DE3102048A1

DE3102048A1 - Automatische fadenbehandlungseinrichtung zur steuerung des fadens in einer naehmaschine

Info

Publication number: DE3102048A1
Application number: DE19813102048
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1980-01-29
Filing date: 1981-01-23
Publication date: 1981-12-03
Also published as: GB2068149B; BR8100404A; JPS6127072B2; JPS56106690A; GB2068149A; US4408554A

Description

BROTHER KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan

Automatische Fadenbehandlungseinrichtung zur Steuerung des Fadens in einer Nähmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Fadenbehandlungseinrichtung zur Steuerung des Fadens in einer Nähmaschine und befaßt sich insbesondere mit einer Einrichtung zum Steuern des Nadelfadens zur Ausbildung jedes einzelnen Stiches.

Bei herkömmlichen Nähmaschinen wird eine Nadelfadensteuerung dadurch vorgenommen, daß der Nadelfaden durch ein Paar von Scheiben gespannt wird, die in der Fadenlaufbahn zwischen dem Fadenvorrat und dem Nadelöhr angeordnet sind. Hierbei ist es vor dem Nähen erforderlich, eine Spannungseinstellvorrichtung manuell zu betätigen, und zwar in einer solchen Weise, daß die Scheiben auf den Nadelfaden eine Spannung ausüben, die für das anschließende Nähen geeignet ist. Dem eigentlichen Nähvorgang geht daher ein komplexer Eins⁺ellvorgang voraus, und es sind einige Nähversuche erforderlich, bis man saubere und ordentliche Nähstiche erhält.

Um die mit der manuellen Einstellung verbundenen Probleme zu überwinden, sind bereits verschiedene automatische Fadenbehandlungseinrichtungen bekannt. Ein typisches Beispiel hierfür ist eine in der US-PS 4 215 641 beschriebene Fadenspannsteuereinrichtung. Die herkömmlichen automatischen Nadelfadensteuerungen haben die folgenden Eigenschaften gemeinsam. Zum Ausziehen des Nadelfadens vom Nadelvorrat und zum Nachführen des bei der Stichausbildung benutzten Fadens ist ein Fadenausziehmechanismus vorgesehen. Unter Heranziehung .er Dicke des Nähguts und der Stichlänge berechnet ein

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Rechner das Fadenausziehausmaß, um aufgrund des berechneten Ergebnisses die Arbeitsweise des Fadenausziehmechanismus zu steuern. Der auf diese Weise ausgezogene Faden wird dann von einem Fadenaufnahmemechanismus einschließlich eines Aufnahmehebels aufgenommen, und zwar in Übereinstimmung mit bekannten Kennlinien für die Aufnahmehebelbewegung, wie es durch eine vollausgezogene Linie in der Fig. 4 dargestellt ist. Der Fadenaufnahmemechanismus ist mit der Hauptwelle der Nähmaschine über eine mechanische Kupplung verbunden, so daß die Arbeitsweise des Fadenaufnahmemechanismus mit der Vertikalbewegung der Nadel synchronisiert ist. Der Antrieb des Fadenaufnahmemechanismus kann auch über eine elektrische Schaltung der Drehbewegung dieser Welle zugeordnet sein, beispielsweise über einen Fühler, der die Wellendrehbewegung abtastet und entsprechende Taktsignale erzeugt. Diese herkömmlichen automatischen Fadenbehandlungseinrichtungen sind äußerst wirksam, um bei den Nähvorbereitungen die Arbeitslast der Bedienungsperson zu vermindern. Der mechanische und elektrische Gesamtaufbau ist jedoch äußerst kompliziert, da es notwendig ist, zusätzlich zu dem Fadenaufnahmemechanismus den Fadenausziehmechanismus in einem kleinen Raum innerhalb des Kopfes der Nähmaschine unterzubringen. Der Einbau der bekannten Fadenbehandlungseinrichtungen in Haushaltsnähmaschinen ist insbesondere wegen der damit verbundenen Kosten und der erreichbaren Zuverlässigkeit problematisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Fadenbehandlungseinrichtung mit einem Fadenregulierungsmechanismus zu schaffen, der so konstruiert ist, daß das zur Ausbildung jedes Stiches erforderliche Nadelfadenausmaß bestimmt wird und der Faden von der Nadel aufgenommen wird.

Zur grundsätzlichen Lösung dieser Aufgabe weist eine nach der Erfindung ausgebildete automatische Fadenbehandlungseinrichtung einen Reguliermechanismus auf, der längs der vom

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Fadenvorrat zur Nadel führenden Fadenlaufbahn angeordnet ist, und die Einrichtung enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit oder einen zentralen Prozessor, der unter Heranziehung der Dicke des Nähguts und der Stichlänge das Antriebsausmaß des Reguliermechanismus bestimmt, wobei durch den Antriebsvorgang des Reguliermechanismus das zur Ausbildung jedes Stiches notwendige Nadelfadenausmaß gesetzt oder eingestellt wird.

Wie bei bekannten Nähmaschinen ist das Ausmaß des Nadelfadens, das für die Fadenschleife oder Fadenschlinge erforderlich ist, die durch Drehung des Schiingenfängers erweitert wird, als feste Größe anzusehen, die durch die mechanische Konstruktion der Nähmaschine festgelegt ist, und der Nadelfaden wird vom Fadenvorrat in erster Linie durch die Wirkung der Schlingenfängerdrehbewegung abgezogen und der Nadel zugeführt. Das zur Ausbildung jedes Stiches erforderliche Nadelfadenausmaß wird von der Stichlänge und der Dicke des Nähguts bestimmt. Bei dem erfindungsgemäßen Reguliermechanismus kann es sich um eine reversible Vorrichtung handeln, die vor der Schleifen- oder Schlingenzusammenziehung das erforderliche Nadelfadenausmaß bereitstellt und dann während des Zusammenziehens entsprechend der festen Größe der Fadenschleife oder Fadei schlinge ein bestimmtes Fadenausmaß aufnimmt. Der Mechanismus kann auch so ausgelegt sein, daß nur das während der Schleiren- oder Schlingenzusammenziehung aufzunehmende Fadenausmaß gesteuert wird, um die Steuerfunktion des zentralen Prozessors zu vereinfachen. Bei dem zuletzt erwähnten, vereinfachten Reguliermechanismus wird der Nadelfaden mit der Drehbewegung des Schiingenfängers um ein Fadenausmaß ausgezogen, das zur Bildung der Fadenschlinge fester Größe erforderlich ist, und das optimale Fadenaufnahmeausmaß zum Zusammenziehen der Fadenschleife wird dann auf der Grundlage der Nähgutdicke und der Stichlänge bestimmt. Dieses optimale Ausmaß ist das Ausmaß zur Bildung der festen Schleife oder Schlinge abzüglich des oben erwähnten erforderlichen Ausmaßes. Nach der Erfindung

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sind somit der Fadenaufnahmemechanismus und der Mechanismus zum Setzen des zur Stichausbildung erforderlichen Nadelfadenausmaßes zum Ausführen einer automatischen Fadenbehandlung integral oder als Einheit ausgebildet, und zwar im Gegensatz zu herkömmlichen Anordnungen, bei denen diese Mechanismen getrennt voneinander vorgesehen sind.

Die Erfindung ermöglicht daher eine beträchtliche Vereinfachung des zur automatischen Fadenbehandlung dienenden mechanischen Aufbaus und auch eine Vereinfachung der von dem zentralen Prozessor auszuübenden Steuerfunktion. Auf diese Weise ist es möglich, die automatische Fadenbehandlungseinrichtung in einem kleinen begrenzten Raum im Nähmaschinenkopf unterzubringen. Darüber hinaus zeichnet sich die erfindungsgemäße Einrichtung durch eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und Zuverlässigkeit aus.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden an Hand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigt:

F I G . 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Nähmaschine, die mit einer nach der Erfindung ausgebildeten automatischen Fadenbehandlungseinrichtung ausgerüstet ist,

F I G . 2 eine perspektivische Ansicht wesnetlicher Bauteile des mechanischen Teils eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F I G . 3 ein Blockschaltbild des elektrischen Teils eines Steuergerätes zum Steuern der Arbeitsweise der Nähmaschine,

F I G . 4 eine grafische Darstellung von Betriebskennlinien der Nähmaschine bei einem Stiche ausführenden Arbeitsspiel und von einer Taktfolge zur Erläuterung des Fadenspannvorgangs,

FIG. 5a, 5b und 5c Flußdiagramme zur Erläuterung der Gesamtarbeitsweise der Nähmaschine und

F I G . 6 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Bauteile des mechanischen Teils eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung.

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Die Fig. 1 zeigt die Ausführungsform einer Nähmaschine, die mit einer im folgenden erläuterten automatischen Fadenbehandlungseinrichtung nach der Erfindung ausgerüstet ist.

Die gezeigte Nähmaschine 1 enthält einen Fuß 2, einen Ständer 3 und einen Kopf 4. Links hinten vom Fuß 2 erstreckt sich in horizontaler Richtung ein unterer Arm 5 mit einer Stützfläche 5a für das Nähgut. Links vorne vom Fuß 2 ist eine L-förmige Hilfsplatte 6 abnehmbar angebracht, die aus einem nach links ragenden Hilfsplattenabschnitt 6a und einem nach hinten ragenden Hilfsplattenabschnitt 6b besteht. Auf der linken Seite ist an der Oberseite des Arms 5 eine Verschlußplatte 7 angebracht. Auf der Vorderseite der oberen Außenfläche des Fußes 2 sind ein sich selbst verriegelnder Kraftquellenschalter 8 und sich selbst verriegelnde Geschwindigkeitseinstellschalter 9, 10 und 11 vorgesehen, die zum Einstellen einer niedrigen, mittleren und hohen Arbeitsgeschwindigkeit dienen.

Auf der vorderen Stirnfläche des Fußes 4 befindet sich eine Mustertafel 15 mit übereinander angeordneten Längsreihen aus Symbolzeichen 12 für verschiedenartige Stichmuster, aus Leuchtdioden 13 und aus sich selbst rückstellenden Musterauswf ■•''.schaltern 14. Ein sich selbst rückstellender Start-Stopp-Schalter 16 ist links unterhalb der Mustertafel 15 angeordnet. Bei der Betätigung eines Schalters der Auswahlschalter 14 wird das dem ausgewählten Muster entsprechende Symbolzeichen 12 dadurch gekennzeichnet, daß die zugehörige Leuchtdiode 13 aufleuchtet, die sich zwischen dem betätigten Schalter 14 und dem betreffenden Symbolzeichen 12 befindet. Die Nähmaschine ist jetzt bereit, das ausgewählte Stichmuster zu nähen. Der Start-Stopp-Schalter 16 ist so konstruiert, daß bei seiner Betätigung ein Antriebsmotor eingeschaltet wird, der auf der rechten Seite des Kopfes 4 angebracht ist, und daß bei seiner erneuten Betätigung der Anwieder abgeschaltet wird.

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Mit dem Einschalten des Antriebsmotors führt eine Nadel 17 gleichzeitig eine vertikale Hin- und Herbewegung sowie eine Rüttel- oder Schüttelbewegung mit einer vorbestimmten Schleife aus, die durch einen nicht gezeigten Seitenverschiebungsmechanismus bestimmt ist, der im Kopf 4 untergebracht ist. Ein nicht gezeigter Stoffschieber sorgt für den Vorschub des Nähguts, und zwar mit Hilfe eines ebenfalls nicht gezeigten Nähgutvorschubmechanismus, der im Arm 5 untergebracht ist. Darüber hinaus wird ein nicht gezeigter Schlingenfänger, der sich ebenfalls im Arm 5 befindet, in Drehbewegung versetzt, um eine Fadenschleife auszudehnen. Ein Stoffdrückerfuß 18 ist entsprechend der Darstellung nach der Fig. 2 an einer Stoffdrückerstange 19 befestigt, und die Konstruktion ist so getroffen, daß das Werkstück oder das Nähgut mit einem vorbestimmten Druck mit Hilfe eines nicht gezeigten Druckeinstellmechanismus angedrückt wird. Zu diesem Zweck kann die Stoffdrückerstange zusammen mit dem Stoffdrückerfuß von einem nicht gezeigten Hubhebel in senkrechter Richtung verschoben werden. Am oberen Teil der Stoffdrückerstange 19 ist eine Zahnstange 20 befestigt, die mit einem Zahnrad 22 in Eingriff steht, das mit dem Schleifer eines Potentiometers 21 wirksam verbunden ist. Das Zahnrad 22 führt bei einer Vertikalbewegung der Stoffdrückerstange 19 eine Drehbewegung aus, und das Potentiometer 21 liefert ein analoges Ausgangssignal, das dem Drehwinkel des Zahnrads 22 entspricht. Auf diese Weise kann aufgrund des analogen Ausgangssignals die Dicke des Nähguts bestimmt werden.

Eine Rolle, die an der Hauptwelle der Nähmaschine 1 oder an einem anderen Bauteil angebracht ist, das eine Drehantrieb sbewegung ausführt, beispielsweise die Motorwelle, arbeitet mit einem Nadelpositionsfühler 23 (Fig. 3) zusammen, der die Position der Nadel 17 anzeigt oder insbesondere ein in der Fig. 4 dargestelltes Nadelpositionsanzeigesignal SG1 liefert, das ansteigt bzw. abfällt, wenn die Nadel 17 unter die Verschlußplatte 7 abgesenkt oder über die Ver-

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schlußplatte 7 angehoben wird. Ferner ist ein Auslesetaktimpulsgenerator 24 (Fig. 3) vorhanden, der einen Taktimpuls SG2 liefert, dessen Anstieg kurz nach dem Absenken der Nadel 17 unter die Platte 7 erfolgt und dessen Abfall kurz nach dem Anheben der Nadel 17 über die Platte erfolgt, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist. Ein Nähgutdickenabtast-Taktimpulsgenerator 25 (Fig. 3) erzeugt entsprechend der Darstellung nach der Fig. 4 einen Nähgutdickenabtast-Taktimpuls SG3 kurz nach dem Anstieg des Impulses SG2.

Das automatische Fadenreguliergerät der Nähmaschine 1 soll an Hand der Fig. 2 erläutert werden.

Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 2 wird ein Nadelfaden 26, der von einer Spule im Kopf 4 der Nähmaschine 1 abgewickelt wird, durch ein Öhr der Nadel 17 geführt, und zwar nach dem Durchlaufen einer Saugvorrichtung 27 und nach dem Passieren der Oberfläche einer Antriebsrolle 28. Die Rolle 28 ist über Zahnräder 29 und 30 mit einer oberen Welle 31 verbunden, die ihrerseits wirksam mit der Hauptwelle der Nähmaschine verbunden ist, und die Rolle 28 wird fortwährend in einer Richtung angetrieben, um den Nadelfaden ?6 anzuheben. Oberhalb der Rolle 28 ist ein Hubmagnet 32 angebracht, und am vordersten Ende eines Ankers 32a befindet sich eine Rolle 33, die unter der Einwirkung einer Feder 34 gegen die Umfangsoberfläche der Rolle 28 gedrückt werden kann, um den Nadelfaden 26 anzudrücken und in Richtung auf die Saugvorrichtung 27 aufzunehmen. Der aufzunehmende oder zu spannende Faden 26 wird von der Saugvorrichtung angesaugt und in ihr unter dem Einfluß der Saugwirkung aufbewahrt. Die Saugvorrichtung 27 ist über ein nicht gezeigtes elektromagnetisches Ventil mit einer Saugpumpe verbunden, und die Anordnung ist so getroffen, daß das Ventil zum Einleiten der Saugwirkung beim Abschalten des Hubmagneten 32 geöf.^et wird und daß das Ventil zur Beendigung der Saugwirkung beim Einschalten des Hubmagneten 32 geschlossen wird.

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Wenn der Hubmagnet 32 eingeschaltet oder erregt ist und dementsprechend die Rolle 33 gegen die Kraft der Feder 34 angehoben ist, üben die Rollen 28 und 30 keinen Klemmdruck auf den Nadelfaden 26 aus, und der Nadelfaden kann während der Ausdehnung der oberen Nadelschleife durch den Schlingenfänger leicht herausgezogen werden.

An der oberen Welle 31 ist eine UmIaufscheibe 35 befestigt, in der ein Durchgangsschlitz 36 ausgebildet ist. Zum Abfühlen des Vorbeilaufens des Schlitzes 36 der Scheibe 35 im Verlaufe der Drehbewegung der Scheibe 35 ist ein Fadenaufnahme- oder Fadenspann-Startimpulsgenerator 37 vorgesehen, der die Scheibe 35 umgreift und ein Lichtemissionsteil 37a mit einer Leuchtdiode sowie ein Fühlerteil 37b mit einem Fototransistor aufweist. Der Startimpulsgenerator ist so konstruiert und ausgelegt, daß er bei Beendigung des Erweiterungs- oder Ausdehnungsvorgangs für die Fadenschleife oder Fadenschlinge ein in der Fig. 4 dargestelltes Fadenaufnahme- oder Fadenspann-Startimpulssignal SG4 erzeugt. An einer Antriebswelle 38 für die Antriebsrolle 28 ist eine Umlaufscheibe 39 befestigt, die eine Vielzahl von Durchgangsschlitzen 40 aufweist, die konzentrisch und in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Zum Abfühlen des Vorbeilaufens der Schlitze 40 der Scheibe 39 im Verlaufe der Drehbewegung der Scheibe 39 ist ein Fadenaufnahme- oder Fadenspann-Taktimpulsgenerator 41 vorgesehen, der die Scheibe 39 umgreift und aus einem Lichtemissionsteil 4ia mit einer Leuchtdiode sowie aus einem Fühlerteil 41b mit einem Fototransistor besteht. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Winkelabstand θ zwischen benachbarten Schlitzen 40 der Scheibe 39 so gewählt, daß bei einer Umlaufbewegung von 5 mm für die Rolle 28, wobei rQ = 5 mm, r der Radius der Antriebsrolle 28 ist und θ in Radiant angegeben ist, der Taktimpulsgenerator 41 jeweils einen der in der Fig. 4 dargestellten Fadenaufnahme- oder Fadenspann-Taktimpulse SG5 erzeugt.

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Eine in der Nähmaschine enthaltene Antriebssteuerschaltung mit obiger Konstruktion soll im folgenden an Hand eines elektrischen Blockschaltbilds gemäß der Fig. 3 erläutert werden.

Ein im Blockschaltbild nach der Fig. 3 enthaltener Mikrorechner 42 weist eine zentrale Recheneinheit oder einen zentralen Prozessor CPU sowie einen Festwertspeicher ROM und einen Direktzugriffsspeicher RAM auf. Gemäß einem im ROM gespeicherten Steuerprogramm und in Abhängigkeit vom EIN-Signal des Schalters 16 als auch in Abhängigkeit von den Geschwindigkeitseinstellsignalen der Schalter 9, 10 und 11 liefert der CPU ein Steuersignal an eine Motorantriebsschaltung 43, um den Stillstand oder den Antrieb eines Antriebsmotors 44 mit der ausgewählten Drehzahl zu befehlen. Der CPU spricht auch sequentiell auf den Anstieg und den Abfall des Impulssignals SG2 vom Impulsgenerator an, um aus dem ROM sequentiell Daten auszulesen, die die Schleife oder seitliche Verschiebung der Nadel und den Vorschub des Nähguts des durch einen der Schalter 14 ausgewählten Stichmusters betreffen, und um diese Daten einer Schleifen- oder Verschiebeantriebsschaltung 45 und einer Vorschubantriebsschaltung 46 als Steuersignale zuzu. 'ihren.

Ein Schleifen- oder Verschiebestellglied 47 des Seitenverschiebemechanismus und ein Vorschubstellglied 48 des Nähgutvorschubmechanismus sind in Abhängigkeit von den genannten Steuersignalen wirksam, um für jeden Stich eine Entscheidung über die Rüttel- oder Schüttelposition der Nadel 17 und über die Position einer Reguliervorrichtung zu treffen, die dazu dient, den Betrag und die Richtung des Vorschubs des StoffSchiebers einzustellen. Der CPU liefert auch ein Musteranzeigesignal an eine der Leuchtdioden 13 einer Musteranzeigevorrichtung 49 und zwar in Abhängigkeit von dem von einem der Schalter 14 bereitgestellten Musterauswcuilsignal, um die Leuchtdiode 13 über dem ausgewählten Mustersymbolzeichen 12 einzuschalten.

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Ein Nähgutdickenfühler 50 enthält das Potentiometer 21 und liefert an den CPU ein Digitalsignal, das durch Umsetzung aus dem Analogsignal des Potentiometers 21 gewonnen wird. Das am Ausgang des Fühlers 50 auftretende Digitalsignal wird als Werkstück- oder Nähgutdicke im RAM gespeichert, wenn der Taktimpuls SG3 vom Generator 25 dem CPU zugeführt worden ist. Das für die Ausbildung jedes Stiches erforderliche Fadenausmaß wird vom CPU berechnet, und zwar aufgrund der im RAM für die Nähgutdicke gespeicherten Digitaldaten, aufgrund von Stichdaten, die der Länge oder dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Stichen entsprechen, und aufgrund von Parametern, die die Eigenschaften oder Kenngrößen des auszuführenden Musters darstellen. Weiterhin berechnet der CPU das optimale Fadenausmaß, das für jede Stichausbildung aufgenommen werden muß, und zwar durch Subtraktion des oben angegebenen erforderlichen Fadenausmaßes von dem bestimmten Ausmaß für die Fadenschleife. Der Generator 37 liefert das Fadenaufnahme- oder Fadenspann-Startimpulssignal SG4 an den CPU, der dann aufgrund dieses Impulssignals an eine Hubmagnetantriebsschaltung 51 einen Befehl abgibt, um den Hubmagneten 32 für die Rolle 33 abzuschalten und den Fadenspann- oder Fadenaufnahmevorgang zu starten. Der CPU zählt auch die Anzahl der Signalimpulse SG5 vom Generator 41, um das tatsächlich von der Antriebsrolle 28 aufgenommene Nadelfadenausmaß zu bestimmen und es mit dem vom CPU berechneten optimalen Ausmaß zu vergleichen. Der CPU wird tätig, um den Hubmagneten 32 einzuschalten, wenn die Antriebsrolle 28 den Nadelfaden 26 bis zum optimalen Ausmaß aufgenommen hat, und zwar durch Abgabe eines Fadenaufnahme- oder Fadenspann-Stoppsignals an die Hubmagnetantriebsschaltung 51.

Die Arbeitsweise der oben erläuterten automatischen Fadeneinstelleinrichtung für eine Nähmaschine soll ergänzend an Hand von Flußdiagrammen erläutert werden, die in den Fig. 5a, 5b und 5c dargestellt sind, und zwar insbesondere unter

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Bezugnahme auf die Funktionsweise des Mikrorechners 42.

Es wird angenommen, daß von den Schaltern 9, 10 und 11 ein gewünschter Schalter betätigt worden ist, um die Betriebsgeschwindigkeit der Nähmaschine auszuwählen, und daß der Haupt- oder Kraftquellenschalter 8 eingeschaltet ist. Unter diesen Voraussetzungen ist der Zustand des CPU initialisiert, die Information im ROM für die Ausbildung eines geraden Stiches ist in den Zustand der Wirksamkeit gebracht und die Leuchtdiode 13, die dem Mustersymbolzeichen 12 für einen geraden Stich zugeordnet ist, leuchtet auf. Der CPU liefert auch an die Hubmagnetantriebsschaltung 51 einen Befehl, um den Hubmagneten 32 einzuschalten oder zu erregen, wodurch die Rolle 33 von der Antriebsrolle 28 abgehoben wird. Der Nadelfaden 26 ist somit im Hinblick auf die Klemmwirkung der Rollen 28 und 33 freigegeben und kann ohne Einwirkung durch diese Rollen bewegt werden.

Als nächstes wird durch einen Befehl 60 der Zustand der Auswahlschalter 14 überprüft, und, falls sich dieser Zustand durch Auswahl eines neuen Musters verändert hat, macht der CPU die bisjetzt gültige Information vom ROM für ein^rvi geraden Stich ungültig und bringt die Information für die Ausbildung des jetzt ausgewählten Stichmusters zur Wirksamkeit. Der CPU liefert auch ein Steuersignal zur Musteranzeigevorrichtung 49, um die Leuchtdiode 13 einzuschalten, die dem Mustersymbolzeichen 12 des jetzt ausgewählten Stichmusters zugeordnet ist. Falls kein neues Stichmuster ausgewählt worden ist, hält der CPU die Information für die Ausbildung eines geraden Stiches im gültigen Zustand.

Durch einen Befehl 61 wird jetzt der Zustand des Start-Stopp-Schalters 16 überprüft. Wenn dieser Schalter eingeschaltet wird, liefert der CPU ein Antriebssteuersignal an die Motorantriebsschaltung 43, um den Antriebsmotor 44 mit derjenigen Geschwindigkeit zu betreiben, die durch die

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Schalter 9, 10 und 11 eingestellt ist. Der Motor 44 wird somit angetrieben, und die Nadel 17 beginnt von ihrer obersten Position aus mit einer Abwärtsbewegung.

Entsprechend einem Befehl 62 ist festgestellt worden, daß sich die Nadel in ihrer obersten Position über der Verschlußplatte 7 befunden hat, und der CPU liest aus dem ROM die Verschiebedaten für den ersten Stich im ausgewählten Stichmuster aus und liefert diese Verschiebedaten als Positionssteuersignal an die Verschiebedatenantriebsschaltung 45,die dann aufgrund dieses Steuersignals den Antrieb des Schleifenstellglieds 47 entsprechend steuert. Wenn beim Befehl 62 festgestellt worden ist, daß sich die Nadel 17 in ihrer unteren Position befunden hat (Start des Nähvorgangs von der unteren Stopposition der Nadel aus), wird gemäß einem Befehl 63 der Abfall des Taktimpulssignals SG2 des Generators 24 erfaßt, und es erfolgt dann das Auslesen der Verschiebedaten in der oben beschriebenen Weise mit entsprechender Ansteuerung des Verschiebedatenstellglieds 47.

Gemäß einem Befehl 64 wird dann der Anstieg des Taktimpulssignals SG2 des Generators 24 überprüft. Wird ein derartiger Anstieg festgestellt, liest der CPU die Vorschubdaten für den Stoffschieber aus dem ROM aus und führt sie als Positionssteuersignal der Vorschubantriebsschaltung 46 zu. Die Schaltung 46 wird dann tätig, um den Antrieb des Vorschubstellglieds 48 gemäß diesem Steuersignal zu steuern. Der CPU liest die Verschiebedaten für den nächsten Stich aus dem ROM aus und speichert sie in einem vorbestimmten Speicherplatz im RAM. Aufgrund des Taktimpulssignals SG3 vom Generator 25, das kurze Zeit nach dem Anstieg des Taktimpulssignals SG2 des Generators 24 auftritt, wird der CPU tätig, um aufgrund der Digitaldaten vom Generator 50, die die Nähgutdicke darstellen, und augrund der Stichdaten, die den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Stichen in dem ausgewählten Stichmuster darstellen, das optimale Aufnahmeausmaß des Nadelfadens 26 zu bestimmen, um, wie es noch

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später beschrieben wird, die vom Schlingenfänger erweiterte oder ausgedehnte Fadenschleife zusammenzuziehen. Die dem Spann- oder Aufnahmeausmaß entsprechende Information wird vorübergehend in einem vorbestimmten Speicherplatz des RAM gespeichert.

Wenn die Nadel 17 ihre tiefste Position erreicht hat und jetzt wieder nach oben bewegt wird, erfaßt der Schnabel des Schiingenfängers den Nadelfaden 26, und der Schlingenfänger beginnt mit dem Erweiterungs- oder Ausdehnungsvorgang der Fadenschleife. Dadurch wird der Faden 26 weiter nach unten gezogen. Dies ist auch möglich, da zum gegenwärtigen Zeitpunkt der Hubmagnet 32 eingeschaltet und der Faden freigegeben ist. Wenn die Nadel 17 über die Verschlußplatte 7 angehoben ist, wird das Werkstück oder Nähgut vom Stoffschieber entsprechend den Vorschubdaten vorgeschoben.

Gemäß einem Befehl 65 wird der Abfall des Impulssignals SG2 des Generators 24 überwacht. Wenn dieser Abfall festgestellt wird, sobald sich die Nadel 17 ein geringes Stück über der Platte 7 befindet, werden die im RAM gespeicherten Verschiebedaten ausgelesen und der Verschiebeantriebsschaltung 45 als Positionssteuersignal zugeführt. Auf^- und dieses Steuersignals wird die Antriebs schaltung tätig, ^m den Antrieb des Verschiebestellglieds 47 zu steuern. Somit führt die Nadel 17 gemäß den Verschiebedaten eine Seitwärtsbewegung aus, wenn sie von ihrer obersten Stellung aus erneut abgesenkt wird. Andererseits wird während dieser Antriebssteuerung des Verschiebedatenstellglieds 47 die Fadenschleife oder Fadenschlinge angesichts der Arbeitsweise des Schiingenfängers auf ihren maximalen Durchmesser ausgedehnt.

Gemäß einem Befehl 66 wird als nächstes das Fadenaufnahme- oder Fadenspann-Startimpulssignal SG4 des Generators 37 überwacht, d.h. dasjenige Impulssignal, das nach der Beendigung des Fadenschleifenausdehnungsvorgangs auf-

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tritt. Beim Erfassen des Impulssignals SG4 liefert der CPU einen Befehl an die Hubmagnetantriebsschaltung 51, um den Hubmagneten 32 abzuschalten, wodurch die Rolle 33 gegen die Antriebsrolle 28 gedrückt wird, und die Aufnahme oder das Spannen des Nadelfadens 26 beginnt. Gleichzeitig wird der CPU wirksam, um die Zahl, die dem Nadelfadenaufnahmeausmaß entspricht und im RAM gespeichert ist, in einen internen Zähler des CPU zu setzen und die in den internen Zähler gesetzten Zahl mit dem Fadenaufnahme-Taktimpulssignal SG5 des Generators 41 einem schrittweisen Subtrahiervorgang zu unterziehen. Sobald gemäß einem Befehl 67 festgestellt wird, daß der Inhalt des internen Zählers gleich Null ist, liefert der CPU einen Befehl an die Antriebsschaltung 51, um den Hubmagneten 32 abzuschalten und das Spannen oder Aufnehmen des Nadelfadens 26 zu beenden. Wenn beispielsweise das durch den CPU bestimmte optimale Fadenaufnahmeausmaß 10 cm beträgt, wird in den als Binärzähler ausgestalteten internen Zähler des CPU die Zahl "20" gesetzt. Beim Auftreten der Fadenaufnahme-Taktimpulssignale SG5 vom Generator 41 führt der interne Zähler des CPU einen Subtraktionsvorgang aus. Ein einziges derartiges Taktimpulssignal SG5 entspricht unter Bezugnahme auf die Umdrehungsbewegung der Antriebsrolle 28 einer Strecke von 5 mm für den Nadelfaden 26. Wenn somit nach dem Setzen des internen Zählers das zwanzigste Taktimpulssignal SG5 aufgetreten ist, ist der Subtraktionsvorgang beendet, und der Inhalt des Zählers hat auf Null abgenommen. Dies bedeutet im Ergebnis, daß der Nadelfaden 26 aufgrund der Zusammenarbeit zwischen der Antriebsrolle 28 und der Rolle 33 um 10 cm aufgenommen oder zurückgezogen worden ist.

Wenn dann der Hubmagnet 32 wieder eingeschaltet ist, um das erneute Nachuntenziehen des Fadens 26 zu gestatten, ist im Nähgut ein Stich vollendet worden, und es wird jetzt ein Befehl 68 ausgeführt. Wenn entsprechend dem Befehl 68 festgestellt wird, daß der Schalter 16 außer Betrieb ist,

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führt der CPU den Befehl 64 aus, um den nächsten Stich zu setzen. Der CPU liest die Verschiebe- und Vorschubdaten sequentiell aus, und die entsprechenden Stiche des ausgewählten Stichmusters werden am Nähgut vorgenommen. Der Hubmagnet 32 wird zwischenzeitlich ein- und ausgeschaltet, um bei jedem Stich ein genaues Aufnehmen oder Spannen des Nadelfadens 26 zu gewährleisten.

Wenn die Näharbeit zu Ende geht, betätigt die Bedienungsperson den Start-Stopp-Schalter 26. Der aktivierte Zustand des Schalters 16 wird in Übereinstimmung mit dem Befehl 68 erfaßt, und es wird dann gemäß einem Befehl 69 überprüft, ob sich die Nadel 17 in ihrer oberen Position befindet, und zwar durch Überwachung des Nadelpositionsanzeigesignals SG1 vom Fühler 23. Ist die Nadel in ihrer oberen Position, liefert der CPU einen Stoppbefehl an die Antriebsschaltung 43, um die Nadel 17 bei der vorbestimmten Position anzuhalten. Der Nähvorgang ist jetzt beendet, und die Tätigkeit der Nähmaschine wird zum Abschluß gebracht.

Gleichzeitig mit einem Befehl an die Hubmagnetantriebsschaltung 51 zum Abschalten des Hubmagneten 32 liefert der CPU an ein elektromagnetisches Ventil der Saugvorrichtung 27 ex \ Steuersignal, um dieses Ventil zu öffnen und den Saugvorgang einzuleiten. Gleichermaßen liefert der CPU gleichzeitig mit einem Befehl zum Abschalten des Hubmagneten 32 ein Steuersignal an das elektromagnetische Ventil der Saugvorrichtung 27, um dieses Ventil zu schließen und den Saugvorgang zu beenden. Mit dieser Anordnung wird somit der Faden 26 nur während des Spannens oder der Aufnahme durch die Rollen 28 und 33 unter Saugwirkung innerhalb der Saugvorrichtung 27 gehalten. Auf diese Weise wird verhindert, daß sich der sonst durchhängende Faden an benachbarten Bauteilen verwickelt.

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Wenn die Bedienungsperson während des Nähvorganges einen Hebel betätigt, um den Stoffdrückerfuß 18 anzuheben, werden aufgrund von Befehlen 70 und 71 die Signale der Fühler 23 und 50 sofort überprüft. Wenn das Anheben des Drückerfußes 18 festgestellt wird, kommt es aus Sicherheitsgründen zu einem Abschalten des Antriebsmotors 44.

Zur Erläuterung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung wird auf die Fig. 6 verwiesen.

Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, in welcher Art und Weise die Antriebsrolle 28 angetrieben wird. Der unterschiedliche Antrieb soll im folgenden erläutert werden.

Die Antriebsrolle 28 ist an der Antriebswelle eines Schrittschaltmotors 81 befestigt. Oberhalb der Rolle 28 befindet sich wie beim ersten Ausführungsbeispiel die Andrück- oder Klemmrolle 33, die vom Hubmagneten 32 betätigt wird. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist an der oberen Welle 31 außer der Umlaufscheibe 35 eine weitere Umlaufscheibe 82 befestigt, die der Umlaufscheibe 39 entspricht und dazu dient, die Fadenspann- oder Fadenaufnahme-Taktimpuls signale zu erzeugen. Zwanzig Durchgangsschlitze sind längs eines konzentrischen Kreises in der Scheibe 82 vorgesehen, wobei die Abstände zwischen den Durchgangsschlitzen 83 einander gleich sind. Die Umlaufbewegung der Schlitze 83 wird vom Fadenspann- oder Fadenaufnahme-Taktimpulsgenerator 41 abgetastet, der den Lichtemissionsteil 41a und den Lichtfühlerteil 41b enthält. Die Scheibe 82 ist in bezug auf die Scheibe 35 so angebracht, daß die Umlaufbewegung der zwanzig Schlitze 83 in der Scheibe 82 sequentiell zur selben Zeit abgefühlt wird, bei der der Startimpulsgenerator 37 die Umlaufbewegung des DurchgangsSchlitzes 36 der Scheibe 35 abtastet. Weiterhin ist der Abstand

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zwischen benachbarten Schlitzen 83 der Scheibe 82 so gewählt, daß jeweils einer der Schlitze 83 an den Teilen 41a und 41b des Generators 41 vorbeibewegt wird, wenn der Faden 26 um eine Strecke von 5 mm angesichts der Zusammenwirkung der Rollen 28 und 33 aufgenommen wird, wobei die Rolle 28 vom Schrittschaltmotor 81 angetrieben wird.

Der CPU des Mikrorechners 42 ist mit einer Fadenspannoder Fadenaufnahme-Antriebsschaltung 84 verbunden, die wirksam ist, um den Antrieb des Schrittschaltmotors 81 zu steuern, wie es in der Fig. 3 angedeutet ist. Für die Zeit, während der der Hubmagnet 32 abgeschaltet ist, also während der zur Aufnahme des berechneten Ausmaßes des Nadelfadens 26 erforderlichen Zeit, spricht die Antriebsschaltung 84 auf die Taktimpulssignale des Impulsgenerators 41 an, um vom CPU einen Schrittschaltbefehl zum Antrieb des Schrittschaltmotors 81 zu erhalten.

Wenn somit ein Impulssignal vom Impulsgenerator 37 zugeführt worden ist, d.h. nach Beendigung der Ausdehnung oder Aufweitung der Fadenschleife, wird der Hubmagnet 32 abgeschaltet und die Rolle 33 legt sich an die Antriebsrolle 28 an, um den Faden 26 einzuklemmen. Der Schrittscha-L motor 81 wird gleichzeitig in Betrieb gesetzt und bleibt eingeschaltet, bis der Faden 26 um das berechnete Fadenausmaß aufgenommen worden ist und der Hubmagnet 32 wieder eingeschaltet wird. Gleichzeitig mit dem entsprechenden Befehl des CPU an die Hubmagnetantriebsschaltung gelangt ein Stoppbefehl an die Antriebsschaltung 84, um den Schrittschaltmotor 81 anzuhalten. Somit wird der Motor 81 angehalten, und der Faden 26 wird von der von den Rollen 28 und 30 gebildeten Aufnahme- und Klemmvorrichtung freigegeben. Der Schrittschaltmotor 81 bleibt abgeschaltet, bis der Impulsgenerator 37 das nächste Impulssignal liefert.

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Es sind weitere verschiedenartige Modifikationen und Abwandlungen der erläuterten automatischen Einstellvorrichtung denkbar. So kann man beispielsweise den beim zweiten Ausführungsbeispiel nach der Fig. 6 benutzten Schrittschaltmotor 81 als in der Drehzahl umschaltbaren Motor ausbilden, und die Antriebsschaltung 84 kann man so modifizieren, daß zum einen der Nadelfaden 26 der Nadel 17 zugeführt und zum anderen der zugeführte Nadelfaden wieder zurückgezogen werden kann. Die Schlitze zum Einstellen der Zeit für die Zufuhr und das Zurückziehen bzw. Aufnehmen des Fadens 26 können dann auf dem gesamten Umfang der Scheibe 82 ausgebildet sein. Bei dieser Abwandlung wird dann das Ausmaß des vom Vorrat auszuziehenden Nadelfadens durch die mechanische Konstruktion der Nähmaschine bestimmt, und das Fadenaufnahmeausmaß wird wie beim obigen Ausführungsbeispiel durch den zentralen Prozessor CPU berechnet.

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Claims

Patentanwälte ■ - Reiche! u. Roichel 9785 BROTHER KOGYO KABUSHIKI KAISHA, Nagoya-shi, Aichi-ken, Japan Patentansprüche

1. Automatische Fadenbehandlungseinrichtung zur Steuerung des Fadens in einer Nähmaschine mit einem Fadenvorrat, einer den Faden führenden Nadel und einer sich zwischen dem Fadenvorrat und der Nadel erstreckenden Fadenlaufbahn, gekennzeichnet durch eine längs der Fadenlaufbahn angeordnete Fadenaufnahmevorrichtung (28, 33), die in einer Richtung antreibbar ist, daß sie den Faden der vom Fadenschlingenfänger freigegebenen Fadenschleife aufnimmt, eine zum Antrieb der Fadenaufnahmevorrichtung dienende Antriebsvorrichtung (31, 32; 81, 32), die wirksam ist, um das Ausmaß des aufzunehmenden Fadens zu ändern, eine Fühlervorrichtung (21, 50) zum Abfühlen der Dicke des Nähguts und zum Erzeugen von Dickendaten, die der abgefühlten Dicke entsprechen, eine Generatorvorrichtung (42) zum Erzeugen von Nähstichdaten, die dem Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Stichen entsprechen, die am Nähgut auszuführen sind, eine Taktgabeeinrichtung (23) zum Erzeugen eines mit der Hin- und Herbewegung der Nadel synchronen Taktsigr Is und eine auf das Taktsignal ansprechende Datenverarbeitung, 'vorrichtung (42) zum Berechnen des Fadenaufnahmeausmaßes auf der Grundlage der Dickendaten und der Stichdaten und zum Steuern der Arbeitsweise der Antriebsvorrichtung gemäß dem berechneten Fadenaufnahmeausmaß.

2. Fadenbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenaufnahmevorrichtung zwei Rollen (28, 33) enthält, die dazu dienen, den Faden zwischen sich zu halten, und daß die Antriebsvorrichtung eine Drehbewegung der Rollen veranlaßt.

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3. Fadenbehandlungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung Mittel (31) aufweist, die während des Nähens wenigstens eine (28) der Rollen drehen, und ein Stellglied (32) aufweist, das wirksam ist, um die Rollen miteinander in Eingriff zu bringen, und daß die Datenverarbeitungsvorrichtung (42) den Eingriff der Rollen (28, 33) steuert.

4. Fadenbehandlungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung einen Schrittschaltmotor (81) aufweist, der antriebsmäßig mit einer (28) der Rollen verbunden ist, und daß die Datenverarbeitungsvorrichtung (42) auf der Grundlage der Dickendaten und der Stichdaten die Schrittanzahl des Schrittschaltmotors berechnet und die Arbeitsweise des Schrittschaltmotors gemäß der berechneten Schrittanzahl steuert.

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