ES2213392T3 - Dispositivo de accionamiento. - Google Patents
Dispositivo de accionamiento.Info
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Abstract
Dispositivo de accionamiento previsto para una instalación de coser o máquina de coser, que comprende - un dispositivo prensatelas (3) para sujetar el género a coser durante la formación de la puntada y el transporte del género a coser, - como elemento de ajuste para el dispositivo prensatelas (3), por lo menos un motor lineal (1) cuya biela de accionamiento (10) está unida al dispositivo prensatelas (3) con el fin de controlar la fuerza del prensatelas que el dispositivo prensatelas (3) ejerce sobre el género a coser, donde - la biela de accionamiento (10) está unida al dispositivo prensatelas (3) mediante por lo menos un elemento de acoplamiento (2) elástico de masa reducida, - el dispositivo prensatelas (3) se puede mover entre una posición levantada y una posición descendida por medio del motor lineal (1), - el motor lineal (1) ejerce una fuerza de apriete creciente sobre el género a coser al ir aumentando la velocidad (n) de la instalación de coser o máquina de coser, y - el sentido dela fuerza y la magnitud de la fuerza que ha de aplicar el motor lineal (1) - se producen con control de tiempo, y/o - se puede controlar en función de la posición angular del árbol principal de la instalación de coser o máquina de coser.
Description
Dispositivo de accionamiento.
La presente invención se refiere a un dispositivo
de accionamiento previsto para una instalación de coser o máquina
de coser, que presenta
- -
- un dispositivo prensatelas para sujetar el género a coser durante la formación de la puntada y el transporte del género a coser,
- -
- como elemento de ajuste para el dispositivo prensatelas, por lo menos un motor lineal cuya biela de accionamiento está unida al dispositivo prensatelas con el fin de controlar la fuerza del prensatelas que el dispositivo prensatelas ejerce sobre el género a coser.
El dispositivo prensatelas de una máquina de
coser (en lo sucesivo, el concepto de "máquina de coser"
incluye también sistemas para coser, refiriéndose la presente
invención tanto a los sistemas para coser como a las máquinas de
coser) sirve para fijar la posición del género a coser durante el
pinchazo de la aguja y ejercer sobre el género a coser una fuerza de
apriete durante la fase de transporte mediante la cual un sistema
de transporte puede desplazar el género a coser.
En el pasado se ha intentado repetidas veces a
este respecto generar la fuerza de apriete ejercida por el
dispositivo prensatelas sirviéndose de electroimanes. Pero como al
ir aumentado la velocidad de cosido, la fuerza del prensatelas
necesaria para actuar perfectamente de modo conjunto con el sistema
de transporte es muy elevada, estos intentos con electroimanes han
fracasado, entre otras cosas por el comportamiento no lineal de los
electroimanes en cuanto al flujo de comente y fuerza en combinación
con la disposición respectiva.
Un planteamiento de solución alternativa se
describe en la patente US-A-4 214
540. De acuerdo con esta publicación, un muelle aprieta por medio
de una palanca sobre el pie del dispositivo prensatelas, estando
apoyada la palanca en el centro. Un motor lineal actúa sobre el
punto de apoyo, de manera que al desplazarse el punto de apoyo
cambian las relaciones de palanca y por lo tanto se varía la fuerza
ejercida sobre el pie del prensatelas.
En este principio presentado en la patente
US-A-4 214 540 resulta, sin
embargo, como sumamente problemático el que la gran fuerza que ha de
ejercer el pie del prensatelas se regule de forma indirecta por
medio de un motor lineal relativamente débil. La correspondiente
realización técnica no solamente es complicada sino costosa, puesto
que se necesita una precisión de posicionamiento muy alta para el
accionamiento lineal.
Igualmente se conoce una máquina de coser con un
dispositivo prensatelas (patente US-A 1 383 438),
compuesta por una barra prensatelas, un pie prensatelas y un
electroimán que está unido a un muelle de lámina que aprieta sobre
el extremo superior de la barra prensatelas. De esta manera, el
imán sirve por una parte para efectuar el movimiento descendente del
pie del prensatelas, desde la posición de reposo a la posición de
trabajo, y por otra parte para generar la fuerza de apriete del pie
del prensatelas sobre la pieza que se trata de coser. Después de
desconectar el electroimán, un muelle dispuesto sobre la barra
prensatelas provoca el movimiento de retroceso del pie del
prensatelas a la posición de reposo.
La fuerza de apriete provocada por el electroimán
se regula mediante un tornillo de tope, puesto que éste forma un
tope de altura regulable para la barra del imán. Otra posibilidad
para modificar la fuerza de apriete se obtiene mediante otro
tornillo que actúa sobre una placa en forma de banda. Para el
funcionamiento del electroimán está previsto un simple interruptor
que sólo tiene dos posiciones de conmutación, y que sirve para
cerrar y abrir el circuito de corriente. Por lo tanto, en este
dispositivo prensatelas conocido, la fuerza de apriete del pie del
prensatelas no se regula mediante una corriente variable sino
únicamente modificando la fuerza de un muelle. El muelle de lámina
debe conseguir que el pie del prensatelas pueda realizar los cortos
movimientos verticales de subida y bajada usuales durante el
cosido. De esta manera se evita que los movimientos de elevación y
descenso del pie del prensatelas, provocados por el movimiento
rectangular del empujador de la tabla, que no está representado,
provoquen los correspondientes movimientos de la barra del imán. En
caso contrario, ésta tropezaría durante cada movimiento de descenso
contra el tornillo de tope, provocando un fuerte ruido.
Igualmente se conoce una máquina de coser con un
dispositivo prensatelas (patente DE-U 88 07 493),
donde la fuerza de apriete que actúa sobre una biela de un
mecanismo de apriete alternante se genera por medio de un cilindro
neumático de simple efecto, de varias etapas y un muelle intercalado
entre medias. Por lo tanto, en este caso la parte del mecanismo de
apriete que comprende las barras prensatelas y los pies, está
desacoplada con respecto a la sección de accionamiento que genera
la presión, es decir el cilindro neumático. Pero como el
dispositivo conocido no presenta ningún motor lineal ni se puede
controlar la fuerza de apriete en función de las revoluciones, esta
máquina de coser conocida no ha logrado imponerse en el
mercado.
Por último se conoce una máquina de coser
(patente DE-PS 822 190), donde mediante un
regulador de velocidad mecánico se genera una fuerza del
prensatelas que depende de las revoluciones, es decir que aumenta al
aumentar las revoluciones. Pero un transductor de revoluciones de
funcionamiento mecánico no es adecuado para máquinas de coser de
marcha rápida.
Por la patente
US-A-5 551 361 se conoce una máquina
de coser en la que el dispositivo prensatelas debe ejercer una
fuerza de apriete constante sobre el género a coser, que no está
influenciada por el efecto de la fuerza del empujador de la tela.
Para este fin, la barra del prensatelas está unida a un sensor de
fuerza que sirve para determinar la fuerza actual del prensatelas.
Estas señales de medida se convierten en señales de mando para un
motor lineal, que va fijado sobre el cuerpo de la máquina de coser,
donde la barra del prensatelas constituye al mismo tiempo la biela
de accionamiento del motor lineal.
Con independencia de que en este dispositivo
prensatelas se necesita un gasto considerable para el sistema
técnico de mando, hay otro inconveniente muy importante por cuanto
que la barra del prensatelas está unida directamente con la biela
de accionamiento del motor lineal, es decir, que las dos barras
forman un componente único. Puesto que esta barra soporta además
también una bobina o las partes móviles del motor lineal, se
obtiene en conjunto una masa muy grande que hay que desplazar. Para
dominar las correspondientes fuerzas de inercia es preciso por lo
tanto que el motor lineal aplique unas fuerzas muy grandes, en
particular a altas velocidades de la máquina de coser, para que el
pie del prensatelas no se separe del empujador de la tela. Las
grandes fuerzas que hay que aplicar provocan a su vez intensas
vibraciones en la máquina de coser.
Partiendo de los defectos e inconvenientes antes
expuestos, la presente invención tiene como objetivo realizar un
dispositivo de accionamiento conforme a la especie, de tal manera
que la transmisión de la fuerza al dispositivo prensatelas se
realice de una forma directa, mecánicamente sencilla y al mismo
tiempo precisa.
Este objetivo se resuelve mediante un dispositivo
de accionamiento conforme al preámbulo de la reivindicación 1, en
el que de acuerdo con la doctrina de la presente invención la biela
de accionamiento está unida al dispositivo prensatelas por lo menos
a través de un elemento de acomplamiento elástico de masa reducida,
y donde el dispositivo prensatelas se puede mover mediante el motor
lineal entre una posición levantada y una posición descendida.
Al tener el dispositivo de accionamiento, como
elemento de ajuste para el dispositivo prensatelas, por lo menos un
motor lineal, cuya biela de accionamiento está unida al dispositivo
prensatelas para el mando de la fuerza del prensatelas, que el
dispositivo prensatelas ejerce sobre el género a coser, la
transmisión de la fuerza al dispositivo prensatelas tiene lugar de
forma directa, mecánicamente sencilla y al mismo tiempo precisa.
Puesto que en el motor lineal la actuación de la fuerza depende del
sentido del flujo de la corriente, el dispositivo prensatelas se
levanta en uno de los sentidos del flujo de la corriente y se
aprieta hacia abajo en el otro sentido de flujo de la corriente, de
manera que, de acuerdo con la doctrina de la presente invención, el
dispositivo prensatelas se puede mover por medio del motor lineal
entre una posición levantada y una posición descendida.
Por este motivo, el motor lineal es adecuado de
forma especialmente convincente como elemento de ajuste inmediato
para el dispositivo prensatelas, lo que se diferencia del
planteamiento de la solución muy difundido en el pasado, es decir,
el generar la fuerza de apriete mediante la tensión de un muelle,
por cuanto este último planteamiento de solución, técnicamente
superado, necesita para levantar el dispositivo prensatelas un
elemento de ajuste adicional, por ejemplo un electroimán. En
cambio, en la presente invención, el motor lineal no solamente
sirve para generar la fuerza del prensatelas sino que también se
utiliza para levantar y descender el dispositivo prensatelas.
De acuerdo con la doctrina de la presente
invención, la biela de accionamiento, en cambio, está unida al
dispositivo prensatelas, por lo menos mediante un elemento de
acoplamiento elástico de masa reducida. De este modo se desacopla
la biela de accionamiento del motor lineal del dispositivo
prensatelas, de manera que las masas que se han de mover se
mantienen reducidas.
A este respecto es de por sí conocido mantener
reducidas las masas en movimiento de un dispositivo prensatelas.
Así por ejemplo la patente DE-A-32
17 826 describe una barra prensatelas hueca, dentro de la cual se
aloja desplazable un vástago debidamente conformado del pie del
prensatelas. Sobre el vástago aprieta un muelle dispuesto dentro de
la barra del prensatelas, que a su vez se apoya en una barra
regulable. El vástago del pie del prensatelas se aloja mediante una
placa de sujeción en una ranura algo mayor de la barra hueca del
prensatelas, con lo cual se tiene la posibilidad de un movimiento de
desplazamiento vertical limitado del pie del prensatelas con
relación a la barra hueca del prensatelas. Un segundo muelle más
fuerte ejerce, a través de una pieza guía fijada a la barra hueca
del prensatelas, una fuerza de apriete regulable sobre la barra
hueca del prensatelas, estando limitada su carrera elástica por un
cuello que lleva fijado y que se apoya en un casquillo guía
fijo.
Este diseño para reducir las masas en movimiento
está ajustado a un dispositivo prensatelas con dos muelles, y
debido a las medidas para limitar la carrera elástica para el
dispositivo prensatelas, es inadecuado para el dispositivo
prensatelas conforme a la presente invención, con un solo elemento
de acoplamiento elástico con libertad de movimiento. Este diseño
por lo tanto no pudo constituir para el técnico ninguna incitación
a desarrollar el dispositivo de accionamiento conforme a la
presente invención.
De acuerdo con las formas de realización
preferidas, que pueden estar realizadas de manera independiente o
combinadas entre sí, está previsto que
- -
- el elemento de acoplamiento sea un muelle helicoidal; y/o
- -
- la biela de accionamiento esté situada encima del dispositivo prensatelas; y/o
- -
- el elemento de acoplamiento sea un muelle de lámina; y/o
- -
- la biela de accionamiento esté situada desplazada lateralmente respecto al dispositivo prensatelas; y/o
- -
- el dispositivo prensatelas tenga una barra prensatelas y un pie prensatelas; y/o
- -
- el motor lineal esté fijado de tal manera que el dispositivo prensatelas se mantenga en una posición superior con un flujo de corriente casi nulo; y/o
- -
- el dispositivo prensatelas se pueda conmutar sin fuerza, controlado por programa o controlado por teclas, y/o
- -
- el motor lineal sea esencialmente sin hierro; y/o
- -
- el motor lineal tenga por lo menos dos imanes permanentes; y/o
- -
- los imanes permanentes tengan forma rectangular o anular, y/o
- -
- el material de los imanes permanentes tenga como base hierro, neodinio y boro; y/o
- -
- el circuito magnético se cierre en el interior del motor lineal a través de una carcasa, de una pieza central y de un entrehierro con bobina; y/o
- -
- los imanes permanentes de forma anular estén situados separados entre sí y la magnetización de uno de los imanes permanentes de forma anular tenga sentido opuesto a la magnetización del otro imán permanente de forma anular, y/o
- -
- la posición de los imanes permanentes de forma anular dentro de la carcasa del motor lineal venga prefijada por medio de anillos distanciadores; y/o
- -
- la bobina esté subdividida por lo menos en dos bobinas parciales arrolladas en sentido opuesto; y/o
- -
- la biela de accionamiento vaya guiada en la pieza central por lo menos por medio de dos casquillos de cojinete; y/o
- -
- la pieza central presente un orificio dentro del cual va guiada una pieza de hierro o un pasador realizado como deslizadera; y/o
- -
- la pieza de hierro o el pasador estén unidos con la biela de accionamiento; y/o
- -
- el orificio esté previsto centrado en la pieza central; y/o
- -
- el orificio y/o la pieza de hierro tengan forma rectangular, y/o
- -
- en un extremo de la pieza de hierro esté situada una pieza de material ferromagnético que sobresale y genera una fuerza de atracción magnética; y/o
- -
- la pieza que sobresale sea de acero; y/o
- -
- la pieza de acero esté unida a la bobina a través de un portabobinas paratransmitir la fuerza de accionamiento a la biela de accionamiento; y/o
- -
- el orificio esté realizado como agujero rasgado y el pasador sea redondo; y/o
- -
- el pasador sea de acero; y/o
- -
- la biela de accionamiento esté pretensada por lo menos por un elemento elástico; y/o
- -
- estén previstos por lo menos dos elementos elásticos; y/o
- -
- los elementos elásticos estén situados a ambos lados de la pieza central; y/o
- -
- el motor lineal apriete, cuando no pasa corriente, el dispositivo prensatelas mediante el por lo menos un elemento elástico contra una placa de aguja de la instalación de coser o de la máquina de coser, con una fuerza quesea aproximadamente un tercio de la fuerza máxima del dispositivo prensatelas; y/o
- -
- el sentido y/o la intensidad del flujo de corriente en el motor lineal sea controlable por lo menos por un microprocesador; y/o
- -
- el movimiento del dispositivo prensatelas se efectúe mediante el motor lineal con control de tiempo; y/o
- -
- poco antes de alcanzar la posición levantada o poco antes de alcanzar la posición descendida esté prevista respectivamente una inversión del sentido de la corriente en el motor lineal; y/o
- -
- la fuerza del motor lineal sea controlable mediante la posición angular delárbol principal de la instalación de coser o de la máquina de coser; y/o
- -
- el motor lineal aplique, durante la fase de transporte del empujador de tela una fuerza que se oponga a través del elemento de acoplamiento a la fuerza que actúa sobre la biela de accionamiento; y/o
- -
- la fuerza del motor lineal y la fuerza que actúa a través del elemento de acoplamiento sobre la biela de accionamiento sean aproximadamente de la misma magnitud; y/o
- -
- el flujo de corriente en el motor lineal esté reducido fuera de la fase de transporte del empujador de tela; y/o
- -
- el elemento de acoplamiento presente una tensión inicial superior pararevoluciones altas de la instalación de coser o de la máquina de coser; y/o
- -
- el flujo de corriente en el motor lineal presente una componente de corriente continua para altas velocidades de la instalación de coser o de la máquina de coser; y/o
- -
- la componente de corriente continua del flujo de corriente sea variable en función del tiempo y/o en función de la velocidad de la instalación de coser o de la máquina de coser; y/o
- -
- la dependencia funcional del flujo de corriente respecto a la velocidad de la instalación de coser o máquina de coser se pueda registrar en la instalación de coser o máquina de coser después de haberse determinado por primera vez; y/o
- -
- el punto de conexión del flujo de corriente se pueda adelantar una magnitud angular para altas velocidades de la instalación de coser o máquina de coser; y/o
- -
- el punto de conexión del flujo de corriente se pueda adelantar en función de la velocidad de la instalación de coser o de la máquina de coser; y/o
- -
- el dispositivo prensatelas esté conectado sin fuerza al formar la primera puntada.
En particular, respecto a las formas de
realización preferidas, que pueden estar previstas independientes
entre sí o combinadas entre sí, procede indicar lo siguiente:
En cuanto al elemento de acoplamiento conforme a
la doctrina de la presente invención se trata ventajosamente de un
muelle helicoidal. Es cierto que de esta manera la biela de
acoplamiento del motor lineal queda desacoplada del dispositivo
prensatelas, pero por otra parte está asegurada la deseada unión
directa entre la biela de accionamiento del motor lineal y el
dispositivo prensatelas.
De acuerdo con una realización preferida de la
presente invención, la biela de accionamiento está situada encima
del dispositivo prensatelas. Con este diseño, la transmisión de
fuerza desde la biela de accionamiento del motor lineal al
dispositivo prensatelas tiene lugar de forma mecánica especialmente
sencilla y al mismo tiempo precisa.
Como alternativa a la realización antes descrita
con un muelle helicoidal, el elemento de acoplamiento también puede
estar realizado en forma de un muelle de lámina. Esta forma de
realización resulta especialmente adecuada cuando la biela de
accionamiento está situada desplazada lateralmente respecto al
dispositivo prensatelas, convenientemente por motivos de diseño.
El dispositivo prensatelas, que convenientemente
se puede conmutar sin fuerza controlado por programa o controlado
por tecla, lleva preferentemente una barra prensatelas y un pie
prensatelas.
De acuerdo con una forma de realización ventajosa
de la presente invención, el motor lineal está realizado de tal
manera que el dispositivo prensatelas se mantiene en una posición
elevada con un paso de corriente casi nulo.
De acuerdo con un perfeccionamiento preferido de
la presente invención el motor lineal es esencialmente un motor sin
hierro. Esto ofrece la ventaja nada despreciable de que sobre las
partes móviles del motor lineal no actúa ninguna clase de fuerzas
magnéticas adicionales, tal como sucede indeseablemente en los
motores lineales con partes de hierro.
Resulta práctico que el motor lineal presente por
lo menos dos imanes permanentes, preferentemente de forma anular,
mediante los cuales se genera el campo magnético.
El material de los imanes permanentes puede tener
como base hierro, neodimio y boro, ya que con estos materiales
magnéticos se pueden conseguir unas densidades de energía muy
elevadas en condiciones económicas. Con estas densidades de energía
tan elevadas también se puede generar sin ningún problema y de
forma inmediata la fuerza necesaria para el dispositivo
prensatelas.
El motor lineal presenta convenientemente entre
otras cosas una carcasa, una pieza central y un entrehierro con
bobina. En consecuencia, el circuito de flujo magnético se puede
cerrar dentro del motor lineal prácticamente a través de la
carcasa, la pieza central y el entrehierro con bobina.
De acuerdo con una forma de realización
especialmente preferida de la presente invención, los imanes
permanentes de forma anular están separados entre sí, estando
orientada la magnetización de uno de los imanes permanentes de
forma anular ventajosamente en sentido opuesto a la magnetización
del otro imán permanente de forma anular, y/o viniendo prefijada la
posición de los imanes permanentes de forma anular en la carcasa
del motor lineal, preferentemente mediante anillos
distanciadores.
Para ello la bobina puede estar convenientemente
subdividida en por lo menos dos bobinas parciales arrolladas en
sentido opuesto entre sí, siendo la inductividad total de la
bobina, debido a esta forma de accionamiento, considerablemente
menor que la inductividad de una bobina parcial, de manera que
queda garantizada una constante de tiempo eléctrica muy pequeña para
el motor lineal; de esta manera se tiene la posibilidad de
controlar la fuerza del motor sincronizado con el ángulo, y el
motor lineal se puede controlar muy rápidamente.
En la bobina, subdividida por lo tanto
preferentemente en dos cámaras, se genera una fuerza en cuanto la
bobina es atravesada por la corriente eléctrica. Esta fuerza es
proporcional a la intensidad de la corriente y es independiente del
lugar de la bobina, siempre y cuando la bobina se encuentre en la
parte homogénea del campo magnético; el sentido de la fuerza
depende naturalmente del sentido del flujo de corriente,
recomendándose que el sentido y/o la intensidad del flujo de
corriente en el motor lineal se pueda controlar por lo menos con un
microprocesador.
Con independencia de ésto o en relación con ésto
se puede realizar el movimiento del dispositivo prensatelas por
medio del motor lineal, con control de tiempo.
De acuerdo con un perfeccionamiento preferido de
la presente invención, la biela de accionamiento va guiada por lo
menos por medio de dos casquillos de cojinete en la pieza
central.
La pieza central puede presentar un orificio
previsto preferentemente en el centro, dentro del cual va guiada
una pieza de hierro realizada como deslizadera, que
convenientemente está unida a la biela de accionamiento. Para ello
el orificio y/o la pieza de hierro están realizados opcionalmente
con forma rectangular. El ) sentido y la finalidad de esta pieza de
hierro consiste, por una parte, en asegurar la biela de
accionamiento impidiendo su giro, y por otra parte se trata de
transmitir la fuerza de accionamiento de la bobina a la biela de
accionamiento, a través de la pieza de hierro.
De acuerdo con una forma de realización preferida
de la presente invención, en un extremo de la pieza de hierro está
dispuesta una pieza de material ferromagnético, preferentemente de
acero, que sobresale y genera una fuerza de atracción magnética.
Tal como ya se ha mencionado previamente, esta pieza de hierro
puede estar unida a la bobina a través de un portabobinas para
transmitir la fuerza de accionamiento a la biela de
accionamiento.
En un perfeccionamiento esencial de la invención,
alternativo a la pieza de hierro realizada como deslizadera, la
pieza central puede presentar un orificio previsto preferentemente
en el centro, dentro del cual va guiado un pasador fabricado
convenientemente de acero, que ventajosamente está unido a la biela
de accionamiento. Para ello el orificio está realizado opcionalmente
como agujero rasgado y el pasador opcionalmente redondo. El sentido
y la finalidad de este pasador consisten en asegurar por una parte
la biela de accionamiento, impidiendo su giro y, por otra parte, se
trata de transmitir la fuerza de accionamiento de la bobina a la
biela de accionamiento a través del pasador.
Las propiedades y características anteriores son
adecuadas de modo convincente para un accionamiento de prensatelas,
ya que de este modo la fuerza del prensatelas se puede regular en
función de la velocidad de la máquina de coser. Ahora bien, la
fuerza de apriete necesaria para el dispositivo prensatelas es
relativamente alta, de modo que un accionamiento directo, tal como
existe en la presente invención, exigiría unas dimensiones mayores
del motor lineal. Sin embargo, para asegurar una forma de
construcción compacta del motor lineal, la biela de accionamiento
está pretensada por lo menos por un elemento elástico, de acuerdo
con un perfeccionamiento especialmente ingenioso del dispositivo de
accionamiento.
De acuerdo con una realización conveniente de la
presente invención, si están previstos por lo menos dos elementos
elásticos, entonces estos elementos elásticos están situados
preferentemente a ambos lados de la pieza central con el fin de
evitar de manera segura la generación de un par adicional.
Para esto, estando sin corriente el motor lineal,
debería apretar al dispositivo prensatelas contra una placa de
aguja de la máquina de coser así como contra un empujador de tela,
que durante la fase de transporte sobresale con sus dientes por la
cara superior de la placa de aguja, con una fuerza tal que
represente preferentemente aproximadamente un tercio de la fuerza
máxima del dispositivo prensatelas. En el caso de velocidades de
cosido lentas se cose con esta fuerza de apriete del por lo menos
un elemento elástico, pudiendo reducirse aún más esta fuerza de
apriete en caso de necesidad, haciendo pasar la corriente
correspondiente en sentido negativo a través del motor lineal.
A continuación se describen las formas de trabajo
preferidas y las funciones deseadas del dispositivo de
accionamiento conforme a la presente invención, tal como resultan
apropiadas mediante las formas de realización ventajosas antes
expuestas.
De preferencia, el flujo de corriente a través
del motor lineal en sentido negativo se puede dimensionar de tal
manera que se compense la fuerza del por lo menos un elemento
elástico y, por lo tanto, desaparece la fuerza del prensatelas.
Esta desconexión de la fuerza del dispositivo prensatelas es
especialmente importante para la técnica de costura, cuando la
costura discurre en ángulo.
En el punto de la esquina de la costura la
máquina de coser se detiene en la posición en la que la aguja está
abajo. El dispositivo prensatelas se conmuta entonces
convenientemente dejándolo sin fuerza, para que el género a coser se
pueda girar cómodamente en la dirección deseada. Como ya se ha
indicado anteriormente, esta desconexión de la fuerza del
dispositivo prensatelas puede tener lugar o bien controlada por
programa o controlada por tecla.
Con el fin de garantizar el perfecto transporte
del género a coser en las máquinas de coser que tengan empujadores
de tela con accionamiento elíptico, incluso a velocidades altas de
la máquina de coser, se puede incrementar la fuerza de apriete
ejercida por el dispositivo prensatelas. Al ir aumentando la
velocidad de cosido el tiempo de transporte resulta
correspondientemente siempre más corto. Dado que la carrera de
transporte es constante, las aceleraciones que actúan a velocidades
altas de la máquina de coser aumentan de forma no proporcional.
En los sistemas de transporte antes citados se
producen entonces aceleraciones horizontales y verticales. Debido a
las aceleraciones verticales existe el peligro de que el
dispositivo prensatelas se levante del género a coser y, por lo
tanto, se incide negativamente en el transporte. Éste es el motivo
por el que en las máquinas de coser convencionales, conocidas por
el estado de la técnica, la fuerza del prensatelas se genera por
medio de un muelle rígido, de manera que se obtiene un sistema de
muelle-masa de reducido rozamiento, estando
determinada la masa de este sistema oscilante por la masa
equivalente del muelle y la masa real del dispositivo
prensatelas.
Los intentos llevados a cabo para aumentar la
frecuencia propia de este sistema de muelle-masa
han conducido a un muelle muy robusto, pero que repercute
negativamente a velocidades de cosido bajas.
Satisfactoriamente, se puede prescindir de este
muelle cuando se utiliza el motor lineal, de acuerdo con la
invención, como elemento generador de la fuerza. En el caso de un
acoplamiento directo entre el rotor lineal y el dispositivo
prensatelas podrían surgir sin embargo otros problemas ya que, en
este caso, el movimiento vertical del sistema de transporte
aceleraría hacia arriba el dispositivo prensatelas, junto con las
partes móviles del motor lineal.
Con el fin de frenar este movimiento y generar la
fuerza que actúa sobre el género a coser durante una fracción de la
fase de transporte, sería preciso que el motor lineal produjera
considerablemente más fuerza que la del muelle en los sistemas
convencionales conocidos por el estado de la técnica. Por este
motivo la biela de accionamiento está en conexión con el
dispositivo prensatelas a través de por lo menos un elemento de
acoplamiento elástico. Dado que, en cualquier caso, la biela de
accionamiento del motor lineal está desacoplada del dispositivo
prensatelas por medio del elemento de acoplamiento elástico, se
pueden mantener reducidas las masas que se han de mover. Al mismo
tiempo, la biela de accionamiento del motor lineal aprieta el pie
del prensatelas firmemente contra la placa de aguja, a través del
elemento de acoplamiento.
Al comienzo de la fase de transporte, el
dispositivo prensatelas se desplaza hacia arriba. Este movimiento
comprime al elemento de acoplamiento de manera que aumenta la
fuerza según la dureza del elemento de acoplamiento. La biela de
acoplamiento del motor lineal se aceleraría debido a esta diferencia
de fuerza; pero como la masa de las partes móviles del motor lineal
es relativamente grande, en comparación con la barra prensatelas y
además hay un cierto rozamiento, se puede suponer que la biela de
accionamiento del motor lineal no sale de su posición de reposo a
las velocidades superiores de la máquina de coser.
Dado que las partes móviles del motor lineal son
preferentemente de masa reducida, en comparación con el inducido de
un electroimán convencional, basta con una fuerza relativamente
reducida del motor lineal para llevar el dispositivo prensatelas en
un tiempo muy corto a la posición de origen. Cuanto más débil esté
realizado el elemento de acoplamiento tanto mejor es el
desacoplamiento de la biela de accionamiento del motor lineal
respecto al dispositivo prensatelas. Esto sin embargo exige una
carrera más larga de la biela de accionamiento al aplicar la fuerza
del prensatelas, por lo que es necesario adaptar la dureza del
elemento de acoplamiento caso por caso a la aplicación
respectiva.
Cuando se levanta el dispositivo prensatelas, el
motor lineal tiene que vencer la fuerza de tensión inicial del por
lo menos un elemento elástico previsto opcionalmente, mediante el
cual está pretensada la biela de accionamiento. Al producirse el
movimiento de elevación del dispositivo prensatelas, se tensa el por
lo menos un elemento elástico, de manera que al aumentar la carrera
del dispositivo prensatelas aumenta la fuerza de tensión
inicial.
Cuando el dispositivo prensatelas haya alcanzado
su posición superior y si se desea mantenerlo en esta posición
elevada durante algún tiempo, el motor lineal deberá suministrar
una fuerza por lo menos equivalente a la fuerza del muelle. Para
esto se levanta primeramente el dispositivo prensatelas con la
corriente máxima y luego se va reduciendo la corriente hasta que el
dispositivo prensatelas se mantenga en su posición elevada.
En la forma de realización antes descrita, en la
que en lugar del pasador está prevista la pieza de hierro formada
como deslizadera, se puede reducir notablemente esta corriente de
retención, al estar previsto en el punto superior el mecanismo de
autorretención ya descrito con anterioridad, en forma de una pieza
de material ferromagnético que sobresale y genera una fuerza de
atracción magnética.
Cuando está descendido el dispositivo
prensatelas, esta parte que sobresale no tiene ningún efecto. Pero
cuando el dispositivo prensatelas se va acercando a su posición
extrema superior, la pieza que sobresale vuelve a quedar dentro del
campo de actuación de los imanes permanentes. Una parte de las
líneas del campo magnético pasa entonces a través de la parte que
sobresale, de manera que se produce una fuerza de atracción en el
sentido de los imanes permanentes; el sentido de esta fuerza de
atracción es en sentido opuesto a la fuerza de pretensado debido a
los elementos elásticos. La magnitud de la fuerza de atracción
depende de la disposición mecánica:
La fuerza de atracción máxima se produce cuando
la pieza que sobresale y que genera la fuerza de atracción
magnética esté situada en la posición más alta del dispositivo
prensatelas en el borde del campo magnético homogéneo. El
dimensionado de esta unidad debería elegirse para esto de tal manera
que la fuerza de atracción magnética y la fuerza de tensión inicial
debida a los elementos elásticos casi se anulen entre sí.
Si ahora se desea descender en general el
dispositivo prensatelas, el motor lineal se alimenta con la
intensidad de corriente máxima de tal manera que la biela de
accionamiento del motor lineal esté sometida a una fuerza dirigida
hacia abajo.
Después de un pequeño recorrido desaparece la
fuerza de atracción magnética y por la acción de la fuerza del
motor lineal y la fuerza de la tensión inicial, debida al por lo
menos un elemento elástico, la biela de accionamiento es acelerada
fuertemente hacia abajo, lo que provocaría un golpe fuerte
indeseable del pie del prensatelas sobre la placa de aguja.
Con el fin de evitar este tipo de golpe y
conseguir de esta manera que se reduzca el ruido está previsto de
forma conveniente que poco antes de alcanzar la posición levantada
o poco antes de alcanzar la posición descendida se prevea en cada
caso una inversión del sentido de la comente en el motor lineal, es
decir, que el flujo de corriente a través del motor lineal se puede
conmutar durante un determinado tiempo en sentido opuesto, un
tiempo controlado, poco antes de alcanzar la posición inferior y
con ello se puede frenar el dispositivo prensatelas. El momento de
invertir el sentido del flujo de corriente y la duración de la fase
de frenado se deberá adaptar a las funciones mecánicas.
Esencialmente esta misma forma de proceder se
puede utilizar de forma análoga también al levantar el dispositivo
prensatelas con el fin de permitir alcanzar con suavidad la
posición elevada.
Para evitar vibraciones en la gama de
revoluciones baja de la máquina de coser y para conseguir en la
gama de revoluciones media de la máquina de coser una longitud de
puntada constante real, se puede controlar la fuerza del motor
lineal mediante la posición angular del árbol principal de la
máquina de coser, de acuerdo con un perfeccionamiento especial de
la invención del presente dispositivo de accionamiento.
Para esto se puede controlar la fuerza del motor
lineal mediante el ángulo del árbol principal de la máquina de
coser, por ejemplo, de manera que durante la fase de transporte del
empujador de tela, en la que los dientes del empujador de tela
sobresalen de la cara superior de la placa de aguja, el motor lineal
aplique una fuerza que se oponga a la fuerza que actúa sobre la
biela de accionamiento a través del elemento de acoplamiento.
Cuando el empujador de tela empuja el pie del
prensatelas un determinado recorrido hacia arriba esta variación de
recorrido genera, a través del elemento de acoplamiento con la
constante del muelle, una transmisión de fuerza a la biela de
accionamiento. Si la fuerza del motor lineal y la fuerza que actúa
sobre la biela de accionamiento a través del elemento de
acoplamiento son de modo preferente de una magnitud sensiblemente
igual la biela de accionamiento queda detenida en su posición de
reposo.
Fuera de la fase de transporte del empujador de
tela se reduce preferentemente el flujo de corriente a través del
motor lineal, con lo cual se logra al mismo tiempo que el
calentamiento de la bobina o de las bobinas parciales sea
reducido.
Para evitar la variación de la longitud de
puntada real a altas velocidades de la máquina de coser, el
elemento de acoplamiento presenta una tensión inicial superior a
altas velocidades de la máquina de coser, conforme a un
perfeccionamiento esencial de la invención del presente dispositivo
de accionamiento. Esto se puede conseguir, por ejemplo, porque el
flujo de corriente por el motor lineal presenta a altas velocidades
de la máquina de coser una componente de corriente continua con lo
cual se logra una componente de fuerza constante en el motor
lineal.
En una realización ventajosa, la componente de
corriente continua del flujo de corriente se puede variar en
función del tiempo y/o en función de la velocidad de la máquina de
coser. Así, por ejemplo, la componente de fuerza aumenta
convenientemente al aumentar la velocidad, estando determinada la
relación entre la variación de corriente y la velocidad por la
estructura de la máquina de coser, por este motivo se puede
registrar en la memoria de la máquina de coser la dependencia
funcional del flujo de corriente respecto a la velocidad de la
máquina de coser, después de haberla determinado por primera
vez.
Para eliminar la influencia de la constante de
tiempo eléctrica del motor lineal a altas velocidades de la máquina
de coser se puede adelantar preferentemente en una magnitud angular
el punto de conexión del paso de corriente a altas velocidades de
la máquina de coser y ésto convenientemente en función de la
velocidad de la máquina de coser. De esta manera se tiene la
seguridad de que al comenzar el movimiento del dispositivo
prensatelas y, en particular, del pie del prensatelas, el motor
lineal puede alcanzar la fuerza oponente necesaria.
Las posibilidades antes expuestas de poder
modificar la fuerza del motor lineal en función de la posición
angular del árbol principal de la máquina de coser o en función del
tiempo se pueden aprovechar para realizar la llamada función de
barrido, también con un dispositivo prensatelas accionado por un
motor lineal.
Cuando se empieza a coser es preciso que el
extremo libre del hilo de la aguja esté libre. Solamente así se
puede introducir el extremo del hilo dentro del género a coser para
formar el burle, y de esta manera después ya no queda visible por
encima.
Para conseguirlo, hasta ahora se viene colocando
convencionalmente el extremo del hilo, después de cortarlo, sobre
el dispositivo prensatelas, mediante un dispositivo barredor en
dirección hacia la costurera. Si en lugar de eso el extremo del
hilo quedase pillado por el dispositivo prensatelas la cantidad de
hilo necesaria para formar el burle se retiraría de la reserva de
hilo, de manera que el extremo del hilo que estaba pillado quedaría
visible.
Este defecto se puede evitar ahora mediante el
motor lineal, conforme a la presente invención, sin que para ello
se necesite un costoso dispositivo barredor. Para ello, y de
acuerdo con un perfeccionamiento esencial para la invención del
presente dispositivo de accionamiento, el dispositivo prensatelas y,
en particular, el pie del prensatelas se deja sin fuerza al formar
la primera puntada, por ejemplo, compensando la fuerza del por lo
menos un elemento elástico con la fuerza del motor lineal. Cuando
ahora, al empezar a coser, el extremo del hilo de la aguja está
situado debajo del dispositivo prensatelas, el extremo del hilo de
la aguja ya no queda sujeto por el dispositivo prensatelas y, por
lo tanto, al formar la primera puntada, puede ser (levado hacia
abajo igual que si estuviese encima del dispositivo prensatelas.
Después de dar la primera puntada, el motor lineal se conmuta
entonces de forma preferente al régimen de cosido normal.
Otras realizaciones, características y ventajas
de la presente invención se describen a continuación en el dibujo
sirviéndose de las figuras 1 a 8, que muestran a título de ejemplo
diversos ejemplos de realización del dispositivo de accionamiento
conforme a la presente invención.
Las figuras muestran:
Figura 1 un primer ejemplo de realización de un
dispositivo de accionamiento;
Figura 2 un segundo ejemplo de realización de un
dispositivo de accionamiento conforme a la presente invención;
Figura 3 un primer ejemplo de realización del
motor lineal del dispositivo de accionamiento conforme a la presente
invención, en sección longitudinal;
Figura 4 el motor lineal de la figura 3 en una
vista según la línea IV-IV de la figura 3;
Figura 5 un segundo ejemplo de realización del
motor lineal del dispositivo de accionamiento conforme a la presente
invención, en sección longitudinal;
Figura 6 una vista en sección de un paso de cable
en el motor lineal de la figura 5;
Figura 7 un diagrama de la magnitud de la
longitud de puntada real L en función de la velocidad n de la
máquina de coser; y
Figura 8 un diagrama de la corriente del motor I
en función de la posición angular \varphi del árbol principal de
la máquina de coser.
Los números de referencia idénticos se refieren a
elementos o características iguales o semejantes en las figuras y
dibujos.
La figura 1 muestra un primer ejemplo de
realización de un dispositivo de accionamiento conforme a la
presente invención.
El dispositivo de accionamiento previsto para una
máquina de coser (en lo sucesivo, el concepto de "máquina de
coser" incluye también sistemas para coser, refiriéndose la
presente invención tanto a los sistemas para coser como a las
máquinas de coser) presenta un dispositivo prensatelas 3 para pisar
el género a coser durante la confección de la puntada y para el
transporte del género a coser. Para ello, estando sin corriente el
dispositivo prensatelas 3, el motor lineal 1 aprieta con una
determinada fuerza contra una placa de aguja 4 de la máquina de
coser así como contra un empujador de tela 5, cuyos dientes
sobresalen de la cara superior de la placa de aguja 4 durante la
fase de transporte. El dispositivo prensatelas 3 dispone para esto
de una barra prensatelas 31 y un pie prensatelas 32, donde en la
posición levantada del empujador de tela 5 representado en la
figura 1, éste tropieza contra la cara inferior del pie del
prensatelas 32 (véase también la figura 2).
El dispositivo de accionamiento presenta además
un elemento de ajuste para el dispositivo prensatelas 3, un motor
lineal 1 cuya biela de accionamiento 10 está unida al dispositivo
prensatelas 3 a través de un elemento de acoplamiento elástico 2 de
masa reducida, para controlar la fuerza del prensatelas que ejerce
el dispositivo prensatelas 3 sobre el género a coser. De esta
manera se desacopla la biela de accionamiento 10 del motor lineal 1
del dispositivo prensatelas 3, de manera que se pueden mantener
reducidas las masas que hay que mover.
En el primer ejemplo de realización de un
dispositivo de accionamiento, representado en la figura 1, este
elemento de acoplamiento 2 es un muelle helicoidal. De esta manera,
por una parte queda desacoplada la biela de accionamiento 10 del
motor lineal 1 del dispositivo prensatelas 3, pero por otra parte
queda asegurada la deseada unión directa entre la biela de
accionamiento 10 del motor lineal 1 y el dispositivo prensatelas
3.
En la figura 1, la biela de accionamiento 10 está
situada encima del dispositivo prensatelas 3. En esta realización,
la transmisión de la fuerza desde la biela de accionamiento 10 del
motor lineal 1 al dispositivo prensatelas 3 tiene lugar de una
manera mecánica especialmente sencilla y al mismo tiempo
precisa.
En la figura 2 está representado un segundo
ejemplo de realización de un dispositivo de accionamiento conforme
a la presente invención.
Este segundo ejemplo de realización se diferencia
del primer ejemplo de realización representado en la figura 1,
esencialmente porque el elemento de acoplamiento 2 está realizado
en forma de un muelle de lámina. Esta forma de realización resulta
especialmente conveniente cuando la biela de accionamiento 10 está
dispuesta desplazada lateralmente del dispositivo prensatelas 3, por
ejemplo, por razones constructivas, tal como está representado en la
figura 2.
La figura 3 muestra en sección longitudinal un
primer ejemplo de realización del motor lineal 1, que puede estar
asignado al dispositivo de accionamiento de la figura 1 o al
dispositivo de accionamiento de la figura 2; en la figura 4 está
representado el motor lineal 1 de la figura 3 en una vista según la
línea IV-IV de la figura 3.
El hecho de que el motor lineal 1 es
esencialmente un motor sin hierro ofrece la ventaja nada
despreciable de que sobre las partes móviles del motor lineal I no
actúan fuerzas magnéticas adicionales.
El motor lineal 1 lleva dos imanes permanentes
rectangulares 11a, 11b, mediante los cuales se genera el campo
magnético. El material de los imanes permanentes 11a, 11b tiene
como base hierro, neodimio y boro, ya que con estos materiales
magnéticos se pueden conseguir unas densidades de energía muy
altas, en condiciones económicas. Con esta clase de densidades de
energía tan altas se puede generar también sin problemas y de forma
directa la fuerza necesaria para el dispositivo prensatelas 3.
El motor lineal 1 cuenta además entre otras cosas
con una carcasa 12, una pieza central 13 y un entrehierro con la
bobina 14. Por lo tanto se puede cerrar el circuito crítico en el
interior del motor lineal 1 a través de la carcasa 12, de la pieza
central 13 y a través del entrehierro con la bobina 14.
En la bobina 14 se genera una fuerza en cuanto la
bobina 14 es atravesada por la corriente eléctrica. Esta fuerza es
proporcional a la intensidad de corriente e independiente del lugar
en que se encuentre la bobina 14, siempre y cuando la bobina 14
esté situada dentro de la parte homogénea del campo magnético; el
sentido de la fuerza depende naturalmente del sentido del flujo de
corriente, pudiendo controlarse el sentido y/o la intensidad del
flujo de corriente en el motor lineal 1 por medio de un
microprocesador (no representado en el dibujo por razones de
claridad).
Como se puede deducir además de la representación
de la figura 3, la biela de accionamiento 10 va guiada en la pieza
central 13 por medio de dos casquillos de cojinete 15a, 15b. En la
pieza central 13 está previsto un orificio central 13a dentro de
cual va guiada una pieza de hierro 16 realizada como deslizadera, y
que está unida a la biela de accionamiento 10. Para ello, tanto el
orificio 13a como la pieza de hierro 16 tienen forma
rectangular.
El sentido y la finalidad de esta pieza de hierro
16 consiste por una parte en asegurar la biela de accionamiento 10
impidiendo su torsión y, por otra parte, se trata de transmitir la
fuerza de accionamiento a través de la pieza de hierro 16 a la
biela de accionamiento 10. Esta pieza de hierro 16 está unida a la
bobina 14 a través de un portabobinas 17 para transmitir la fuerza
de accionamiento a la biela de accionamiento 10.
En el extremo de la pieza de hierro 16, que en
las figuras 3 y 4 está a la izquierda, se encuentra una pieza 16a
de material ferromagnético, preferentemente de acero, que sobresale
(véase la figura 3) y genera una fuerza de atracción magnética.
La figura 5 muestra en sección longitudinal un
segundo ejemplo de realización del motor lineal 1, que puede estar
asignado al dispositivo de accionamiento de la figura 1 o al
dispositivo de accionamiento de la figura 2; en la figura 6 está
representada una sección de un paso de cable en el motor lineal de
la figura 5.
Para evitar repeticiones innecesarias se
describen a continuación únicamente las realizaciones y
características que en el segundo ejemplo de realización del motor
lineal 1, representado mediante las figuras 5 y 6, difieren del
primer ejemplo de realización del motor lineal 1 representado
mediante las figuras 3 y 4.
El segundo ejemplo de realización del motor
lineal 1 representado en la figura 5 lleva dos imanes permanentes
11a, 11b, de forma anular, magnetizados radialmente y separados
entre sí, mediante los cuales se genera el campo magnético y cuya
posición, dentro de la carcasa del motor lineal 1, viene
determinada por los anillos separadores 18a, 18b, 18c.
El sentido de magnetización de los dos imanes
permanentes es distinto: por ejemplo, si en un imán permanente 11a
de forma anular la superficie interior tiene magnéticamente el polo
sur y la superficie exterior tiene magnéticamente el polo norte, en
el otro imán permanente 11b de forma anular el sentido de
magnetizado es opuesto.
De esta manera se consigue que el retomo
magnético solamente tiene que llevar la mitad del campo
principal.
Debido a esta disposición magnética la bobina 14
se subdivide en dos bobinas parciales 14a y 14b, arrolladas en
sentido opuesto, por lo cual la inductividad total de la bobina 14
es considerablemente menor que la inductividad de una de las
bobinas pardales 14a, 14b, gracias a esta forma de arrollamiento, de
manera que el motor lineal 1 se puede controlar con gran
rapidez.
Las bobinas parciales 14a, 14b van enrolladas
sobre un portabobinas 17 de material no magnético. Este
portabobinas 17 está unido fijamente a la biela de accionamiento 10
por medio de un pasador 26. Con el fin de mantener reducida la masa
inerte del motor lineal 1, la biela de accionamiento 10 es hueca. La
bobina 14 con el portabobinas 17 constituye la parte móvil del
motor lineal 1 habiéndose resuelto la alimentación de corriente a
las bobinas móviles 14 conforme a la invención, según la figura 6,
que muestra una representación en sección de un paso de cable en el
motor lineal 1 de la figura 5:
Un cable de conexión eléctrico 21, por ejemplo
bifilar, para la bobina 14, se conduce hacia el exterior a través
de un rebaje 13b de la pieza central 13 y a través de la biela de
accionamiento 10 hueca. Comoquiera que el portabobinas 17 está
firmemente unido a la biela de accionamiento 10 por medio del
pasador 26, no actúan fuerzas de tracción sobre el cable de
conexión eléctrica 21 durante el movimiento de la bobina 14. El
extremo del cable de conexión 21 está unido a una clavija 20, que
contiene al mismo tiempo la descarga de tracción de la clavija
opuesta.
El ejemplo de realización del motor lineal 1
representado en las figuras 3 y 4 y el segundo ejemplo de
realización del motor lineal 1 representado en las figuras 5 y 6
tienen en común que la biela de accionamiento 10 va guiada en la
pieza central 13 por medio de dos casquillos de cojinete 15a, 15b.
La pieza central 13 presenta un orificio 13a previsto en el centro,
en el cual va guiado un pasador 26 de acero, que está unido a la
biela de accionamiento 10. Para ello el orificio 13a es un agujero
rasgado y el pasador 26 es redondo.
El sentido y la finalidad de este pasador 26
consiste, igual que en el primer ejemplo de realización del motor 1
representado en las figuras 3 y 4 a propósito de la pieza de hierro
16, en asegurar por una parte la biela de accionamiento 10
impidiendo su torsión y, por otra parte, se trata de transmitir la
fuerza de accionamiento a través del pasador 26 a la biela de
accionamiento 10.
Las propiedades y características antes citadas
son adecuadas de modo convincente para el accionamiento de un
prensatelas, ya que de este modo la fuerza del prensatelas se puede
variar en función de la velocidad n de la máquina de coser. La
fuerza de apriete necesaria para el dispositivo prensatelas 3 sin
embargo es relativamente grande de manera que un accionamiento
directo, tal como existe en la forma de realización representada,
exigiría mayores dimensiones del motor lineal 1.
Sin embargo, con el fin de asegurar una forma de
construcción compacta del motor lineal 1, en el ejemplo de
realización del motor lineal 1 representado mediante las figuras 3
y 4, la biela de accionamiento 10 está pretensada mediante dos
elementos elásticos 19a, 19b, dispuestos a ambos lados de la pieza
central 13, con el fin de evitar de manera segura que se genere un
par adicional; en el segundo ejemplo de realización del motor
lineal 1 representado mediante las figuras 5 y 6, la biela de
accionamiento 10 está pretensada mediante un elemento elástico
19.
Estando el motor lineal 1 sin corriente, aprieta
al dispositivo prensatelas 3 mediante los elementos elásticos 19a,
19b (véanse las figuras 3 y 4) o mediante el elemento elástico 19
(véase la figura 5) contra la placa de aguja 4 (véanse las figuras
1 y 2) de la máquina de coser con una fuerza que es aproximadamente
un tercio de la fuerza máxima del dispositivo prensatelas 3. A las
velocidades de cosido lentas se cose con esta fuerza de apriete de
los elementos elásticos 19a, 19b (véanse las figuras 3 y 4) o del
elemento elástico 19 (véase la figura 5), pudiendo reducirse esta
fuerza de apriete aún más si fuese necesario, haciendo pasar a
través del motor lineal 1 la correspondiente corriente en sentido
negativo.
El flujo de corriente a través del motor lineal 1
en sentido negativo se puede dimensionar de tal manera que se
compense la fuerza de los elementos elásticos 19a, 19b (véanse las
figuras 3 y 4) o del elemento elástico 19 (véase la figura 5), y
por lo tanto desaparece la fuerza del prensatelas. Este modo de
dejar sin fuerza al dispositivo prensatelas 3 es importante para la
técnica de cosido cuando la costura discurre en ángulo. En el
vértice de la costura, la máquina de coser se detiene en la
posición en la que la aguja está abajo.
El dispositivo prensatelas 3 se deja entonces sin
fuerza para que se pueda girar el género a coser de manera cómoda
en la dirección deseada. Esta desconexión de la fuerza del
dispositivo prensatelas 3 puede efectuarse o bien controlada por el
programa o controlada mediante una tecla.
El mecanismo de transporte conocido de la máquina
de coser aprieta hacia arriba el pie del prensatelas 32 en un
recorrido \Deltas (véanse las figuras 1, 2 y 8) mediante el
empujador de tela 5, en una posición angular conocida del árbol
principal de la máquina de coser, con lo cual los dientes del
empujador de tela 5 agarran el género a coser. A continuación, y en
función de la longitud de puntada que se haya ajustado, tiene lugar
un movimiento lineal en el sentido de avance. A continuación vuelve
a descender el empujador de tela 5.
Cuando se aprieta con fuerza constante, mediante
el motor lineal 1, sobre el pie del prensatelas 32, la biela de
accionamiento 10 del motor lineal 1 sigue el movimiento del pie del
prensatelas 32, para velocidades bajas n de la máquina de coser.
Esto significa que cuando el pie del prensatelas 32 se desplaza
hacia arriba en un recorrido \Deltas, también se desplaza hacia
arriba la biela de accionamiento 10 en el mismo recorrido
\Deltas, porque el tiempo de la fase de transporte es
suficientemente largo. La longitud de puntada real L se mantiene
entonces constante en una gama de revoluciones baja de n_{0} a
n_{1} de la máquina de coser (véase la figura 7, que muestra un
diagrama de la magnitud de la longitud de puntada real L en función
de la velocidad n de la máquina de coser). El movimiento de
elevación y descenso de la biela de accionamiento 10 produce en
este caso vibraciones y ruidos.
Cuando aumenta la velocidad n de la máquina de
coser, aumenta la aceleración hacia arriba y el tiempo de
transporte es más corto. Esto da lugar a otro problema, en el
sentido de que el sistema de muelle-masa formado por
el elemento de acoplamiento 2 y la masa de la biela de
accionamiento 10 da lugar a que en una gama de velocidad media de
n_{1} a n_{2} de la máquina de coser (véase la figura 7), la
fuerza de presión que actúa sobre el pie del prensatelas 32 se va
haciendo más pequeña, con lo cual el pie del prensatelas 32, en
determinadas circunstancias, incluso se puede llegar a separar
durante un breve tiempo del género a coser; debido a la menor
fuerza de apriete sobre el pie del prensatelas 32, se reduce la
longitud de puntada real L en la gama de velocidades media de
n_{1} a n_{2} de la máquina de coser (véase la figura 7).
Si sigue aumentando la velocidad n de la máquina
de coser, la biela de accionamiento 10 del motor lineal 1 ya no se
puede mover debido a su inercia a partir de una determinada
velocidad, y la longitud de puntada real L vuelve a ser más larga.
Esto corresponde al trazado de la curva en la gama de velocidad de
n_{2} a n_{3} de la máquina de coser (véase la figura 7).
Para velocidades aún mayores n > n_{3} de la
máquina de coser interviene el sistema de
muelle-masa formado por el elemento de acoplamiento
2 y la masa del dispositivo prensatelas 3 con la consecuencia de
que la longitud de puntada real L vuelve a ser más corta (véase la
figura 7).
Con el fin de evitar las vibraciones en la gama
de velocidad baja n < n_{1} de la máquina de coser y para
conseguir en la gama de velocidades media de n_{1} a n_{3} de la
máquina de coser una longitud de puntada real constante L, se
controla la fuerza del motor lineal 1 de acuerdo con la invención
mediante el ángulo del árbol principal de la máquina de coser, de
tal manera que durante la fase de transporte del empujador de tela
5, el motor lineal 1 aplica una fuerza oponente, que es igual a la
fuerza elástica F = C.\Deltas. Cuando el empujador de tela 5
empuja hacia arriba al pie del prensatelas 32 en un recorrido
\Deltas (véanse las figuras 1, 2 y 8), la variación del recorrido
da lugar a que actúe sobre la biela de accionamiento 10 una fuerza,
a través del elemento de acoplamiento 2, con la constante elástica
C. Si el motor lineal 1 se opone a esta fuerza con otra fuerza
igual, la biela de accionamiento 10 permanece detenida en su
posición de reposo.
El sentido de arrollamiento opuesto de las
bobinas parciales 14a, 14b (véase la figura 5) garantiza una
constante de tiempo eléctrica pequeña del motor lineal 1, de manera
que resulta posible el control de la fuerza del motor antes
descrito, sincronizado con el ángulo. Fuera de la fase de transporte
se reduce la corriente del motor (véase la figura 8, en la que está
representado un diagrama de la corriente del motor I en función de
la posición angular \varphi del árbol principal de la máquina de
coser), con lo que al mismo tiempo se mantiene reducido el
calentamiento de las bobinas parciales 14a, 14b (véase la figura
5).
Con el fin de evitar que la longitud de puntada
real L varíe en el caso de velocidades altas n > n_{3} de la
máquina de coser (véase la figura 7), es preciso aumentar la
tensión previa del elemento de acoplamiento 2. Esto se consigue
mediante una componente de fuerza constante del motor lineal 1,
gracias a una componente de corriente continua I_{G} variable en
función de la velocidad (véase la figura 8). Esta fuerza aumenta a
medida que aumenta la velocidad n de la máquina de coser, estando
determinada la relación entre la variación de corriente \Deltal
respecto a la velocidad n por la estructura de la máquina de coser;
por este motivo, esta relación funcional se determina una sola vez
y se registra en la memoria.
Hasta las velocidades medias n < n_{3} de la
máquina de coser, para las que la constante de tiempo eléctrica del
motor lineal 1 se mantiene despreciable, el método antes descrito
funciona muy bien mediante `la aplicación de la fuerza oponente,
tal como se deduce también de la representación de la figura 7.
Mientras que L_{1} muestra la curva de la
longitud de puntada real L sin las correcciones debidas al mando,
L_{2} muestra la curva de la,longitud de puntada real L, donde se
ha eliminado el "bache", es decir la reducción pasajera de la
longitud de puntada real L en la gama de velocidades media de
n_{1} a n_{3} de la máquina de coser, mediante la aplicación de
la fuerza oponente antes indicada, y donde mediante la componente
de corriente continua I_{G} (véase la figura 8) la caída de la
curva de la longitud de puntada real L se ha desplazado "hacia la
derecha", es decir a una gama de velocidades más alta n >
n_{2} de la máquina de coser; en la curva L_{3} y debido a una
componente de corriente continua mayor I_{G}, la caída de la
curva de la longitud de puntada real L está desplazada en
comparación con la curva L_{2} todavía más "hacia la
derecha", es decir a una gama de velocidades aún superior n >
n_{3} de la máquina de coser.
A altas velocidades n > n_{3} de la máquina
de coser, la constante de tiempo eléctrica del motor lineal 1 se
manifiesta negativamente en la estructura de la corriente. El
tiempo durante el cual el empujador de tejido 5 empuja hacia arriba
el pie del prensatelas 32, a estas velocidades altas n > n_{3}
de la máquina de coser, resulta más corto que el tiempo para el
aumento de intensidad de corriente en el motor lineal 1.
Con el fin de eliminar la influencia de la
constante de tiempo eléctrica del motor lineal 1 se adelanta el
ángulo de conexión \varphi de la corriente en \Delta\varphi en
función de la velocidad, para altas velocidades n > n_{3} de
la máquina de coser (véase la figura 8). De esta manera se asegura
que el motor lineal 1 puede alcanzar la fuerza oponente necesaria
al comenzar el movimiento del pie del prensatelas 32.
Las posibilidades antes descritas de poder
modificar la fuerza del motor lineal 1 en función de la posición
angular del árbol principal de la máquina de coser o también en
función del tiempo, se pueden aprovechar para realizar la
denominada función barredora, también con un pie de prensatelas 32
accionado por un motor lineal. Al comienzo del cosido es preciso
que el extremo libre del hilo de la aguja esté libre. Solamente así
se puede introducir el extremo del hilo dentro del género a coser,
al comienzo de la costura. Solamente entonces se puede pasar el
extremo del hilo a través del género a coser al formar el bucle y,
por lo tanto, posteriormente ya no queda visible desde arriba.
Para conseguir esto, hasta ahora se viene
colocando convencionalmente el comienzo del hilo después de
cortarlo, sobre el pie del prensatelas en dirección hacia la
costurera, mediante un barredor. En cambio, si el extremo del hilo
quedase pillado por el pie del prensatelas 32, entonces la cantidad
de hilo necesaria para formar el bucle se retiraría de la reserva
de hilo de manera que el extremo del hilo que estaba pillado
quedaría visible.
Este defecto solamente se puede evitar mediante
el motor lineal 1, sin que se requiera para ello un dispositivo
barredor costoso. Para ello se desconecta la fuerza del pie del
prensatelas 32 durante la primera puntada, compensando para ello la
fuerza del elemento elástico 19a, 19b (véanse las figuras 3 y 4) o
del elemento elástico 19 (véase la figura 5) con la fuerza del
motor lineal 1. Si ahora, al dar comienzo la operación de cosido,
el extremo del hilo de la aguja se encuentra debajo del pie del
prensatelas 32, el extremo del hilo de la aguja ya no es sujetado
por el pie del prensatelas 32 y por lo tanto se puede introducir
hacia abajo al formar el primer bucle, exactamente igual que si
estuviera encima del pie del prensatelas 32. Después de dar la
primera puntada se conmuta entonces el motor lineal 1 al régimen de
cosido normal.
Cuando se levanta el dispositivo prensatelas 3 es
necesario que el motor lineal 1 venza la fuerza de tensión inicial
de los elementos elásticos 19a, 19b (véanse las figuras 3 y 4) o
del elemento elástico 19 (véase la figura 5), mediante la cual está
pretensada la biela de accionamiento 10. Durante el movimiento de
subida del dispositivo prensatelas 3 se tensan estos elementos
elásticos 19a, 19b o este elemento elástico 19, de manera que la
fuerza de tensión inicial aumenta al ir levantando el dispositivo
prensatelas 3. Cuando el dispositivo prensatelas 3 ha alcanzado su
posición superior y si se quiere mantener en esta posición superior
durante algún tiempo, el motor lineal 1 tendrá que suministrar una
fuerza por lo menos equivalente a la fuerza elástica.
Para ello se levanta primeramente el dispositivo
prensatelas 3 con la intensidad de corriente máxima y a
continuación se va reduciendo la corriente de tal manera que el
dispositivo prensatelas 3 se mantenga en su posición superior.
En el primer ejemplo de realización del motor
lineal 1 representado en las figuras 3 y 4, para esto se puede
reducir considerablemente la corriente de retención, previendo para
ello en el punto superior del mecanismo de autorretención ya
descrito anteriormente una pieza 16a de un material ferromagnético
que sobresale y que genera una fuerza de tracción magnética. Cuando
se desciende el dispositivo prensatelas 3, esta parte que sobresale
16a no tiene ningún efecto. Pero cuando el dispositivo prensatelas
3 se acerca a su posición extrema superior, la pieza que sobresale
16a entra dentro del campo de acción de los imanes permanentes 11a,
11b. Una parte de las líneas del campo magnético pasa entonces a
través de la pieza sobresaliente 16a, de manera que se produce una
fuerza de atracción en el sentido del imán permanente 11a, 11 b; el
sentido de esta fuerza de atracción transcurre en sentido opuesto a
la fuerza de tensión inicial causada por los elementos elásticos
19a, 19b (véanse las figuras 3 y 4).
La magnitud de la fuerza de atracción depende de
la disposición mecánica. La fuerza de atracción máxima aparece
cuando la pieza 16a que sobresale y genera la fuerza de atracción
magnética se encuentra en la posición más alta del dispositivo
prensatelas 3, al borde del campo magnético homogéneo. Las
dimensiones de esta unidad se deberían elegir de tal manera que la
fuerza de atracción magnética y la fuerza de tensión inicial
causada por los elementos elásticos 19a, 19b (véanse las figuras 3
y 4) prácticamente se anulen entre sí.
Cuando se desee descender el dispositivo
prensatelas 3, se alimenta el motor lineal 1 con la corriente
máxima de tal manera que la biela de accionamiento 10 del motor
lineal 1 queda sometida a una fuerza dirigida hacia abajo. De este
modo, la biela de accionamiento 10 es acelerada fuertemente hacia
abajo por la acción de la fuerza del motor lineal 1 y de la fuerza
de la tensión inicial debida a los elementos elásticos 19a, 19b
(véanse las figuras 3 y 4) o al elemento elástico 19 (véase la
figura 5), lo que produciría un impacto fuerte indeseado del pie
del prensatelas sobre la placa de aguja 4 (véanse las figuras 1 y
2).
Con el fin de evitar un golpe de esta clase y
conseguir de este modo reducir el ruido, se ha previsto poco antes
de alcanzar la posición alta o poco antes de alcanzar la posición
baja, respectivamente, una inversión del sentido de la corriente en
el motor lineal 1, es decir que el flujo de corriente que pasa por
el motor lineal 1 se conmuta en sentido opuesto durante un
determinado tiempo, poco antes de alcanzar la posición inferior y
con control de tiempo y con ello se frena el dispositivo
prensatelas 3. El momento de la inversión del sentido del flujo de
corriente y la duración de la fase de frenado han de adaptarse a las
circunstancias mecánicas.
Esencialmente esta misma forma de proceder se
utiliza también de forma análoga al levantar el dispositivo
prensatelas 3 con el fin de permitir alcanzar con suavidad la
posición elevada.
Claims (12)
1. Dispositivo de accionamiento previsto para una
instalación de coser o máquina de coser, que comprende
- -
- un dispositivo prensatelas (3) para sujetar el género a coser durante la formación de la puntada y el transporte del género a coser,
- -
- como elemento de ajuste para el dispositivo prensatelas (3), por lo menos un motor lineal (1) cuya biela de accionamiento (10) está unida al dispositivo prensatelas (3) con el fin de controlar la fuerza del prensatelas que el dispositivo prensatelas (3) ejerce sobre el género a coser, donde
- -
- la biela de accionamiento (10) está unida al dispositivo prensatelas (3) mediante por lo menos un elemento de acoplamiento (2) elástico de masa reducida,
- -
- el dispositivo prensatelas (3) se puede mover entre una posición levantada y una posición descendida por medio del motor lineal (1),
- -
- el motor lineal (1) ejerce una fuerza de apriete creciente sobre el género a coser al ir aumentando la velocidad (n) de la instalación de coser o máquina de coser, y
- -
- el sentido de la fuerza y la magnitud de la fuerza que ha de aplicar el motor lineal (1)
- -
- se producen con control de tiempo, y/o
- -
- se puede controlar en función de la posición angular del árbol principal de la instalación de coser o máquina de coser.
2. Dispositivo de accionamiento según la
reivindicación 1, caracterizado porque se puede dejar sin
fuerza al dispositivo prensatelas (3), controlado por programa o
controlado por tecla.
3. Dispositivo de accionamiento según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el motor lineal
(1) lleva por lo menos dos imanes permanentes (1 la, 11b) de forma
rectangular o de forma anular y porque el flujo magnético se cierra
dentro del motor lineal (1) a través de una carcasa (12), de una
pieza central (13) y de un entrehierro con bobina (14).
4. Dispositivo de accionamiento según la
reivindicación 3, caracterizado porque los imanes
permanentes (11a, 11 b) de forma anular están dispuestos separados
entre sí, y porque la magnetización de uno de los imanes
permanentes de forma anular (11a) está orientada en sentido opuesto
a la magnetización del otro imán permanente de forma anular (11b) y
porque la bobina (14) está subdividida por lo menos en dos bobinas
pardales (14a, 14b), arrolladas en sentido opuesto.
5. Dispositivo de accionamiento según por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque la biela de accionamiento (10) está pretensada por lo menos
por un elemento elástico (19).
6. Dispositivo de accionamiento según por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque el sentido y/o la intensidad del flujo de corriente a través
del motor lineal (1) se puede controlar mediante por lo menos un
microprocesador.
7. Dispositivo de accionamiento según por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado
porque poco antes de alcanzar la posición levantada o poco antes de
alcanzar la posición descendida está prevista, respectivamente, una
inversión del sentido de la corriente a través del motor lineal
(1).
8. Dispositivo de accionamiento según por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
porque en la fase de transporte del empujador de tela (5), el motor
lineal (1) aplica una fuerza que se opone a la fuerza que actúa
sobre la biela de accionamiento (10) a través del elemento de
acoplamiento (2).
9. Dispositivo de accionamiento según por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado
porque el elemento de acoplamiento (2) presenta una tensión inicial
superior a altas velocidades (n) de la instalación de coser o de la
máquina de coser.
10. Dispositivo de accionamiento según por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado
porque a altas velocidades (n) de la instalación de coser o de la
máquina de coser, el flujo de corriente a través del motor lineal
(1) contiene una componente de corriente continua (I_{G}), que se
puede variar en función del tiempo y/o en función de la velocidad
(n) de la instalación de coser o de la máquina de coser.
11. Dispositivo de accionamiento según la
reivindicación 10, caracterizado porque la relación
funcional entre el flujo de comente y la velocidad (n) de la
instalación de coser o máquina de coser se puede registrar en la
instalación de coser o máquina de coser una vez que se haya
determinado por primera
vez.
vez.
12. Dispositivo de accionamiento según por lo
menos una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado
porque el punto de conexión del flujo de corriente a gran velocidad
(n) de la instalación de coser o de la máquina de coser se puede
adelantar en una magnitud angular (\Delta\varphi).
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