DE2227116A1

DE2227116A1 - Vorrichtung zum Liefern eines Stellungssignals

Info

Publication number: DE2227116A1
Application number: DE19722227116
Authority: DE
Inventors: Johann Otto; Walter Heinz Emil; 7501 Blankenloch; HoIl Helmar Heinz 7500 Karlsruhe Kleinschmidt
Original assignee: The Singer Co., Elizabeth, N.J. (V-StA.)
Priority date: 1971-06-10
Filing date: 1972-06-03
Publication date: 1972-12-28
Also published as: US3698334A; IT955935B; FR2141315A5; GB1393294A

Description

Dr. E. Wiegand, BipL-Ing W. Nisuraan

Dr. Bl. KQh'sr, O-;?i.-!se.B. fij-aiiardi —

Pstontanwätte · I β 70

Hamburg 50 - Königstraße 28 *■■'· D, /^

W.25305/72 12/Sch

The Singer Company

Elizabeth, New Jersey (V.St.A.)

Vorrichtung zum Liefern eines Stellungssignals.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Liefern eines Stellungssignals für eine Nähmaschine.

Antriebseinrichtungen für Nähmaschinen sind bekannt, die/ Signale erfordern im Ansprechen auf diskrete Stellungen der Nähmaschinenhauptwelle, wenn es beispielsweise erwünscht ist, daß die Antriebseinrichtung die Nähmaschine in einer vorbestimmten Nadelstellung anhält, oder wenn ein Zusatzmechanismus, beispielsweise eine Fadenbeschneideinrichtung, nur in einer diskreten Stellung der Nähmaschinenhauptwelle betätigt werden soll.

Bekannte Stellungssignale gebende Vorrichtungen sind jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, weil sie kompliziert und teuer sind, nur sehr begrenzte Einstellbereiche schaffen und die Verwendung von Werkzeugen und· in vielen Fällen Eichausrüstung erfordern, um eine Änderung oder Einstellung der zu signalisierenden diskreten Hauptwellenstellung zu bewirken.

Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine Stellungssignale gebende Vorrichtung für eine Nähmaschinenantriebseinrichtung zu schaffen, die so angeordnet und ausgeführt ist,

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daß diskrete Winkelstellungen der Nähmaschinenhauptwelle, die signalisiert werden sollen, bequem eingestellt werden können.

Gemäß der Erfindung ist in einer Nähmaschine eine Stellungssignale gebende Vorrichtung für die Nähmaschine vorgesehen, die einen Rahmen und eine Hauptantriebswelle hat, die in dem Rahmen gelagert ist· Die Stellungen signalisierende Vorrichtung umfaßt einen stationären Signalerzeugungsteil, der relativ zu dem Nähmaschinenrahmen in ortsfester Stellung befestigt ist, ferner einen beweglichen Teil, der den Signalerzeugungsteil bei Ansprechen auf Durchgang des beweglichen Teiles nahe dem Signalerzeugungsteil wirksam machen kann, eine Einrichtung, welche den beweglichen Teil für Drehung auf einer Bahn abstützt, die sehr nahe an dem stationären Signalerzeugungsteil vorbeigeht, und eine Reibungskupplung, welche den beweglichen Teil mit der Nähmaschinenhauptantriebswelle antriebsmäßig verbindet und welche derart ausgeführt ist, daß für Schlupf des beweglichen Teiles relativ zu der Nähmaschinenhauptantriebswelle ein Drehmoment benötigt wird, welches größer als das maximale Drehmoment ist, welches von der Trägheit des beweglichen Armes während Beschleunigung der Nähmaschinenhauptantriebswelle erzeugt ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert·

J¹Xg, 1 ist eine Vorderansicht einer Nähmaschine mit einer Direktantriebseinrichtung, wobei an der Nähmaschine die Erfindung verkörpert ist. Fig. 2 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene horizontale Querschnittsansicht der Nähmaschinenantriebseinrichtung nach Linie 2-2 der Fig. 1.

Fig. 5 ist eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht der Stellungssignale gebenden Vorrichtung gemäß der Erfindung.

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4 ist eine Stirnansicht des freien Endes der Antriebseinrichtung, wobei die Stirndeckelplatte abgenommen ist, um die Stellungssignale liefernde Vorrichtung freizulegen. Fig. 5 ist eine in vergrößertem Maßstab gehaltene

Querschnittsansicht nach Linie 5-5 der Pig, 4, wobei die Reibungsverbindung zwischen den Dreharmen der Stellungssignale liefernden Vorrichtung und der Motorwelle dargestellt ist. In Fig. 1 ist eine übliche Nähmaschine dargestellt mit einem Rahmen mit einer Arbeitsstücktragplatte 11, von der ein Ständer 12 sich nach oben erstreckt, von welcheta sich ein Maschinenarm 13 erstreckt, der über der Platte 11 hängt. Die Nähmaschine ist gemäß der Darstellung an einem Arbeitsbock. 14 abgestützt. Die Nähmaschine ist mit Stichbildewerkzeugen ausgerüstet, von denen die Nadel 15 in Fig. 1 dargestellt ist. Die Stichbildewerkzeuge werden von einer Hauptwelle 16 betätigt, die in dem Maschinenarm 13 gelagert ist. Die arbeitsmäßigen Verbindungen zwischen der Hauptwelle und der Nadel 15 und anderen Stichbildewerkzeugen können von üblicher Ausführung sein.

Wie in Fig. 1"dargestellt, ist eine Direktantriebseinrichtung, die allgemein mit 20 bezeichnet ist, an dem Nähmaschinenrahmen über dem Arbeitsbock 14 getragen. Die Antriebseinrichtung 20 kann, wie es nachstehend im einzelnen erläutert wird, Zusatzmechanismen wie Bremseinrichtungen und dergleichen zusätzlich zu einer Motoreinrichtung aufweisen. Ein Kabelbaum oder Leitungsbaum 21 erstreckt sich von der Antriebseinrichtung 20 zu einer elektrischen Steuertafel 22, die unter dem Arbeitsbock 14 angeordnet sein kann, und der Leitungsbaum 21 kann Steuerleitungen sowie Leiter für die Energiezufuhr zu der Antriebseinrichtung 20 umfassen.

Gemäß Fig. 2 ist der Nähmaschinenrahmen an der Verbindungsstelle zwischen Ständer 12 und Maschinenarm 13 mit ' einem Sitz 30 zum Abstützen der Antriebseinrichtung 20

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versehen. Die Hauptwelle 16 trägt einen Kupplungsteil 32, der mittels einer Stellschraube 34 und mittels einer Kopf schraube 35 an der Hauptwelle 16 befestigt ist. Das freie Ende des Kupplungsteiles 32 ist aus einer Mehrzahl von im Abstand voneinander befindlichen sich axial erstreckenden Fingern 36 gebildet, durch welche eine Antriebsverbindung, mit einem Elektromotor gebildet wird, wie es nachstehend beschrieben wird.

An dem Sitz. 30 an dem Nähmaschinenrahmen ist mittels Kappenschrauben 42 ein Traggehäuse 41 befestigt, welches einen glockenförmigen äußeren Plansch 44 hat, der mit einem Motoraufnahmesitz 45 und mit Spielraumlöchern 46 zum Befestigen von Schrauben 47 gebildet ist, mittels denen ein Elektromotor daran befestigt werden kann.

Beispielsweise mittels Stellschrauben 50 ist an dem Kupplungsteil 32 an der Hauptwelle 16 der Nähmaschine ein Handrad 52 befestigt. Das Handrad 52 ist mit einem kontinuierlichen Rand 53 gebildet, der in einer kreisförmigen Ausnehmung 54 auf der Innenseite des Traggehäuses 41 angeordnet ist. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist das Traggehäuse 41, beispielsweise bei 55» an seinem oberen Teil weggeschnitten, um ein Segment des Handradrandes 53 für bequemen Zugang durch die die Nähmaschine bedienenden Personen freizulegen.

An dem Motorsitz 45 des Traggehäuses 41 ist ein Elektromotor 70 befestigt, der ein zylindrisches Gehäuse 71 aufweist, welches an jedem Ende mit kreisförmigen Stirnplatten 72 versehen ist, die jeweils mittels Bolzen 73 befestigt sind, um einen im wesentlichen luftdichten Raum 74-zu bilden.In dem luftdichten Raum 74- ist eine Motorwelle in Lagern 76 in den Stirnplatten 72 gelagert. Ein Anker in Form einer Scheibe 77 ist an der Motorwelle 75 in dem luftdichten Raum 74- befestigt und dreht sich darin relativ zu einer Mehrzahl von Permanentmagneten 78, die an den Stirnplatten 72 getragen sind. Bürsten 79 sind ebenfalls in dem luftdichten Motorraum 7^ abgestützt, um mit elek-

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trischen Wicklungen in Kontakt zu treten, die durch Drucken oder auf andere Weise an der Ankerscheibe 77 vorgesehen sein können, um einen Elektromotor geringer Trägheit derjenigen Art zu schaffen, wie sie in der US-PS 2 970 238 beschrieben ist.

Außerhalb einer Stirnplatte 72 des Elektromotors 70 und in dem Traggehäuse 41 ist eine Bremsscheibe 90 mit einer Oberfläche 91 aus Material großer Reibung an der Motorwelle 75 befestigt. Auf Führungsstiften 92, die in der Stirnplatte 72 des Elektromotors.befestigt sind, ist ein Bremsschuh 93 axial verschiebbar, der vorzugsweise als Elektromagnet ausgeführt ist, der, wenn er erregt wird* in Bremseingriff mit der Reibfläche 91 an der Bremsscheibe 90 gezogen wird. Schraubenfedern 94 an den Führungsstiften 92 dienen dazu, den Bremsschuh 93 außer Bremseingriff zu drücken, wenn der Elektromagnet entregt wird.

In dem Traggehäuse 41 trägt die Motorwelle 75 einen Kupplungsteil 100, der vorzugsweise in einer Art gestaltet ist, die der Art der Gestaltung des Kupplungsteiles 32 auf der Nähmaschinenhauptwelle 16 ähnlich ist. Der Kupplungsteil 100 weist auf diese Weise axiale Finger 101 auf, die in ineinandergreif ender Lage mit den Fingern 36 des Kupplungsteiles 32 angeordnet sind, um eine Antriebsverbindung zwischen der Motorwelle 75 und der Nähmaschinenhauptwelle zu bilden. Wie in Fig. 4 dargestellt, nehmen die ineinandergreifenden Finger 36 und 101 nur einen Bruchteil des Umfanges der Kupplungsteile ein. Eine Scheibe 102 aus wärmeisolierendem Material wie Kautschuk od. dgl. ist zwischen den Kupplungsteilen 32 und 100 angeordnet und mit radialen Zähnen 103 versehen, die sich zwischen die ineinandergreifenden Finger 36 und 101 erstrecken und den Umfangsraum zwischen diesen füllen.

Ein Grundteil 107, der vorzugsweise aus synthetischem Kunststoffmaterial gebildet ist, ist mit der Stirnplatte 72 verschraubt. Der Grundteil 107 nimmt eine Gruppe von Stell- und Signalisiereinrichtungen auf, von denen die Stellumgs-

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signale liefernde Vorrichtung gemäß der Erfindung eine ist. Aufnahmefassungen 108, die an dem Grundteil 107 gebildet sind, nehmen von einem Deckelteil 110 getragene Befestigungsstifte oder Befestigungsbolzen 109 stramm auf. Der Deckelteil 110 erstreckt sich in überlappende Lage zu einem ringförmigen Plansch 111 an dem Grundteil 107 und bestimmt einen umschlossenen Raum 112, in den sich das freie Ende 113 der Motorwelle 75 erstreckt. Zufolge der miteinander verbundenen Kupplungsteile 32 und 100 ist die Motorwelle 75 für Bewegung in Synchronismus mit der Hauptantrieb swelle 16 der Nähmaschine festgelegt. Daher hat irgendein Signal, welches auf eine diskrete Winkelstellung der Motorwelle 75 anspricht, das gleiche Verhältnis zu der Stellung der Hauptwelle 16 und zu den von dieser angetriebenen Stichbildewerkzeugen, beispielsweise zu der Stellung der Nadel 15.

An der Hauptantriebswelle 16 ist in dem Raum 112 ein ringförmiger Tachometerrotor 120 befestigt, der vorzugsweise gegenüberliegende eisenhaltige Platten 121 aufweist, deren jede mit nach innen gebogenen Fingern 122 gebildet ist, die ineinander greifen. Je eine Platte 121 ist auf jeder Seite eines ringförmigen Blockes 123 angeordnet, der permanent magnetisiert ist. Die Platten 121 und der Permanentmagnetblock 123 können als Einheit an einem Nabenteil 125 zusammengefügt werden, der beispielsweise mittels einer Stellschraube 126 an der Motorwelle 75 befestigt ist. Beispielsweise mittels Schrauben 127 ist an dem Grundteil 107 und der Motorstirnplatte 72 ein Lägerarm 128 befestigt, der eine Spule 129 trägt, die auf den Vorbeigang der Pinger 122 des Tachometerrotors 120 nahe an der Spule 129 anspricht und Wiederholungssignale in einen elektrischen Stromkreis 130 liefert, von denen die Spannung ein Maß für die Drehgeschwindigkeit der Motorwelle 75 ist.

Von einem Lagerarm 138, der mittels Befestigungsschrauben 139 an dem Grundteil 107 befestigt ist, sind zwei elektrische Spulen 140, 14-0' getragen. Die Spulen arbeiten jeweils unabhängig auf ein Signal an einer ein-

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zelnen Winkelstellung der Motorwelle 75» wie es nachstehend beschrieben wird. Da jedoch jede Spule 140, 140' in genau der gleichen Weise ausgeführt ist, ist die innerste Spule mit Bezugsstrichen bezeichnet entsprechend der Nummer oder der Zahl, die für die äußeren Spulen verwendet wird. Jede der Spulen 140, 140' ist auf einen eisenhaltigen Kern 141, 141' gewickelt, der ein eisenhaltiges Joch 142, 142· hat, welches an einem Ende an der Spule befestigt ist, sich um die Spule erstreckt und im Abstand zu dem gegenüberliegenden Ende des Kernes endigt, um das den Spulen benachbart vorhandene Magnetfeld zu konzentrieren. Die Kerne 141, 141' sind jeweils der Bewegungsbahn eines Permanentmagneten eines Paares von Permanentmagneten 150, 150¹ eng benachbart angeordnet, und jeder Permanentmagnet ist durch Klebmittel oder durch Preßsitz in einer Aufnahmeöffnung in einem der Dreharme 151» 151' befestigt, die an dem Nabenteil 125 des Tachometerrotors 120 getragen sind. Die Bewegung jedes der Permanentmagneten 150» 150' an dem Luftspalt in dem Eisenkern der Spule vorbei führt zur Erzeugung eines Signals in Form eines Spannungsimpulses in der Spule 140 bzw. 14O¹ und in den von der Spule führenden Stromkreis 143 bzw. 143'.

Wie in !ig. 3 dargestellt, ist der Nabenteil 125 mit einem radialen Flansch 152 gebildet, von welchem sich eine Nabenverlängerung 153 verkleinerten Durchmessers erstreckt. Jeder der Dreharme 151» 151" ist mit einer kreisförmigen öffnung 154, I54¹ versehen, welche die Nabenverlängerung 153 lose umfaßt, so daß die Dreharme 151, 151¹ an der Nabenverlängerung 153 frei gedreht werden können. Ein schalenfÖrmiger Federring 155» der vorzugsweise mit im Abstand voneinander liegenden radialen Federfingern I56 für vergrößerte Biegsamkeit gebildet ist, ist an der Nabenverlängerung 153 getragen und unter Druck gehalten, so daß er die Dreharme 151» 151' gegen den radialen Nabenflansch 152 drückt, und zwar mittels eines geteilten Halteringes 157» der in einer ringförmigen Nut 158 sitzt, die in dem freien Ende der Nabenverlängerung 153 geschnitten ist.

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Das Haltedrehmoment, welches überschritten werden muß, bevor einer der Dreharme 151» 151' im Winkel relativ zu der Motorwelle 75 verschoben werden kann, ist eine Funktion der normalen Kraft, die von dem schalenförmigen Ring 155 ausgeübt wird, der die Dreharme gegen den radialen Nabenflansch 152 drückt. Wenn das Haltedrehmoment größer als das maximale Drehmoment ist, welches während Beschleunigung der Antrieoseinrichtung durch die Trägheit der Dreharme aufgebaut wird, verschieben sich die Dreharme während des Arbeitens der Antriebseinrichtung in ihrer Winkelstellung nicht. Daher ist der schalenförmige Ring 155 vorzugsweise so gestaltet, daß er von dem geteilten Haltering 157 in einem solchen Ausmaß zusammengedrückt wird, daß die ausgeübte Kraft und das Haltedrehmoment, welches bei Ansprechen darauf aufgebaut wird, ausreichend sind, um unbeabsichtigtes Verschieben der Winkelstellung der Arme 151» 151' zu verhindern, jedoch nicht ausreichend sind, eine Störung hinsichtlich zweckmäßiger Einstellbarkeit der Winkelstellung der Dreharme von einer die Nähmaschine bedienenden Person darzustellen, während der Antrieb sich im Stillstand befindet. Wenn die Maschine angehalten wird, kann der Stirndeckel 110 abgenommen werden, und ein Dreharm oder beide Dreharo¹? 151» 151' können von Hand relativ zu der Motorwelle 75 verschoben werden. Eine solche Auswahl der Winkelstellung der Dreharme und der von diesen getragenen Teile I50, 150', die sich während des Arbeitens der Maschine relativ zu den Spulen 140, 14-0¹ bewegen, kann leicht und bequem ausgeführt werden, wobei die Maschinenhauptwelle durch Handhabung des Handrades 52 in einer gewünschten Winkelstellung gehalten wird, während die Dreharme 151» 151' verschoben werden.

Es wird Bezug genommen auf die schvrebende Patentanmeldung in den USA, Serial Nr. 155 082 vom 21. 6. 1971,

welche im einzelnen ei an Steuerstromkreis beschreibt, welcher die auf eine Nähmaschinenstellung ansprechenden Signalimpulse verwendet, die voii den elektrischen Spulen 140, 140·

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gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt werden. In der genannten Patentanmeldung ist der Steuerstromkreis beschrieben, durch welchen Nadelsteilungen von der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung signalisiert werden entsprechend einer oberen Nadelstellung und einer unteren Nadelstellung der Nähmaschine für Korrelation des Arbeitens von Mechanismen wie des !"adenbeschneidmechanismus, mit diskreten Stellungen der Stichbildewerkzeuge für deren richtiges Arbeiten· Es ist 3er*och ersichtlich, daß die Stellungssignale liefernde Vorrichtung gemäß der Erfindung auch dazu verwendet werden kann, Steuerimpulse zu schaffen, die dahingehend wirken, irgendwelche anderen Nähmaschinenarbeitsvorgänge zu steuern, die Korrelation der Nähmaschinenstellung mit dem Arbeiten von Zusatzeinrichtungen erfordern.

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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Patentansprüche

1. Stellungssignale liefernde Vorrichtung für die Betätigungseinrichtung einer Nähmaschine, die einen Rahmen und eine in dem Rahmen gelagerte Hauptantriebswelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellungssignale liefernde Vorrichtung einen stationären Signalerzeugungsteil- (140), der in einer ortsfesten Stellung relativ zu dem Nähmaschinenrahmen (13) befestigt ist, einen beweglichen Teil (150)» <ler den stationären Signalerzeugungsteil bei Ansprechen darauf, daß der bewegliche Teil an dem stationären Signalerzeugungsteil nahe vorbeigeht, wirksam machen kann, eine Einrichtung (151» 153, 15²O* welche den beweglichen Teil für Drehung auf einer Bahn abstützt, die nahe an dem stationären Signalerzeugungsteil vorbeigeht, und eine Reibungskupplung (125, 152, 155) aufweist, welche den beweglichen Teil antriebsmäßig mit der Nähmaschinenhauptantriebswelle (16) verbindet und welche derart ausgeführt ist, daß für Schlupf des beweglichen Teiles relativ zu der Nähmaschinenhauptantriebswelle ein Drehmoment erforderlich ist, welches größer als das maximale Drehmoment ist, welches während Beschleunigung der Nähmaschinenhauptantriebswelle durch die Trägheit des beweglichen Teiles erzeugt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Nabenteil (125), der mit der Hauptantriebswelle (16) antriebsmäßig verbunden ist, ein drehbarer Arm

(151) gelagert ist, der den beweglichen Teil (150) für Drehung trägt, und daß die Reibungskupplung einen Plansch

(152) an dem Nabenteil, gegen den sich eine Seite des drehbaren Armes legt, eine Federeinrichtung (155), d-ie mit der gegenüberliegenden Seite des drehbaren Armes im Eingriff steht, und eine Einrichtung (157) an dem Nabenteil aufweist , um die Federeinrichtung unter genügender Spannung zu halten, so daß für Schlupf des drehbaren Armes relativ

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: ORIGINAL INSPECTED

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zu der Hauptantriebswelle (16) ein Drehmoment erforderlich ist, welches' größer ist als das maximale Drehmoment, welches während Beschleunigung der Hauptantriebswelle von der Trägheit des drehbaren Armes erzeugt wird.

J. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalerzeugungsteil (140) eine elektrische Spule aufweist und daß der bewegliche Teil (150) einen Permanentmagneten aufweist, der so angeordnet ist, daß er .ein Spannungssignal in die Spule induziert, wenn er an dieser nahe vorbeigeht.

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ORIGINAL INSPECTED