DE3707321C1 - Naehmaschine mit einem Fadenwaechter fuer den Faden der Spule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der US-Patentschrift 41 63 158 ist ein Fadenwächter zum optoelektronischen Überwachen des Fadens der Spule bekannt. Der Fadenwächter weist eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger auf, die radial zur Greiferachse angeordnet sind. Die Lichtstrahlen treten durch eine Öffnung in das Innere des Greifers, werden unterhalb eines bestimmten Füllungsgrades der Spule an Reflexionsflächen der Spulennabe reflektiert und gelangen nach Austritt aus dem Greifer in den Lichtempfänger. Sobald dieser die Lichtstrahlen aufnimmt, wird ein das Fadenende ankündigendes Warnsignal ausgegeben.

Bei derartigen Fadenwächtern besteht die Gefahr, daß Lichtstrahlen entweder an Windungen des Fadens oder an zumindest teilweise freiliegenden Reflexionsflächen der Spulennabe reflektiert werden. Die an den Fadenwindungen reflektierten Lichtstrahlen wirken in dem Lichtempfänger als Fehlsignal und verfälschen das aus den reflektierten Lichtstrahlen gebildete Signal.

Aus der DE-OS 24 51 533 ist ein weiterer, auch für eine Nähmaschine gemäß Oberbegriff einsetzbarer optoelektronisch arbeitender Fadenwächter bekannt, der zum Überwachen eines einzelnen, horizonal oder vertikal verlaufenden Fadens dient. Von den auf den Faden treffenden Lichtstrahlen wird ein Teil in Richtung des Lichtempfängers reflektiert. Sobald an der Überwachungsstelle, beispielsweise durch Fadenbruch, kein Faden anliegt, gelangen keine Lichtstrahlen in den Lichtempfänger, woraufhin eine mit dieem verbundene Steuerschaltung ein Warnsignal abgibt.

Bei an der Überwachungsstelle nicht zentrierten Fäden ist bei horizontaler Führung ein Durchhängen unter Schwerkraft und bei vertikaler Führung ein unerwünschtes seitliches Auslenken infolge von Schwingungen nicht auszuschließen. Dadurch können die von der Lichtquelle kommenden Lichtstrahlen den Faden verfehlen, so daß keine reflektierten Lichtstrahlen in den Lichtempfänger gelangen. Als Folge davon wird ein Warnsignal ausgegeben, ohne daß eine den Faden betreffende Störung vorliegt. Der bekannte Fadenwächter arbeitet somit relativ unzuverlässig und ist daher zur Anzeige von Fadenende oder Fadenbruch bei Greifern ungeeignet.

Aus der DE-PS 12 03 584 ist ein Fadenwächter zum elektromechanischen Überwachen einer einzelnen Windung des Fadens der Spule bekannt. Der Faden ist auf der Außenseite der Spulenkapsel auf deren Umfang in einer Nut geführt und wird durch eine federbelastete, mit einem Spulenkapselträger in elektrischer Verbindung stehenden Kontaktklappe abgetastet. Wenn das Ende des Fadens die Kontaktklappe passiert hat, berührt diese die Spulenkapsel, wodurch die elektrische Verbindung zwischen der Kontaktklappe und der Spulenkapsel hergestellt wird. Sobald ein impulsartig arbeitender, mit einer Stromquelle verbundener Kapsellüfterhebel an eine Kontaktnase der Spulenkapsel anschlägt, wird der Stromkreis geschlossen und die Nähmaschine stillgesetzt.

Bei einem derart ausgebildeten Fadenwächter wird der Faden unter Einwirkung von Reibungskräften abgetastet, so daß Verschleiß an diesem und an Teilen des Greifers, bzw. des Fadenwächters nicht auszuschließen ist.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Greifer für eine Nähmaschine eingangs genannter Art mit einem mittels Lichtquelle arbeitenden Fadenwächter so auszubilden, daß dieser nur dann anspricht, wenn tatsächlich eine Störung an dem Faden, wie Fadenende oder Fadenbruch aufgetreten ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Mit dieser Anordnung ist es möglich, bereits die an einer einzelnen Fadenwirkung reflektierten Streulichtstrahlen wahrzunehmen. Solange beispielsweise eine Fadenwindung die Stützfläche überdeckt, nimmt der Lichtempfänger den geringen, in seine Richtung reflektierten Teil der Streulichtstrahlen auf. Das aus diesen Streulichtstrahlen in dem Lichtempfänger gebildete relativ schwache Signal kann anschließend in der Steuerschaltung soweit verstärkt werden, daß es als Nachweis für den störungsfreien Abzug des Fadens verwendbar ist. Sobald die Stützfläche dagegen von dem Faden nicht abgedeckt ist, wird durch diese verhindert, daß weiterhin Lichtstrahlen in den Lichtempfänger gelangen. Sobald an der Steuerschaltung kein Signal mehr anliegt, gibt diese ein Warnsignal aus, welches das Fadenende oder einen Fadenbruch anzeigt.

Die Maßnahmen der Ansprüche 2 und 3 bewirken auf unterschiedliche Weise, daß die unmittelbar auf die Stützfläche auftreffenden Lichtstrahlen nicht in den Lichtempfänger gelangen.

Auch bei der Ausgestaltung nach Anspruch 4 müssen (vgl. Anspruch 1) alle zu beiden Seiten des Fadens auftreffenden Lichtstrahlen so reflektiert werden, daß sie nicht als Fehlsignal in den Lichtempfänger gelangen.

Durch die Möglichkeit, wonach bereits eine Fadenwindung abtastbar ist, ergibt sich der Vorteil, daß der Faden an einer gut überwachbaren Stelle des Greifers abgetastet werden kann. Als solche Stelle bietet sich nach Anspruch 5 die ringförmige Wand der Spulenkapsel als ortsfester und den Lichtstrahlen leicht zugänglich zu machender Teil eines Doppelsteppstichgreifers an.

Durch die Maßnahme des Anspruchs 6 ist eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung angegeben.

Die Maßnahme des Anspruches 7 bewirkt, daß der Faden störungsfrei über die Stützfläche gleitet.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist in Verbindung mit dem nach Anspruch 8 ausgebildeten Kettenstichgreifer bevorzugt zum Überwachen des Fadens auf Fadenbruch geeignet. Da der Kettenstichgreifer gegenüber dem Fadenwächter bewegbar ist, muß die Stützfläche ausreichend groß ausgeführt sein, damit die Lichtstrahlen der Lichtquelle auch bei weiterbewegtem Kettenstichgreifer nur auf die Stützfläche oder auf den diese überdeckenden Faden treffen. Dadurch gelangen außer den in Richtung des Lichtempfängers an dem Faden reflektierten Streulichtstrahlen keine weiteren Lichtstrahlen in den Lichtempfänger, so daß das aus den Streulichtstrahlen in dem Lichtempfänger gebildete, relativ schwache Signal auch bei einem Kettenstichgreifer problemlos durch die Steuerschaltung verarbeitet werden kann. Die Lage des Fadens verändert sich während eines solchen Hubes des Kettenstichgreifers relativ wenig auf der Stützfläche, so daß er trotz der Bewegung des Kettenstichgreifers stets im Überwachungsbereich des Fadenwächters verläuft.

Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Doppelsteppstichgreifer,

Fig. 2 eine schaubildliche Darstellung der Spulenkapsel des Doppelsteppstichgreifers,

Fig. 3 wie Fig. 2, jedoch die Führung des Fadens darstellend,

Fig. 4, 5 einen Schnitt durch ein Kreissegment von Spulenkapsel und Spule,

Fig. 6 einen vereinfachten Schaltplan zur Steuerung des Fadenwächters,

Fig. 7 einen Teil eines Kettenstichgreifers,

Fig. 8 einen Schnitt durch den Kettenstichgreifer nach der Linie VIII-VIII,

Fig. 9 wie Fig. 7, jedoch die Führung des Fadens darstellend.

In Fig. 1 ist ein umlaufender Doppelsteppstichgreifer (1) dargestellt, in dem eine Spulenkapsel (2) aufgenommen ist. Die Spulenkapsel (2) weist einen Hohlzapfen auf (Fig. 2), der zur Aufnahme einer Spule (3) (Fig. 1 und 3) dient. Auf der Spule (3) ist der Faden aufgewickelt. In der ringförmigen Kapselwand (4) der Spulenkapsel (2) ist eine Austrittsöffnung (5) (Fig. 1 und 2) für den Faden vorgesehen. An die Austrittsöffnung (5) grenzen die Enden einer zumindest auf einem Teil des Umfangs der Spulenkapsel (2) vorgesehenen, eine Leitfläche bildenden Nut (6) an. Eine als Umlenkfläche (7) ausgebildete Stützfläche ist vertieft in der Kapselwand (4) angeordnet. Die Umlenkfläche (7) ist in Fadenabzugsrichtung hinter der Austrittsöffnung (5) vorgesehen. Die Umlenkfläche (7) wird von einem Fadenwächter (8) (Fig. 1, 4 und 5) überwacht, der eine Leuchtdiode (9) und einen als Fototransistor ausgebildeten Fotodetektor (10) aufweist. Die Umlenkfläche (7) ist relativ zu dem Fotodetektor (10) geneigt in der Kapselwand (4) aufgenommen. An der Kapselwand (4) ist weiterhin eine Feder (11) zum Spannen des Fadens befestigt.

Die Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Steuerschaltung (12) mit den zur Funktion der elektrischen Steuerung des Fadenwächters (8) erforderlichen Bauteilen. Von dem Pluspol einer geregelten Spannungsquelle fließt Strom über die Leuchtdiode (9) und einen Widerstand (13) an Masse. Ebenso fließt Strom von dem Pluspol der Spannungsquelle über den Fotodetektor (10) und einen Widerstand (14) an Masse.

Am Emitter des Fotodetektors (10) ist ein Kondensator (15) angeschlossen, der über einen Verstärker (16) und ein Negationsglied (17) mit dem Setzeingang S eines Flip-Flop-Speichers (18) verbunden ist. Der Ausgang Q des Flip-Flop-Speichers (18) ist mit einem Anzeigeelement (19) verbunden, das über einen Widerstand (20) an Masse angeschlossen ist. Am Ausgang Q ist außerdem ein mit einer Abschaltvorrichtung (21) eines Antriebsmotors (22) verbundener Schalter (23) angeschlossen. Der Antriebsmotor (22) treibt eine Hauptwelle (24) der Nähmaschine über einen Keilriemen (25) an.

Die Anordnung arbeitet in Verbindung mit dem Doppelsteppstichgreifer folgendermaßen:

Der Faden wird nach seinem Austritt aus der Spulenkapsel (2) in wenigstens einer Fadenwindung auf dem Umfang der Spulenkapsel (2) geführt. Der Faden verläuft dabei in der Nut (6) und überdeckt einen Teil der Umlenkfläche (7).

Die von der Leuchtdiode (9) emittierten Lichtstrahlen treffen auf den Faden sowie bei einer größeren Umlenkfläche auf deren freiliegenden Teile zu beiden Seiten des Fadens. Aufgrund der Neigung der Umlenkfläche (7) relativ zu dem Fotodetektor (10) werden die auf die Umlenkfläche (7) treffenden Lichtstrahlen in eine Richtung reflektiert, in der sie von dem Fotodetektor (10) nicht empfangbar sind. Ein Teil der an dem Faden reflektierten Streulichtstrahlen gelangt dagegen in den Fotodetektor (10).

Durch die aufgenommenen Streulichtstrahlen ist der Fotodetektor (10) leitend und es fließt Strom über den Widerstand (14) an Masse. Die dadurch an dem Emitter anliegende Spannung wird über den Kondensator (15) und den Verstärker (16) an das Negationsglied (17) weitergeleitet. Der Kondensator (15) dient vorteilhafterweise zum Ausfiltern von durch Tageslicht verursachten Gleichströmen und von durch Nählicht verursachten Wechselströmen niedriger Frequenz.

An dem Ausgang des Negationsgliedes (17) liegt keine Spannung an, solange der Fotodetektor (10) leitend ist. Wenn der Faden dagegen so weit verbraucht ist, daß die Umlenkfläche (7) frei liegt, gelangen keine Lichtstrahlen mehr in den Fotodetektor (10). Während dadurch kein Signal mehr am Eingang des Negationsgliedes (17) anliegt, wird an dessen Ausgang ein Signal ausgegeben und dem Setzeingang S des Flip-Flop-Speichers (18) zugeführt. Der Flip-Flop-Speicher (18) schaltet daraufhin über seinen Ausgang Q das Anzeigeelement (19) ein, das der Bedienungsperson das nahende Ende des Fadens anzeigt. Der Ausgang Q des Flip-Flop-Speichers (18) betätigt bei geschlossenem Schalter (23) gleichzeitig die Abschaltvorrichtung (21), die je nach Ausführung den Antriebsmotor (22) beispielsweise sofort abschaltet oder ein Wideranlaufen des Antriebsmotors (22) nach dem nächsten Anhaltevorgang verhindert.

Beim Austausch der leeren Spule (3) gegen eine mit Faden gefüllte wird in geeigneter Weise ein elektrisches Signal auf den Rücksetzeingang R des Speichers (18) gegeben, so daß dieser das Anzeigeelement (19) abschaltet und ggf. den Antriebsmotor (22) freigibt.

Durch den Fadenwächter (8) ist ebenso ein in den Fig. 7 bis 9 dargestellter Kettenstichgreifer (26) überwachbar. Dazu weist dieser an seiner dem Fadenwächter (8) zugewandten Seite (27) eine Umlenkfläche (28) auf, die relativ zu dem Fotodetektor (10) geneigt angeordnet ist. Da der Kettenstichgreifer (26) relativ zu dem Fotordetektor (10) bewegbar ist, ist die Umlenkfläche (28) ausreichend groß ausgebildet, so daß die Lichtstrahlen der Leuchtdiode (9) in jeder Stellung des Kettenstichgreifers (26) auf die Umlenkfläche (28) treffen und daran aus dem Aufnahmebereich des Fotodetektors (10) wegreflektierbar sind. Dadurch gelangen lediglichj an dem Faden reflektierte Streulichtstrahlen als Nachweis für dessen störurngsfreien Betrieb in den Fotodetektor (10). Da sich die Lage des Fadens während eines Hubes des Kettenstichgreifers (26) relativ zu der Umlenkfläche (28) nur wenig ändert, verläuft dieser stets im Überwachungsbereich des Fadenwächters (8).

Wenn die Umlenkfläche (28) beispielsweise als Folge eines Fadenbruches frei liegt und daher keine Streulichtstrahlen mehr in den Fotodetektor (10) gelangen, wird durch die mit diesem verbundene Steuerschaltung (12) ein den Fadenbruch anzeigendes Warnsignal zum Betätigen der Anzeigevorrichtung (19) oder der Abschaltvorrichtung (21) ausgegeben.

Die vorgehend beschriebenen Anordnungen sind ebenso funktionsfähig, wenn die jeweilige Stützfläche als eine in der Zeichnung nicht dargestellte, Lichtstrahlen absorbierende Fläche ausgebildet ist. Dadurch werden die Lichtstrahlen nur an dem die absorbierende Fläche überdeckenden Faden reflektiert und treten in den Lichtempfänger (10) ein. Die absorbierende Fläche kann beispielsweise als aufgerauhte, geschwärzte Fläche ausgebildet sein.

Claims (8)

1. Nähmaschine mit einem eine Lichtquelle und einen Lichtempfänger aufweisenden Fadenwächter und mit einem im Weg der Lichtstrahlen geführten, als Reflexionsfläche verwendeten Faden, wobei die von dem Faden reflektierten Lichtstrahlen vom Lichtempfänger aufnehmbar und einer damit verbundenen Steuerschaltung zur Ausgabe eines Warnsignals zuführbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Greifer (1; 26) der Nähmaschine eine den Faden führende und durch diesen abdeckbare Stützfläche (7; 28) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß bei durch den Faden nicht abgedeckter Stützfläche (7, 28) die auf diese auftreffenden Lichtstrahlen dem Lichtempfänger (10) nicht zugeleitet werden.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (7; 28) als Lichtstrahlen absorbierende Fläche ausgebildet ist.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (7; 28) als Umlenkfläche ausgebildet ist, die relativ zu dem Lichtempfänger (10) so angeordnet ist, daß die auftreffenden Lichtstrahlen in einen außerhalb des Aufnahmebereiches des Lichtempfängers (10) gelegenen Bereich reflektierbar sind.

4. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (7; 28) quer zur Fadenabzugsrichtung größer als der Durchmesser des Fadens ist.

5. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 mit einem eine Spulenkapsel und eine Spule aufweisenden Doppelsteppstichgreifer, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (7) an der ringförmigen Wand (4) der Spulenkapsel (2) angeordnet und durch wenigstens eine auf den Umfang der Spulenkapsel (2) geführte Fadenwindung überdeckbar ist.

6. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand (4) zumindest auf einem Teil des Umfangs eine zur Führung des Fadens dienende Leitfläche (6) ausgebildet ist.

7. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche (6) als Nut ausgebildet ist, die zumindest auf einem Teil der Stützfläche (7) in diese eingearbeitet ist.

8. Nähmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Kettenstichgreifer, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (28) an der dem Fadenwächter (8) zugewandten Seite (27) des Kettenstichgreifers (26) angeordnet und derart bemessen ist, daß die von der Lichquelle (9) ausgehenden Lichtstrahlen während des gesamten Hubes des Kettenstichgreifers (26) auf der Stützfläche (28) auftreffen.