DE3614104C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine zum Bilden einer Naht mit einer Reihe von Stichen auf einem Nähgut.

Aus der DE 31 29 925 A1 ist eine Nähmaschine zum Bilden einer Naht mit einer auf- und abbewegbaren Nähnadel und einem die Nähnadel antreibenden Antrieb, einer Nadelpositionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer vorgegebenen Position und einer Steuereinrichtung bekannt. Diese bekannte Nähmaschine dient insbesondere zum Ausführen von Polygonstichen, wie sie zum Beispiel zum Nähen einer Tasche benötigt werden. Damit die Bedienungsperson die Nähmaschine halbautomatisch laufen lassen kann, kann sie die Anzahl der für jede Seite des Polygons durchzuführenden Stiche einstellen. Im Betrieb näht dann die Maschine genau diese durch Digitalschalter eingestellte Zahl von Stichen. Die Stichlänge bzw. die Größe des Vorschubschrittes für jeden Stich kann nicht während des Nähens an besondere Gegebenheiten angepaßt werden. Selbst wenn jedoch zwangsweise eine derartige Veränderung der Stichlänge eingeführt würde, würde wegen der festgesetzten Stichzahl die Nahtlänge fälschlich verändert werden.

Aus der DE-OS 23 25 969 ist ein drehzahlgeregelter Positionsantrieb mit Steuerung für eine Nähmaschine bekannt, bei der eine Nadelpositionserfassungsvorrichtung zum Erfassen einer vorgegebenen Position der Nähnadel vorgesehen ist. Zum automatischen Ausführen von Nähten ist es über eine Eingabevorrichtung möglich, eine vorbestimmte Nahtlänge einzugeben. Das automatische Nähen wird durch eine Steuereinrichtung gesteuert. Die Nahtlänge wird über die Zahl der Stiche bestimmt. Gemäß einer anderen Ausführungsform wird eine Naht im sogenannten "Teach-in" einem Speicher der Maschine eingegeben, so daß diese eingegebene Naht immer wiederholt werden kann. Eine Beeinflussung der Stichlänge während des Nähvorganges ist nicht möglich. Diese Beeinflussung würde auch die entweder durch die Stichzahl oder durch die Speicherung festgelegte Nahtlänge verfälschen.

Aus der DE 33 42 391 C1 ist eine Nähmaschine mit Nadel und Untertransport und einer Einrichtung zum Ansteuern eines vorbestimmten Endpunktes einer Naht bekannt. Die Stichlänge bzw. die Vorschubweite kann durch ein Potentiometer eingestellt werden. Das Ausgangssignal des Potentiometers wird einer Steuereinrichtung zugeführt. Es wird nicht die Gesamtlänge der Naht eingegeben, sondern die Nähmaschine weist Sensoren auf, die das Ende des Nähgutes anzeigen, bevor die Naht ganz zu Ende genäht ist. Dann werden die Reststiche bis zum vorbestimmten Endpunkt auf die noch verbleibende Länge verteilt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Nähmaschine zu schaffen, mit der auf einfache Weise eine vorgegebene Nahtlänge auch bei sich ändernder Stichlänge genau genäht werden kann. Dabei soll die Vorrichtung einfach und kostengünstig ausgebildet sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Nähmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Nähmaschine anhand der beigefügten Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Front-Aufriß einer Nähmaschine mit einem Steuerschaltkreis gemäß der Erfindung;

Fig. 2, 3 vergrößerte Aufrisse, zum Teil Querschnitte, einer verspiegelten Platte bzw. eines Anzeigers für den oberen Nadeltotpunkt, wenn sie in zusammenwirkenden Positionen sind;

Fig. 4 ein Blockschaltbild des Steuerschaltkreises;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Betriebsablaufes des Steuerschaltkreises.

Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die Nähmaschine eine drehbar in einem Arm 1a des Nähmaschinenrahmens 1 gelagerte Antriebswelle 2 auf, die mit einer an der rechten Seite (wie gezeigt) der Antriebswelle 2 angebrachten Riemenscheibe 3 versehen ist. Der Nähmaschinenrahmen 1 besteht aus einem Unterrahmen 1b, der auf seiner Unterseite einen Elektromotor 4 mit einer an der Motorwelle montierten Antriebsscheibe 5 aufweist. Ein Endlosriemen 6 verbindet Riemen- und Antriebsscheibe 3, 5. Die Geschwindigkeit des Motors 4 ist durch ein Fußpedal einstellbar.

Eine von dem Arm 1a des Nähmaschinenrahmens 1 getragene Preßstange 7 ist vertikal beweglich und trägt an ihrem unteren Ende einen Steppfuß 9. Der Steppfuß 9 dient dazu, ein zu bearbeitendes Tuch W gegen die Arbeitsfläche 8 des Unterrahmens 1b niederzudrücken. Ein als Werkstücktransportelement dienender Transporteur oder Stoffschieber 10 in den Unterrahmen 1b eingebaut und senkrecht zur Arbeitsfläche 8 beweglich. Der Transporteur 10 ist in vertikaler Richtung gegenüber dem Steppfuß 9 angeordnet. Der Transporteur 10 wird synchron mit der Drehung der Antriebswelle 2 in einem bekannten vertikalen und horizontalen Vor- und Zurück-Muster bewegt, um mit dem Steppfuß 9 zusammenzuwirken, damit das zu bearbeitende Tuch W auf der Arbeitsfläche 8 ruckweise transportiert wird. Ein als Vorschubschritteinstellvorrichtung dienendes Vorschubeinstellelement 11 ist ebenfalls in dem Unterrahmen 1b eingebaut. Das Vorschubeinstellelement 11 ist funktionsmäßig an einen Einstellknopf 12, der drehbar beweglich von der Frontplatte des Armes 1a getragen wird, gekoppelt. Das Vorschubeinstellelement 11 sollte bevorzugt die im US-Patent Nr. 30 12 531 offenbarte Struktur aufweisen. Der Vorschubschritt mit dem das zu bearbeitende Tuch W mittels des Transporteurs 10 vorgeschoben werden kann, kann durch Drehen des Einstellknopfes 12 eingestellt werden.

Eine von dem Arm 1a getragener Nadelstange 13 ist vertikal beweglich, und eine Nähnadel 14 ist an dem unteren Ende der Nadelstange 13 angefügt. Die Nadelstange 13 ist funktionsmäßig gekoppelt mit der Antriebswelle 2, so daß die Nähnadel 14 relativ zur Arbeitsfläche 8 synchron mit der Drehung der Antriebswelle 2 auf- und abbewegt werden kann. Der Unterrahmen 1b enthält ferner einen vertikal zu der Nähnadel 14 ausgerichteten Schlingengreifer 15, wobei der Schlingengreifer 15 eine relativ zu ihm drehbare Fadenspule 16 beinhaltet. Die Nähnadel 14 und der Schlingengreifer 15 stellen zusammen ein stichbildendes Element dar zur Bildung einer Naht aus einer Reihe von Steppstichen auf dem zu bearbeitenden Tuch W auf der Arbeitsfläche 8.

An der Frontplatte des Armes 1a ist eine Bedientafel 17 befestigt. Auf der Bedientafel 17 ist ein eine Vielzahl von Drucktasten, wie etwa Zahlentasten 19 und Speichertasten 20, aufweisenden Nahtlängenangabeelement 18 angeordnet. Eine auf dem zu bearbeitenden Tuch W zu bildende Naht kann vor dem Nähbetrieb durch Handbedienung der Zahlentasten 19 und der Speichertasten 20 auf eine gewünschte Länge voreingestellt werden.

Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, ist in die Innenfläche der Riemenscheibe 3 konzentrisch zur Antriebswelle 2 eine ringförmige, verspiegelte Platte 21 mit einem gekrümmten, nicht-verspiegelten Teil 22 eingefügt. Ein einen photoelektrischen Sensor aufweisender Anzeiger 23 für den oberen Nadeltotpunkt ist auf dem Arm 1a gegenüber der verspiegelten Platte 21 befestigt. Der Anzeiger 23 für den oberen Nadeltotpunkt ist aufgebaut aus einem lichtaussendenden Element 24 und einem lichterkennenden Element 25. Das von dem lichtaussendenden Element 24 ausgesandte Licht wird durch die verspiegelte Platte 21 reflektiert und durch das lichterkennende Element 25 erkannt. Wenn die Nähnadel 14 ihren oberen Totpunkt erreicht, so ist der Anzeiger 23 für den oberen Nadeltotpunkt dem nicht-verspiegelten Teil 22 zugekehrt und erzeugt ein Signal für den oberen Nadeltotpunkt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, beinhaltet der Unterrahmen 1b ein vorschubschrittdatenerzeugendes Element 26, welches ein (nicht gezeigtes) Potentiometer und einen (nicht gezeigten) A/D-Wandler zur Umwandlung einer Ausgangsspannung von dem Potentiometer in ein Digitalsignal aufweist, wobei das Potentiometer funktionsfähig mit dem Vorschubeinstellelement 11 gekoppelt ist. Das vorschubschrittdatenerzeugende Element 26 erkennt einen durch das Vorschubeinstellelement 11 eingestellten Arbeitsvorschubschritt, der auf der Winkelstellung des Vorschubeinstellelementes 11 basiert und erzeugt gemäß des erkannten Arbeitsvorschubschrittes Arbeitsvorschubschrittdaten.

Ein Steuerschaltkreis für die Steuerung des Betriebes der Nähmaschine wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 4 beschrieben.

Der Steuerschaltkreis besteht aus einer zentralen Prozessoreinheit (CPU) 30, mit der ein Read-Only-Memory (ROM) 31 und ein Randomaccess-Memory (RAM) 32 verbunden sind, wobei der ROM 31 ein den gesamten Betrieb der Nähmaschine steuerndes Programm speichert. Die CPU 30 ist außerdem durch eine Eingabeschnittstelle 33 mit dem Nahtlängenangabeelement 18, dem Anzeiger 23 für den oberen Nadeltotpunkt und den vorschubschrittdatenerzeugenden Element 26 verbunden, um die von ihnen vorgegebenen und erkannten Signale zu empfangen. Der Steuerschaltkreis weist weiterhin einen durch eine Ausgabeschnittstelle 34 verbundenen Antriebsschaltkreis 35 auf, wobei der Antriebsschaltkreis 35 mit dem Motor 4 verbunden ist. Wenn die vorher eingegebenen Nahtlängendaten von dem Nahtlängenangabeelement 18 eingegeben werden, so speichert die CPU 30 die vorgegebenen Nahtlängendaten in einem Eingabespeicher des RAM 32. Da die Nähmaschine danach läuft, werden jedesmal, wenn ein den oberen Nadeltotpunkt anzeigendes Signal von dem Anzeiger 23 für den oberen Nadeltotpunkt kommt, durch das vorschubschrittdatenerzeugende Element 26 Ein-Stich-Arbeitsvorschubschrittdaten erzeugt. Die CPU 30 berechnet (d. h. addiert) die gelieferten Daten, um die Daten der Länge der gebildeten Naht zu bestimmen. Dann speichert die CPU 30 vorübergehend die berechneten Nahtlängendaten in einem Speicher für vorübergehende Additionsdaten in dem RAM 32, sie vergleicht die gespeicherten Nahtlängendaten mit den vorgegebenen Nahtlängendaten und liefert ein Signal zum Anhalten des Motors an den Antriebsschaltkreis 35, falls die verglichenen Datensätze miteinander übereinstimmen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 der Betrieb der Nähmaschine beschrieben.

Zum Nähen des zu bearbeitenden Tuches W in einem gewünschten Gebiet des Tuches auf der Nähmaschine wird die Stromversorgung der Nähmaschine eingeschaltet. Wenn durch das Nahtlängenangabeelement 18 eine auf dem zu bearbeitenden Tuch W zu formende gewünschte Nahtlänge in Schritt S1 eingegeben wird, dann speichert die CPU 30 in einem Schritt S2 die Eingabenahtlängendaten in einem Eingabespeicher im RAM 32. Wenn in Schritt S3 ein (nicht gezeigtes) Fußpedal niedergedrückt wird, so wird der Motor 4 angetrieben und dreht mit einer der Pedalstellung entsprechenden Geschwindigkeit. Die Nähmaschine wird nun in Schritt S4 dazu veranlaßt, den Transporteur 10, die Nähnadel 14 und den Schlingengreifer 15 so zusammenarbeiten zu lassen, daß sie eine Naht in Form einer Reihe von Steppstichen auf dem zu bearbeitenden Tuch W auf der Arbeitsfläche 8 bilden.

Dann wartet in Schritt S5 die CPU 30 auf ein den oberen Nadeltransport anzeigendes Signal von dem Anzeiger 23 für den oberen Nadeltotpunkt. Wenn die Antriebswelle 2 eine Position, die dem oberen Nadeltotpunkt entspricht, erreicht und das den oberen Nadeltotpunkt anzeigende Signal vor dem Anzeiger erzeugt 23 wird, dann läuft das Programm weiter zu einem nächsten Schritt S6, in dem die CPU 30 mit der Einzel-Stichbildung entsprechenden Arbeitsvorschubschrittdaten von dem vorschubschrittdatenerzeugenden Element 26 versorgt wird. Die CPU 30 addiert die gelieferten Arbeitsvorschubschrittdaten in Schritt S7 und speichert vorübergehend die Summendaten, d. h. die Längendaten der gebildeten Naht, in dem temporären Speicher des RAM 32. Zu diesem Zeitpunkt entsprechen die berechneten Daten der Länge der Naht, die nach Beginn des Nähbetriebes gebildet wurde. Danach vergleicht die CPU 30 in Schritt S8 die in dem temporären Speicher gespeicherten Nahtlängendaten und die in dem Eingabespeicher gespeicherten vorgegebenen Nahtlängendaten. Wenn die in dem temporären Speicher gespeicherten Nahtlängendaten nicht die in dem Eingabespeicher gespeicherten vorgegebenen Nahtlängendaten erreichen, dann springt das Programm zu Schritt S5 zurück und wiederholt die Schritte S6 bis S8.

Wenn die in dem temporären Speicher gespeicherten Nahtlängendaten mit den in dem Eingabespeicher gespeicherten vorgegebenen Nahtlängendaten übereinstimmen, dann geht das Programm weiter zu Schritt S9, in dem die CPU 30 an den Antriebsschaltkreis 35 ein Signal zum Abschalten des Motors liefert. Wenn daher einmal eine gewünschte Nahtlänge eingegeben ist, so bleibt die Länge der gebildeten Naht unverändert, sogar dann, wenn der Arbeitsschubschritt verändert wird. Sogar wenn der Arbeitsvorschubschritt durch das Vorschubeinstellelement 11 geändert wird, während das zu bearbeitende Tuch W genäht wird, kann die Naht der gewünschten Länge genau auf dem zu bearbeitenden Tuch in dessen gewünschten Bereich gebildet werden. Die Nähmaschine der obigen Bauweise kann wirksam und einfach durch die Bedienungsperson bedient werden und der zu bearbeitende Gegenstand kann so leicht wie bei herkömmlichen Nähmaschinen gehandhabt werden.

Nun wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Die CPU 30 speichert in Schritt S2 der Fig. 5 die Eingabenahtlängendaten in einem temporären Subtraktionsdatenspeicher des RAM 32. Danach führt die CPU 30 die Schritte S3 bis S6 auf die gleiche Weise wie in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel durch. Die CPU 30 liest im Schritt S7 die Nahtlängendaten von dem temporären Subtraktionsdatenspeicher, subtrahiert die Vorschubdaten von den gelesenen Nahtlängendaten und speichert das Ergebnis der Subtraktion, oder die Differenz, in dem temporären Subtraktionsdatenspeicher. Dann stellt die CPU 30 fest, ob die neu in dem temporären Subtraktionsdatenspeicher gespeicherten Differenzdaten Null sind oder nicht. Falls nicht, dann springt das Programm zurück zu dem Schritt S5, um den Subtraktionsprozeß zu wiederholen. Die in dem temporären Subtraktionsdatenspeicher gespeicherten Daten nähern sich allmählich Null an. Wenn die Daten Null erreichen, dann fährt die CPU 30 fort zu Schritt S9, um den Betrieb der Nähmaschine anzuhalten. Zu diesem Zeitpunkt ist die Naht vorgegebener Länge auf dem zu bearbeitenden Tuch W gebildet.

Wie oben beschrieben, bleibt eine einmal eingegebene gewünschte Nahtlänge erhalten, uanbhängig davon, wie der Vorschubschritt zurückgestellt oder verändert wird. Es gibt keine grundsätzliche Begrenzung der wünschbaren Nahtlängen. Daher kann die Nähmaschine in verschiedenen Nähanwendungen eingesetzt werden. Die Bedienungsperson ist nicht gestört durch die Handhabung des zu bearbeitenden Tuches, da nur die Preßvorrichtung über dem Nähmaschinenunterrahmen angeordnet ist.

Claims (1)

1. Nähmaschine zum Bilden einer Naht mit einer Reihe von Stichen auf einem Nähgut (W), mit
   einer auf- und abbewegbaren Nähnadel (14) und einem die Nähnadel (14) antreibenden Antrieb (2, 3, 4, 5),
   einer Nadelpositionserfassungsvorrichtung (21, 22, 23) zum Erfassen einer vorgegebenen Position der Nähnadel (14),
   einer Nähgutvorschubvorrichtung (7, 9, 10) zum intermittierenden Vorschieben des Nähgutes (W) synchron zu der Bewegung der Nähnadel (14),
   einer Einstellvorrichtung (11, 12) zum Einstellen der Länge des Nähgut-Vorschubschrittes vor oder während des Nähens,
   einer eingangsseitig mit einem Ausgang der Einstellvorrichtung (11, 12) verbundenen Signalerzeugereinrichtung (26), die ein von dem eingestellten Vorschubschritt abhängiges Vorschubschrittsignal erzeugt,
   einer Eingabevorrichtung (17, 18, 19, 20) zum Eingeben einer vorbestimmten Nahtlänge und einer Steuereinrichtung (30, 31, 32) mit einem mit der Eingabevorrichtung (17, 18, 19, 20) verbundenen ersten Eingang,
   einem mit einem Ausgang der Signalerzeugereinrichtung (26) verbundenen zweiten Eingang und
   einem mit der Nadelpositionserfassungsvorrichtung (21, 22, 23) verbundenen dritten Eingang sowie
   einem mit dem Antrieb (2, 3, 4, 5) verbundenen Ausgang, wobei die Steuereinrichtung (30, 31, 32) bei jedem Stich die momentan genähte Nahtlänge ermittelt, indem sie zu der vor dem jeweiligen Stich ermittelten und gespeicherten Schnittlängensumme die für diesen Stich eingestellte Schrittlänge hinzurechnet, die ermittelte Nahtlänge mit der eingegebenen Nahtlänge vergleicht und bei Übereinstimmung dem Antrieb (2, 3, 4, 5) ein Stoppsignal zuführt.