound up.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Messvorrichtungen bekannt, mit denen versucht wird, das Ende oder die Restmenge des Unterfadens auf der im Greifer drehbar gehaltenen Unterfadenspule festzustellen und die Nähmaschine anzuhalten, bevor das Ende des Unterfadens vom Oberfaden durch das Nähgut herausgezogen wird und insbesondere bevor weitere Stiche genäht werden, die auf der Nähgutunterseite folglich nicht von einem Unterfaden gehalten werden. Measuring devices are already from the prior art known to try the end or the Remaining amount of the bobbin thread can be rotated in the looper held bobbin and determine the Stop the sewing machine before the end of the bobbin thread from Upper thread is pulled out through the material and especially before other stitches are sewn on the underside of the fabric therefore not from a bobbin thread being held.
Aus der GB-A 2 296 721 ist eine Vorrichtung zum Erfassen der Restfadenmenge auf einer Unterfadenspule einer Nähmaschine bekannt. Dabei wird ein Lichtstrahl von einem Lichtsender im wesentlichen tangential durch den Ringraum zwischen den beiden Spulenflanschen und dem Spulendorn hindurch zu einem Lichtempfänger geschickt. Dazu sind im Greifergehäuse und im Spulengehäuse diagonal gegenüberliegend Löcher angebracht, durch die die Lichtstrahlen hindurch geschickt werden. Die Lichtstrahlen werden sehr nahe am Spulendorn vorbeigeleitet, so dass das Ende des Fadenvorrats festgestellt werden kann, sobald die Lichtstrahlen diesen Bereich durchdringen können. Ist die Spule noch mit Faden gefüllt, so kann vom Empfänger kein Lichtsignal empfangen werden. Ein zweiter Sensor detektiert die Bewegungen des Greifers, damit eindeutig erkennbar ist, ob nun der Fadenvorrat aufgebraucht ist oder ob nur der Greifer stillsteht. Mit einer solchen Vorrichtung kann der Fadenvorrat nur kurz vor dem vollständigen Leeren der Spule erfasst werden.GB-A 2 296 721 describes a device for detection the amount of remaining thread on a bobbin one Known sewing machine. A ray of light from one Light transmitter essentially tangential through the annulus between the two coil flanges and the spool sent through to a light receiver. These are in Gripper housing and in the coil housing diagonally holes placed opposite, through which the Rays of light are sent through. The rays of light are passed very close to the mandrel, so that End of thread supply can be determined as soon as the Rays of light can penetrate this area. Is the The bobbin is still filled with thread, so the receiver cannot Light signal can be received. A second sensor detects the movements of the gripper, so clearly it can be seen whether the thread supply has now been used up or whether only the gripper is stationary. With one Device can only the thread supply shortly before complete emptying of the coil can be detected.
Aus der US-A 4,825,789 ist eine weitere Vorrichtung zum
Erfassen des Fadenendes auf einer Unterfadenspule einer
Nähmaschine offenbart. Auch bei dieser Vorrichtung wird
ein Lichtstrahl von einem Lichtsender tangential über den
Spulendorn zu einem Lichtempfänger gerichtet. Solange
Fadenvorrat auf der Spule vorhanden ist, kann der
Lichtstrahl den Lichtempfänger nicht erreichen. Erst kurz
vor dem Fadenende kann durch diese Sensoren dem Bediener
der Maschine ein Signal übermittelt werden, das auf das
Ende des Fadens in der Unterfadenspule hinweist.
Mit beiden bekannten Vorrichtungen kann folglich nur das
Fadenende bzw. der Zeitpunkt, bevor das Fadenende erreicht
ist, erkannt werden. Fadenbrüche oder eine Bestimmung der
momentan vorhandenen Fadenmenge und damit der Zeitpunkt,
in dem das Fadenende erreicht wird, lässt sich mit den
bekannten Vorrichtungen nicht erkennen.From US-A 4,825,789 a further device for detecting the thread end on a bobbin of a sewing machine is disclosed. In this device too, a light beam is directed tangentially from the light transmitter over the coil mandrel to a light receiver. As long as there is thread supply on the bobbin, the light beam cannot reach the light receiver. Only shortly before the end of the thread can these sensors transmit a signal to the operator of the machine, which indicates the end of the thread in the bobbin.
With both known devices, only the end of the thread or the point in time before the end of the thread is reached can be recognized. Thread breaks or a determination of the thread quantity currently present and thus the point in time at which the thread end is reached cannot be recognized with the known devices.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines
Verfahrens zur Bestimmung des Unterfadenvorrats und einer
Nähmaschine mit einer Unterfadenvorrats-Überwachung, mit
der jederzeit die momentane Fadenmenge auf der
Unterfadenspule feststellbar ist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Zeitpunkt des
Endes des Unterfadens auf der Unterfadenspule aus der pro
Zeiteinheit verbrauchten Fadenmenge zu errechnen.The object of the present invention is to provide a method for determining the bobbin thread supply and a sewing machine with a bobbin thread monitoring system, with which the current thread quantity on the bobbin can be determined at any time.
Another task is to calculate the time at which the lower thread ends on the lower thread spool from the amount of thread consumed per unit of time.
Gelöst werden diese Aufgaben durch ein Verfahren zur
Bestimmung des Unterfadenvorrats und eine Nähmaschine mit
einer Unterfadenvorrats-Überwachung gemäss den Merkmalen
der Patentansprüche 1 und 4.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.These tasks are solved by a method for determining the bobbin thread supply and a sewing machine with a bobbin thread monitoring system in accordance with the features of
Further advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims.
Mit einer radial vom Greiferkörper beabstandeten Lichtquelle können tangential zur Drehachse der Spule bzw. des Greifers gerichtete Lichtstrahlen durch den Greiferkörper hindurch auf ein lichtempfindliches Element gesendet und dort der Zeitpunkt des Eintreffens des ersten Lichtstrahls mit dem momentanen Drehwinkel des Greifers verglichen und damit exakt der Durchmesser des momentanen Fadenvorrats auf der Spule festgestellt werden. Mit der gleichen Vorrichtung, nämlich der Lichtquelle und einem lichtempfindlichen Element, das sich über eine endliche Länge erstreckt, kann auch der Ort des Auftreffens des Lichtstrahls zusammen mit der Kenntnis des momentanen Drehwinkels des Greifers verglichen und damit der Durchmesser des Fadenvorrats festgestellt werden. Weiter kann mit der gleichen Anordnung durch Messen der Zeitdauer, während der ein Lichtstrahl auf das lichtempfindliche Element fällt, der Spulendurchmesser und damit der Fadenvorrat bestimmt werden. Selbstverständlich könnten die möglichen Messparameter auch in Kombination zur Bestimmung des Fadenvorrats herangezogen werden, um die Messgenauigkeit zu erhöhen. Die Genauigkeit kann weder durch kleine Flusen, Staub, Abrieb oder andere Einflüsse wesentlich beeinträchtigt werden. Es können zudem kostengünstige Elemente (eine Leuchtdiode und ein lichtempfindliches Element) verwendet werden. Zusammen mit einer kontinuierlichen Messung der mittleren Spulendrehzahl mit geeigneten Mitteln und dem zeitlichen Verlauf der Durchmesserabnahme und dem Unterfadenverbrauch pro Stich kann, unabhängig von der Dicke des Fadens, das Ende des letzteren errechnet werden.With one radially spaced from the gripper body Light source can be tangential to the axis of rotation of the coil or beams of light directed by the gripper Gripper body through on a photosensitive element sent and there the time of arrival of the first Light beam with the current angle of rotation of the gripper compared and thus exactly the diameter of the current one Thread supply can be determined on the bobbin. With the same device, namely the light source and one photosensitive element that is finite Length, the location where the Beam of light along with knowing the current one Angle of rotation of the gripper compared and thus the Diameter of the thread supply can be determined. Further can with the same arrangement by measuring the Length of time during which a light beam strikes the photosensitive element drops, the coil diameter and so that the thread supply can be determined. Of course the possible measurement parameters could also be combined to determine the thread supply to to increase the measuring accuracy. The accuracy can neither due to small fluff, dust, abrasion or other influences be significantly affected. It can also inexpensive elements (a light emitting diode and a photosensitive element) can be used. Along with a continuous measurement of the mean Coil speed with suitable means and the time Diameter decrease and bobbin thread consumption per stitch, regardless of the thickness of the thread, the Be calculated at the end of the latter.
Anhand illustrierter Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1- eine Seitenansicht einer schematisch dargestellten Nähmaschine mit im Bereich des Greifers aufgeschnittenem Freiarm einer Freiarmnähmaschine,
- Figur 2
- eine Ansicht eines Greifers in Achsrichtung,
Figur 3- eine Ansicht des Greifers in Figur 2 in Seitenansicht (teilweise aufgeschnitten),
- Figur 4
- ein Querschnitt längs Linie IV-IV in
Figur 3, - Figur 5a
- eine schematische Darstellung eines umlaufenden Greifers mit darin angeordneter Spule, mit annähernd maximaler Fadenmenge, wobei die vordere Kante der Ausnehmung den Beginn einer Messung darstellt,
- Figur 5b
- eine schematische Darstellung eines umlaufenden Greifers mit darin angeordneter Spule, mit halber Packung,
- Figur 5c
- eine schematische Darstellung eines umlaufenden Greifers mit darin angeordneter Spule, Spule leer,
- Figur 6a
- eine schematische Darstellung eines umlaufenden Greifers mit darin angeordneter Spule, mit annähernd maximaler Fadenmenge, wobei die hintere Kante der Ausnehmung den Beginn der Messung darstellt,
- Figur 6b
- eine schematische Darstellung eines umlaufenden Greifers mit darin angeordneter Spule mit halber Packung,
- Figur 6c
- eine schematische Darstellung eines umlaufenden Greifers mit darin angeordneter Spule, Spule leer.
- Figure 1
- 1 shows a side view of a schematically illustrated sewing machine with a free arm of a free arm sewing machine cut open in the region of the hook,
- Figure 2
- a view of a gripper in the axial direction,
- Figure 3
- 2 shows a side view (partially cut away) of the gripper in FIG. 2,
- Figure 4
- 3 shows a cross section along line IV-IV in FIG. 3,
- Figure 5a
- 1 shows a schematic illustration of a rotating hook with a bobbin arranged therein, with an approximately maximum amount of thread, the front edge of the recess representing the start of a measurement,
- Figure 5b
- 1 shows a schematic representation of a rotating gripper with a coil arranged therein, with half a pack,
- Figure 5c
- 1 shows a schematic representation of a rotating gripper with a coil arranged therein, coil empty,
- Figure 6a
- 1 shows a schematic representation of a rotating hook with a bobbin arranged therein, with an approximately maximum amount of thread, the rear edge of the recess representing the start of the measurement,
- Figure 6b
- 1 shows a schematic illustration of a rotating gripper with a coil with half a package arranged therein,
- Figure 6c
- is a schematic representation of a rotating gripper with a coil arranged therein, coil empty.
Die im Beispiel in Figur 1 rein schematisch dargestellte
Freiarm-Nähmaschine 1 umfasst einen Sockel 3, einen
Oberarm 5, einen Unter- oder Freiarm 7 sowie das die drei
Teile verbindende Maschinengehäuse 9. Im Oberarm 5 sind
eine Nadelstange 11 und die Nähfuss-Stange 13 befestigt.
Im Unterarm 7 ist im aufgeschnittenen Bereich schematisch
durch einen Kreis der Greifer 15 angedeutet. Die
Einzelheiten des Greifers 15 sind in den Figuren 2 bis 4
vergrössert dargestellt.The purely schematically shown in the example in Figure 1
Free-
Der im Beispiel beschriebene Greifer 15 umfasst nebst
anderen Elementen einen Greiferkörper 17, der auf einer
Antriebswelle 19 sitzt und durch ein Zahnritzel 21 in
Antriebsverbindung mit der Hauptwelle des
Nähmaschinenantriebs steht (Hauptwelle nicht dargestellt).
Es spielt keine Rolle, ob es sich beim Greifer um einen
rotierenden handelt, der fest auf der Antriebswelle
befestigt ist, oder um einen oszillierenden, der lose im
Greifertreiber eingelegt und folglich nicht fest auf der
Antriebswelle 19 angeordnet ist.The
Auf dem Greiferkörper 17 sitzt peripher ein Fadenschutzoder
-fangblech 23 mit einer Mitnehmerspitze 25. Im Innern
des Greiferkörpers 17 ist auf dem vorderen Ende der
Antriebswelle 19 ein Spulenträger 27 zur Aufnahme einer
Spulenkapsel 28 für eine Unterfadenspule - kurz Spule 29 -
frei drehbar gelagert. Die Spulenkapsel 28 wird mittels
eines Verschlusses 31 am vorderen Ende 33 eines im
Spulenträger 27 koaxial zur Antriebswelle 19 befestigten
Wellenstummels 20 festgehalten. In Figur 2 ist von der
Spule 29 nur ein kleiner Ausschnitt von deren vorderen
Flansch 35 sichtbar. In Flansch 35 sind ringförmig
angeordnete öffnungen 37 eingelassen. Der hintere Flansch
39 der Spule 29 ist sichtbar in Figur 3. Dort ist der
vordere Flansch 35 von der Spulenkapsel 28 verdeckt.
Ebenfalls ist dort der Scheitel 41 des Spulenkerns 43 der
Spule 29 teilweise sichtbar. Die beiden letztgenannten
Elemente sind sichtbar, weil im Greiferkörper 17
Ausnehmungen 45' und 45" und im Spulenträger 27 Schlitze
49',49" angebracht sind, welche einen tangentialen
Durchblick durch den Greifer 15 hindurch erst ermöglichen.A thread guard or is seated peripherally on the hook body 17
-
Um den Durchblick, d.h. das Durchleiten von Lichtstrahlen
57 einer peripher angeordneten Lichtquelle 51 zu
ermöglichen, ist auch die Spulenkapsel 28 peripher nur
über einen Bogen von ca. 180 Winkelgraden von einem Mantel
umgeben.
Ein Durchblick durch den Greifer 15 ist jeweils dann
möglich, wenn die beiden Ausnehmungen 45',45" am
Greiferkörper 17 und die am Spulenträger 27 angebrachten
Schlitze 49',49" sowie der weggelassene Teil im Mantel der
Spulenkapsel 28 in überdeckung liegen. Da beim Nähen der
Spulenträger 27 bezüglich des Nähmaschinengehäuses 9
stillsteht, wird der Durchblick durch die Ausnehmung 45'
am Greiferkörper 17 möglich, wenn die beiden gegenüber
liegenden Ausnehmungen 45',45" und Schlitze 49',49"
oberhalb der Drehachse A der Antriebswelle 19 liegen (wie
in Figur 4 dargestellt).In order to enable the view, ie the passage of light rays 57 of a peripherally arranged
A look through the
Der Querschnitt der pro Greiferdrehung einmal möglichen
Durchsicht hängt nebst der einmal konstruktiv festgelegten
Geometrie des Greifers 15 und den Abmessungen der
Ausnehmungen 45',45" und Schlitze 49',49" nur noch vom
momentanen Packungsdurchmesser D des auf der Spule 29 im
kreisringförmigen Packungsbereich 47 aufgewickelten Fadens
ab. Bei voller Packung ist der Durchblicks-Querschnitt am
kleinsten (vgl. Figur 5a); bei leerer Packung am grössten
(vgl. Figur 5c). Die jeweils untere Begrenzung des
Durchblick-Querschnitts in der feststehenden Ausnehmung
45" ist durch den Scheitel 41 der Spulenpackung oder des
Spulenkerns 43 gegeben; die obere durch die jeweilige Lage
der in Drehrichtung P vorderen Kante 61 der Ausnehmung
45".The cross-section of the possible once per gripper rotation
View-through depends on what has been determined constructively
Geometry of the
Die Drehwinkellage des Greifers 15, bei der der
Strahlendurchgang oder -durchtritt pro Umdrehung erfasst
wird, ist direkt als ein Mass für die Berechnung des
aktuellen Spulendurchmessers D nutzbar. Das Messverfahren
wird nun näher erläutert:
In einem radialen Abstand von der Peripherie des Greifers
15 ist die Lichtquelle 51 und auf der andern Seite des
Greifers 15, d.h. im wesentlichen diagonal gegenüber
liegend, ein Lichtempfänger 53 mit einem sich mindestens
über eine Länge a0-a3 erstreckenden Empfangsbereich
(vertikale Linie in den Figuren 5), der die Strahlen 57a -
57b des von der Lichtquelle 51 ausgesandten
Strahlenbündels 57 zu empfangen in der Lage ist,
angeordnet. Die Lichtstrahlen 57a - 57b durchdringen
sowohl die beiden Ausnehmungen 45',45" im Greiferkörper 17
als auch die Schlitze 49',49" im Spulenträger 27, wenn
diese kurzzeitig in gegenseitige Überdeckung gelangen.
Eine Überdeckung der Ausnehmungen 45',45" und der Schlitze
49',49" erfolgt folglich einmal pro vollständige Umdrehung
des Greiferkörpers 17 oder einmal während eines Zyklus'
bei oszillierenden Greifern 15. In Figur 4, welche einen
Querschnitt durch den Greifer 15 darstellt, ist die
geometrische Lage der Ausnehmungen 45',45" und der
Schlitze 49',49" übersichtlich dargestellt. Im weiteren
sind die von der Lichtquelle 51 ausgehenden, das
Strahlenbündel 57 oben und unten begrenzenden
Lichtstrahlen 57a,57b zu erkennen, welche durch den
Greifer 15 hindurch auf den Lichtempfänger 53 fallen. Der
Lichtstrahl 57a stellt eine Tangente zwischen der
Lichtquelle 51 und dem Spulenkern 59 dar. Der Lichtstrahl
57b ist ebenfalls eine Tangente, und zwar eine Tangente an
der Packung einer vollen Spule, deren Durchmesser
annähernd dem Durchmesser der Flanschen der
Unterfadenspule 29 entspricht. Die beiden Lichtstrahlen
57a,57b in Figur 4 und auch in Figur 5c stellen folglich
die beiden Extremwerte des Strahlenbündels 57 dar.
Als Lichtempfänger 53 kann ein CCD-Element, eine Fotodiode
oder Fototransistor oder ein anderes lichtempfindliches
Element verwendet werdenThe angle of rotation position of the
At a radial distance from the periphery of the
A CCD element, a photodiode or phototransistor or another light-sensitive element can be used as the
Das von der Lichtquelle 51 emmitierte Licht gelangt in den
dargestellten Beispielen als divergierendes Strahlenbündel
57 durch den Greifer 15 hindurch auf den Lichtempfänger
53, sobald die jeweils in Drehrichtung P vordere Kante 61
der Ausnehmung 45" den Durchtritt von Lichtstrahlen
freigibt. Der Lichtstrahl 57x, der durch die Fadenpackung
bestimmt wird, ist der erste, der vom Lichtempfänger 53
erfasst werden kann.
In den Figuren 5a bis 5c dreht der Greiferkörper 17 im
Gegenuhrzeigersinn, d.h. in Richtung des Pfeils P. Der
"erste" Lichtstrahl ist mit 57x bezeichnet. Ist die Spule
29 leer, so entspricht der erste Lichtstrahl 57x dem
Lichtstrahl 57 a und erreicht den Lichtempfänger 53 an der
Stelle a3 (vgl. Figuren 4 und 5c). Ist die Spule 29 jedoch
mit Faden vollständig gefüllt, so ist der überwiegende
Teil des Packungsraums 47 für Licht nicht durchlässig. Der
erste Lichtstrahl 57x kann folglich erst weiter oben
durchtreten und trifft an der Stelle a1 auf den
Lichtempfänger 53 (vgl. auch Figur 5a). Figur 5b zeigt die
Situation mit einer zur Hälfte gefüllten Spule 29. Hier
trifft der erste Lichtstrahl 57x auf die Stelle a2 auf,
welchen zwischen den beiden Extremen a1 und a3 liegt.
Alternativ zu einem divergierenden Lichtbündel kann auch
ein Lichtbündel mit parallel verlaufenden Strahlen
verwendet werden.In the examples shown, the light emitted by the
5a to 5c, the
Im folgenden werden vier Möglichkeiten der Vorrichtung,
den Durchmesser D der Fadenpackung festzustellen,
aufgezeigt. Die momentane Position der Vorderkante 61 der
Ausnehmung 45" wird im Beispiel 2 als bekannt
vorausgesetzt. Deren Lage ist aus der Drehlage der
Hauptwelle der Nähmaschine 1 errechenbar.The following are four possibilities of the device,
determine the diameter D of the thread pack,
demonstrated. The current position of the leading
Der Lichtempfänger 53 erkennt den Ort a1 bis a3 des
Auftreffens des ersten Lichtstrahls 57x, der auf den
Lichtempfänger 53 auftrifft, sobald die vordere Kante 61
der Ausnehmung 45" den Lichtdurchtritt des Lichtstrahls
57x erlaubt. Die Kenntnis des Ortes (a1 bis a3) des
Auftreffens des ersten Lichtstrahls 57x auf dem
Lichtempfänger 53 ermöglicht direkt die Berechnung des
Packungsdurchmessers D, weil ein direkter geometrischer
Zusammenhang vorliegt (Figuren 5a-5c). Alternativ könnte
der Ort des letzten Lichtstrahls erfasst werden, bevor die
hintere Kante 62 an der Ausnehmung 45" den Lichtkegel zu
schliessen beginnt (Figuren 6a-6c).The
Es wird der Zeitpunkt t1 des Lichtstrahls 57x beim
Auftreffen erfasst und mit der Drehwinkellage alpha der
vorderen Kante 61 am Greiferkörper 17 verglichen. Aus
diesen beiden Parametern lässt sich ebenfalls der
Durchmesser D der Packung errechnen (Figuren 5a-5c;
Figuren 6a-6c).The time t 1 of the
Es werden die Zeitpunkte tx bis to des Auftreffens des
ersten Lichtstrahls 57a bis zum Verschwinden des letzten
auf dem Empfänger 53, d.h. die Beleuchtungsdauer erfasst.
Zusammen mit der bekannten Drehzahl n des Greifers 15 und
der Grösse der Ausnehmung 45" kann ebenfalls der
Durchmesser D der Spulenpackung errechnet werden (Breite
des Lichtkegels in Figuren 6a-6c). The times t x to t o of the incidence of the
Statt der Zeitdauer tx - to wie in Beispiel 3 beschrieben,
kann die Lichtmenge oder Lichtenergie (mW), welche auf den
Empfänger 53 auftrifft, erfasst und zur Berechnung des
Durchmessers D herangezogen werden. Die Genauigkeit dieser
Messung ist allerdings geringer als diejenige im Beispiel
3, da durch z.B. Verflusung und Alterung der Lichtquelle
51 Fehler unvermeidbar sind (Fläche des Lichtkegels in
Fig. 6a-6c).Instead of the time period t x - t o as described in Example 3, the amount of light or light energy (mW) which strikes the
Die vorgenannten Beispiele zur Erfassung von Daten zur
Errechnung der Packungsdurchmessers D lassen sich auch
kombinieren, um die Genauigkeit erhöhen zu können.
Durch die vier möglichen Messarten kann nicht nur der
momentane Durchmesser D festgestellt werden, sondern auch
die pro Zeiteinheit resultierende Abnahme des Durchmessers
D und damit auch der Verbrauch von Faden sowie der
Zeitpunkt, in dem der Faden auf der Spule 29 vollständig
aufgebraucht ist.The above-mentioned examples for recording data for calculating the pack diameter D can also be combined in order to be able to increase the accuracy.
The four possible measurement types not only determine the instantaneous diameter D, but also the decrease in diameter D resulting per unit of time and thus also the consumption of thread and the point in time at which the thread on the
Die kontinuierliche Messung des Durchmessers D der
Spulenpackung 47 ermöglicht es also, den momentanen
Fadenverbrauch unabhängig von der Dicke des Fadens zu
ermitteln. Als zusätzlicher Parameter wird in diesem Fall
die mittlere Drehzahl n der Spule 29 benötigt. Für die
Erfassung der Drehzahl n der Spule stehen bekannte Mittel
zur Verfügung. The continuous measurement of the diameter D of the
Die Kenntnis des Fadenverbrauchs kann weiter zur Regelung der Fadenspannung des Oberfadens benutzt werden. Ist nämlich der Fadenverbrauch pro Stich grösser als der bekannte theoretische Wert, der sich aus der Stichart und der Stichlänge sowie der Dicke des Nähguts ergibt, so ist die Oberfadenspannung zu gross und es wird der Unterfaden zu tief in das Nähgut eingezogen. Durch Lösen der Oberfadenspannung kann der Einzug des Unterfadens ins Nähgut auf das gewünschte Mass gebracht werden. Analog ist ein zu kleiner Unterfadenverbrauch gegenüber dem theoretischen Wert ein Hinweis, dass die Oberfadenspannung zu gering ist und folglich erhöht werden muss.Knowing the thread consumption can further regulate the thread tension of the upper thread can be used. If the thread consumption per stitch is greater than that known theoretical value resulting from the stitch type and the stitch length and the thickness of the material to be sewn the upper thread tension is too great and it becomes the lower thread pulled too deep into the material. By loosening the Upper thread tension can pull the lower thread into the Material to be brought to the desired size. Is analog too little bobbin thread consumption compared to theoretical value an indication that the upper thread tension is too low and must therefore be increased.
Zum Feststellen der Drehzahl n der Unterfadenspule 29
können die bekannten Mittel, wie sie beispielsweise in der
DE-A-4 116 638 beschrieben sind, Verwendung finden. Eine
zuverlässige Messung der Drehzahl n der Unterfadenspule 29
kann auch mit einer Vorrichtung, wie sie in der CH
Patentanmeldung Nr. 00893/02 vom 30.05.2002 offenbart
wird, erreicht werden. Mit der dort offenbarten
Messmethode bzw. Vorrichtung kann die Drehzahl n der
Unterfadenspule 29 jederzeit zuverlässig erfasst werden,
insbesondere kann ein Stillstand der Unterfadenspule 29
sofort erkannt werden. Sogar dann, wenn Erschütterungen
der Nähmaschine die Unterfadenspule 29 vibrieren lassen,
was als "Nichtstillstand" missgedeutet werden kann. Dies
ermöglicht es, einen Fadenbruch oder das Ende eines auf
einen bereits vorhandenen Faden aufgewickelten Faden auf
der Unterfadenspule 29 festzustellen und die Nähmaschine
anzuhalten, bevor der Unterfaden die Stichplatte verlassen
kann. Ein weiterer Vorteil der Drehzahlmessung ist, dass
die Drehrichtung der Spule 29 erkannt werden kann. Ein
Signal ergeht bei falsch eingelegter Spule.To determine the speed n of the
Claims (5)
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