DE3818457C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Näheinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Das Problem der exakten Einhaltung der Länge einer zu erzeugenden Naht tritt immer dort auf, wo an sichtbarer Stelle zwei Werkstücke aufeinandergenäht werden müssen und der Nahtverlauf nicht über die Werkstückkante des aufgenähten Werkstückes hinausreichen soll oder bei der Herstellung von Eckennähten, wo die Naht äquidistant zu beiden Werkstückkanten verlaufen soll.

In beiden Fällen muß an einer zuvor exakt definierbaren Stelle die Stichbildung beendet sein, um eine optisch einwandfreie Naht zu erzeugen. Im ersten Fall am Ende des aufgenähten Werkstücks, im zweiten an dem Punkt, der von beiden Kanten des zu nähenden Werkstücks dieselbe Entfernung hat.

Es sind unterschiedliche Vorrichtungen bekanntgeworden, mit deren Hilfe sichergestellt werden soll, solche Nähte herzustellen.

Die DE-OS 30 18 797 offenbart eine Nähmaschine mit einer Stichzähler-Korrekturvorrichtung, mittels derer sichergestellt wird, daß das Ist-Nahtende maximal um eine halbe Stichlänge vom Soll-Nahtende abweicht.

Ob es sich dabei um eine Abweichung vor oder hinter dem Soll-Ende handelt, ist davon abhängig, zu wieviel Prozent der zum Zeitpunkt der Erfassung des nahenden Soll-Nahtendes gebildete Stich bereits vollendet ist.

Aus der EP-PS 00 68 625 ist eine Stichlängen- Kontrollvorrichtung für Nähmaschinen bekannt, mit der eine Genauigkeit der Soll-Nahtlänge von einem viertel Stich erreichbar ist. Auch hier wird das Soll-Nahtende einige Stiche vorher erfaßt und von einer Steuereinrichtung eine veränderliche Anzahl von Stichen berechnet. Die nach der Erfassung noch auszuführende Anzahl von Stichen kann um eine halbe oder eine volle Stichlänge erhöht werden, je nach Vollendungsgrad des Stiches zum Zeitpunkt der Erfassung. In Verbindung mit einer Umkehr des Werkstückvorschubs ist die genannte Genauigkeit erreichbar.

Die DE-PS 31 50 141 offenbart eine Nähmaschine mit einer Einrichtung zur Erzeugung von Eckennähten, wobei ein Sensor das bevorstehende Nahtende erfaßt, ein Impulsgeber mit einem Vorwahlzähler verbunden wird und über den Vorwahlzähler eine Einrichtung zum unmittelbaren Beenden der Vorschubwirkung des Stoffschiebers aktivierbar ist. Bei dieser Nähmaschine bleibt die Nadel nach Unterbrechung des Stoffvorschubs in ihrer Tiefstellung stehen, so daß die zuletzt erfolgte Stichbildung nicht beendet ist. Für die Beendigung einer nicht abgewinkelten Naht an vorbestimmter Stelle ist diese Näheinheit daher nicht geeignet.

Die EP-PS 01 02 524 offenbart eine Antriebs- und Steuervorrichtung für Nähmaschinen, bei der ebenfalls das Soll-Nahtende einige Stiche vorher erfaßt wird und mittels einer Korrektureinrichtung die Länge mindestens einer der Reststiche in Abhängigkeit von der jeweiligen Nadelstellung zum Zeitpunkt der Enderkennung so variiert wird, daß die letzte Einstichstelle der Nadel möglichst nahe am Soll-Ende liegt.

Der Grad der Abweichung von Ist- und Soll-Ende ist dabei von der Anzahl der Reststiche und deren Längen- Variationsmöglichkeit abhängig. Eine Korrektur der Stichlängen ist immer nur dann sinnvoll, wenn die Abweichung vom Soll-Ende größer als die Hälfte eines Korrekturstiches ist.

Mit keiner dieser bekannten Vorrichtungen ist es möglich, die letzte Einstichstelle grundsätzlich auf die Soll-Stelle zu legen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Näheinheit der gattungsgemäßen Art so fortzubilden, daß mit ihr die Stichbildung reproduzierbar zum Erreichen einer vorbestimmten Nahtlänge beendet werden kann.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs angegebenen Mittel.

Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, einen Nahtverlauf an beliebiger Stelle unabhängig von der jeweiligen Nadelstellung zu diesem Zeitpunkt zu unterbrechen. Wenn das Soll-Nahtende erreicht ist, befindet sich die Nadel mit großer Genauigkeit in oder über der letzten Einstichstelle, da immer nur der gerade begonnene Stich ohne weiteren Werkstücktransport beendet wird, liegt das Ende immer an der vorherbestimmbaren Stelle.

Dadurch wird es möglich, beispielsweise beim Aufnähen einer Patte den Endstich so zu plazieren, daß die Naht genau an der Pattenkante endet.

Bei einer entsprechend klein gewählten Stichlänge tritt die in aller Regel ausgeführte Verkürzung der letzten Stichlänge optisch nicht besonders hervor.

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau einer Näheinheit in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 eine Prinzipskizze der Näheinheit in Seitenansicht,

Fig. 2a eine Prinzipskizze einer weiteren Ausführungsform der Näheinheit in Seitenansicht,

Fig. 3 ein mögliches Flußdiagramm zur Steuerung,

Fig. 4 ein weiteres Flußdiagramm zur Steuerung,

Fig. 5 eine vereinfachte Darstellung der Steuereinheit und mit ihr verbundener Bauteile.

Aus Fig. 1 ist beispielhaft der prinzipielle Aufbau der Näheinheit ersichtlich.

Die Nähmaschine 3 ist auf der Tischplatte 5 befestigt. Mittels der auf der Tischplatte 5 hinter der Nähmaschine 3 angeordneten Transportvorrichtung 4 werden die zu nähenden Werkstücke 7, 7 a unter der Nadel 13 hindurchgeführt. Die bekannte Transportvorrichtung 4 besteht im wesentlichen aus den Nähgutklammern 34 und einer mit diesen verbundenen pneumatisch oder elektromagnetisch angesteuerten Klemmvorrichtung 35. Diese Klemmvorrichtung 35 kann so gesteuert werden, daß sie auf dem Zahnriemen 33 geschlossen wird und so den horizontalen Verschiebeweg der Transportvorrichtung 4 ermöglicht.

Die Nähgutklammern 34 sind in der Figur stark verkürzt dargestellt und müssen im Ausführungsbeispiel bis vor die Nähmaschine 3 reichen.

Unterhalb der Tischplatte 5 sind der Antriebsmotor 1, eine Kupplung 22 und der Zahnriemenantrieb 26, 27, 29 für die Transportvorrichtung 4 angeordnet.

Der Motor 1 treibt über einen Zahnriemen 20 die Zwischenwelle 21 an. Auf der Zwischenwelle 21 ist eine Kupplungsscheibe 22 fest angebracht, die in Wirkverbindung mit einer frei drehbaren Gegenscheibe 22 a bringbar ist. Die Zwischenwelle 21 endet in einem Untersetzungsgetriebe 24, dessen Ausgangswelle mit einer Zahnriemenscheibe 26 versehen ist, die über den Zahnriemen 27 und die Antriebswelle 9 die Transporteinrichtung 4 antreibt.

Auf der Antriebswelle 9 ist ein inkrementaler Weggeber 6 angeordnet, mittels dessen der zurückgelegte Weg der Nähgutklammern 34 erfaßbar ist. Dieser Weggeber 6 ist mit einer Steuereinrichtung 10 elektrisch verbunden, die bei Erhalt entsprechender Signale die Kupplung 22 und die Klemmvorrichtung 35 bzw. den Motor 1 steuert.

Über die Kupplung 22 kann der Antrieb 2 der Nähmaschine 3 jederzeit zu- oder abgeschaltet werden.

Auf der Oberarmwelle 2 der Nähmaschine 3 ist eine bekannte, nicht dargestellte Einrichtung zur Erfassung des unteren Totpunkts der Nadel 13 und zur Erfassung einer definierten Nadelhochstellung angeordnet, die mit der Steuereinheit 10 elektrisch verbunden ist. Diese definierte Nadelhochstellung kann ein bestimmter Drehwinkel der Oberwelle vor oder nach dem oberen Totpunkt der Nadel 13 oder deren oberer Totpunkt sein.

Im weiteren soll der mit der Näheinheit ausführbare Steuerungsablauf erläutert werden.

Die Länge der zu erzeugenden Naht ist durch die Länge l des aufzunähenden Werkstücks 7 a vorgegeben.

Die Transportvorrichtung 4 wird in die Werkstück- Aufnahmestellung gebracht und die Werkstücke 7, 7 a in bekannter Weise in den Nähgutklammern 34 zueinander ausgerichtet und fixiert. Einrichtungen zum exakten Positionieren sind bekannt. Dies kann beispielsweise über eine Markierungsleuchte 15 erfolgen, über die die hintere Kante des Werkstücks ausgerichtet wird, oder durch am Werkstück angebrachte Markierungen (Clips o. ä.), die mit entsprechenden Markierungen auf der Tischplatte 5 oder den Nähgutklammern 34 in Übereinstimmung gebracht werden. In der Steuereinheit 10 ist die vorrichtungsabhängige Strecke L vom durch die Markierungsleuchte 15 festgelegten Ausrichtepunkt des Werkstücks 7 a bis zur Nadelspitze gespeichert. Durch die Länge l des aufzunähenden Werkstücks 7 a liegt fest, welche Strecke s die Transportvorrichtung 4 zurücklegen muß, bis der erste Einstich erfolgen kann. Der Wert l wird in die Steuereinheit 10 eingegeben, dort gespeichert und die ohne Nadelhub zurückzulegende Transportstrecke s berechnet (Fig. 2).

Bei gelöster Kupplung 22 und geschlossener Klemmvorrichtung 35, d. h. nur die Transportvorrichtung 4 ist antreibbar, wird der Motor 1 eingeschaltet. Die Werkstücke 7, 7 a werden von den Nähgutklammern 34 in Richtung der Nadel 13 geschoben, und dabei wird über den Wegmesser 6 die zurückgelegte Strecke ermittelt, an die Steuereinheit 10 weitergeleitet und hier mit dem errechneten Wert von s verglichen.

Ist der Betrag von s erreicht, gibt die Steuereinheit 10 ein Signal an die Kupplung 22, die daraufhin anzieht und der Nähvorgang beginnt. Es ist selbstverständlich, daß die Werkstücke 7, 7 a auch so unter der Nadel 13 positioniert werden können, daß sofort mit dem Nähvorgang begonnen werden kann und sich die zusätzliche Erfassung der Strecke s erübrigt. Sowie der Wegmesser 6 die anschließend zurückgelegte Strecke vom Betrag l erfaßt hat, erfolgt von der Steuereinheit 10 ein Signal an die Bremse des Antriebsmotors 1, woraufhin dieser sofort stillgesetzt wird. Dabei ist es selbstverständlich, daß es beim Nähen mit hoher Antriebsdrehzahl möglicherweise notwendig ist, die Drehzahl bereits kurz vor Erreichen des Soll-Nahtendes (Länge l) so weit zu reduzieren, daß ein sofortiges Anhalten trotz Massenträgheit möglich ist. Die Nadel 13 befindet sich nun genau in oder über der letzten Einstichstelle am Soll-Nahtende. Die Genauigkeit, mit der das Sollende angesteuert wird, ist nur abhängig vom Auflösungsvermögen des Weggebers 6 und dessen Anordnung. Wird die Drehzahl des Weggebers 6 relativ zur Antriebswelle 9 erhöht, liefert er bei gleichem zurückgelegten Transportweg der Nähgutklammer 34 eine größere Anzahl von Impulsen, so daß auch die Genauigkeit der Wegmessung steigt.

Von der Steuereinheit 10 wird ein Signal auf die nicht dargestellte Pneumatik oder den Elektromagneten der Klemmvorrichtung 35 gegeben, woraufhin diese löst, so daß die Transportvorrichtung 4 nicht mehr horizontal verschiebbar ist.

Durch ein erneutes Signal an den Antriebsmotor 1 läuft dieser wieder an, und es wird der letzte, zum Zeitpunkt des Abschaltens begonnene Stich (ohne Werkstück­ transport) beendet.

Dies geschieht dadurch, daß mittels der nicht näher dargestellten, ihrerseits mit der Steuereinrichtung 10 in Wirkverbindung stehenden Einrichtung zur Erfassung des unteren Totpunktes der Nadel 13 und der Nadelhochstellung feststellbar ist, ob die Stichbildung bereits so weit vollendet war, daß die Nadel 13 nur noch aus den Werkstücken 7, 7 a herauszutransportieren ist (d. h. zum Abschaltzeitpunkt war genau die Nadeltiefstellung erreicht) oder, ob der untere Totpunkt erst noch durchfahren werden muß. Ist die Nadel 13 im Abschaltaugenblick in der Abwärtsbewegung, wird sie nach Durchlaufen des unteren Totpunkts in bekannter Weise in der zuvor definierten Nadelhochstellung positioniert. Befindet sie sich exakt im unteren Totpunkt, erfolgt sofort anschließend die Positionierung in Nadelhochstellung. Wenn sich die Nadel 13 zum Zeitpunkt des Abschaltens in der Aufwärtsbewegung befindet, wird anschließend der Nadelhub so lange ausgeführt, bis der untere Totpunkt - der zur Stichbildung notwendig ist - durchfahren wird, und dann erfolgt das Positionieren in Nadelhochstellung. Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, auf dessen Grundlage die Programmierung bzw. Verdrahtung der Steuereinheit 10 erfolgen kann.

Nach dem Stillsetzen von Werkstücktransport und Nadelhub wird, wenn die Nähmaschine 3 wieder gestartet wird, beim Durchlaufen des unteren Totpunkts der Nadel 13 der nicht dargestellte Fadenabschneider zugeschaltet, um die Durchtrennung des Fadens am Nahtabschluß zu ermöglichen. Dies ist seit langem bekannt und bedarf für den Fachmann keiner besonderen Erläuterung.

Für den Fall, daß die Naht mit einem Riegel abgeschlossen werden soll, muß die Steuereinheit 10 so programmiert werden, daß die Nähmaschine ohne zugeschalteten Werkstücktransport gestartet wird. Wenn die Nadel 13 nach dem ersten Durchlaufen des unteren Totpunkts die Werkstücke 7, 7 a verläßt, wird der Werkstücktransport entgegen der ursprünglichen Nährichtung zugeschaltet. Bei dem skizzierten Beispiel gemäß Fig. 1 könnte der umgekehrte Werkstücktransport durch eine Drehrichtungsänderung des Getriebes 24 erfolgen. Nach einer vorgegebenen Anzahl von Stichen wird der Riegel in bekannter Weise beendet. Fig. 4 zeigt das Flußdiagramm des notwendigen Steuerablaufs hierzu.

Grundsätzlich denkbar wäre aber auch, die Transportvorrichtung 4 und die Nähmaschine 3 durch getrennte Motoren anzutreiben, so daß weder die Kupplung 22, 22 a, noch das Getriebe 24 nötig wären und über die Steuereinheit 10 - analog obiger Beschrei­ bung - jeden Antriebsmotor für sich zu regeln.

Bei diesem Steuerungsablauf ist es auch denkbar, das Sollnahtende durch die Kantenerfassung mittels eines optoelektronischen Sensors 36 zu erkennen (Fig. 2a). Aus dem bekannten Abstand der Nadel zum Sensor könnte die Steuereinheit mit Hilfe der Wegmessung Signale ableiten, durch die in der beschriebenen Weise der letzte Stich an der gewünschten Stelle positioniert wird.

Claims (1)

1. Näheinheit zur Bildung einer Naht mit einer vorbestimmten Länge, mit einer Nähmaschine (3) mit einer einen Nadelhub ausführenden Nadel (13), die die Stichbildung mit denselben zugeordneten weiteren Stichbildungsorganen ausführt, mit einer Transportvorrichtung (4), mit der das Nähgut selbsttätig geradlinig unter der Nadel (13) hindurchführbar ist, wobei die Transportvorrichtung (4) über eine Kupplung (Klemmvorrichtung 35) an einen Antriebsstrang (33) kuppelbar ist, mit einer Steuereinheit (10) zur Steuerung des Nähvorganges sowie mit einer die Bewegung des Antriebsstranges (33) erfassenden Wegmeßeinrichtung (6), dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuereinheit (10) die vorbestimmte Nahtlänge (l) gespeichert wird, daß die beim Nähvorgang zurückgelegte Nahtlänge von der Wegmeßeinrichtung (6) an die Steuereinheit (10) rückgemeldet wird und die Steuereinheit (10) nach Erkennen der vorbestimmten Nahtlänge die Vorschubbewegung durch Lösen der Kupplung (35) der Transportvorrichtung (4) bei gleichzeitigem Unterbrechen der Nadelhubbewegung stoppt, sowie daß die Steuereinheit (10) die zum Zeitpunkt des Erkennens der vorbestimmten Nahtlänge begonnene Stichbildung beendet, indem erst nach sicherem Abstoppen der Vorschubbewegung die unterbrochene Nadelhubbewegung fortgeführt wird, bis die Stichbildung (z. B. bei Erreichen der Nadelhochstellung) vollends beendet ist.