DE102005012186B4

DE102005012186B4 - Fadenzufuhr bei einer Nähmaschine

Info

Publication number: DE102005012186B4
Application number: DE102005012186A
Authority: DE
Inventors: Bertil Friman; Åke Jönsson; Henrik Eklund
Original assignee: VSM Group AB
Current assignee: Singer Sourcing Ltd LLC
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2007-04-05
Anticipated expiration: 2025-03-16
Also published as: US20050199165A1; DE102005012186A1; SE526806C2; SE0400632D0; US7240628B2; SE0400632L

Abstract

Nähmaschine mit
– einer mit einem Oberfaden (8) versorgten Nadel (7),
– einem Schlingenfänger, der eine Spule für einen Unterfaden aufnimmt, und
– einem Antriebselement, das die Nadel (7) zur Durchführung einer hin- und hergehenden Bewegung antreibt, wobei die Nadel (7) während ihrer Bewegung im Zusammenwirken mit dem Schlingenfänger Stiche auf einem zwischen dem Oberfaden und dem Unterfaden vorgeschobenen Nähgut (9) ausführt, indem ein Hebelarm (5) bei jedem Stich einen Knoten fest anzieht, der im Zusammenwirken aus dem Oberfaden (8) und dem Unterfaden in dem Nähgut ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähmaschine
– eine Fadentransportvorrichtung (11), die die Nadel (7) mit Hilfe eines
– Fadenportionierers oder
– einer Reibbremse zum Bremsen des Oberfadens (8) versorgt,
– einen Schalter zum Umschalten zwischen einer Fadenzufuhr mit Hilfe des Fadenportionierers oder mit Hilfe der Reibbremse und
– eine Steuereinheit aufweist, die die Fadenzufuhr der...

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einer Nähmaschine zur Optimierung der Fadenzufuhr für jeden Stich einer mit der Nähmaschine ausgeführten Naht. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung, die die Möglichkeit eines Umschaltens zwischen einer Fadenzufuhr mit Hilfe einer Portionierung des Oberfadens und einer Fadenzufuhr mit Hilfe einer Reibbremsung des Oberfadens für alle Arten maschinengeführter Nähte schafft, die auf der Nähmaschine zur Verfügung stehen.
Um eine Naht auf einem Stoff zu erstellen, existieren heutzutage auf dem Markt eine Vielzahl an Vorrichtungen unterschiedlicher Konstruktionen zur Durchführung von Steppstichen. Bei üblichen Haushaltsnähmaschinen werden Oberfaden und Unterfaden auf einer Spule im Zusammenwirken mit einer Nadel eingesetzt, um in bekannter Weise den Oberfaden dazu zu bringen, einen Steppstich auf dem Stoff auszuführen, der auf der Nähmaschine genäht wird.
Um eine Naht zu erhalten, die dekorativ aussieht und eine hohe Qualität besitzt, ist ein korrektes Verhältnis zwischen der Länge des Oberfadens und der Länge des Unterfadens eines Stiches wünschenswert. Das Verhältnis zwischen der Länge des Oberfadens und des Unterfadens jedes Stiches hängt von dem Verhältnis zwischen der Spannung des Unterfadens und des Oberfadens während des Ausbildens eines Knotens ab, der durch den Oberfaden und den Unterfaden gebildet wird und einen Verschluß für einen Stich in der Naht bildet.
Um die gewünschte Qualität des Stiches zu erhalten, ist es wünschenswert, daß der Knoten einer Naht sicher an der gewünschten Stelle in Bezug auf den Stoff angeordnet werden kann. Gewöhnlich befindet sich eine optimale Lage des Knotens in der Mitte des Stoffes, betrachtet in einem Längsquerschnitt des Stoffes.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, die momentane Fadenspannung des Oberfadens basierend auf dem Fadenverbrauch von vorhergehenden Stichen jeder Naht einzustellen. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der US 6,012,405 beschrieben. Bei dieser Vorrichtung wird der tatsächliche Fadenverbrauch an Oberfaden mit Hilfe eines Decoders für verbrauchte Fadenlänge nach einem vervollständigten Stich gemessen, wobei diese Information über den tatsächlichen Fadenverbrauch bei einem bereits durchgeführten Stich zur Einstellung der Fadenspannung bei einem nachfolgenden Stich verwendet wird, um ein korrektes Verhältnis der Fadenlängen zwischen Oberfaden und Unterfaden zu erreichen. Diese und andere ähnliche Lösungen setzen voraus, daß die erforderliche Länge an Oberfaden für einen aktuellen Stich im Voraus bekannt ist.

Die US 4,967,679 beschreibt eine Lösung zum Erreichen einer automatischen Steuerung der Fadenzufuhr, wobei eine Nähmaschine für gerade Nähte eine Fadenportionierung im Einklang mit einer geforderten Fadenlänge einsetzt und die Fadenspannung des Oberfadens beim Zick-Zack-Nähen einstellt. Die Fadenportionierung dieser Lösung ist mechanisch angetrieben, wobei Rollen, die den Faden antreiben, synchron mit dem Antriebsmechanismus der Nähmaschine in Rotation versetzt wer den. Beim Zick-Zack-Nähen wird die Fadenspannung entsprechend einem manuell vorgegebenen Wert elektrisch eingestellt. Bei dieser beschriebenen Lösung kann der Verbrauch an Oberfaden pro Stich nicht für andere Arten von Nähten als für gerade Nähte vorbestimmt werden. Die Fadenportionierung wird in Abhängigkeit von einer zyklischen Bewegung eines mechanischen Elements der Nähmaschine bewirkt. Das ausgewählte mechanische Element führt die gleiche zyklische Bewegung auch für andere Arten von Nähten durch, z. B. bei Zick-Zack-Nähten, wodurch der Faden mit Hilfe der Fadenportionierung unter Steuerung durch das mechanische Element bei anderen als bei geraden Nähten nicht zugeführt werden kann.

Die Möglichkeit, den Fadenverbrauch des Oberfadens für einen nachfolgenden Stich zu bestimmen, ist jedoch bekannt. Eine solche Bestimmung berücksichtigt, ohne auf diese Faktoren begrenzt zu sein, die Stichlänge, die Dicke des Stoffes, die Winkelabweichung zwischen einem gegenwärtigen und einem nachfolgenden Stich, die Stichgeschwindigkeit und andere durch einen Benutzer eingestellte Parameter. Eine solche Bestimmung des Fadenverbrauchs ist in der US 6,012,405 gezeigt.

Aus der US 4,408,554 ist eine Steuerung der Federspannung bekannt, die ohne eine Fadenbremse auskommt und eine sehr variable Steuerung des Förderns und Rückholens des Näh- bzw. Oberfadens gestattet.

Früher war es problematisch, die Fadenportionierung als eine Alternative zur Reibbremsung zu nutzen und in der Lage zu sein, frei zwischen diesen umzuschalten, wenn in beiden Fällen die Steuereinheit der Nähmaschine die Anforderung erfüllen soll, das Portionieren des Oberfadens bzw. die Bremskraft beim Reibbremsen zu steuern.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die eine freie Auswahl der Fadenzufuhr mittels einer Auswahl zwischen Fadenportionierung und Reibbremsung für alle Arten von Nähten ermöglicht, die durch die Nähmaschine erstellt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe zum einen durch eine Nähmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst.

Die Fadentransportvorrichtung zur Versorgung der Nadel mit Oberfaden besteht beispielsweise aus einer Einrichtung zum Portionieren einer geforderten Fadenlänge pro Stich und einer Fadenreibbremse, die zur Einstellung einer korrekten Zugspannung in dem Oberfaden während jedes Stiches durch die Ausübung einer Reibkraft auf den Faden ausgebildet ist.

Die Steuereinheit der Nähmaschine umfaßt einen Prozessor gemäß Anspruch 2, der Informationen über durch den Benutzer der Nähmaschine eingestellte Parameter sowie Daten über die aktuellen Stellungen der mechanischen Elemente, die relevant für eine korrekte Ausführung einer gewählten Naht sind, erhält und der das Nähen der Nähmaschine mit diesen Parametern und gegenwärtigen Positionen als Grundlage steuert. Eine solche Steuerung ist bekannt und kein Bestandteil der Erfindung, weshalb sie hier nicht beschrieben wird.

Weiterhin umfaßt die Steuereinheit gemäß Anspruch 3 vorzugsweise einen durch den Prozessor überwachten Motor, der durch den Prozessor mit einem Steuersignal zur Steuerung der Fadentransportvorrichtung versorgt wird, sodaß die Zufuhr des Oberfadens zu der Nadel durch den Motor bewirkt ist, wobei der Motor zur Durchführung der Einstellung des durch den Prozessor errechneten Verbrauchs an Oberfaden pro Stich beim Fadenportionieren und alternativ zur Einstellung der Bremskraft beim Reibbremsen des Oberfadens eingesetzt wird. Diese Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 4 und 6 näher spezifiziert. Der Motor wird vorzugsweise in der Ausbildung als Schrittmotor auch genutzt, um ein Umschalten zwischen dem Fadenportionieren, dem Reibbremsen und einer Neutralstellung durchzuführen, wobei der Motor das ausführende Element des Schalters bildet. Diesbezügliche Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 9 bis 11 angegeben.

Auswählbare Nähte, wie sie hier bezeichnet werden, beziehen sich auf alle Nähte, die ein Benutzer an einem Schalter der Nähmaschine einstellen kann, wobei die Nähmaschine auf diese Weise das Nähen entsprechend der Auswahl steuert. Unter maschinengeführter Naht, wie der Begriff hier genutzt wird, wird verstanden, daß ein Stoff, d. h. im allgemeinen ein Gewebe, durch die Nähmaschine transportiert wird. Eine Nähmaschine kann eine wählbare Stellung zum freihändigen Transportieren eines Stoffes aufweisen, wobei eine in dieser Stellung des Schalters auf diese Weise ausgeführte Naht nicht von dem Begriff maschinengeführte Naht umfaßt ist.

Zu denjenigen mechanischen Elementen, die die Nadel dahingehend beeinflussen, daß sie eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung ausführt, gehört im allgemeinen eine Welle der Nähmaschine, z. B. eine Antriebswelle, die durch ein Antriebselement der Nähmaschine oder durch eine Hilfswelle angetrieben wird, die durch die Antriebswelle in Rotation ver setzt wird. Jegliche dieser Wellen kann als das mechanische Element eingesetzt werden, das die Bewegung synchron zu der erwähnten Bewegung der Nadel durchführt, wobei das mechanische Element in diesen Fällen eine zyklische Rotationsbewegung ausführt. Bei alternativen Ausführungsformen kann das mechanische Element aus einem linear beweglichen Element oder einem mechanischen Element bestehen, das um einen Drehpunkt oszilliert, wobei in beiden Fällen diese mechanischen Elemente durch das Antriebselement der Nähmaschine in ihre zyklische Bewegung versetzt werden. Diese an sich bekannten Ausgestaltungen sind im Oberbegriff von Anspruch 13 wiedergegeben.

Die Erfassung des Zeitpunktes, zu welchem die vorbestimmte Zugspannung in dem Oberfaden erreicht wird, wird durch den Einsatz eines Elements bewerkstelligt, das den Zeitpunkt eines schnellen Anstieges der Zugspannung in dem Oberfaden erfaßt, was den Zeitpunkt anzeigt, zu welchem der Knoten eines Stiches angezogen wird. Ein solches Element kann auf verschiedene Weise dargestellt werden, beispielsweise durch Verwendung einer Fadentransportfeder, an welcher der Oberfaden eingehängt ist. Bei einer schnellen Beschleunigung der Zugspannung, die zu Beginn des Anziehens des Knotens auftritt, wird diese Feder schnell in eine neue Position gebracht, da sie durch den Oberfaden gebogen wird. Durch Erfassung des Umstandes, zu welchem die Veränderung der Position der Fadentransportfeder auftritt, erhält man einen Wert des Zeitpunktes für das Anziehen des Knotens. Der Zeitpunkt, zu welchem die vorbestimmte Zugspannung in dem Oberfaden auftritt, kann dadurch bestimmt werden, beispielsweise durch das Dimensionieren der Federkraft der Federtransportfeder durch ihre Konstruktion, Materialauswahl usw.

Die Position A des mechanischen Elements beinhaltet bei einer Ausführungsform, bei welcher das mechanische Element eine rotierende Welle umfaßt, daß die Welle einen Rotationswinkel A einnimmt, zu welchem eine Markierung auf der Welle mit einer fest definierten Markierung der benachbarten rotierenden Welle zusammenfällt. Die Position B des mechanischen Elements entspricht dem tatsächlichen Rotationswinkel, den die Welle in Bezug auf die feste Markierung in dem Moment einnimmt, in welchem die vorbestimmte Zugspannung erfaßt wird.

Wenn sich ein Fadenhebel, durch welchen der Faden in der Nähmaschine gefädelt ist, in einer Richtung bewegt, um den Knoten festzuziehen, wird der Oberfaden gespannt. Der Rotationswinkel A, bei welchem der Fadenhebel den Oberfaden spannt, ist für eine korrekte zugeführte Fadenlänge bekannt. Durch eine Erfassung des tatsächlichen Rotationswinkels B (der in diesem Beispiel die Stellung B darstellt), zu welchem der Faden gespannt wird, und anschließenden Vergleich des Istwinkels B mit dem Winkel A, zu welchem der Faden bei einer korrekten Länge zugeführten Fadens gespannt worden wäre, ist ein Messen der Abweichung zwischen dem theoretisch errechneten und dem tatsächlich vorhandenen Fadenverbrauch möglich. Eine solche Nähmaschine ist in Anspruch 13 beschrieben. Die Sensorfunktion umfaßt vorzugsweise einen Zeitsensor gemäß Anspruch 14. Daher ermöglicht es die Erfindung zu erfassen, ob eine korrekte Fadenlänge, eine zu kleine Fadenlänge oder eine zu große Fadenlänge zugeführt wird.

Ein Teil der Erfindung besteht darin, einen Erhalt einer Messung zu ermöglichen, um wieviel der tatsächliche Fa denverbrauch von dem theoretisch korrekten Verbrauch abweicht, wodurch es möglich wird, die Abweichung mit Hilfe einer Einstellung der zugeführten Fadenlänge zu kompensieren. Eine entsprechende Nähmaschine ist gemäß Anspruch 12 ausgeführt. Die Korrektur der Abweichung wird mit Hilfe einer Vorrichtung zum Portionieren der Länge an zugeführtem Faden durchgeführt, die zur Minimierung der Abweichung gesteuert wird, oder mit Hilfe einer Vorrichtung zur Reibbremsung, die zur Minimierung der Abweichung gesteuert wird. Die Abweichung von dem theoretisch errechneten Verbrauch an Faden kann beispielsweise von einer unterschiedlichen Elastizität des Fadens abhängen, der verwendet wird, oder ein Verändern der Wirksamkeit der Zufuhr beim Transportieren des Nähguts. Ausführungsformen von Nähmaschinen, die die vorgenannten Eigenschaften konstruktiv umsetzen, sind in den Ansprüchen 15 bis 24 dargelegt.

Ein großer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausführungsformen besteht darin, daß es möglich ist, zwischen a) der Verwendung einer automatischen Vorrichtung für das Portionieren des Fadens, d. h. einer Vorrichtung, die eine bestimmte Länge an Oberfaden pro Stich abgibt, und b) einer Zufuhr des Oberfadens zur Nadel mit Hilfe einer Einrichtung zum Reibbremsen des Oberfadens zu wählen.

Ein weiterer erheblicher Vorteil der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß es möglich wird, die Zufuhr an Oberfaden zu der Nadel in Abhängigkeit von der Art der Naht, des Nähverfahrens und des Nähgutes zu wählen, das jeweils eingesetzt wird, und das weiterhin für beide Alternativen der Fadenzufuhr die Möglichkeit besteht, die Abweichung zwischen tatsächlichem und errechnetem Fadenverbrauch für jeden Stich gegen Null zu steuern.

Ein weiterer Vorteil von erfindungsgemäßen Ausführungsformen besteht darin, daß es möglich ist, mit Hilfe eines Schalters frei zwischen dem Fadenportionieren, dem Reibbremsen und einer Neutralstellung umzuschalten, wobei der Oberfaden freigegeben wird. Ein Nutzer kann selbst über die Art der Fadenzufuhr entscheiden, die für maschinengesteuerte Nähte eingesetzt werden soll.

Zuvor existierte kein Verfahren zum Erhalten von Information über die Abweichung zwischen dem theoretischen oder tatsächlichen Fadenverbrauch für einen jeweiligen Stich, d. h. für den momentan durch die Maschine genähten Stich, wobei eine erfaßte Abweichung unmittelbar für eine Regulierung de Abweichung für alle Arten von Nähten eingesetzt werden kann.

Ein Weg, ein Fadenportionieren zu erreichen, besteht in der Verwendung eines Schrittmotors, der Antriebsrollen antreibt, die aneinander und an dem Faden anliegen und diesen in Abhängigkeit von dem schrittweisen Betreiben des Motors transportieren. Dies erlaubt zudem die Einstellung des Fadenverbrauchs eines momentanen Stiches. Wenn z. B. die erfaßte Abweichung anzeigt, daß während des momentanen Stiches zu viel Faden transportiert worden ist, kann der Schrittmotor am Ende eines Stiches um einige Schritte zurückgedreht werden, um dadurch mit Hilfe der Antriebsrollen den Faden, der bereits zugeführt worden ist, zurückzuziehen. Normalerweise wird die Einstellung ausgeführt, um durch Steuern eines nachfolgenden Stiches eine Abweichung des Fadentransports zu dem vorherrschenden Moment, d, h. zum bestehenden Zeitpunkt zu minimieren.

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung erläutert und sollen in Kombination mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden. Es muß darauf hingewiesen werden, daß die Zeichnungen nur zu Darstellungszwecken beigefügt sind und die Erfindung nicht eingrenzen. Die Zeichnungen sind nicht für die maßstäbliche Wiedergabe gedacht und zeigen lediglich grundlegende Strukturen und Verfahren.
Es zeigen:
1 schematisch den Antrieb einer Nähmaschine mit zwei mit Hilfe eines Riemens verbundener Hauptwellen, die sich pro Stich, den die Maschine ausführt, um eine Umdrehung drehen;
2 eine Modellskizze einer Nähmaschine mit einer Fadentransportvorrichtung und einem Zeitpunktindikator zum Bestimmen des Zeitpunktes des Festziehens eines Knotens eines Stiches;
3 die Position des Istwertes für die Hauptwelle beim Anziehen eines Knotens;
4 die Position des Einstellpunktes für die Hauptwelle gemäß 3 beim Anziehen des Knotens;
5 eine Zugspannungskurve des Oberfadens als Funktion der Zeit und wie der Zeitpunkt der vorbestimmten Kraft P bestimmt wird;
6a und 6b die beiden verschiedenen Stellungen des Zeitpunktindikators, durch welche gezeigt ist, wie ein Lichtstrahl durch eine Markierung zum Zeitpunkt t unterbrochen wird;
7 schematisch die Fadentransportvorrichtung;
8 ein Element zur Reibbremsung des Oberfadens;
9 eine Stirnansicht der Fadentransportvorrichtung;
10 eine Seitenansicht der Fadentransportvorrichtung;
11 bis 13 Rückansichten der Fadentransportvorrichtung, wobei die unterschiedlichen Schaltstellungen gezeigt sind.
Nachfolgend wird eine Anzahl Ausführungsformen unter Zuhilfenahme der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Als Einleitung wird die Funktion für die Steuerung der Fadenzufuhr im Einklang mit zwei Alternativen vorgestellt.
In 1 ist schematisch eine funktionelle Konfiguration des Antriebes einer Nähmaschine gezeigt. Eine erste Hauptwelle, die durch einen Antriebsmotor (nicht gezeigt) angetrieben wird, ist mit 1 bezeichnet. Eine zweite Hauptwelle ist gemeinsam mit der ersten Hauptwelle angeordnet. Die zweite Hauptwelle 2 wird mit Hilfe eines Antriebsriemens 3 durch die erste Hauptwelle angetrieben. Ein Element zur Winkelerfassung, hier als Positionssensor 4 bezeichnet, ist an der zweiten Hauptwelle montiert. Die Bewegung eines Fadenhebels 5 der Nähmaschine wird mit Hilfe einer mechanischen Kupplung zwischen der ersten Hauptwelle 1 und dem Fadenhebel 5 erreicht. Eine solche mechanische Kupplung ist üblich und die in der Kupplung enthaltenen Details sind alle gemeinsam mit dem Pfeil 6 bezeichnet. Die erste Hauptwelle 1 treibt weiterhin eine Nadel 7 an, durch welche ein Oberfaden 8 gefädelt ist, wie in 2 gezeigt ist.
In bekannter Weise wird ein Nähgut in der Form eines Stoffes 9 zwischen einem Unterfaden und einem Oberfaden für die Ausführung einer Naht vorwärts transportiert, die durch gewünschte Stiche ausgeführt wird. Der Stoff wird entsprechend dem Ausführungsbeispiel entlang eines Nähtisches 10 transportiert, der außerdem eine Unterfadenspule aufnimmt, die von einem Schlingenfänger (nicht gezeigt) umschlossen ist. Um einen Stich auszuführen, bei diesem Beispiel ein Steppstich, wird die Nadel 7 unter Steuerung durch die erste Hauptwelle 1 in hin- und hergehender Weise bewegt, so daß die Nadel 7 den Oberfaden nach unten durch den Stoff mitnimmt, wobei der Schlingenfänger den Oberfaden 8 um die Spule, die den Unterfaden aufnimmt, mitnimmt, wodurch ein Knoten in dem Stoff 9 ausgebildet wird, wenn die Nadel wiederum durch den Stoff nach oben gebracht wird und der Fadenhebel 5 den Knoten des Stiches fest anzieht.
Der Oberfaden wird durch eine Fadentransportvorrichtung 11 zugeführt, die den Faden an den Fadenhebel 5 über eine Fadentransportfeder 12 verteilt, die gebogen wird, wenn die Zugspannung in dem Oberfaden einen bestimmten Wert übersteigt.
Ein in einem Prozessor (C) hinterlegtes Steuerprogramm ist ein Teil der Maschine. Das Steuerprogramm erhält eine Information über den Drehwinkel der zweiten Hauptwelle 2. Da beide Hauptwellen miteinander gekoppelt sind und zudem der Fadenhebel und die Nadel 7 durch die Bewegung dieser Wellen gesteuert werden, sind die Bewegungen der Hauptwellen des Fadenhebels 5 und der Nadel 7 zueinander in einem zyklischen Bewegungsmuster synchronisiert, wobei das Steuerprogramm außerdem Informationen über die Stellungen des Fadenhebels 5 und der Nadel 7 des zyklischen Ablaufs erhalten kann. Aus dem Stand der Technik ist es, wie zuvor erwähnt, bereits bekannt, den Fadenverbrauch pro Stich durch eine Berechnung der Stichparameter für Stiche vorzubestimmen, die bei einer ausgewählten Naht vorliegen. Ein solcher errechneter und damit vorbestimmter Fadenverbrauch pro Stich wird in dem Prozessor der Nähmaschine erfindungsgemäß durchgeführt und bildet die Basis für die Versorgung des Motors, der das Fadenportionieren ebenso wie das Reibbremsen durchführt.
Eine Stellung irgendeines mechanischen Elements, das an der zyklischen Bewegung in der Nähmaschine teilnimmt, kann mit Hilfe eines Positionsdetektors erfaßt werden. Als ein Beispiel für einen Positionsdetektor ist gezeigt, wie die Bewegung der erwähnten Fadentransportfeder 12, die zu dem Zeitpunktindikator 13 gehört, verwendet wird, um den Zeitpunkt zu bestimmen, zu welchem der Faden 8 während der Ausführung eines Stiches angezogen wird. Bei dem Beispiel nach 3 und 4 ist ein Detektor gezeigt, bei welchem der Rotationswinkel der zweiten Hauptwelle 2 als das mechanische Element verwendet wird, für welches die erwähnte Position als der tatsächliche Rotationswinkel der Welle erfaßt wird.
Wenn sich der Fadenhebel aus 2 nach oben bewegt, wird der Oberfaden 8 gespannt, um den Knoten eines momentanen Stiches fest anzuziehen. Der Rotationswinkel A, zu welchem der Fadenhebel 5 den Oberfaden 8 bei einem korrekt zugeführten Faden spannt, ist bekannt. Durch Erfassen des Rotationswinkels B, zu welchem der Oberfaden tatsächlich gespannt wird, und anschließendes Vergleichen des Istwinkels B mit dem Winkel A, bei welchem der Faden bei einer korrekten zugeführten Fadenlänge hätte gespannt werden müssen, kann man eine Messung der Abweichung zwischen dem theoretischen und dem tatsächlichen Fadenverbrauch erhalten.
In 3 und 4 ist symbolisch gezeigt, wie man einen Istwert und einen Sollwert für den Rotationswinkel des Positionssensors 4 erhalten kann. Die Drehrichtung ist mit Hilfe des Pfeils 14 angedeutet und wird, als Beispiel, von einer Nullpunktreferenz, die in der Abbildung mit 0° markiert worden ist, aus gemessen. Wenn der Drehwinkel B größer als der Drehwinkel A (3) ist, d. h. der Faden ist später gespannt worden als gewünscht, ist eine kleinere Fadenlänge verbraucht worden, als gedacht. Der Wert der Winkelabweichung A-B ergibt ein Maß für die Abweichung des Fadenverbrauchs. Wenn der Winkel B kleiner als der Winkel A ist (siehe 4) ist eine größere Menge an Faden als errechnet verbraucht worden. Der Wert der Winkeldifferenz A-B ergibt auch in diesem Fall ein Maß der Abweichung jedoch mit umgekehrten Vorzeichen. Wenn eine Messung, um wie viel der wahren Fadenverbrauch von dem theoretisch korrekten Verbrauch abweicht und welches Vorzeichen diese Abweichung hat, durchgeführt worden ist, kann diese Abweichung verwendet werden, um diese dadurch zu kompensieren, daß die Nähmaschine zum automatischen Regulieren der zugeführten Fadenlänge gebracht wird. Dies kann durch eine Verwendung des Wertes der Abweichung erfolgen, um die Fadentransportvorrichtung 11 mit Hilfe einer Korrektur des in dem Prozessor errechneten Wertes des theoretischen Fadenverbrauchs zu steuern.
In 3 und 4 ist die Position des Rotationswinkels A nur symbolisch angedeutet. Selbstverständlich variiert der Istwert A in Abhängigkeit von einer Anzahl von Parametern, wie z. B. der Stichlänge, der Stärke des Stoffes, der Stichbreite usw., aus welchen ein tatsächlicher Istwert für einen momentanen Stich in dem Prozessor bestimmt wird.
Die Erfassung der Position B basiert erfindungsgemäß auf dem Umstand, daß ein vorbestimmter Zeitpunkt für das Anziehen des Knoten jeden Stiches bestimmt werden kann, wobei dieser Zeitpunkt in einer Weise mit einem meßbaren Zeitpunkt eines Zeitintervalls verknüpft ist, während welchem das Anziehen des Knotens geschieht. Einfach ausgedrückt ist ein vergleichbarer Wert des Zeitpunktes des Anziehens des Knotens des jeweiligen Stiches erforderlich. Ein Beispiel dafür, wie man dies erreichen kann, wird unter Bezugnahme auf 5 gezeigt. In dieser Abbildung ist mit Hilfe einer Kurve sehr schematisch dargestellt, wie die Zugspannung F des Oberfadens einer Nähmaschine als eine Funktion der Zeit T variiert. Wenn das Anziehen eines Knotens eines Stiches beginnt, steigt die Zugkraft F des Oberfadens schrittweise an, was aus der Abbildung deutlich wird. Nach dem Festziehen des Knotens kehrt die Zugspannung auf einen niedrigen Wert zurück, d. h. der Faden wird gelockert. Zur Bestimmung des Zeitpunktes, zu welchem die Zugspannung F des Oberfadens einen im Voraus festgesetzten Wert P erreicht, ist ein Zeitpunktindikator angeordnet.
Der Zeitpunktindikator 13 ist gemäß einer Ausführungsform in der Form eines Bauelements vorgesehen, das zu dem Zeitpunkt t des Vorganges des Anziehens des Knotens aktiviert wird, wenn die Zugspannung in dem Oberfaden den im Voraus festgelegten Wert P erreicht. Beispielsgemäß weist der Zeitpunktindikator 13 die zuvor erwähnte Fadentransportfeder 12 auf. Der Zeitpunktindikator 13 und seine Funktion werden ausführlicher mit Hilfe von 6a und 6b erläutert. Die Fadentransportfeder 12 ist an einem drehbaren Rad 15 angebracht. Eine Markierung 16 ist an dem Rad 15 radial von dem Rad nach außen abstehend angebracht. Wenn der Oberfaden 8 gelockert wird, d. h. die Zugspannung in dem Oberfaden klein ist, befindet sich die Fadentransportfeder 12 in der Stellung, die in 6a gezeigt ist. Dann blockiert die Markierung 16 nicht einen Lichtstrahl, der quer zu der Markierung 16 von einer nicht gezeigten Lichtquelle abgestrahlt wird und von einem Lichtdetektor empfangen wird, der, da beide diese Vorrichtungen aus dem Stand der Technik bekannt sind, ebenfalls nicht gezeigt ist.
Wenn ein Knoten mit Hilfe des Fadenhebels 5 angezogen wird, steigt die Zugspannung in dem Oberfaden schnell an, was zur Folge hat, daß die Fadentransportfeder 12 durch den Oberfaden entsprechend 6b nach oben gezogen wird. Wenn die Fadentransportfeder 12 auf diese Weise nach oben gezogen wird, wird das Rad 15 durch die Feder gedreht, wodurch die Markierung 16 in eine neue Lage gebracht wird, in welcher sie den Lichtstrahl 17, wie in 6b gezeigt, unterbricht. Der Zeitpunkt t, zu welchem der Lichtstrahl 17 blockiert wird, wird durch den Prozessor der Nähmaschine registriert, wodurch eine Erfassung der Position B beim Festziehen des Knotens des momentanen Stiches durch ein Auslesen des Rotationswinkels des Positionssensors 4 mit Hilfe des Prozessors zu dem Zeitpunkt t durchgeführt werden kann. Der vorbestimmte Wert P der Zugspannung wird durch ein Dimensionieren der Federkräfte der Fadentransportfeder 12 und einer mit dem Rad 15 verbundenen Feder zum Rückstellen der beweglichen Teile des Zeitpunktindikators 13 in die Stellung, die in 6a dargestellt ist und in welcher die Zugspannung des Oberfadens wiederum klein ist, eingestellt.
Zeitpunktindikatoren der gezeigten Art können selbstverständlich auf vielfach unterschiedliche Weise realisiert werden. Es ist daher ohne weiteres möglich, ein federbelastetes Lichtrad einzusetzen, um welches der Oberfaden verläuft, wobei der Zeitpunkt der Bewegung des federbelasteten Rades, die durch die ansteigende Zugkraft in dem Oberfaden während eines Anziehens eines Knotens bewirkt wird, erfaßt werden kann. Jede Vorrichtung, die zur Erfassung eines Zeitpunktes einer erhöhten Zugkraft in dem Oberfaden, die durch ein Anziehen des Knotens bewirkt wird, eingesetzt wird, kann als ein Bauelement zur Erfassung der Zeit, d. h. zum Registrieren des Zeitpunktes t verwendet werden.
Der erfaßte Wert des Rotationswinkels B wird in der Nähmaschine während des Nähvorganges mit dem erfaßten Wert des Rotationswinkels B verglichen, wodurch eine mögliche Abweichung bestimmt wird. In Abhängigkeit davon, wie die Zeitmessung zur Erfassung des Wertes des Zeitpunktes t ausgestaltet ist, kann ein Bedarf bestehen, in dem Prozessor den verbleibenden Fadenbedarf während des Intervalls des Anziehens des Fadens zu errechnen, was in 5 aus dem Zeitintervall, während welchem die gesteigerte Zugspannung vorherrscht, besteht. Eine solche Kalkulation des Fadenver brauchs kann in dem Prozessor durchgeführt werden, indem man diesen mit Parametern wie der Stichlänge, der Stichbreite, der Stoffdicke usw. versorgt. Wenn ein steifer Zugkraftdetektor anstelle der elastischen Federtransportvorrichtung 12 verwendet wird, kann der Zeitpunkt t zu dem Zeitpunkt werden, an welchem der Knoten vollständig angezogen worden ist, wodurch eine Errechnung eines weiteren Fadenverbrauchs während des Anziehens des Knotens nicht erforderlich ist.
Wenn man eine Messung der Abweichung zwischen A und B erhalten hat, d. h. bei dem gezeigten Beispiel in der Form einer Winkeldifferenz A-B, wird diese Messung zur Steuerung der Fadentransportvorrichtung 11 in Richtung eines Minimierens der Abweichung während des Nähens eingesetzt, d. h. daß die Winkeldifferenz auf Null gebracht wird.
Entsprechend dem vorliegenden Beispiel ist die Fadentransportvorrichtung 11 mit auswählbaren Mitteln zur Versorgung der Nadel 7 mit der gewünschten Länge an Oberfaden 8 ausgestattet. Zum einen sind diese Mittel ein Fadenportionierer, und zum anderen eine Reibbremse für den Oberfaden 8.
7 zeigt schematisch einen Fadenportionierer, der durch einen Prozessor C gesteuert wird. In dem Prozessor C sind Daten bezüglich der Position A abgespeichert, an welcher ein Knoten eines Stiches korrekt angezogen werden soll. Der Prozessor wird auch kontinuierlich mit Daten gefüttert, die den Drehwinkel des mechanischen Elements anzeigen, zu welchem die Position B gemessen wird, d. h. den Ist-Wert des Drehwinkels, wobei bei dem vorliegenden Beispiel der Drehwinkel der zweiten Hauptwelle 2 gemeint ist. Der Prozessor C steuert ferner einen Schrittmotor M, der mechanisch mit drei An triebsrollen R1, R2, R3 über einen Getriebemechanismus gekoppelt ist, der in der Abbildung mit 20 bezeichnet ist. Es wird hier eine Ausführungsform beschrieben, bei welcher der Motor M aus einem Schrittmotor besteht, es können aber selbstverständlich andere Arten von Antriebselementen eingesetzt werden, die auf andere Weise als schrittweise gesteuert sind. Der Oberfaden wird über ausgerückte Reibscheiben 21 zwischen den Rollen R1, R2, R3 geführt, wobei ein schrittweises Betreiben des Motors M zur Folge hat, daß der Oberfaden 8 vorwärts in Richtung der Nadel oder zurück weg von der Nadel 7 bewegt wird. Die Länge an vorwärts oder rückwärts transportiertem Faden bestimmt sich durch die Anzahl von Schritten, um welche der Motor betätigt wird. Der Oberfaden wird vorwärts transportiert, wenn der Schrittmotor schrittweise in der Vorwärtsrichtung betätigt wird, die durch F bezeichnet ist, und wird rückwärts transportiert, wenn der Motor schrittweise rückwärts betätigt wird, durch B angezeigt. Der Transport wird in Abhängigkeit vom Wert und dem Vorzeichen der gemessenen Abweichung A-B gesteuert. Die Größe des Wertes der Abweichung A-B steht im Verhältnis zu der Anzahl von Schritten, um die der Motor M betätigt wird. Wenn die Abweichung positiv ist, d. h. A-B größer als Null ist, wird der Motor schrittweise vorwärts betätigt. Wenn die Abweichung andererseits negativ ist, d. h. A-B kleiner als Null ist, wird der Motor schrittweise rückwärts betätigt. Die Anzahl von Schritten, um welche der Motor während eines Stiches vorwärts angetrieben wird, wird selbstverständlich hauptsächlich durch den theoretischen Wert der Zustellung gesteuert, der erforderlich ist. Ein schrittweises Rückwärtsbewegen kann jedoch mit Hilfe einer begrenzten Anzahl von Schritten durchgeführt werden, wenn andererseits, wie nachfolgend gezeigt wird, die Fadentransportvorrichtung in eine Neutralstellung gebracht wird.
Während einer bestimmten Art des Nähens, z. B. beim freihändigen Nähen mit der Nähmaschine, oder wenn der Benutzer der Nähmaschine es so wünscht, kann es unpraktisch sein, die Fadenportionierung zu nutzen. In diesem Fall kann der Fadenportionierer abgeschaltet werden, indem man die Antriebsrollen R2 und R3 auskoppelt, so daß diese nicht an der Antriebsrolle R1 anliegen. Auf diese Weise läuft der Oberfaden 8 frei zwischen den Antriebsrollen R1, R2 und R3. Statt dessen kann die Nähmaschine hierbei umgeschaltet werden, um den Oberfaden mit Hilfe der Reibbremse für den Oberfaden 8 zu bremsen. Hierbei wird ein nachstehend beschriebener Schalter zum Ausrücken des Fadenportionierers und zum Aktivieren der Reibbremse und umgekehrt verwendet. In einer Zwischenstellung, einer Neutralstellung, rückt der Schalter sowohl den Fadenportionierer als auch die Reibbremse aus. Diese Neutralstellung wird beispielsweise dann eingesetzt, wenn der Oberfaden 8 in die Nähmaschine eingefädelt wird. Die Neutralstellung wird ferner als eine Zwischenstellung beim Übergang vom Fadenportionieren zum Reibbremsen und bei einem Übergang vom Reibbremsen zum Fadenportionieren genutzt.
Durch Steuern des Schrittmotors M in einer solchen Weise, daß dieser in der Rückwärtsrichtung B um eine vorbestimmte Anzahl von Schritten gedreht wird, wird der Fadenportionierer ausgerückt, indem die Antriebsrollen R1, R2, R3 voneinander getrennt werden, wohingegen stattdessen eine Feder 22 mit Hilfe eines Getriebes 23 bei fortdauernder Rotation in dieser Drehrichtung (B) gespannt wird, in der in 8 schematisch gezeigten Weise. Wenn die Feder 22 gespannt wird, indem ein Federspanner 24 mit Hilfe einer Kraft von dem Schrittmotor M in der Richtung R gedrückt wird, werden die Reibscheiben 21 zum Reibbremsen des Oberfadens 8 mit größerer Kraft in Richtung zueinander gebracht, wodurch die Bremskraft im Oberfaden erhöht wird. Falls eine Reduzierung der Bremskraft des Oberfadens erforderlich ist, wird der Schrittmotor um eine Anzahl von Schritten in einer umgekehrten Drehrichtung gedreht, d. h. in der Richtung F, wodurch der Federspanner 24 durch die Federkraft der Feder 22 in die Richtung L gedrückt wird. Die Kraft, mit welcher die Reibscheiben aneinander anliegen, wird verringert und deswegen wird die Bremskraft auf den Oberfaden 8, der zwischen den Reibscheiben 21 verläuft, reduziert.
Da die auf den Oberfaden 8 in der Stellung des Reibbremsens wirkende Bremskraft mit Hilfe der Drehrichtung, in welche der Schrittmotor M gedreht wird, und mit Hilfe der Anzahl von Schritten, um welche der Schrittmotor M betätigt wird, reguliert wird, kann die Bremskraft entsprechend durch eine Steuerung des Schrittmotors M gesteuert werden. Durch eine Steuerung des Schrittmotors M mit Hilfe des Signals, das im Verhältnis zu der gemessenen Abweichung A-B steht, kann die Fadenlänge, die pro Stich verbraucht wird, um den Knoten an der genauen Position innerhalb des Nähgutes zu plazieren, gesteuert werden, um die Abweichung A-B zu minimieren, auch wenn sich die Fadentransportvorrichtung 11 in der Stellung des Reibbremsens des Oberfadens 8 befindet. Dies wird wie im Falle der Schaltstellung zum Fadenportionieren durch eine Berechnung der Abweichung in dem Prozessor C durchgeführt, woraufhin ein Korrektursignal in einer bekannten automatischen Überwachungsweise von dem Prozessor ausgesendet wird, um den Schrittmotor M zum Erhöhen oder Reduzieren der auf den Ober faden 8 wirkenden Bremskraft anzusteuern, so daß die Abweichung A-B einem Minimum angenähert wird.
Die Funktion einer Fadentransportvorrichtung 11 in der Form eines Moduls, das den Faden durch Fadenportionieren oder Reibbremsen des Oberfadens zuführt und das einen Schaltmechanismus zwischen diesen beiden aufweist, wird mit Bezug auf 9 bis 13 näher im Detail erläutert.
In 9 weist das Modul einen Schrittmotor M auf, der über den zuvor erwähnten Getriebemechanismus 20 in einer Schaltstellung die Antriebsrollen R1, R2 und R3 antreibt. In einer anderen Schaltstellung treibt der Schrittmotor M über das Getriebe 23 einen Federspanner 24 an, um die Reibwirkung auf den Oberfaden zu erhöhen oder abzusenken, wenn dieser zwischen den Reibscheiben 21 entlangläuft. In der Abbildung ist im Detail auch der Zeitpunktindikator dargestellt, nämlich die Fadentransportfeder 12, an welcher der Oberfaden 8 eingehängt ist. Die erwähnten Elemente des Moduls sind alle an einem Modulchassis 25 montiert.
10 zeigt eine Seitenansicht des Moduls mit der die im Zusammenhang mit 9 beschriebenen Elemente aufweisenden Fadentransportvorrichtung 11.
Wie erwähnt, kann die Fadentransportvorrichtung 11 zum Einnehmen einer der drei Schaltstellungen gesteuert werden, die nachfolgend wie folgt bezeichnet werden:
Position 1: die Fadenportionierstellung (in 11 gezeigt)
Position 2: die Reibbremsstellung (in 12 gezeigt)
Position 3: die Neutralstellung (in 13 gezeigt)
In der Fadenportionierstellung (Position 1) befinden sich die Reibscheiben in einem offenen Zustand, d. h. man erhält kein Bremsen des Oberfadens 8. Eine bestimmte Fadenlänge wird für jeden Stich portioniert/zugestellt. Die Zufuhr wird durch den Motor M bestimmt, wobei der Motor M durch den Prozessor C der Nähmaschine gesteuert ist.
In der Reibbremsstellung (Position 2) ist die Portioniervorrichtung ausgerückt, indem die Antriebsrollen R1, R2, R3 voneinander getrennt sind, so daß der Oberfaden frei zwischen ihnen verläuft. Der Oberfaden 8 wird durch die Reibscheiben 21 gebremst. Die Höhe der Bremskraft wird mit Hilfe des Schrittmotors über eine Steuerung durch den Prozessor C reguliert.
In der Neutralstellung (3) sind sowohl die Portioniervorrichtung als auch die Reibscheiben ausgerückt. In dieser Stellung kann der Oberfaden eingefädelt werden.
Auf der Achse des Schrittmotors M sind zwei Zahnräder 26, 27 montiert, von welchen nur das äußere in den Abbildungen sichtbar ist. Dieses äußere Zahnrad 26 ist fest auf der Motorachse montiert. Das innere Zahnrad 27 ist auf einem Freilauf montiert, der zwischen dem inneren Zahnrad 27 und dem äußeren Zahnrad 26 angeordnet ist. Der Freilauf ist fest auf der Motorachse montiert, was zur Folge hat, daß dieses innere Rad 27 in einer Drehrichtung des Motors M frei drehbar ist und in der anderen Drehrichtung durch den Motor M antreibbar ist.
Der Oberfaden wird mit Hilfe der Antriebsrollen R1, R2 und R3 zugeführt, zwischen welchen der Faden eingeklemmt ist. Durch eine Rotation der Antriebsrollen wird der Faden zwischen diesen zugestellt. Die Portioniervorrichtung wird durch das äußere Zahnrad 26 über zwei Zwischenräder 28, 29 angetrieben. Die beiden zusätzlichen Antriebsrollen R2 und R3 sind auf Wellen montiert, die an einer ersten Schwinge eines Hebelarms 30 angebracht sind. Eine an dem Ende der zweiten Schwinge des Hebelarms 30 befestigte Zugfeder drückt die Antriebsrollen R2 und R3 gegen die Antriebsrolle R1, was in den Abbildungen durch eine Richtung J bezeichnet ist. In der Portionierstellung werden die Reibscheiben bei der Rotation des Motors M nicht verlagert, da das innere Zahnrad 27, das den Federspanner 24 antreibt, dann aufgrund des Freilaufs frei rotiert.
Der Federspanner 24 zur Einstellung der Anlagekraft der Reibscheiben 32 aneinander wird durch das innere Zahnrad 27 auf der Motorachse und durch eine Antriebsfeder 32 innerhalb des Federspanners 24 angetrieben. Der Antrieb von der Motorachse wird über Sekundärzahnräder 36, 37 übertragen. Die Zahnräder 27, 36, 37 sind von dem Getriebe 23 gemäß 8 umfaßt. Der Federspanner 24 besitzt eine zylindrische Oberfläche, die entlang eines Winkelbereichs in der Größenordnung von ¾ ihres Umfangs (die Oberfläche 33) einen kreisförmigen Querschnitt mit einem gleichförmigen Radius besitzt. Entlang des verbleibenden Umfangsbereichs (die Oberfläche 34) besitzt die zylindrische Oberfläche eine Vertiefung mit einem kleineren Radius als die Oberfläche 33. In der Position 2 (d. h. der Reibbremsstellung) ist der Fadenportionierer immer ausgerückt, was dadurch erreicht wird, daß die Spitze 35 der ersten Schwinge des Hebelarms 30 auf der höheren Oberfläche 33 des Federspanners 24 anliegt. Auf diese Weise wird der Hebelarm 30 in der Richtung G außen gehalten, wodurch die Antriebsrollen R2 und R3 nicht an der Antriebsrolle R1 anliegen. In dieser Stellung 2 folgt der Hebelarm der Kurve der Oberfläche 33, wodurch sich die Stellung des Hebelarmes während der Stellung 2 nicht ändert. Wenn der Motor M betätigt wird, so daß der Federspanner 24 sich in der durch D gekennzeichneten Richtung dreht, wird eine Druckscheibe, die gegen die Feder 22 drückt, diese spannen, wodurch die Reibscheiben 21 mit größerer Kraft gegeneinander gedrückt werden, was zu einem stärkeren Bremsen des Oberfadens 8 führt, so daß die Zugspannung im Oberfaden zunimmt.
Um die Bremskraft auf den Oberfaden 8 zu reduzieren, muß die Druckscheibe nach außen weg von den Reibscheiben 21 gebracht werden, so daß die Druckkraft durch die Feder 22 vermindert wird. Eine Federscheibe ist zwischen dem äußeren Zahnrad 26 und dem inneren Zahnrad 27 angeordnet. Wenn der Motor in der Richtung F betätigt wird, sorgt die Reibung zwischen dem äußeren Zahnrad 26 und dem inneren Zahnrad dafür, daß das äußere Zahnrad 26 das innere Zahnrad 27 zur Rotation in der Richtung F bis zu einem gewissen Drehmoment mitnimmt. Das innere Zahnrad 27 sorgt dann für eine Drehmomentabgabe, die erforderlich ist, um den Federspanner 24 mit Hilfe der Antriebsfeder 32 in der Richtung E zu drehen. Die Reduzierung der Druckkraft von der Feder 22 wird folglich dadurch bewerkstelligt, daß die Antriebsfeder 32 in Kombination mit der Reibkraft zwischen dem äußeren Zahnrad 26 und dem inneren Zahnrad 27, wenn sich der Motor in der Vorwärtsrichtung dreht, den Federspanner 24 in der Richtung E dreht.
Infolge der Reibung in dem System kann die Antriebsfeder 32 allein nicht den Beginn des Antriebs der Bewegung des Federspanners 24 in der Richtung E bewerkstelligen. Diese Funktion gestattet es, daß eine zwischen den Reibscheiben 21 eingestellte Bremskraft konstant bleibt, solange der Motor nicht wiederum in einer Drehrichtung bewegt wird.
Eine Umschaltung aus der Stellung 1 in die Stellung 3: Der Motor wird so gesteuert, daß er in der Drehrichtung rückwärts rotiert, wobei sowohl das äußere Zahnrad 26 als auch das innere Zahnrad 27 mitgenommen werden. Der Federspanner 24 wird dann in der Richtung D gedreht. Da der Hebelarm 30 der Kurve der Oberfläche 34 folgt, wird sich der Hebelarm drehen, so daß die Antriebsrollen R2 und R3 in der Richtung G verlagert werden. Wenn der Motor so betätigt worden ist, daß die Spitze 35 der ersten Schwinge des Hebelarms 30 am höchsten Bereich der Oberfläche 33 anliegt, sind die Antriebsrollen R2 und R3 vollständig ausgerückt worden, wobei sie nicht länger an der Antriebsrolle R1 anliegen.
Umschalten von Position 3 auf Position 2: Der Motor wird in der Drehrichtung rückwärts betätigt, so daß sich der Federspanner 24 in der Richtung D dreht. Die Druckscheibe bewegt sich dann in einer Richtung, die die Feder 22 zusammendrückt. Der Federspanner 24 wird dann gedreht, bis die Feder 22 damit beginnt, die Reibscheiben 32 zusammenzudrücken.
Umschalten von Position 2 auf Position 3: Der Motor wird in der Drehrichtung vorwärts betätigt. Die Antriebsfeder 32 wird dann den Federspanner 24 in der Richtung E antreiben. Wenn der Federspanner 24 sich so gedreht hat, daß die Spitze 35 des Hebelarms 30 an der Grenze zwischen der Oberfläche 33 und der Oberfläche 34 liegt, ist die Druckscheibe um ein Wegstück soweit nach außen weg von den Reibscheiben 21 verlagert worden, daß die Zwischenfeder 22 die Reibscheiben 21 nicht länger zusammendrückt. Die Reibscheiben sind ausgerückt und ein Oberfaden 8 kann eingefädelt werden.
Umschalten von Position 3 auf Position 1: Wenn die Fadentransportvorrichtung 11 in die Stellung 3 geschaltet worden ist, befindet sich die Spitze 35 des Hebelarms 30 immer auf der Oberfläche 33. Der Motor wird in der Vorwärtsrichtung betätigt. Die Antriebsfeder 32 treibt dann den Federspanner 24 an, da das innere Zahnrad 27, das den Federspanner 24 antreibt, auf einem Freilauf angeordnet ist. Der Federspanner 24 dreht sich so weit, bis die Spitze 35 des Hebelarms auf das niedrigste Niveau der Oberfläche 34 gelangt, wodurch die Stellung 1 eingenommen worden ist.
Ein großer Vorteil der beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daß die Steuerung der Fadenzufuhr sowohl beim Fadenportionieren als auch beim Reibbremsen des Oberfadens 8 mit Hilfe ein und desselben Motors durchgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß es die beschriebene Konstruktion ermöglicht, den Schrittmotor, die Fadenportionierelemente 20, R1, R2, R3, die Elemente für die Reibbremse 21, 22, 23, 24 und den Zeitpunktindikator 13 in das gleiche Modul zu integrieren. Diese Modulbauweise verbilligt die Konstruktion und erleichtert es, das gesamte Modul als eine getrennte und kompakte Einheit zu installieren und auszutauschen.
Es ist selbstverständlich möglich, die Steuerung der Fadenzufuhr zur Nadel 7 mit Hilfe getrennter Elemente für das Fadenportionieren und das Reibbremsen durchzuführen, wobei jedes der Elemente mit einem eigenen Motor zum Antreiben der Fadenportionierelemente bzw. zum Antreiben der Reibbremselemente versehen ist.
Die Nähmschine ist vorstehend anhand einer Fadenzufuhr des Oberfadens sowohl beim Fadenportionieren als auch beim Reibbremsen beschrieben worden, wobei in beiden Fällen die Steuerung eine Erfassung der Abweichung zwischen dem errechneten Fadenverbrauch und dem tatsächlichen Fadenverbrauch aufweisen kann. Eine solche Verfeinerung muß selbstverständlich nicht notwendigerweise eingesetzt werden. Die Erfindung kann auf solche Weise verändert werden, daß eine Erfassung der erwähnten Abweichung nicht eingesetzt wird. Bei einer einfacheren Variante einer Nähmaschine als der beschriebenen wird die Steuerung der Fadenportionierung und Reibbremsung entsprechend der Erfindung nur mit Hilfe einer errechneten Fadenzufuhr ermöglicht, wobei jeglicher erfaßter tatsächlicher Fadenverbrauch nicht verwendet wird.

Claims

Nähmaschine mit – einer mit einem Oberfaden (8) versorgten Nadel (7), – einem Schlingenfänger, der eine Spule für einen Unterfaden aufnimmt, und – einem Antriebselement, das die Nadel (7) zur Durchführung einer hin- und hergehenden Bewegung antreibt, wobei die Nadel (7) während ihrer Bewegung im Zusammenwirken mit dem Schlingenfänger Stiche auf einem zwischen dem Oberfaden und dem Unterfaden vorgeschobenen Nähgut (9) ausführt, indem ein Hebelarm (5) bei jedem Stich einen Knoten fest anzieht, der im Zusammenwirken aus dem Oberfaden (8) und dem Unterfaden in dem Nähgut ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähmaschine – eine Fadentransportvorrichtung (11), die die Nadel (7) mit Hilfe eines – Fadenportionierers oder – einer Reibbremse zum Bremsen des Oberfadens (8) versorgt, – einen Schalter zum Umschalten zwischen einer Fadenzufuhr mit Hilfe des Fadenportionierers oder mit Hilfe der Reibbremse und – eine Steuereinheit aufweist, die die Fadenzufuhr der Fadentransportvorrichtung (11) durch Einsatz des Fadenportionierers oder alternativ der Reibbremse für alle Arten von wählbaren maschinell geführten Nähten steuert.
Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit einen Prozessor (C) aufweist, der mit einem Steuerprogramm für die Nähmaschine programmiert ist.
Nähmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadentransportvorrichtung (11) einen Motor (M) besitzt, der durch den Prozessor (C) mit einem Steuersignal zur Steuerung der Fadentransportvorrichtung (11) versorgt wird, so daß die Zufuhr des Oberfadens (8) zu der Nadel (7) durch den Motor (M) bewirkt ist.
Nähmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadentransportvorrichtung (11) einen Fadenportionierer umfaßt, der durch den Motor (M) auf der Basis einer durch den Prozessor (C) bestimmten Fadenlänge Oberfaden (8) zuführt.
Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenportionierer Antriebsrollen (R1, R2, R3) aufweist, die aneinander und an dem Oberfaden (8) anliegen und die über ein Getriebe (20) durch den Motor (M) bewegt werden, um die bestimmte Fadenlänge pro Stich zuzuführen.
Nähmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadentransportvorrichtung (11) eine Reibbremse umfaßt, die auf der Basis einer durch den Prozessor (C) bestimmten Bremskraft eine Bremskraft auf den Oberfaden durch den Motor (M) ausübt.
Nähmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbremse zum Bremsen des Oberfadens (8) durch Reibung Reibscheiben (21) besitzt, die zur Ausübung einer vorbestimmten Bremskraft auf den Oberfaden (8) durch den Motor (M) eingestellt sind.
Nähmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibbremse zum Bremsen des Oberfadens (8) durch Reibwirkung einen Federspanner (24) und eine Feder (22) aufweist, wobei der Motor (M) den Federspanner (24) zum Einstellen einer Federkraft der Feder (22) steuert, so daß die Feder (22) die Reibscheiben (21) so beeinflußt, daß diese eine kalkulierte Bremskraft auf den Oberfaden (8) ausüben.
Nähmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadentransportvorrichtung (11) zur Einnahme jeweils einer der Schaltstellungen a) Fadenportionierung, in welcher die Zufuhr des Oberfadens mit Hilfe des Fadenportionierers durchgeführt wird, b) Reibbremsung, in welcher der Faden mittels der Reibbremse zum Bremsen durch Reibwirkung durchgeführt wird oder c) Neutralstellung vorgesehen ist.
Nähmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (M) ein Schrittmotor ist und der Schalter zum Wechsel der Schaltstellung mit Hilfe eines Bewegens des Motors (M) um eine definierte Anzahl an Schritten eingestellt wird.
Nähmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter durch eine Programmabfolge des Steuerprogramms des Prozessors (C) gesteuert ist, wobei eine Aus wahl des Benutzers für eine Naht oder die Neutralstellung dem Prozessor zugeleitet wird, der so programmiert ist, daß er die Getriebestellung in die Neutralstellung, die Fadenportionierstellung oder die Stellung zum Reibbremsen in Abhängigkeit von der Benutzerauswahl schaltet.
Nähmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit die Fadenzufuhr von der Fadentransportvorrichtung (11) so steuert, daß eine Abweichung zwischen der errechneten Menge an Fadenverbrauch pro Stich und einem erfaßten Fadenverbrauch pro Stich auf Null gebracht wird.
Nähmaschine nach Anspruch 12, wobei das Antriebselement der Nähmaschine über Kupplungselemente eine Anzahl mechanischer Elemente (1, 2, 5, 7) betätigt, wobei eines dieser mechanischen Elemente die Nadel (7) ist, um unter sich zyklische Bewegungen synchron durchzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung mit Hilfe einer Sensorfunktion erfaßbar ist, die die Abweichung zwischen – einer Position A für ein ausgewähltes mechanisches Element (1, 2, 5, 7), die ein Sollwert für die Position A zu einem Zeitpunkt ist, zu welchem ein vorbestimmter Wert P für die Zugspannung in dem Oberfaden (8) beim Anziehen eines Knotens erreicht wird und – einer Position B für das ausgewählte mechanische Element (1, 2, 5, 7), die ein Istwert für die Position B zum Zeitpunkt t ist, zu welchem der vorbestimmte Wert P für die Zugspannung in dem Oberfaden (8) beim Anziehen des Knotens erreicht wird, erfaßt.
Nähmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorfunktion einen Zeitsensor (13) zum Erfassen des Zeitpunktes t aufweist, wenn der Istwert für die Position (B) für das ausgewählte mechanische Element (1, 2, 5, 7) erfaßt wird.
Nähmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte mechanische Element eine erste Hauptwelle (1), eine zweite Hauptwelle (2), ein Fadenhebel (5), die Nadel (7), ein linear bewegliches Element, das durch das Antriebselement der Nähmaschine angetrieben ist und/oder ein Element ist, das durch das Antriebselement der Nähmaschine zur Oszillation um einen Drehpunkt angetrieben ist.
Nähmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgewählte mechanische Element aus der zweiten Hauptwelle (2) der Nähmaschine besteht.
Nähmaschine nach Anspruch 15, oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitsensor (13) einen Zugspannungsdetektor (12) zum Erfassen einer Veränderung der Zugspannung in dem Oberfaden (8) aufweist.
Nähmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugspannungsdetektor eine Feder (12) besitzt, die durch den Oberfaden (8) gespannt ist.
Nähmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (12) mit einer Markierung (16) gekoppelt ist, die ihre Position verändert, wenn die Feder (12) gespannt wird.
Nähmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitsensor (13) mit einem Lichtstrahl (17) arbeitet, der durch die Markierung (16) zum Zeitpunkt t unterbrochen ist, wenn die vorbestimmte Zugspannung P in dem Oberfaden (8) vorliegt.
Nähmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitsensor (13) einen Lichtdetektor besitzt, der ein Signal an einen Prozessor (C) der Steuereinheit (C, M) überträgt, wobei dieses Signal eine Information über den Zeitpunkt t enthält.
Nähmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor (C) einen Positionssensor zum Lesen der Position B zum Zeitpunkt t besitzt.
Nähmaschine nach Anspruch 11 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenportionierer, die Reibbremse zum Bremsen mit Reibwirkung und der Motor (M) zu einem Modul zusammengebaut sind, das als eine Einheit an der Nähmaschine anbringbar oder von der Nähmaschine abbaubar ist.
Nähmaschine nach Anspruch 22 und 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitsensor in das Modul integriert ist.