DE3030669A1

DE3030669A1 - Vorrichtung zum ausgeben eines steuersignals fuer die fadenspannung einer naehmaschine

Info

Publication number: DE3030669A1
Application number: DE19803030669
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Inaba; Kenzi Kato; Tamotsu Hachioji Tokyo Nakagawa
Original assignee: Janome Sewing Machine Co Ltd
Current assignee: Janome Corp
Priority date: 1979-08-13
Filing date: 1980-08-13
Publication date: 1981-04-09
Also published as: JPS5627295A; DE3030669C2; US4328757A; JPS6047868B2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verrichtung zum Ausgeben eines Ausgangssignales für die Fadenspannung bei einer Nähmaschine und soll insbesondere eine elektrische Anzeige oiner ungeeigneten Fadenspannung liefern, damit der Nähvorgang genau ausgeführt werden kann.

Srfindungsgemäss werden Signale der aufgenommenen fadenspannung an eine elektrische Schaltung gelegt, der die richtige Beziehung in der Spannung zwischen dem Oberfaden und dem Unterfaden vorgegeben ist oder in der diese Beziehung verstellbar eingestellt ist, um Ausgangssignale auszugeben, die eine richtige oder ungeeignete Beziehung zwischen diesen Spannungen anzeigen,und ein Ausgangssignal zur automatischen Einstellung der Fadenspannung oder für die Anzeige der Notwendigkeit einer von Hand aus erfolgenden Nachstellung zu erhalten.

Im allgemeinen sind gewisse Fachkenntnisse erforderlich, um zu bestimmen, ob die Fadenspannung richtig ist oder nicht. Selbst Personen mit der notwendigen Erfahrung haben Schwierigkeiten, die Nähstiche deutlich zu unterscheiden, wenn der Ober- und der Unterfaden dieselbe Farbe haben.

Durch die Erfindung sollen diese Mangel beseitigt werden, wobei erfindungsgemäss die Spannung des Oberfadens und die Spannung des Unterfadens aufgenommen werden, um die Spannung im richtigen Gleichgewicht zu halten, und eine Fadenspannung mit der anderen verglichen wird, wobei dann,

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wenn das Spannungsgleichgewicht verlorengegangen ist, einer Steuerschaltung ein Signal geliefert wird oder diese Hmstände angezeigt werden, so dass das Spannungsgleichgewicht verbessert werden kann.

Durch die Erfindung ε-oll es daher möglich sein, passende und 7ut aussehende Nähstiche dadurch zu bilden, dass ein Ungleichgewicht in der Fadenspannung wahrgenoiwi.en wird und von Hand aus oder automatisch die Fadenspannung nachgestellt wird.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Einbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Fadenspannungseinrichtung,

Fig. 2 das Schaltbild der Steuerschaltung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung, und

Fig. 3 die Wellenformen der Signale für die Aufnahme der Fadenspannung.

Fig. 1 zeigt den Einbau eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Aufnahme der Fadenspannung und zeigt in Fig. 1B und Fig. 1C Seitenansichten des Hauptteiles der Vorrichtung, gesehen von den Richtungen B und D. In der Zeichnung sind ein Maschinengehäuse 1, eine Fadenführung 2 , οin elastisches Element 3 zum Aufnehmen der Spannung des Oberfadens, der Oberfaden 5, der durch

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eine Einstelleinrichtung 4 für die Fadenspannung geht und durch einen Fadenhebel 6 geführt ist, ein Oberfadenloch 7 einer Fadenführung 2, ein Fadenloch 8 des elastischen Elementes 3 und ein Unterfadenloch 9 der Fadenführung 2 dargestellt. Das Fadenloch 8 ist längs der geraden Linie vom Fadenloch 7 zum anderen Fadenloch 9 vorgespannt. Wenn der Oberfaden 5 während des Betriebes abgezogen wird, versetzt das Fadenloch 8 das freie Ende des elastischen Elementes 3, dessen Ende durch eine Schraube 10 festgelegt ist, in Fig. 1B nach rechts. Ein Dehnungsmesstreifen G₁ für die Aufnahme der Spannung des Oberfadens ist auf das elastische Element 3 geklebt und nimmt das Ausmass der Verformung des elastischen Elementes auf. Es sind weiterhin ein Spulenträger 11 eines horizontalen Schiingenbildners, ein elastisches Element 12 zur Aufnahme der Spannung des Unterfadens, ein Transporteur 13 und der Unterfaden 15 dargestellt, der von der Spule 14 geliefert wird, zu einem Kantenteil 16 des Spulenträgers und zum Kantenteil 17 des elastischen Elementes 12 sowie zu einem Arm 18 des Transporteurs 13 geführt wird u^d durch ein Nadelloch 2 0 der Stichplatte 19 führt, nachdem er durch ein nicht dargestelltes Nadelöhr gegangen ist. Der Kantenteil 17 ist so vorgespannt, dass er den Unterfaden Ί5 längs der geraden Linie vom Kantenteil 16 zum Arm 18 abzieht. Wenn der Unterfaden 15 von der Spule 14 geliefert wird, spannt ein nicht dargestelltes, die Fadenabgabe regulierendes Element im Spulenträger 11 den Unterfaden 15. Dann wirkt eine Druckkraft proportional zur Spannung auf den Kantenteil 17, wodurch eine Reibungskraft proportional zur Druckkraft hervorgerufen wird, die auf den Kantenteil 17 wirkt und das freie Ende

des elastischen Elementes 12, dessen eines Endes durch eine Schraube 21 festgelegt ist, nach rechts in Fig. 1C versetzt. Ein Dehnungsmesstreifen G^ zur Aufnahme der Spannung

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des Underfadens ist auf das elastische Element geklebt, um das Ausmass der Verformung des elastischen Elementes aufzunehmen .

In Fig. 2 ist eine Steuerschaltung dargestellt. Die Dehnungsmesstreifen G₁ und G₂ sind jeweils so geschaltet, dass sie ein Widerstandselement einer Brückenschaltung mit einer Gleichspannungsquelle E und E¹ jeweils bilden, um die Fadenspannung des Oberfadens und des Unterfadens wahrzunehmen.

Eine Gruppe von Widerständen R₁, R₉ und R-, die eine Brückenschaltung zum Wahrnehmen der Spannung des Oberfadens bilden, und ein Regelwidcrstand VR₁ sind so vorgegeben oder eingestellt, dass dann, wenn der Dehnungsmesstreifen G₁ zeigt, das:: die Verformung gleich O ist, der Anschlusspunkt U nahezu das gleiche elektrische Potential wie das Massepotential hat. Das elektrische Potential am Anschlusspunkt U liefert einen Impuls, wie es in Fig. 3A dargestellt ist, pro Umdrehung der Nähmaschine aufgrund der Abnahme das Widerstandes des Dehnungsmesstreife_us G₁ durch die zunehmende Spannung des Oberfadens während des Nähvorganges, wobei in der Zeichnung ein negatives elektrisches Potential dargestellt ist. In der Zeichnung zeigt die gerade Linie eine elektrisches Potential gleich O und die"Zeitachse. Eine Schaltung aus einem Operationsverstärker OP„, aus Widerständen R₄, R₁- Uiid R_fi bildet einen ersten Verscärker, an dem die Spannung des Anschlusspunktes U an der invertierenden Eingangsklemme (-) über den Kondensator C₁ und den Widerstand Ii5 liegt. Der Kondensator C₁ dient zum Unterbrechen der Gleichspannung, wenn die Einstellung mittels des Regelwiderstandes VR₁ unzureichend ist oder eine Gleichspannung durch Änderungen in der Temperatur hervorgerufen wird, um automatisch eine Verformung auf O nachzustellen und zu korrigieren, d.h. die Krücke abzugleichen. Eine Schaltung aus einem Operationsverstärker OP₉, Widerständen R₇, R₃ und Rg bildet einen zweiten Verstärker, an dem das Ausgangssignal

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des Operationsverstärkers OP^ an der invertierenden Eingangsklemme (-) über einen Widerstand R₇ zur Gegenverstärkung liegt. Eine Schaltung aus einem Oper&cionsverstärker OP₃, Widerständen R.Q, R-^ und Kondensatoren C2 und C, dient dazu, den hochfrequenten induktiven Anteil,der durch äusseres Rauschen verursacht wird, mittels eines Tiefpassfilters abzutrennen. Diese Schaltung gibt als Ausgangssignal das invertierte Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP2 aus. Die Operationsverstärker OP. und OP , die Widerstände R₁O, R₁₄ und R₁ π r der Regelwiderstand VR- und die Kondensatoren C₄, C₁- und C_fi dienen dazu, induktive Anteile von dem Wechselspannungsnetz mit einem Kerbfilter abzutrennen, wobei an dieser Schaltung das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP-. liegt und diese Schaltung Ausgangssignale vom Operationsverstärker OP, liefert. Der Regelwiderstand VR₂ dient zur Abstimmung und zum Einstellen der Grenzfrequenz. Eine Schaltung aus Operationsverstärkern OPg und OP₇, einer Diode D, einem Widerstand R₁ g und einem Kondensator C₇ bildet eine Spitzenwerthalteschaltung, die den Kondensator C_ auflädt und geladen hält, bis die vom Operationsverstärker OP^ ausgegebene Spannung den Spitzenwert der Spannung erreicht, deren Wellenform nahezu gleich der ist, die in Fig. 3A dargestellt ist, und bewirkt, dass der Operationsverstärker OP₇ die gehaltene Spannung ausgibt. Der Aufbau der Steuerschaltung bezüglich des DehnungsniesStreifens G2 zur Aufnahme der Spannung des ünterfadens und die Arbeitsweise der einzelnen Bauelemente ist nahezu gleich der der Steuerschaltung bezüglich des Dehn^iigsmesstreifens G₁ , so dass die entsprechenden Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen mit einem zusätzlichen ('} bezeichnet sind. Das elektrische Potential des Anschlusspunktes U¹ liefert einen identischen Impuls während -des Nähvorganges bei abnehmendem Widerstand des Dehnungsraesstreifens G2 aufgrund einer zunehmenden Spannung des Unterfadens 15 mit einem Rotationsphasenunterschied von annähernd 180° der Nähmaschine

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gegenüber dem Dehnungsmesstreifen G., , wie es in Fig. 3B dargestellt ist. Der Verstärkungsfaktor ändert sich mit dem Regelwiderstand VR.,, der einen Einstellteil ausserhalb der Nähmaschine aufweist. Auf der Grundlage der Ergebnisse der Einstellung legen die Ausgangssignale der Funktionsverstärker OP₇ und op ' die Empfindlichkeit der Dehnungsmeßstreifen G. und G₂ so fest, dass in dem Bereich nahezu gleiche eingestellte Werte vorliegen, in dem das Spannungsgleichgewicht zwischen dem Oberfaden und dem unterfaden in richtiger Weise gehalten wird. Der Operationsverstärker OPg stellt einen ersten Komparator dar, an dem das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP₇ über einen Widerstand R₁₇ an der invertierenden Eingangsklemme (-) liegt, während an der nicht invertierenden Eingangsklemme (+) über einen Widerstand R.„eine Z-Diode ZD und einen Wider-

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stand R₁Q das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP₇ ¹ liegt. Es sind weiterhin ein Spannungsteilerwiderstand R₂Q und ein Rückkopplungswiderstand R_?1 vorgesehen. Der Operationsverstärker OPg kehrt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP₇ um und verstärkt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP₇. An der Basis eines ersten Transistors ΊΌ:.. liegt das Ausgangssignal des Operationsverstärkers JP_Q über einen Widerstand R_„, während sein ο 22

Kollektor mit der Kathode einer Leuchtdiode LED. verbunden ist, die eine übermässige Unterfadenspannung anzeigt und an der eine rnergiequelle +V liegt. Zwischen die Basis und den Emitter ist ein Widerstand R₅₃ geschaltet, während ein Widerstand R₂₄ als Strombegrenzungswiderstand dient. Der Operationsverstärker 0P_g' stellt eine*! zweiten Komparator dar, an dessen invertierender Eingangsklemme (-) über einen Widerstand R₁₇ ¹ das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP.,¹ liegt, während an seiner nicht invertierenden Eingangsklemme ( + )über eine Z-Diode ZD' und einen Widerstand R-] 9' das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP₇ liegt. An der Basis eines zweiten Transistor? Tr~üegt über einen Widerstand,

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^22* ^^as Ausgangesignal des Operationsverstärkers OPg¹, während der Kollektor des Transistors Tr- mit der Kathode einer Leuchtdiode LED-, verbunden ist, die eine übermässige Oberfadenspannung anzeigt. Die Z-Dioden ZD und ZD¹ haben einen nicht beiderseitigen Empfindlichkeitsbereich, so dass ein entsprechende Leuchtdiode LED₁ oder LED₂ nur dann aufleuchtet, wenn die Oberfadenspannung oder die Unterfadenspannung grosser ?ls ein fester Standardwert ist, um zu verhindern, dass die Leuchtdioden immer abvechselnd aufleuchten. Die miteinander gekoppelten Schalter SW- und SW₂ weisen Bedienungsteile aut>serhalb der Nähmaschine auf oder sind der Nähstichmusterwahl zugeordnet, um das Gleichgewicht zwischen dem Nähen von geraden Nähstichen und anderen Nähstichen umzuschalten. Wenn der Schalter geöffnet ist, veranlasst er ein Aufleuchten der Anzeige LED2 für eine übermässige Oberfadenspannung und wenn er geschlossen ist, veranlasst er ein Aufleuchten der Anzeige LED. für eine übermässige Unterfadenspannung. Beim Nähen von Nähstichmustern ist es wünschenswert, dass der Kreuzungspunkt des Oberfadens und des Ünterfadens an einer Stelle etwas unter der Stoffmitte liegt. Aus diesem Grunde soll ein Befehl mittels des Schalters gegeben werden, die Cberfadenspannung gegenüber der Spannung beim Nähen von geraden Nähstichen herabzusetzen. Die Ausgangsklemmen S-, S₂, S.,¹ und S2¹ liegen an einer automatischen Einsteilsteuerschaltung für den Oberfaden und den Unterfaden oder nur für den Oberfaden, die unabhängig mit einem Haltesign?! für den Oberfadenspannungsspitzenwert, einem Signal für eine zu grosse Unterfadenspannung, einem Haltesignal für den Ünterfadenspannungsspitzenwert und hinein Signal für eine übermässige Oberfadenspannung versorgt wird. Wenn d&s Nähen von geraden Nähstxchen gewählt ist, sind bei der Schaltung mit dem oben beschriebenen Aufbau die Schalter SW. und SW₂ geschlossen. Der Regelwiderstand VR₃ ist auf einen Standardwert eingestellt. Immer dann,wenn der Fadenhebei pro Umdrehung der Nähmaschine nach oben geht, wird der Oberfaden 5 abgezogen und nimmt der Widerstand des Dehnungsmesstreifens G-j zum Aufnehmen der Oberfadenspannung

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entlang der Biegung des elastischen Elementes 3 ab, so dass ein negativer Impuls am Anschlusspunkt U erzeugt wird, wie es in Fig. 3A dargestellt ist. Dieser Impuls wird durch dxe Operationsverstärker OP., bis OP₄ und OP,- verstärkt und der Spitzenwert eines Impulses, der in einer zu diesem Impuls identischen Form umgekehrt wird, wird durch den Kondesator C^ gehalten. Das Ausgangssignal, dessen Spannung der Operationsverstärker OP_ folgt, liegt an der invertierenden Eingangsklemme (-) des Operationsverstärkers OPg und anch an der nicht invertierenden Eingangsklemme (+) des Operationsverstärkers OP₀ ¹. Das elastische Element 12 wird verformt, ο

wenn der Unterfaden von der Spule 14 geliefert wird und der Dehnungsmesstreifen G₀, der die Unterfadenspannung aufnimmt, nimmt in seinem Widerstand ab, so dass am Anschlusspunkt U¹ ein negativer Impuls erzeugt wird, der in Fig. 3B dargestellt ist und dessen Phase sich von der des Impulses in Fig. 3A unterscheidet. Dieser Impuls wird über den Kondensator C, ' und die Operationsverstärker OP-¹, OP-¹, OP₃', OP₄', OPg¹ verstärkt und der Spitzenwert eines in einer Form invertierten Impulses, die nahezu gleich der Form dieses Impulses ist, wird am Kondensator C₇ ¹ gehalten. Das Ausgangssignal,dessen Spannung der Operationsverstärker OP₇' folgt, liegt als Eingangssignal an der nicht invertierenden Eingangsklemme (+) des Operationsverstärkers OPg über den Schalter SW., und an der invertierenden Eingangsklemme (-) des Operationsverstärkers OPq¹ 'loer den Schalter SW₂- Wenn das elektrische Potential an der nicht invertierenden Eingangsklemme (+) des Operationsverstärkers OPg, der den ersten Komparator darstellt, über dem Potential an der invertierenden Eingangsklemme (-) des Verstärkers 0P_g liegt, zeigt das an, dass die Unterfadenspannung übermässi.g grosser als die Oberfadenspannung ist. Das führt dazu, dass das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPg positiv wird, wodurch der Transistor Tr.. betätigt wird und die Leuchtdiode LED^ aufleuchtet, was eine übermässige Unterfadenspannung anzeigt. Normalerweise wird xn diesem Fall der Haltedruck der Fadeneinstelleinrichtung 4 von Hand aus erhöht. Zu diesem Zeitpunkt ist das elektrische

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Potential an der nicht invertierenden Eingangsklemme (+) des Operationsverstärkers OP„', der einen zweiten Komparator darstellt, kleiner als das elektrische Potential an seiner invertierenden Eingangsklemme (-). Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPg¹ ist gleich 0, so dass der Transistor Tr₂ sperrt und die Leuchtdiode LED,, , die eine übermässige Oberfadenspannung anzeigen soll, nicht aufleuchtet. Wem das elektrische Potential an der nicht invertierenden Eingangsklemme ( + ) des Operationsverstärkers OPg¹ über derc an der invertierenden Eingangsklemme (-) liegt, zeigt das an, dass die Oberfadenspannung grosser als die Unterfadenspannung ist. Das.Ausgangssignal des Operationsverstärkers OPg¹ wird dann positiv, so dass die Leuchtdiode LEDp aufleuchtet und der Haltedruck der Einstelleinrichtung 4 für die Fadenspannung herabgesetzt wird. Wenn die Art der Nähstiche einschliesslich der Nadelschwingamplitude, beispielsweise Musternähstiche gewählt sind, werden die Schalter SW-, und SW- geöffnet und werden die Widerstände R.g und ^₁₈" wirksam. Die Leuchtdiode LED-, die eine übermässige Oberfadonspannung anzeigt, leuchtet daher auf, wenn die Fadenspannung so eingestellt bleibt, dass keine der Leuchtdioden LED-, und LED2 beim Nähen von geraden Stichen aufleuchtet, und es wird ein Befehl gegeben, entweder die Oberfadenspannung herabzusetzen oder die Unterfadenspannung zu erhöhen. Abgesehen von Änderungen in der Drehzahl der Nähmaschine zeigt die Unterfadenspannung in der in Fig. 3B dargestellten Weise einen im allgemeinen nahezu identischen Wellenwert, während die Oberfadenspannung, die in Fig. 3A dargestellt ist, durch die Bev/egungscharakteristxk des Fadenhebels 6 beeinflusst wird, so dass ihr Wellenwert mit zunehmender Drehzahl der Nähmaschine ansteigt. Selbst in diesem Fall wird für die richtige Fadenspannung durch die automatischen Einstellsteuerschaltungen für den Oberfaden und den Unterfaden oder nur den Oberfaden gesorgt, die unabhängig

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vorgesehen sind, indem die einzelnen Ausgangssignale S₁ ¹ und S-' verwandt werden.

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Claims

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Aosmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

8OOO München 2 ■ Bräuhaus-traß« 4 ■ Telefon Sammel-Nr. 22 53 41 ■ Telegramme Zumpat · Islex 5 29 979

P 50 30 669.5

Case: P-55729-584

Janome Sewing Machine Co., Ltd. Tokyo, Japan

Vorrichtung zun Ausgeben eines Steuersignales für die Fadenspannung einer Nähmaschine

PATENTANSPRUCH

Vorrichtung zum Ausgeben eines Steuersignales für die

einer Nähmaschine,
Fadenspannung-j/- gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Aufnehmen der Spannung des Oberfadens, ■· eine Einrichtung zum Aufnehmen der Spannung des Unterfadens, eine Einrichtung, die auf Änderungen der Signale ansprechend die Pegel der Signale der Fadenspannungen halt, die durch die Einrichtungen aufgenommen werden,und eine Einrichtung, die die gehaltenen Signalpegel miteinander vergleicht und Au^gangssignale mit den Vergleichsergebnissen ausgibt.

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