DE19538293A1 - Nähmaschine mit Einzelantrieben - Google Patents

Description

Nähmaschinen werden sowohl für den Einsatz in der Industrie als auch im Handwerk und im Haushalt hergestellt. Das Nähgut können Textilien, Leder oder Kunststoff sein.

Zur Bildung der Naht werden die folgenden Baugruppen benötigt:

• - Nadelstange mit Nähnadel zur Bewegung des Oberfadens,
• - Nähfuß zum Niederhalten des Nähgutes,
• - Fadenhebel zur Straffung des Fadens,
• - Vorschubeinrichtung zur Bewegung des Nähgutes und zur Festlegung der Stichweite und
• - Schiffchen mit Spule zur Aufnahme und Bewegung des Unterfadens.

Zur Variation der Stichweite kann die Vorschubeinrichtung in der Bewegungsamplitude verändert werden.

Der Anpreßdruck des Nähfußes kann in Anpassung an die Dicke des Nähgutes verändert werden.

Der Antrieb der Bewegungen erfolgt so, daß von einer zentralen Welle ausgehend alle erforderlichen Bewegungsabläufe über Hebel, Kurvenschreiber oder Exzenter realisiert werden. Änderungen der Bewegungshübe werden durch Verstellung von Hebelarmen oder Bewegungsradien erreicht.

Der Antrieb der zentralen Welle geschieht im einfachsten Fall durch einen Tretmechanismus der über einen Riemenantrieb die Welle antreibt oder durch einen Elektromotor der die zentrale Welle direkt oder über einen Riementrieb antreibt. Zur Änderung der Nähgeschwindigkeit wird die Antriebsdrehzahl variiert.

Diese Anordnung gewährleistet durch die starre Kopplung aller anzutreibender Achsen den drehzahl- und lagesynchronen Lauf der einzelnen Arbeitselemente der Nähmaschine.

Zur Herstellung von Ziernähten und Strickmustern sind Lösungen bekannt, bei denen die Nadel neben der senkrechten Bewegung noch Bewegungen senkrecht zur Vorschubbewegung ausführen kann. Die seitliche Nadelbewegung kann sowohl durch Mechanismen als auch durch eine informationsverarbeitende Elektronik, die z. B. einen Linearaktuator steuert, realisiert.

Die mechanische Lösung der Nähbewegung weist die folgenden Nachteile auf:

• - Geräuschbildung durch die zahlreichen Mechanismen,
• - Verschleiß der Mechanismen,
• - Änderung der Einstellung der Maschine (Fadenspannung, Anpreßdruck, Vorschub) müssen von Hand erfolgen,
• - Änderung der Einstellung werden bei stehender Maschine gemacht,
• - die Übertragung der Drehmomente erfolgt über relativ lange Wellen,
• - zur Wartung müssen die zahlreichen Lagerstellen regelmäßig geölt werden,
• - Änderungen der Stichweite und des Anpreßdruckes sind nur in dem Maße möglich, wie es die Mechanismen zulassen. Die Einstellung dieser Werte ist der Erfahrung des Bedieners überlassen. Die Einstellungen sind kaum reproduzierbar.

Diese Nachteile sollen dadurch vermieden werden, daß der Antrieb der einzelnen Arbeitselemente der Maschine durch mehrere Elektromotoren erfolgt. Diese können rotierende oder lineare Motoren sein. Im ersten Fall erfolgt dessen Ankopplung an das zu bewegende Element über Mechanismen, die die rotierende Bewegung des Motors in die geforderte lineare Bewegung umwandeln. Änderungen der Bewegungsamplitude erfordern die Möglichkeit der Einstellung des Mechanismus. Im Fall linearer Antriebsmotoren kann die Bewegungsamplitude durch die elektronische Steuerung ohne Eingriff in die Mechanik variiert werden. Es ist möglich jeder Arbeitsstelle einen Antrieb zuzuordnen oder einen Antrieb für jeweils mehrere Arbeitselemente vorzusehen. Der drehzahl- und lagesynchrone Lauf der Antriebselemente wird dadurch erreicht daß:

• 1. Die einzelnen Elektromotoren mit Drehzahl- und Lagegeber ausgerüstet sind. Von einer zentralen Steuerung erhalten die Motoren in einem Zeitrhythmus ihre Sollwerte vorgegeben. Jede Achse wird als drehzahl-und/oder lagegeregelte Achse betrieben.
• 2. Die einzelnen Elektromotoren sind Schrittmotoren , die von einer zentralen Steuerung in ihrem Bewegungsablauf gesteuert werden. In diesem Fall sind keine Drehzahl- und/oder Lagegeber erforderlich.

Im ersten Fall können die Antriebsmotoren drehzahl- und/oder lagegeregelte Gleichstrommotoren, Drehstromasynchronmotoren oder Drehstromsynchronmotoren sein. Die Motoren werden durch Stromrichter gespeist. Das Antriebssystem besteht aus einem energetischen Teil der für die Speisung der Motoren und einem informations­ verarbeitenden Teil für die Steuerung und Koordinierung der Bewegungen. Den grundsätzlichen Aufbau eines solchen Antriebssystems zeigt Fig. 1. Es ist zweckmäßig den Leistungsteil so aufzubauen, daß ein zentraler Gleichrichter über eine Gleichstromsammelschiene die Wechselrichter für die einzelnen Antriebe speist.

Die Koordinierung der Drehzahlen und/oder der Lagen erfolgt in der Form, daß vom informationsverarbeitenden Teil, dem Leitrechner - allen Antrieben in einem Zeitrhythmus die Sollwerte der Drehzahlen und/oder Lagen der einzelnen Motoren vorgegeben werden. Durch den Soll-Istwertvergleich in den, den Motoren zugeordneten Stromrichtern, erfolgt die Realisierung der richtigen Drehzahl und/oder Lage. Es ist auch möglich den Aufbau der Steuerung so vorzunehmen, daß einer der Motoren als Leitantrieb - Masterantrieb - festgelegt wird. Dessen Drehzahl- und/oder Lageistwert wird als Sollwertvorgabe für alle anderen Motoren - die Slaves - verwendet.

Claims (6)

1. Antrieb von Nähmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines zentralen Antriebsmotors mehrere Einzelantriebe zum drehzahl- und/oder lagesynchronen Antrieb der anzutreibenden Antriebselemente eingesetzt werden, wobei deren drehzahl- und/oder lagesynchroner Lauf durch eine informationsverarbeitende Steuerung gewährleistet wird wenn Gleichstrom- oder Drehstromasynchron- oder Drehstromsynchronmotoren, mit Drehzahl und/oder Lagegebern gekoppelt, einge­ setzt werden, wobei die Vorgabe der Sollwerte für Drehzahl und/oder Lage in bestimmten Zeitintervallen den leistungselektronischen Stellern vorgegeben werden und diese mittels eines Soll-Istwertvergleiches die geforderten Werte einstellen, während beim Einsatz von Schrittmotoren der Soll-Istwertvergleich entfällt so, daß keine Drehzahl und/oder Lagegeber erforderlich sind.

2. Antriebssystem von Nähmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der leistungselektronische Teil so aufgebaut ist, daß ein Gleichrichter bei Dreh­ stromantrieben die Zwischenkreisspannung zur Verfügung stellt und von dieser die Wechselrichter für die einzelnen Antriebe gespeist werden.

3. Antriebssystem für Nähmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine informationsverarbeitende Einheit - ein Leitrechner - in bestimmtem Zeit­ rhythmus die Sollwertvorgabe für Drehzahl und/oder Lage für alle Antriebe macht.

4. Antrieb für Nähmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert der Drehzahl und/oder der Lage eines Antriebes als Sollwert für die anderen Antriebe verwendet wird.

5. Antrieb von Nähmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder alle Antriebsmotoren rotierende Motoren sind.

6. Antrieb von Nähmaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder alle Antriebsmotoren lineare Motoren sind.