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Steuereinrichtung für Gruppenstichnähraaschinen DieErfindung betrifft
eineEinrichtung fürGruppenstichnähnlaschinen zur selbsttätigen Steuerung des Vorschubes
des bzw. der Werkstücke relativ zu den Stichbildewerkzeugen zwischen den einzelnenBearbeitungsvorgängen.
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Steuergeräte, die entweder den Ablauf des Nähvorganges oder auch den
Werkstücktransport zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen steuern, und zwar
auf elektrischem oder auf mechanischem Wege, sind an sich bekannt. Diese Einrichtungen
sind jedoch nur zur Steuerung bestimmter Einzelvorgänge vorgesehen und daher nur
für die jeweils vorgesehenen ganz speziellen Zwecke anwendbar.
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So ist schon eine automatische Maschine zum Steppen von Steppdecken
bekanntgeworden, die zwei übereinander angeordnete, im rechten Winkel zueinander
bewegliche Schlitten aufweist, wobei auf dem oberen Schlitten das Werkstück befestigt
ist. Die Steuerung erfolgt mittels eines Lochbandes, auf dem die Bewegungen der
Schlitten und die Halte- und Laufzeiten der Nähmaschine bzw. der Nähmaschinen aufgetragen
sind. Die Aufzeichnungen auf dem Lochband werden elektrisch auf elektromagnetische
Einrichtungen zur Betätigung der Schlitten der Nähmaschine bzw. der Nähmaschinen
übertragen. Bei dieser Einrichtung wird also das Werkstück schrittweise zur Bildung
von Stichen unter der Nadel der Nähmaschine vorgeschoben. Die Schritte werden durch
ein Zahn-Ratschen-Getriebe ausgelöst, das nicht trägheitsfrei arbeitet. Für einen
schnellen Vorschub des Werkstückes zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen
der Näh-
maschine ist eine solche Einrichtung nicht geeignet. Schließlich
ist zur Steuerung des Vorschubes immer erst eine entsprechende Eintragung in einem
Lochband erforderlich.
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Bei einem anderen bekannten Nähmaschinenantrieb ist eine Stichzahlvorwähleinrichtung
vorgesehen, bei der durch Betätigung einer Wählscheibe eine bestimmte Stichzahl
gewählt werden kann. Hier handelt es sich also um die Steuerung der Stichbildewerkzeuge
selbst, insbesondere von 'Zweinadelnähmaschinen, um bei einer ausgekuppelten Nadel
mit der anderen Nadel weiternähen zu können, und zwar eine vorausbestimmbare Stichzahl.
Hierzu bedurfte es einer Haupt- und einer Hilfsantriebsvorrichtung, die über ein
Schrittschaltwerk entsprechend der getätigten Vorwahl so gesteuert werden, daß der
Hilfsantrieb bei Auslösung des durch die Wählscheibe eingestellten Schrittschaltwerkes
die Nähmaschine so lange weitertreibt, bis die vorgewählte Stichzahl beendet ist.
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Demgegenüber soll das Steuergerät gemäß der Erfindung in der Lage
sein, sowohl den Vorschub des Werkstückes relativ zu den Stichbildewerkzeugen als
auch den Einsatz der Bewegung der Stichbildewerkzeuge zu steuern. Die Folge der
Vorschübe und der Einsätze der Bewegung der Stichbildewerkzeuge soll beliebig vorwählbar
sein, und zwar bezüglich Anzahl und Entfernung der durchzuführenden Bewegungen.
Außerdem muß die Nähmaschine nach Ablauf des vorgewählten Programms selbsttätig
außer Betrieb gesetzt werden können.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch eine Einrichtung für
Gruppenstichnähmaschinen zur selbsttätigen Steuerung des Vorschubes des bzw. der
Werkstücke relativ zu den Stichbildewerkzeugen zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen
in beliebig vorwählbarer Folge des Vorschubes bezüglich Anzahl und Entfernung sowie
der Einschaltung der einzelnen Arbeitszyklen und der Außerbetriebsetzung der
Näh-
maschine nach Ablauf des vorgewählten Programms mit einem Zählwerk, einem
von zwangläufig bewegten Teilen der Nähmaschine gesteuerten Impulsgeber und einem
dem Zählwerk vorgeschalteten Auswahlschalter wobei erfindungsgemäß das Zählwerk
mit elektronischeu Dekadenzählstufen ausgerüstet ist und der diesem Zählwerk vorgeschaltete
Auswahlschalter als Programmwalze ausgebildet ist, weiterhin diese Programmwalze
durch ein elektrisch und/oder mechanisch von dem Zählwerk gesteuertes Schaltwerk
weiterschaltbar ist, wobei schließlich als Impulsgeber für das Zählwerk eine von
einem Lichtsender unter Zwischenschaltung einer von zwangläufig bewegtenTeilen der
Vorschubeinrichtung der Nähanlage gesteuerten Lochscheibe beaufschlagte lichtelektrische
Zelle vorgesehen ist.
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Die Erfindung arbeitet also nach dem Prinzip, die jeweilige Bewegung
des Werkstückes in Teilstreckeneinheiten zu zerlegen, wobei diese in an sich bekannter
Art von einem Zählwerk bzw. Zählwerken gezählt werden.
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Die verwendeten Zählwerke, Impulsgeber und Auswahlschalter, ersbesondere
die erstgenannten, sind an
sich dem allgemein bekannten Stand der
Technik auf dem Gebiet der elektronischen Steuerung zuzurechnen und wurden demgemäß
schon zur Lösung der verschiedensten Aufgaben herangezogen. Die vorliegende Erfindung
macht jedoch von diesen Schalt- und Steuermitteln in einer neuen Kombination Gebrauch,
die die Möglichkeit eines vollautomatischen und in beliebiger Weise bezüglich des
Abstandes der einzelnen Bearbeitungsstellen vorwählbaren Werkstückxorschubes bei
Nähmaschinen mit an sich selbsttätigen Arbeitszyklen bietet.
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Auf der Programmwalze kann eine zusätzliche Kontaktbahn angeordnet
sein, die das Wiedereinschalten des Motors nach Ablauf des Arbeitsprogramms verhindert.
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Vorzugsweise sind die Programmwalzen auswechselbar. Weiterhin kann
die Kontaktzahl in den einzelnen Kontaktbahnen am Umfang der Programmwalze veränderbar
sein.
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Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe
erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung einer in der
Zeichnung schematisch wiedergegebenen beispielsweisen Ausbildungsform der erfindungsgemäßen
Steuereinrichtung, insbesondere deren Schaltung.
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Die Steuereinrichtung setzt sich aus einer Reihe von Hauptbestandteilen
zusammen, nämlich aus einemAntrieb 1 für den Vorschub des Werkstückes, einer
damit gekuppelten -und ein elektronisches Zählwerk 3
steuernden Lochscheibe
2, einer Programmwalze 4 mit einem elektromagnetischenSchaltwerk5, einemSchaltrelais
6 für den Vorschubantrieb 1, einem Anlaßrelais 7, einem vom
Werkstückklemmhebel der Knopflochnähmaschine betätigten Kontakt 8, einem
Anlaßmagneteng zum Anlassen der Nähanlage sowie schließlich einem Hauptschalter
10.
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Der Vorschubantriebsmotor 1 trägt auf seiner Welle
11 eine Schnecke 12, die mit einem Zahnrad 13 im Eingriff steht. Dieses
ist im dargestellten Beispiel über eine Welle 14 mit einem Zahnritzel
15 verbunden, das seinerseits im Eingriff mit einer Zahnstange
16 steht, die Bestandteil derWerkstückeinspannvorrichtung ist. Bei
17 ist das Werkstück angedeutet, bei 18 die Nadel der Nähmaschine.
Auf der Welle 14 ist weiterhin die bereits erwähnte Lochscheibe 2 angeordnet, die
an ihrem Umfang mit Löchern bzw. Schlitzen 19 versehen ist, die in gleichmäßigem
Abstand angeordnet sind. Die Lochscheibe unterbricht periodisch den auf eine fotoelektrische
Zelle 20 gerichteten Lichtstrahl einer Lichtquelle 21 während der Vorschubbewegung
des Werkstückes 17 und wirkt so als Impulsgeber für das elektronische Zählwerk
3. Das den Vorschubantrieb 1 steuernde Schaltrelais 6 ist mit
zwei Elektromagneten 22 und 23 ausgerüstet, die über einen Hebel 24 mit einer
Schaltklinke 25 bzw. einen Hebel 26 mit einer Schaltklinke
27, wenn sie an Spannung gelegt werden, das Schaltzahnrad 28 um
je einen Zahn weiterschalten. Die Hebel 24 und 26 stehen weiterhin
unter dem Einfluß von Rückstellfedern 29 bzw. 30. Bei Schaltung des
Schaltzahnrades 28 wird über eine Schaltwelle 31 die Kontaktzunge
32 jeweils auf eine Ein-bzw. eine Ausschaltung gedreht. In der dargestellten
Stellung befindet sich die Kontaktzunge 32 gerade in ihrer Ausschaltstellung.
Das Anlaßrelais 7 ist als Verzögerungsrelais ausgebildet, dem gegebenenfalls
ein Kondensator 33 hoher Kapazität parallel geschaltet ist. Der Relaiskontakt 34
des Anlaßrelais 7 schließt den Stromkreis des Anlaßmagneten 9, der
im dargestellten Beispiel jeweils den nächsten vorgewählten Arbeitsvorgang der Stichbildewerkzeuge
auslöst. Der Kontakt 8 wird, wie schon ausgeführt, vom Werkstückklemmhebel
35 der nicht weiter dargestellten Knopflochnähmaschine betätigt. Eine Anlaßtaste
36 ermöglicht die Auslösung des ersten Bearbeitungsvorganges -.
während
die weiteren Bearbeitungsvorgänge alle selbsttätig entsprechend dem mit der Programmwalze
4 gewählten Programm ablaufen.
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Das elektronische Zählwerk 3 ist beispielsweise mit drei Dekadenzählröhren
37, 38 und 39 bestückt. Der Netzanschluß des Zählwerkes
3 er-folgt über den Stekker 40.
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Zur Erläuterung sei ausgeführt, daß die Dekadenzählröhren die Zählung
einer ganzen Dekade mit gleichzeitiger optischer Anzeige ermöglichen. Der in diesen
bandförmig ausgebildete Elektronenstrahl kann zehn stabile Stellungen einnehmen,
wobei an zehn verschiedenen Stellen des als Leuchtschirm ausgebildeten Glaskolbens
Leuchtstriche entsprechend den Ziffern 0
bis 9 angezeigt werden. jeder
Impuls, der an den Eingang der Röhre gelangt, rückt den Kathodenstrahl um eine Stellung
weiter, bis er schließlich von 9 auf 0 zurückspringt und dabei seinerseits
einen Impuls an den Eingang der nächsten Dekadenzählröhre weitergibt. Bei dem beispielsweise
gewählten Zählwerk mit drei Dekadenzählröhren gehen nach Erreichen der Zahl
999
beim nächsten Impuls sämtliche Zählröhren auf 0 zurück. Der dabei
ausgelöste Impuls der letzten Röhre steht zur Steuerung irgendwelcher anderer Vorgänge
zur Verfügung, im vorliegenden Falle wird der Kontakt 41 eines im Zählwerk vorgesehenen
Relais geschlossen. Soll dies nach einer vorgegebenen Zahl von Impulsen, die die
Eingänge der Röhren erreichen, erfolgen, so muß also vorher eine der entsprechenden
Komplementärzahlen entsprechende Anzahl von Impulsen auf das Zählwerk gegeben werden.
Soll beispielsweise nach dem 35. Impuls der Relaiskontakt 41 geschlossen
werden, dann müssen die drei Dekadenröhren vor Beginn der Zählung auf die Zahl
1000-35
965 eingestellt werden.
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jeder stabilen Kathodenstrahlstellung einer Dekadenzählröhre entspricht
ein bestimmtes elektrisches Potential an der Ablenkplatte und der Anode der Zählröhre.
Demgemäß sind in den handelsüblichen Zählwerken Spannungsteiler vorgesehen. Die
mit den Ab-
griffen dieser Spannungsteiler verbundenen Leitungen werden erfindungsgemäß
mit dem elektronischen Zählwerk herausgeführt. Die der Dekadenzählröhre
37 zugeordneten Leitungen sind mit a, die der Röhre 38
zugeordneten
Leitungen mit b, die der Röhre 39 zugeordneten Leitungen mit c bezeichnet.
Die Indizes 1
bis 10 an den einzelnen Leitungen bedeuten die Komplementärziffern,
also die Ziffern, die die vorzuwählende Zahl im Zählwerk ergeben. Zur Schaltung
des Zählwerkes wird erfindungsgemäß eine Programmwalze 4 verwendet, die im Ausführungsbeispiel
drei Kontaktbahnen 42, 43 und 44 mit Schaltzungen 45, 46 und 47 aufweist. Die Schaltzungen
sind auf einer gemeinsamen Schaltwelle 48 angeordnet und werden durch das elektromagnetische
Schaltwerk 5 im Uhrzeigersinn weitergeschaltet. Im Ausführungsbeispiel soll
das Steuergerät dem Werkstück einen Vorschub von nacheinander 35, 70, 90, 78
und 120 mm erteilen. Hierzu werden die entsprechenden Leitungen des Zählwerkes mit
den entsprechenden Kontakten der Programmwalze verbunden. Für die erste Dekade also
die Leitungen c., C., C" für die zweite Dekade die Leitungen b., b2) b3'
b71 b9 und für die dritte Dekade die Leitungen a., al. Die Programmwalze
kann selbstverständlich beliebig viele Kontakte in einer Kontaktbahn aufweisen,
so daß eine beliebige Anzahl von Vorschubbewegungen
gewählt und
gesteuert werden kann. Am einen Ende der Schaltwelle 48 der Programmwalze 4 ist
ein Klinkenschaltrad 49 angebracht, das über einen Hebel 50 und einer an
diesem angeordneten Schaltklinke 51 durch den Elektromagneten 52 des
Schaltwerkes 5 weitergeschaltet wird. Zur Einstellung des Hubes des Hebels
50 ist ein Anschlag 53 vorgesehen, da der Hub ja bei Programmwalzen
mit verschiedener Kontaktzahl verschieden eingestellt werden muß. Vom Hebel
50 wird außerdem ein dreipoliger Schalter 54 betätigt. Bei Schließen der
Kontaktfedern 55 und 56
durch den Hebel 50 werden alle Zählröhren
auf Ziffer 9
gestellt, womit angezeigt wird, daß die Kontakte der Programmwalze
in Ordnung sind. Bei Schließen des Kontaktes zwischen der mittleren Kontaktfeder55
und der Kontaktfeder 57 des Kontaktes 54 erfolgt das Umschalten der Zählröhren
auf die von der Programmwalze 4 vorgewählten Ziffern.
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Eine weitere Kontaktbahn 58 auf der Programmwalze 4 dient dazu,
den Kontakt 8 bei bestimmten vorgewählten Stellungen der Programmwalze 4
kurzzuschließen, wie dies z. B. bei Stellung der Kontaktzunge 59 auf dem
Kontakt 60 im gezeigten Beispiel der Fall ist.
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Nachstehend soll die Wirkungsweise des Steuergerätes bei Ablauf eines
Arbeitsvorganges erläutert werden. Der Schalter 10 ist eingeschaltet, befindet
sich also in der dargestellten Stellung. Die Knopflochnähmaschine befindet sich
in Ruhestellung, der Kontakt 8
ist geschlossen. Es liegt also über die Klemmen
61, 62,
den Schalter 10 und den Kontakt 8 Spannung an der Magnetspule22
des Schaltrelais6. Die Schaltzunge32 befindet sich in einer ihrer Aus-Stellungen.
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Das elektronische Zählwerk ist ebenfalls eingeschaltet. Die Kontaktzungen45,
46, 47 und 59 der Programmwalze 4 befinden sich zunächst um einen Kontakt
zurück (entgegen dem Uhrzeigersinn) auf den Positionen »0<#. Der Hebel
50 befindet sich in seiner höchsten Stellung, die Kontakte der Programmwalze
4 sind mit den entsprechenden Vorwählerleitungen a, b und c in der
Weise verbunden, daß Knopflöcher in den Ab-
ständen 35, 70, 90, 78,
120 mm nacheinander genäht werden.
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Nach Einlegen des Werkstückes 17 wird die Anlaßtaste
36 kurzzeitig gedrückt. Der Anlaßmagnet 9 wird damit über die Kontakte
63 und 64 der Anlaßtaste 36
an Spannung gelegt, der nicht dargestellte
Einschalthebel der Knopflochnähmaschine betätigt, diese beginnt zu arbeiten.
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Weiterhin wurden bei Drücken der Taste 36 die Kontakte
65, 66 geschlossen und die Kontakte 67, 68
geöffnet. Es wurde also
auch die Magnetspule 52 an Spannung gelegt, der Schalthebel 50 nach
unten gezogen und damit die Programinwalze aus ihrer 0-Stellung in die in der Zeichnung
dargestellte Lage gedreht. Die Schalter 45, 46, 47 sind nun also mit den Zählwerkleitungen
a.' b. und c. verbunden. Weiterhin wurde der Kontakt zwischen den
beiden Kontaktfedern 55 und 56 geschlossen. Die Dekadenzählröhren
37, 38
und 39 zeigen jeweils die Ziffer 9 an. Nach Auslassen
des Anlaßknopfes 36, also öffnen der Kontakte 65, 66,
ist die Magnetspule
52 wieder ohne Spannung, der Hebel 50 wird durch die Wirkung der Feder
69 nach oben gezogen, die Schaltklinke 51 ratscht um das Klinkenrad
49, ohne die Programmwalze 4 zu betätigen. Die Kontaktfedern 55, 57 werden
geschlossen, die Dekadenzählröhren 37, 38 und 39 zeigen die vorgegebene
a Zahl, in diesem Falle »965«, an.
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Nach Einschalten der Knopflochnähmaschine geht deren Werkstückklemmhebel
35 in eine Stellung, in der der Kontakt 8 geöffnet wird. Die Magnetspule
22 des Schaltrelais ist ohne Spannung, die Schaltklinke25 ratscht um das Schaltzahnrad
28, ohne die Kontaktzunge 32 zu betätigen, die nach wie vor in ihrer
Aus-Stellung steht. Nach Beendigung des ersten Arbeitsganges wird der Kontakt
8 durch den Hebel 35 wieder geschlossen, die Magnetspule 22 wird an
Spannung gelegt, die Schaltzunge 32 um eine Schaltstellung weiterbewegt auf
ihre nächste Ein-Stellung. Der Vorschubantrieb 1 beginnt zu laufen, das Werkstück
17
wird verschoben, jedes der Löcher 19 in der Lochscheibe 2 erzeugt
einen Impuls, die im elektronischen Zählwerk 3 gezählt werden. Dabei entspricht
jeder Impuls einem bestimmten Vorschubweg, der sich aus der Anzahl der Löcher auf
der Lochscheibe bestimmen läßt. Da die Zählröhren 37, 38 und 39 die
Vorgabeziffer »965 « anzeigen, werden nach Abzählung von fünfunddreißig Impulsen
die Zählröhren beim übergang von der Ziffer 9 auf die Ziffern »0«
den Relaiskontakt 41 schließen. Die Magnetspule 23 des Schaltrelais
6 erhält Spannung, die Kontaktzunge 32 wird auf ihre nächste Aus-Stellung
bewegt, der Vorschubantrieb 1, zweckmäßigerweise mit einer Momentbremse ausgerüstet,
kommt augenblicklich zum Stillstand. Weiterhin wurde das Anlaßrelais 7 an
Spannung gelegt und der Kondensator 33 aufgeladen, der seinerseits seine
Ladung anschließend an die Spule des Relais 7 abgibt. Der Relaiskontakt 34
wird verzögert geschlossen; schließlich erhält über die nun geschlossenen Kontakte
67,68 der Drucktaste 36 die Magnetspule 52 Spannung, die Schaltzungen
45, 46, 47 und 59 der Programmwalze 4 werden im Uhrzeigersinn um einen Kontakt
weitergeschaltet, die beim gewählten Beispiel mit den Zählwerkleitungen a0,
b7, C 0 verbunden wurden. Die Zählröhren 37, 38, 39 zeigen
nun die für den nächsten Vorschub nötige Komplementärzahl 930 an.
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Der Kontakt 34 des Relais 7, der parallel zu den Kontakten
63, 64 der Taste 36 liegt, schließt den Stromkreis des Anlaßmagneten
9, die Knopflochnähmaschine beginnt mit dem Nähen des zweiten Knopf loches.
Der Kontakt 34 übernimmt bis zum Ab-
lauf des gesamten Programms die Aufgabe
der Auslösung des Anlaßmagneten 9, die zu Beginn des gesamtenArbeitsablaufes
von derTaste36, die von Hand gedrückt wird, übernommen wurde. Weiterhin erhält jeweils
über die Kontakte 67, 68 die Magnetspule 52
des Schaltwerkes
5 der Programmwalze 4 Spannung.
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Um zu verhindern, daß nach Beendigung des letzten Nähvorganges der
Vorschubantrieb 1 trotz auf 0 geschalteter Zählröhren 37, 38, 39
unbegrenzt weiterläuft, muß der Kontakt 8 durch die Schaltzunge
59 und den Kontakt 60 der Programmwalze kurzgeschlossen werden. Die
Magnetspule 22 liegt also auch noch nach Öffnen des Kontaktes 8 an Spannung.
Die Kontaktzunge 32 steht auf einer ihrer Aus-Stellungen. Der Motor
1 erhält keinen Strom.
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Der Hauptschalter 10 ist nur in Uhrzeigerrichtung, also in
Richtung des Pfeiles 70 drehbar. Bei Abschalten der ganzen Anlage wird die Magnetspule
22 des Schaltrelais 6 von Spannung getrennt, die auf ihrer Aus-Stellung stehende
Schaltzunge 32 wird nicht mehr betätigt. Bevor der Hauptschalter
10 seine Aus-Stellung erreicht, wird über den Kontakt 71 noch einmal
ein Spannungsstoß auf die Magnetspule 22 des Relais 6 gegeben, so daß die
Schaltzunge 32 auf ihre nächste Ein-Stellung geschaltet wird. Der Vorschubantrieb
1 kann jedoch, da die übrigen Leitungen schon von den Klemmen 61, 62
getrennt sind, nicht mehr anlaufen. Beim Einschalten des Schalters 10 erhält
die Magnetspule 22 erneut einen Spannungsstoß, so daß
die Schaltzunge
32 wieder in eine Aus-Stellung gelangt. Erst anschließend wird das ganze
Gerät angeschaltet. Diese Schaltgänge sind notwendig, da die Magnetspule 22 in der
Ruhestellung der Knopflochnähmaschine ständig unter Strom steht.