DD237859A1

DD237859A1 - Verfahren und vorrichtung zum zufuehren von band od. dgl. zu einer naehmaschine

Info

Publication number: DD237859A1
Application number: DD27692685A
Authority: DD
Inventors: Lothar Schalmann; Lutz Jeziorowski; Ernst Lienemann; Horst Kertzscher
Original assignee: Textima Veb K
Priority date: 1985-06-03
Filing date: 1985-06-03
Publication date: 1986-07-30
Also published as: DD237859B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zufuehren von Band od. dgl. zu einer Naehmaschine, insbesondere einer schnellaufenden Industrienaehmaschine, mit einem ueber einen Hilfsmotor angetriebenen Walzenpaar und einem Abtastbuegel. Die Vorrichtung soll die spannungsfreie Zufuehrung gewaehrleisten bei Zufuehrung von Baendern in variabler Breite und bei hohen Stichzahlen. Erfindungsgemaess steht der Abtastbuegel 20 beruehrungslos mit einer opto-elektronischen Steuereinrichtung 15 und einer Regeleinrichtung 16 in Verbindung, die Lagerwelle 25 des Abtastbuegels 20 ist im rechten Teil 7 des Gehaeuses 4 in einem Lager 26 gelagert, und auf der Lagerwelle 25 sind Code-Scheiben 27 bis 30 angeordnet, denen gegenueber Lichtschranken 31 bis 34 angeordnet sind, die ueber die Regeleinrichtung 16 mit dem Hilfsmotor 11 verbunden sind, wobei die Regeleinrichtung 16 zusaetzlich eine Verbindung zur Naehmaschine 2 besitzt. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zuführen von Band od. dgl. zu einer Nähmaschine, insbesondere einer schnellaufenden Industrienähmaschine, bei welchem die Zuführung über einen Hilfsmotor erfolgt, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem über den Hilfsmotor angetriebenen Walzenpaar und einem Abtastbügel.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Leistungssteigerung an Industrienähmaschinen (Vernähen von ca.0,5m/s) bedeutet eine Erhöhung derStichzahl, die konventioneile Zuführeinrichtungen nicht mehr mitmachen können. So wurde auch auf diesem Gebiet eine Vielzahl von Entwicklungen vorgebracht. Die zusätzlichen Hilfsmotoren werden nicht mehr schrittweise angetrieben, sondern kontinuierlich auf mechanischer oder elektronischer Grundlage. Zu dem gleichgebliebenen Grundprinzip: Abzug von Band od. dgl. durch ein Walzenpaar, welches separat durch einen Elektro-Motor angetrieben wird, gibt es mehrere Lösungen, die patentrechtlich geschützt sind. Bei der DE 3007652 wird der Motor in seiner Drehzahl von der Nähmaschine gesteuert, indem der vorhandene Bandvorrat über einen Taster ermittelt wird und davon abhängig der Motor zu- oder abgeschaltet wird. Dazu sind zwei Steuerelemente vorgesehen. Das erste steuert die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von derStichzahl und das zweite in Abhängigkeit von der Stichlänge. Außerdem kann der separate Elektro-Motor von Hand der eingestellten Stichlänge bzw. dem materialabhängigen Schlupf in gewissen Grenzen angepaßt werden.

Da aber die Hochlauf- und Abbremszeiten des separaten Elektro-Motors keine hohen Leistungen zulassen, ist dieses Prinzip nicht für moderne Industrienähmaschinen geeignet. Des weiteren sind diese Systeme so aufgebaut, daß keine breiten Bänder zugeführt werden können, da alles einseitig gelagert ist, so der Abtastbügel und die Transportwalzen. Bei Materialbreiten bis zu 200 mm reicht dieses Prinzip nicht mehr aus. Bei diesen Größenordnungen führt die einseitige Lagerung dazu, daß die derselben zugeordnete Seite der Walzen die größere Transportwirkung ausübt, wodurch das Material der Stichbildungsstelle schräg zugeführt wird. Die dadurch auftretende Qualitätsminderung des Nähproduktes ist nicht vertretbar. Außerdem beeinträchtigen die entstehenden Querschwingungen des Bandes exakte Aufnahme und Auswertung von Werten durch elektronische Systeme.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist die spannungsfreie Zuführung von Bändern in variabler Breite zu einer hochtourigen Industrienähmaschine, welche möglichst vielen Parametern automatisch regulierbar sein soll.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Zuführung von Band od. dgl. zu einer Nähmaschine zu schaffen, die die Abweichungen der Synchronität der Zuführung der Bänder mit dem Transport des Nähgutes erfassen und korrigieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Zuführung des Bandes mit einer vorbestimmten einstellbaren Anfangsgeschwindigkeit begonnen wird, welche einer bestimmten Drehzahl des Hilfsmotors entspricht, wobei die Stellung des Abtastbügels in mehreren Fällen bis zu einer Maximalsteilung erfaßt wird und die stufenlose Einregulierung auf eine Optimalgeschwindigkeit auslöst, und daß nur bei Erreichen der Maximalsteilung der Hilfsmotor abgeschaltet wird. Die Optimalgeschwindigkeit wird der Vorschubgeschwindigkeit des Nähgewirkes angepaßt, wobei die Optimalgeschwindigkeit schneller steigt als die Vorschubgeschwindigkeit.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem U-förmigen Gehäuse das Walzenpaar und der Abtastbügel beidseitig gelagert sind,wobei der Abtastbügel berührungslos miteinerSteuereinrichtungfür die Drehzahl des Hilfsmotors in Abhängigkeit von der Stellung des Abtastbügels in Verbindung steht. Die Steuereinrichtung besteht aus optoelektronischen Bauelementen. Die Lagerwelle des Abtastbügels erstreckt sich innerhalb des Gehäuses bis zu einem zweiten Lager und trägt mehrere Code-Scheiben, denen gegenüber Lichtschranken angeordnet sind, die über eine Regeleinrichtung mit dem Hilfsmotor in Verbindung stehen. Die Regeleinrichtung besitzt ihrerseits eine Verbindung zur Nähmaschine.

Mittels eines Dekoders wird in Abhängigkeit von den Lichtschranken und den getriggerten Eingangsdrehzahlsignalen über mehrere Zähler ein Speicher eingeschrieben, mit dessen verstärkten Ausgangssignalen über eine Leistungs- und Regelstufe der Hilfsmotor angesteuert wird.

Ausführungsbeispiel

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: eine Ansicht der Zuführeinrichtung,

Fig. 2: eine Seitenansicht mit Nähmaschine,

Fig.3: einen Einblick in den Schaltkasten,

Fig.4: ein Impulsdiagramm der Lichtschranken,

Fig. 5: die Schaltungsanordnung zur Regeleinrichtung,

Fig. 6: eine graphische Darstellung der Nähmaschinenkennwerte,

Fig. 7: eine graphische Darstellung der Geschwindigkeit von Nähmaschine und Hilfsmotor und

Fig. 8: eine graphische Darstellung der zugeführten Mengen an Nähgut und Band.

Die Bandzuführeinrichtung 1 ist, wie in den meisten Fällen, separat neben der Nähmaschine 2 angeordnet. Auf einem Ständer 3 ist in entsprechender Höhe ein Gehäuse 4 angebracht, das zur Aufnahme der gesamten Bandzuführeinrichtung 1 dient, wobei der Ständer 3 auch die Rollen 5 trägt. Die Rollen 5 sind der Vorrat für die zu vernähenden Bänder oder Spitzen o.a. Durch die separate Anordnung der Bandzuführeinrichtung 1 ist dieselbe vom Nähmaschinentyp unabhängig.

Das Gehäuse 4 teilt sich in zwei Komponenten 6; 7. Der linke Teil 6 enthält Lagerstellen 8; 9; 10, während er rechte Teil 7 eine kastenförmige Aufnahme für den Hilfsmotor 11, ein Zwischengetriebe 12; 13 mit Kupplung 14, die opto-elektronische Einrichtung 15 und die Regeleinrichtung 16fürden Hilfsmotor 11 enthält.

Die Lagerstellen 8 und 9 sind für die Halterung 17 der Walzen 18; 19 für den Bandtransport (deren vordere schwenkbar angeordnet ist) und die Lagerstellen 10 für den Abtastbügel 20 vorgesehen. Diese Lagerstellen 8; 9; 10 sind gleichzeitig am Teil 7 vorhanden. Durch die doppelte Lagerung erreicht man eine Stabilisierung des Systems auch bei großen Bandbreiten. Beidseitig befestigt sind außerdem zwei Stangen 21; 22 mit Führungsschienen 23, die benötigt werden, um das Band 24 in definierter Lage zu den Walzen 18; 19 einstellen zu können. Der Abtastbügel 20 ist mittels Nadellagern leicht drehbar im Gehäuse 4 gelagert. Eine Lagerwelle 25 des Abtastbügels 20 ist über das Lager 10 hinaus verlängert und erstreckt sich bis zu einem weiteren Lager 26, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist. Auf dieser Lagerwelle 25 sind mehrere, im vorliegenden Fall vier, Code-Scheiben 27; 28; 29; 30 befestigt. Diesen gegenüber und mit ihnen kämmend sind vier Lichtschranken 31; 32; 33; 34 an der Innenwand des Gehäuses 4 angebracht. Die Lichtschranken 31 bis 34 sind durch Leitungen 35 direkt mit der Regeleinrichtung 16 verbunden. Die zur Regeleinrichtung 16 gehörende Schaltung ist aus Fig. 5 ersichtlich und wird noch im folgenden erläutert. An den Ausgang der Regeleinrichtung 16 ist der Hilfsmotor 11 angeschlossen, der am unteren Teil eine Welle 36 austreten läßt. Auf dieser Welle 36 sitzt eine Schnecke 12, die mit einem Schneckenrad 13 kämmt, die beide das Zwischengetriebe bilden. Das Schneckenrad 13 ist auf einer waagerechten Welle 37 angeordnet, die in einem Lager 38 gelagert ist. Über eine Kupplung 14 ist diese Welle 37 mit der Welle 39 verbunden, auf welcher die angetriebene Walze 18 des Walzenpaares 18; 19 befestigt ist. Die WeI Ie 39 ist in einem Lager 40 gelagert, das sich ebenfalls noch innerhalb des Gehäuseteils 7 befindet

Die zur Regeleinrichtung 16 gehörende Schaltungsanordnung stellt sich wie folgt dar:

Um eine optimale Regelung des Hilfsmotors 11 in Abhängigkeit von der Nähgeschwindigkeit und den Materialeigenschaften zu gewährleisten, erfolgt die Abtastung des Bandvorrates mittels eines Abtastbügels 20, über den das Band 24 geführt wird. Über eine oder mehrere Code-Scheiben 27 bis 30 werden mehrere Lichtschranken 31 bis 34 freigegeben, deren Signale je nach Abtastbügelstellung als Codewort an die Eingänge des Dekoders DC 1 gelegt werden. Entsprechend Fig. 4 ergibt sich in Abhängigkeit der Stellung des Abtastbügels 20 das dargestellte Impulsdiagramm.

Aus Fig. 5 ist der prinzipielle Signalverlauf ersichtlich, der im folgenden näher beschrieben werden soll. An einem geeigneten Rotationsteil der Nähmaschine 2, z. B. an der Hauptwelle, werden nach bekannten Verfahren (induktiv, optisch o.a.) Drehzahlimpulse i_n abgenommen und über die Stufe C1 getriggert. Die Drehzahlimpulse i_n werden aufbereitet in der Pegelformstufe PF1 und als fester Pegel dem Betriebszustandseingang G des Dekoders DC1 über ein Tor T1 zugeführt. Zum Zeitpunkt to befindet sich der Abtastbügel 20 in der Stellung I₀-AIIe Lichtschranken 31 bis 34 liegen entsprechend Fig.4 auf L-Potential, und der Betriebszustandseingang G des Dekoders DC1 ist gesperrt. Durch geringes Ausschwenken des Abtastbügels 20 aus seiner Ausgangslage I₀ in die Lage I₁ wird eine Lichtschranke 31 freigegeben, und Betriebszustandseingang G erhält entsprechendes Freigabepotentiai. Dadurch wird über einen Ausgang des Dekoders DC1 und über ein Tor T2 ein Zwischenspeicher CT1 freigegeben und über einen kurzen Impuls ein Wert, der einer bestimmten niedrigen Nähmaschinendrehzahl entspricht, eingeschrieben. Ebenfalls wäre das Einschreiben in einen Zähler möglich. Dieser Wert wird in einen Endspeicher RG1 übernommen. Über eine Auswerteschaltung A1 und eine Verstärkerstufe V, erfolgt die Ansteuerung des Hilfsmotors 11, und das Band 24 oder dergleichen wird unabhängig von der Nähmaschinendrehzahl transportiert. Das bringt den Vorteil, daß unter Berücksichtigung der Hochlaufzeit der Nähmaschine 2 sofort ein Transport des Bandes 24 od. dgl. erfolgt und infolge der nicht auszuschließenden Trägheit des Bandzufuhrsystems der vorhandene Bandvorrat nicht aufgebraucht wird, sondern, sobald der Nähvorgang beginnt, eine zuverlässige Zuführung gewährleistet wird. Erreicht der Abtastbügel 20 wieder die Stellung I₀, so wird der Transport gestoppt. Wird der Abtastbügel 20 weiter geschwenkt und erreicht die Lage I₂, so werden nach Freigabe der Lichtschranke 32 über einen zweiten Dekoderausgang und ein Tor T3 sowie eine Impulsaufbereitungsstufe 11 die Impulse einer Teilerstufe T zugeführt und über Tor T6 einem freigeschalteten Zähler CT2. Die gezählten Impulse werden ständig in einen Endspeicher RG1 übernommen, und über die Auswerteschaltung A1 erfolgt die Ansteuerung des Hilfsmotors 11 mit einer Drehzahl, die einem festgelegten Teilungsfaktorder Nähmaschinendrehzahl πμ entspricht. Schwenkt der Abtastbügel 20 weiter und erreicht die Lage I₃, so wird nach Freigabe der Lichtschranke 33 über einen weiteren Dekoderausgang und die Tore T4;T6 der Zähler CT2 mit der gemessenen Nähmaschinendrehzahl eingeschrieben. Diese Werte werden in den Speicher RG1 übernommen und über die Auswerteschaltung A1 so aufbereitet, daß der Hilfsmotor 11 das Band 24 entsprechend der Nähmaschinendrehzahl n_M unter Berücksichtigung von Schlupf u. ä. transportiert. Der Bereich zwischen den Stellungen I₃ und I₄ des Abtastbügels 20 ist der größte Schwenkbereich, in dem der Abtastbügel 20 sich bewegen kann, ohne daß über die Lichtschranken ein neues Codewort in den Dekoder DC1 eingeschrieben wird. Dieser Bereich ist der eigentliche Arbeitsbereich während des Nähvorganges. Wird zu wenig Band 24 zugeführt, und der Abtastbügel 20 erreicht die Stellung I₄, dann ändert sich durch Abdeckung der Lichtschranke 33 das Codewort am Eingang des Dekoders DC1, und über einen weiteren Ausgang und das Tor T5 wird der Zähler CT3 mit einem Wert eingeschrieben, der einer maximal möglichen Bandzuführung entspricht. Dieser Wert wird in den Endspeicher RG1 übernommen und über die Auswerteschaltung A1 der Hilfsmotor 11 angesteuert. Kann dieser Zustand bzw. die Stellung I₄ durch erhöhte Zuführgeschwindigkeit nicht beseitigt werden, und der Abtastbügel 20 erreicht die Stellung I₅, so wird durch Zuschalten der Lichtschranke 34 dieser Zustand wahlweise optisch oder akustisch signalisiert. Bei Erreichen der Stellung I₆, also mit Abdeckung der Lichtschranke 33, wird über einen weiteren Dekoderausgang und eine Schaltstufe eine Blockade des Nähmaschinenantriebes und die Abschaltung des Hilfsmotors 11 ausgelöst. Erreicht der Abtastbügel 20 die Stellung I₅ bzw. I₆, so liegt als Ursache ein fehlender Transport bzw. ein verklemmtes Band 24 vor. Bei Bandende erfolgt eine Signalisation desZustandes und über die Zeitstufe Z1 eine Abschaltung des Hilfstransportes. Wird der Nähvorgang gestoppt, und der Abtastbügel 20 befindet sich in einer der Stellungen h bis I₅, dann wird noch so lange Band 24 zugeführt, bis der volle Durchgang bzw. der Abtastbügel 20 die Stellung I₀ erreicht hat. Zur Durchführung des Bandes 24 durch die Walzen 18; 19 nach Auflegen einer neuen Rolle 5 läßt sich der Hilfsmotor 11 durch leichtes Drücken des Abtastbügels 20 entgegen der Schwenkrichtung bei Bandabzug in die Stellung I₇ und dem damit verbundenen Auslösen eines Schaltvorganges mit einer fest vorgegebenen Drehzahl betreiben.

Fig. 6 zeigt den idealisierten Verlauf der prinzipiellen Abhängigkeit der Nähgeschwindigkeit von der Drehzahl des Nähmaschinenmotors.

Ohne Berücksichtigung von Schlupf zwischen den Walzen 18; 19 u.a. würde sich eine lineare Abhängigkeit von zugeführtem Band 24 und Nähgeschwindigkeit bzw. genähter Ware ergeben. Die gestrichelte Kennlinie in Fig. 7 zeigt diese Abhängigkeit. Um die genannten Verzugsprobleme bei höheren Nähmaschinendrehzahlen n_M aber mit zu berücksichtigen, muß mehr Band 24 zugeführt werden. Erfindungsgemäß wird die lineare Kennlinie in der Ausgangsstufe A1 so korrigiert, daß sich mit steigenden Drehzahlen auch eine größere Abweichung der Kennlinie vom linearen Verlauf ergibt. Fig. 7 stellt den prinzipiellen Verlauf dar. In Abb. 8 wird gezeigt, daß z.B. bei einer Nähgeschwindigkeit von 8000 Umdrehungen/Minute und einer Nahtlänge von 50 cm/s ca. 55 cm/s Band 24 zugeführt werden müssen, um spannungsfrei zu nähen und eine verzugsfreie Naht zu erzielen. Damit auch eine sprunghafte Änderung der Ansteuerung des Hilfsmotors 11 ausgeglichen werden kann und nicht sofort ein Abschalten des Hilfsmotors 11 ausgelöst wird, ist demselben noch eine Leistungs-und Regelstufe L1 vorgeschaltet. Außerdem ist es über die separate Betätigungsstufe möglich, den Hilfsmotor 11 unabhängig von der Regeleinrichtung 16 zu korrigieren, was z. B. manuell erfolgen kann.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zum Zuführen von Band od. dgl. zu einer Nähmaschine, insbesondere einer schnellaufenden Industrienähmaschine, bei welchem die Zuführung über einen Hilfsmotor erfolgt, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführung des Bandes mit einer vorbestimmten einstellbaren Anfangsgeschwindigkeit begonnen wird, welche einer bestimmten Drehzahl des Hilfsmotors entspricht, wobei die Stellung des Abtastbügels in mehreren Fällen (Ii bis I7) bis zu einer Maximalstellung (I₆) erfaßt wird und die stufen lose Einregulierung auf eine Optimalgeschwindigkeit, die der Stellung (I₂) des Abtastbügels entspricht, auslöst, und daß nur bei Erreichen der Maximalstellung (I₆) der Hilfsmotor abgeschaltet wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Optimalgeschwindigkeit der Vorschubgeschwindigkeit des Nähgutes angepaßt ist, wobei die Optimalgeschwindigkeit schneller steigt als die Vorschubgeschwindigkeit.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Punkt 1 und 2 mit einem über einen Hilfsmotor angetriebenen Walzenpaar und einem Abtastbügel, gekennzeichnet dadurch, daß die Zuführeinrichtung (1) aus einem U-förmigen Gehäuse (4) besteht, in welchem das Walzenpaar (18; 19) und der Abtastbügel (20) beidseitig gelagert sind, wobei der Abtastbügel (20) berührungslos mit einer Steuereinrichtung (15; 16) für die Drehzahl des Hilfsmotors (11) in Abhängigkeit von der Stellung des Abtastbügels (20) in Verbindung steht.
4. Vorrichtung gemäß Punkt 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Steuereinrichtung (15; 16) aus opto-elektronischen Bauelementen besteht.
5. Vorrichtung gemäß den Punkten 3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Lagerwelle (25) des Abtastbügels (20) sich im Teil (7) des Gehäuses (4) bis zu einem Lager (26) erstreckt und Code-Scheiben (27 bis 30) trägt, denen gegenüber Lichtschranken (31 bis 34) angeordnet sind, die über eine Regelvorrichtung (16) mit dem Hilfsmotor (11) in Verbindung stehen, wobei die Regeleinrichtung (16) zusätzlich eine Verbindung zur Nähmaschine besitzt.
6. Vorrichtung gemäß den Punkten 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Hilfsmotor (11) über ein Zwischengetriebe (12; 13) und eine Kupplung (14) mit der Welle (39) für die Walze (18) verbunden ist.
7. Vorrichtung gemäß den Punkten 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß dem Hilfsmotor (11) eine Leistungs- und Regelstufe (Li) zugeordnet ist.
8. Vorrichtung gemäß den Punkten 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß dem Hilfsmotor (11) eine separate Betätigungseinrichtung (SB) für die manuelle Betätigung zugeordnet ist.
9. Vorrichtung gemäß den Punkten 3 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß mittels Dekoder (DC 1) in Abhängigkeit von den Lichtschrankensignalen unddengetriggerten Eingangsdrehzahisignalen über mehrere Zähler (CT 1 bis CT3) ein Speicher (RG 1) eingeschrieben wird, mit dessen verstärkten Ausgangssignalen über eine Leistungs- und Regelstufe (Li) der Hilfsmotor (11) angesteuert wird.

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