EP1777331A1 - Sewing machine - Google Patents

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EP1777331A1
EP1777331A1 EP06020360A EP06020360A EP1777331A1 EP 1777331 A1 EP1777331 A1 EP 1777331A1 EP 06020360 A EP06020360 A EP 06020360A EP 06020360 A EP06020360 A EP 06020360A EP 1777331 A1 EP1777331 A1 EP 1777331A1
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EP
European Patent Office
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sensor
sewing machine
hold
sewing
thickness
Prior art date
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EP06020360A
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German (de)
French (fr)
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EP1777331B1 (en
Inventor
Christoph Heckner
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Duerkopp Adler AG
Original Assignee
Duerkopp Adler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Duerkopp Adler AG filed Critical Duerkopp Adler AG
Publication of EP1777331A1 publication Critical patent/EP1777331A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1777331B1 publication Critical patent/EP1777331B1/en
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B29/00—Pressers; Presser feet
    • D05B29/02—Presser-control devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B19/00—Programme-controlled sewing machines
    • D05B19/02—Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit
    • D05B19/12—Sewing machines having electronic memory or microprocessor control unit characterised by control of operation of machine
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B27/00—Work-feeding means
    • D05B27/02—Work-feeding means with feed dogs having horizontal and vertical movements
    • D05B27/04—Work-feeding means with feed dogs having horizontal and vertical movements arranged above the workpieces
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B29/00—Pressers; Presser feet
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B69/00—Driving-gear; Control devices
    • D05B69/28—Applications of servo devices for tool-positioning purposes

Definitions

  • the invention relates to a sewing machine according to the preamble of claim 1.
  • a sewing machine is known from the EP 1 479 809 A1 , There, the thickness of the sewing material is measured before entering the stitch pattern area.
  • an example of this is the fine adjustment of the thread tension, which depends both on the uncompressed material thickness and on the compressibility of the material to be sewn.
  • Other sewing parameters such as the stroke adjustment of the at least one hold-down foot, the speed of the arm shaft, the stitch length and the fan height can be finely adjusted by evaluating the information of the position sensor on the one hand and the thickness sensor on the other hand.
  • a hold-down foot a presser foot can be used to hold the fabric down in the area of a stitch pattern point or to the fabric during a transport operation in a hold-down position, which also holds down the transport foot.
  • the control device converts into predetermined sewing machine control values, that is, an adaptation of the sewing parameters.
  • a manual conversion or a manual program adjustment is not required. This considerably shortens set-up time when changing over the sewing material. In addition, incorrect settings are avoided. Due to the fine adjustment, a safe material transport can be achieved with minimum pressure, which the hold down feet, ie the presser foot and / or the transport foot, exert on the fabric.
  • a position sensor according to claim 2 is structurally easy to implement. It is used for position detection, the already existing movement of a movable rod for the hold-down. Such a position sensor thus outputs a distance value which is simple can be measured. Alternatively, it is possible to determine the position of a certain component of the movable linkage in space, without using a relative distance measurement for this purpose.
  • a piezoelectric element can be elegantly integrated into the housing.
  • the piezoelectric element is arranged under arrangement of the fact that in the known sewing machines, the pressure exerted on the hold-down over the movable linkage, depends on the height of Niederhaltefußes in the hold-down position, ie the compressed material thickness.
  • An optical sensor can either as a distance sensor or as the absolute position of a component in the space determining sensor, z. B. as a light barrier or light curtain, executed.
  • An ultrasonic sensor according to claim 4 is known for uncompressed fabric thickness measurement from the EP 1 479 809 A1 , With such a sensor, an uncompressed fabric thickness can be detected reliably.
  • An arrangement of the thickness sensor according to claim 5 is particularly compared to the arrangement of the sensor in the EP 1 479 809 A1 compact, as it dispenses with a boom.
  • the measuring axis of the thickness sensor In order that the material thickness in the measuring range of the thickness sensor is not yet influenced by the hold-down foot compressing the material, the measuring axis of the thickness sensor must be arranged outside the area of the stitch image location.
  • the sewing speed of the sewing machine can be adapted to the compressed fabric thickness.
  • the sewing speed can therefore be relatively close to that at a certain Fabric strength possible maximum sewing speed are kept, which reduces the overall sewing time.
  • a control device allows an optimization of the thread tension to the respective material thickness. This ensures a clean stitch formation even with high material thicknesses.
  • a control device ensures safe transport while minimizing transport stroke in sewing.
  • the sewing speed can therefore be kept relatively close to a maximum sewing speed which is possible for a given fabric thickness. Overall, this leads to a shortening of the sewing time.
  • a control device ensures a sufficient minimum required fan height. This saves time during operation of the sewing machine, z. As when venting and venting a lifting cylinder used in this context, and allows easy positioning of the material.
  • a control device ensures optimum adaptation of the stitch length to the fabric thickness.
  • a control device ensures a safe transport, while at the same time it is prevented even at high sewing speed that permanent imprints arise on the sewing material.
  • FIG. 4 shows the sewing machine 1 in a schematic representation to illustrate the coupling of mechanical components of a total designated 2 upper transport device. From the basic structure, the sewing machine 1 is known, so that only the components essential to the invention will be explained in detail below.
  • the sewing machine 1 has a C-shaped housing 3. It has a base plate 4 and an upper arm 5. To complete the C-shape, a stand 6 connects the base plate 4 to the arm 5. In the latter, an arm shaft 7 (see Fig. 4) is mounted, which is driven by a motor, not shown. From the rotation of the arm shaft 7 are by mechanical For the drive of the upper transport device 2, whose kinematic structure can be clearly seen in FIG. 4, the arm shaft 7 is non-rotatably connected to an eccentric disk 10. At the latter, a pull rod 11 is hinged, which in turn is pivotally connected to a rocker 12. The latter vibrates about a vibration fixed to the housing 13 about a swing axis parallel to the arm shaft 7. At its end remote from the eccentric pull rod 11 end of the rocker 12 is pivotally connected to a further pull rod 14. The latter carries a permanent magnet 15, which generates a magnetic field with approximately perpendicular to the base plate 4 extending field lines.
  • Figs. 1, 2 and 4 show the upper transport device 2 in a hold-down position for a thick material to be sewn 16, which is referred to below as the first hold-down position.
  • a Hall sensor 17 is directly adjacent to the permanent magnet 15. This sensor is mounted on a boom 18 fixed to the housing. Via a signal line 19, the Hall sensor 17 is connected to a central control device 20 in connection.
  • the magnet pull rod 14 is hinged at its end remote from the rocker 12 at an upper corner in Fig. 4 at a triangular lever 21.
  • Fig. 4 lower left corner of the triangular lever 21 is hinged to a presser foot 22.
  • the presser foot 22 is used for holding down fabric in the area of a stitch image point.
  • a compression spring 24 is supported, the bias of which is adjustable by means of a spring-pressure screw 25.
  • the spring pressure adjusting screw 25 is motorized driven. This drive is connected via a signal line 26 to the control device 20 in connection. With the spring pressure adjusting screw 25 as a motor-driven actuator, the presser foot force is adjusted. This is the force with which the feet 22, 28 hold the fabric 16 in the hold-down position.
  • the right in Fig. 4 lower corner joint of the triangular lever 21 is articulated via a coupling rod 27 at a transport foot 28 for fabric to be sewn.
  • the upper transport device 2 constitutes a movable linkage for the driven displacement of the presser foot 22 and the transport foot 28.
  • the presser foot 22 and the transport foot 28 contribute to the upper transport by releasing them alternately from the holddown position to a raised position for release of the fabric.
  • the position of the presser foot 22 and the transport foot 28 in the raised position is set in the sewing machine 1 via a motor-driven adjusting wheel 29.
  • the control wheel 29 is connected via a signal line 30 to the control device 20 in connection.
  • the sewing machine 1 defines a stitching point.
  • a sewing material conveying direction 31 which runs from right to left in the representation according to FIG. 2, sections belonging to a stitch pattern area 32 still belong to the sewing needle puncture axis, in which an influencing of the material or sewing material 16 by the depressing presser foot 22 on the one hand and the hold down transport foot 28 on the other hand.
  • a measuring axis 33 of a thickness sensor 34 is on the outside Housing 3 mounted in the area of the lower sewing head.
  • the thickness sensor 34 is designed as an ultrasonic sensor. The use of such an ultrasonic sensor for fabric thickness measurement is described in US Pat EP 1 479 809 A1 , The thickness sensor 34 is connected to the central control device 20 via a signal line 35.
  • a first thread tension is set in the sewing machine 1 by a motor-driven actuator 36. The latter is connected via a signal line 37 to the control device 20 in connection.
  • a second yarn tension is set in the sewing machine 1 by a motor-driven actuator 38. The latter is connected via a signal line 39 to the control device 20 in connection.
  • the two set thread tensions can be those acting on the same sewing thread. Alternatively, the two set thread tensions can also act on different sewing threads.
  • a stitch length can be set in the sewing machine 1 via a motor-driven actuator designed as a stitch length adjusting wheel 40.
  • the latter is connected via a signal line 41 to the control device 20 in connection.
  • the control device 20 is connected via a signal line 42 with a motor control 43 in connection, which in turn is in a manner not shown with the drive motor for the arm shaft 7 in signal communication.
  • the latter could be arranged above the triangular lever 21 or also above the drawbar 14.
  • This lifting height stop can have a motor adjusting drive as an actuator, so that the lifting height stop and thus the lifting height for insertion or removal of the sewing material is adjustable.
  • the motor drive of the lifting height stop is in turn connected via a signal line, not shown, with the control device.
  • a second hold down position shown in Fig. 3, shows a relatively thin, e.g. single-layer material 16, z. B. leather, which can not be compressed practically. Depending on the fabric quality, even a relatively thick fabric in the holddown position can hardly be compressed.
  • the pull rod 14 is a movable portion of the upper transport device 2, whose distance from the boom 18 in the displacement of the presser foot 22 and the transport foot 28 between the raised position and the holddown position changes steadily. If a relatively thick material is still present in the compressed state, for example in the first hold-down position, the permanent magnet 15 is closer to the Hall sensor 17. The Hall sensor 17 therefore outputs a signal corresponding to the approach of the permanent magnet 15 via the signal line 19 to the control device 20.
  • the permanent magnet 15 is further spaced from the Hall sensor 17, resulting in a sensor signal which corresponds to this lower compressed material thickness.
  • the distance between the Hall sensor 17 and the permanent magnet 15 as a result of the change in distance between the boom 18 and the tie rod 14 changes cyclically during operation of the upper transport device 2.
  • the distance between the Hall sensor 17 and the permanent magnet 1 S reaches an extremum.
  • This extremum can be determined by means of a corresponding time-resolved detection of the output value of the Hall sensor 17 by the control device 20.
  • the extremum is uniquely assigned to the position of the presser foot 22 or of the transport foot 28 in the hold-down position. It represents a measure of the thickness of the material or material 16 compressed by the presser foot 22 or the transport foot 28.
  • the uncompressed thickness of the fabric 16 is measured before it reaches the stitch pattern area 32.
  • the thickness sensor 34 first detects this change in fabric thickness. It can then take place in time exactly an adjustment of the thread tension to the increased fabric thickness, since the stitch length on the one hand and the distance A of the measuring axis 33 of the puncture axis of the sewing needle 9 is known. Subsequently, this substance section, the thickness of which has increased, passes through the stitch image area region 32, so that the measurement of the compressed material thickness of this substance section can take place via the Hall sensor 17. If the fabric in this fabric section can be compressed only slightly, it is a hard, dense material which requires a relatively high yarn tension.
  • the thickness sensor 34 measures a higher thickness value than the Hall sensor 17. From these two measurements can by means of the central control device 20 are extrapolated to the actual sewing thickness of the fabric 16. The result is the setting of a thread tension, which is the measured compressibility of the fabric 16 justice. This yarn tension is substantially lower than that which would be adjusted if only the measurement result of the thickness sensor 34 were available, that is, if only the uncompressed fabric thickness of a measurement were accessible. Conversely, the measurement alone via the Hall sensor 17 does not yet provide a sufficient measurement basis for determining the thread tension, since this measurement alone does not provide any information as to whether the substance is actually compressible or not. Only the comparison of both measurements leads to a correct thread tension.
  • the positions of the presser foot 22 and the transport foot 28 in the raised position can also be finely adjusted via the comparison of the measurement results of the thickness sensor 34 on the one hand and the Hall sensor 17 on the other hand.
  • a thickness measurement with the Hall sensor 17 alone would lead to too low a value for the stroke adjustment, since the material is relaxed when lifting the presser foot 22 or the transport foot 28 and thus thicker than in the measuring position of the Hall sensor 17. This effect can be considered by comparison with the measurement result of the thickness sensor 34.
  • the necessary stroke adjustment is in turn extrapolated from the measurement results of the Hall sensor 17 on the one hand and the thickness sensor 34 on the other hand with the aid of the central control device 20.
  • the spring pressure adjusting screw 25 can be adjusted on the basis of the measurement results of the sensors 17, 34, the presser foot force. Since the feet 22, 28 can leave marks on sensitive material 16, the presser foot force must be set as low as possible. With increasing speed and / or increasing lifting height of the feet 22, 28 during transport increases the required presser foot force, which is required to ensure safe transport of the material 16. By evaluating the time course of the signal of the Hall sensor 17 can be determined from when the presser foot force is too low, since then the Periods in which the feet 22, 28 are present in the hold-down position, are too short in time. As soon as such a situation is detected, the presser foot force can be readjusted accordingly by a corresponding default value for the spring pressure adjusting screw 25.
  • the presser foot force automatically increases because the compression spring 24 is compressed more strongly by the additional amount of material thickness. This increase in the material thickness can be detected via the sensors 17, 34 and compensated by appropriate control of the spring pressure set screw 25.
  • the fan height can be specified using the measurement results of the sensors 17, 34 via the lifting height stop actuator.
  • the feet 22, 28 are then raised so far that the fabric 16 can be easily inserted or removed.
  • This fan height adjustment is in turn not possible with the measurement result of the Hall sensor 17, as the uncompressed material thickness is essential for the fan height, which is measured by the thickness sensor 34. It is therefore possible to select the minimum required fan height. This saves time when venting and bleeding a lifting cylinder as part of the top transport 2. Furthermore, an easy positioning of the substance is possible.
  • the position sensor which is formed in the embodiment of FIGS. 1 to 4 by the Hall sensor 17 with the permanent magnet 15 may also be embodied by other sensor types.
  • the position sensor may for example be designed as a capacitive proximity sensor, wherein the boom 18 and the tie rod 14 are parts of a capacitor, whose capacity is measured.
  • the position sensor can also be designed as a piezoelectric element which is arranged between a standing in shear connection with the presser foot 22 component, such as the compression spring 24, and a housing-fixed component of the sewing machine 1, for example, the housing cover 23.
  • the piezoelectric element measures the pressure which the compression spring 24 exerts on the presser foot 22 or the transport foot 28 in the hold-down position. This pressure depends on how much the presser foot 22 or the transport foot 28 are raised in the hold-down position by a correspondingly strong underlying material.
  • the position sensor can also be designed as an optical sensor, for example as a light curtain.
  • the adaptation of the manipulated values to the fabric thicknesses measured by the Hall sensor 17 and the thickness sensor 34 can take place, in particular, without any delay, at compressed material thicknesses which continuously change during the sewing process.
  • this may be, for example, a pneumatic drive, a hydraulic drive, a linear motor or a stepping motor drive.

Abstract

Sewing machine comprises a sensor (17) for determining the position of the presser foot (22) relative to the base plate (4) in the foot's lowered position, a sensor (34) for determining the thickness of the material to be sewn, and a control unit (20) for controlling the sewing machine in response to signals from the position sensor and thickness sensor.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Nähmaschine ist bekannt aus der EP 1 479 809 A1 . Dort wird die Stärke des Nähguts vor dem Einlauf in die Stichbildstelle gemessen.The invention relates to a sewing machine according to the preamble of claim 1. Such a sewing machine is known from the EP 1 479 809 A1 , There, the thickness of the sewing material is measured before entering the stitch pattern area.

Die mit Hilfe dieses Dickensensors gewonnenen Messergebnisse haben sich als hilfreich zur Vorgabe von Stellwerten zur Umstellung der Nähmaschine bei sich ändernder Stoffstärke herausgestellt. Es besteht weiterhin das Erfordernis, diese Umstellung noch feiner an das zu nähende Nähgut anzupassen.The measurement results obtained with the help of this thickness sensor have proven to be helpful for setting control values for changing over the sewing machine with changing fabric thickness. There is still the need to adapt this conversion even finer to the sewing material to be sewn.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine fein an die Nähgutparameter angepasste Umstellung der Nähmaschine bei sich ändernder Nähgutstärke automatisch erfolgt.It is therefore an object of the present invention, a sewing machine of the type mentioned in such a way that a fine adapted to the Nähgutparameter conversion of the sewing machine automatically takes place with changing material thickness.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit dem im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved by a sewing machine with the features specified in the characterizing part of claim 1.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine feine Anpassung von Nähparametem an Nähgut- bzw. Stoffparameter möglich ist, wenn in diese Anpassung Informationen über die Komprimierbarkeit des zu nähenden Nähguts bzw. Stoffes eingehen. Die Komprimierbarkeit wird erfindungsgemäß dadurch erfasst, indem über die Position des Niederhaltefußes in der Niederhaltestellung eine komprimierte Nähgutstärke und in dem über den Dickensensor eine nicht komprimierte Nähgutstärke erfasst wird. Die erfindungsgemäße Kombination von Messdaten zur komprimierten und zur nicht komprimierten Nähgutstärke erlaubt eine Feinanpassung der Nähparameter an die Nähgutparameter nicht nur dann, wenn die ausschließliche Messung der Nähgutstärke im nicht komprimierten Zustand aufgrund einer hiervon verschiedenen komprimierten Nähgutstärke aussagelos ist, sondern auch dann, wenn erst die Kombination der Messergebnisse komprimiert/nicht komprimiert Informationen für eine derartige Feinanpassung liefert. Ein Beispiel hierfür ist die Feinanpassung der Fadenspannung, die sowohl von der unkomprimierten Nähgutstärke als auch von der Komprimierbarkeit des Nähgutes abhängt. Auch andere Nähparameter wie die Hubverstellung des mindestens einen Niederhaltefußes, die Drehzahl der Armwelle, die Stichlänge und die Lüfterhöhe können durch Auswertung der Informationen des Positionssensors einerseits und des Dickensensors andererseits fein angepasst werden. Als Niederhaltefuß kann ein Drückerfuß zum Niederhalten des Stoffes im Bereich einer Stichbildstelle oder an den Stoff während eines Transportvorganges in einer Niederhaltestellung ebenfalls niederhaltender Transportfuß eingesetzt werden. Abhängig von den Messewerten erfolgt über die Steuereinrichtung eine Umsetzung in vorgegebene Nähmaschinen-Stellwerte, also eine Anpassung der Nähparameter. Eine manuelle Umstellung bzw. eine manuelle Programmanpassung ist nicht erforderlich. Diese verkürzt die Rüstzeit beim Umstellen des Nähguts erheblich. Zudem werden Fehleinstellungen vermieden. Durch die Feinanpassung kann ein sicherer Stofftransport bei gleichzeitig minimalem Druck erreicht werden, den die Niederhaltefüße, also der Drückerfuß und/oder der Transportfuß, auf den Stoff ausüben.According to the invention, it has been recognized that a fine adaptation of sewing parameters to material or fabric parameters is possible if information about the compressibility of the sewing material or fabric to be sewn is included in this adaptation. The compressibility is inventively detected by the position of the hold-down foot in the holddown position a compressed material thickness and in the over the thickness sensor a non-compressed material thickness is detected. The inventive combination of measured data for compressed and for not compressed Nähgutstärke allows a fine adjustment of sewing parameters to the Nähgutparameter not only when the exclusive measurement of Nähgutstärke in the uncompressed state due to a different compressed Nähgutstärke is aussagelos, but also if only the combination of measurement results compressed / uncompressed information for provides such a fine adjustment. An example of this is the fine adjustment of the thread tension, which depends both on the uncompressed material thickness and on the compressibility of the material to be sewn. Other sewing parameters such as the stroke adjustment of the at least one hold-down foot, the speed of the arm shaft, the stitch length and the fan height can be finely adjusted by evaluating the information of the position sensor on the one hand and the thickness sensor on the other hand. As a hold-down foot, a presser foot can be used to hold the fabric down in the area of a stitch pattern point or to the fabric during a transport operation in a hold-down position, which also holds down the transport foot. Depending on the measured values, the control device converts into predetermined sewing machine control values, that is, an adaptation of the sewing parameters. A manual conversion or a manual program adjustment is not required. This considerably shortens set-up time when changing over the sewing material. In addition, incorrect settings are avoided. Due to the fine adjustment, a safe material transport can be achieved with minimum pressure, which the hold down feet, ie the presser foot and / or the transport foot, exert on the fabric.

Ein Positionssensor nach Anspruch 2 ist konstruktiv einfach realisierbar. Es wird dabei zur Positionserfassung die ohnehin schon vorhandene Bewegung eines beweglichen Gestänges für den Niederhaltefuß ausgenutzt. Ein derartiger Positionssensor gibt also einen Abstandswert aus, der einfach gemessen werden kann. Alternativ ist es möglich, die Lage einer bestimmten Komponente des beweglichen Gestänges im Raum zu bestimmen, ohne hierfür eine relative Abstandsmessung heranzuziehen.A position sensor according to claim 2 is structurally easy to implement. It is used for position detection, the already existing movement of a movable rod for the hold-down. Such a position sensor thus outputs a distance value which is simple can be measured. Alternatively, it is possible to determine the position of a certain component of the movable linkage in space, without using a relative distance measurement for this purpose.

Sensortypen nach Anspruch 3 haben sich zur Abstandsmessung bewährt. Insbesondere ein Piezoelement kann elegant in das Gehäuse integriert werden. Das Piezoelement wird dabei unter Anordnung der Tatsache angeordnet, dass bei den bekannten Nähmaschinen der Druck, der auf dem Niederhaltefuß über das bewegliche Gestänge ausgeübt wird, von der Höhe des Niederhaltefußes in der Niederhaltestellung abhängt, also von der komprimierten Stoffstärke. Ein optischer Sensor kann entweder als Abstandssensor oder aber als die absolute Lage einer Komponente im Raum bestimmender Sensor, z. B. als Lichtschranke oder Lichtschleier, ausgeführt sein.Sensor types according to claim 3 have proven to distance measurement. In particular, a piezoelectric element can be elegantly integrated into the housing. The piezoelectric element is arranged under arrangement of the fact that in the known sewing machines, the pressure exerted on the hold-down over the movable linkage, depends on the height of Niederhaltefußes in the hold-down position, ie the compressed material thickness. An optical sensor can either as a distance sensor or as the absolute position of a component in the space determining sensor, z. B. as a light barrier or light curtain, executed.

Ein Ultraschall-Sensor nach Anspruch 4 ist zur unkomprimierten Stoffdickenmessung bekannt aus der EP 1 479 809 A1 . Mit einem derartigen Sensor lässt sich eine unkomprimierte Stoffstärke zuverlässig erfassen.An ultrasonic sensor according to claim 4 is known for uncompressed fabric thickness measurement from the EP 1 479 809 A1 , With such a sensor, an uncompressed fabric thickness can be detected reliably.

Eine Anordnung des Dickensensors nach Anspruch 5 ist insbesondere im Vergleich zur Anordnung des Sensors bei der EP 1 479 809 A1 kompakt, da auf einen Ausleger verzichtet wird. Damit die Nähgutdicke im Messbereich des Dickensensors noch nicht von dem das Nähgut komprimierenden Niederhaltefuß beeinflusst ist, muss die Messachse des Dickensensors außerhalb des Bereichs der Stichbildstelle angeordnet sein.An arrangement of the thickness sensor according to claim 5 is particularly compared to the arrangement of the sensor in the EP 1 479 809 A1 compact, as it dispenses with a boom. In order that the material thickness in the measuring range of the thickness sensor is not yet influenced by the hold-down foot compressing the material, the measuring axis of the thickness sensor must be arranged outside the area of the stitch image location.

Mithilfe einer Steuereinrichtung nach Anspruch 6 kann die Nähgeschwindigkeit der Nähmaschine an die komprimierte Stoffstärke angepasst werden. Die Nähgeschwindigkeit kann daher relativ nahe an der bei einer bestimmten Stoffstärke möglichen maximalen Nähgeschwindigkeit gehalten werden, was die Nähzeit insgesamt verkürzt.By means of a control device according to claim 6, the sewing speed of the sewing machine can be adapted to the compressed fabric thickness. The sewing speed can therefore be relatively close to that at a certain Fabric strength possible maximum sewing speed are kept, which reduces the overall sewing time.

Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 7 erlaubt eine Optimierung der Fadenspannung an die jeweilige Nähgutstärke. Dies gewährleistet eine saubere Stichbildung auch bei hohen Materialstärken.A control device according to claim 7 allows an optimization of the thread tension to the respective material thickness. This ensures a clean stitch formation even with high material thicknesses.

Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 8 gewährleistet einen sicheren Transport bei gleichzeitig minimalem Transporthub im Nähbetrieb. Die Nähgeschwindigkeit kann daher relativ nahe bei einer maximalen Nähgeschwindigkeit gehalten werden, die bei einer bestimmten Stoffstärke möglich ist. Dies führt insgesamt zu einer Verkürzung der Nähzeit.A control device according to claim 8 ensures safe transport while minimizing transport stroke in sewing. The sewing speed can therefore be kept relatively close to a maximum sewing speed which is possible for a given fabric thickness. Overall, this leads to a shortening of the sewing time.

Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 9 gewährleistet eine ausreichende minimal erforderliche Lüfterhöhe. Dies spart beim Betrieb der Nähmaschine Zeit, z. B. beim Belüften und Entlüften eines in diesem Zusammenhang eingesetzten Hubzylinders, und ermöglicht ein leichtes Positionieren des Nähgutes.A control device according to claim 9 ensures a sufficient minimum required fan height. This saves time during operation of the sewing machine, z. As when venting and venting a lifting cylinder used in this context, and allows easy positioning of the material.

Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 10 gewährleistet eine optimale Anpassung der Stichlänge an die Stoffstärke.A control device according to claim 10 ensures optimum adaptation of the stitch length to the fabric thickness.

Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 11 gewährleistet einen sicheren Transport, wobei gleichzeitig auch bei hoher Nähgeschwindigkeit verhindert wird, dass bleibende Abdrücke auf dem Nähgut entstehen.A control device according to claim 11 ensures a safe transport, while at the same time it is prevented even at high sewing speed that permanent imprints arise on the sewing material.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1
eine perspektivische Ansicht einer Nähmaschine mit teilweise abgenommenen Gehäuseelementen und schematisch dargestellter Steuereinrichtung;
Fig. 2
eine teilweise aufgebrochene Frontansicht der Nähmaschine mit entferntem Kopfdeckel und einem Drückerfuß in Niederhaltestellung bei eingelegtem dicken, komprimierbaren Stoff;
Fig. 3
eine zu Fig. 2 ähnliche Darstellung der Nähmaschine mit dem Drückerfuß in Niederhaltestellung bei eingelegtem dünneren, praktisch nicht komprimierbaren Stoff;
Fig. 4
eine schematisierte Darstellung einer Obertransportvorrichtung in einer Stellung, die derjenigen nach Fig. 2 entspricht.
An embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawing. In this show:
Fig. 1
a perspective view of a sewing machine with partially removed housing elements and schematically illustrated control device;
Fig. 2
a partially broken front view of the sewing machine with removed head cover and a presser foot in hold-down position with inserted thick, compressible material;
Fig. 3
a similar to Figure 2 representation of the sewing machine with the presser foot in hold-down position with inserted thinner, virtually non-compressible material.
Fig. 4
a schematic representation of an upper transport device in a position corresponding to that of FIG. 2.

In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 bis 3 abgesehen von den Steuerungskomponenten eine realitätsgetreue Wiedergabe einer teilweise demontierten Nähmaschine 1. Die Fig. 4 zeigt die Nähmaschine 1 in einer schematischen Darstellung zur Verdeutlichung der Kopplung mechanischer Komponenten einer insgesamt mit 2 bezeichneten Obertransportvorrichtung. Vom grundsätzlichen Aufbau her ist die Nähmaschine 1 bekannt, sodass nachfolgend im Detail nur die erfindungswesentlichen Komponenten hiervon erläutert werden.In the drawing, Figs. 1 to 3 apart from the control components, a realistic reproduction of a partially disassembled sewing machine 1. FIG. 4 shows the sewing machine 1 in a schematic representation to illustrate the coupling of mechanical components of a total designated 2 upper transport device. From the basic structure, the sewing machine 1 is known, so that only the components essential to the invention will be explained in detail below.

Die Nähmaschine 1 hat ein C-förmiges Gehäuse 3. Sie weist eine Grundplatte 4 und einen oberen Arm 5 auf. Zur Vervollständigung der C-Form verbindet ein Ständer 6 die Grundplatte 4 mit dem Arm 5. In Letzterem ist eine Armwelle 7 (vgl. Fig. 4) gelagert, die von einem nicht dargestellten Motor angetrieben ist. Von der Drehung der Armwelle 7 sind durch mechanische Kopplung abgeleitet die Auf- und Abbewegung einer Nadelstange 8 mit einer Nähnadel 9 sowie die Bewegung der Obertransportvorrichtung 2. Zum Antrieb der Obertransportvorrichtung 2, deren kinematischer Aufbau übersichtlich Fig. 4 zu entnehmen ist, ist die Armwelle 7 drehfest mit einer Exzenterscheibe 10 verbunden. An Letzterer ist eine Zugstange 11 angelenkt, die wiederum gelenkig verbunden ist mit einer Schwinge 12. Letztere schwingt um ein gehäusefestes Schwinggelenk 13 um eine Schwingachse parallel zur Armwelle 7. An seinem von der Exzenter-Zugstange 11 abgewandten Ende ist die Schwinge 12 gelenkig verbunden mit einer weiteren Zugstange 14. Letztere trägt einen Dauermagneten 15, der ein magnetisches Feld mit etwa senkrecht zur Grundplatte 4 verlaufenden Feldlinien erzeugt.The sewing machine 1 has a C-shaped housing 3. It has a base plate 4 and an upper arm 5. To complete the C-shape, a stand 6 connects the base plate 4 to the arm 5. In the latter, an arm shaft 7 (see Fig. 4) is mounted, which is driven by a motor, not shown. From the rotation of the arm shaft 7 are by mechanical For the drive of the upper transport device 2, whose kinematic structure can be clearly seen in FIG. 4, the arm shaft 7 is non-rotatably connected to an eccentric disk 10. At the latter, a pull rod 11 is hinged, which in turn is pivotally connected to a rocker 12. The latter vibrates about a vibration fixed to the housing 13 about a swing axis parallel to the arm shaft 7. At its end remote from the eccentric pull rod 11 end of the rocker 12 is pivotally connected to a further pull rod 14. The latter carries a permanent magnet 15, which generates a magnetic field with approximately perpendicular to the base plate 4 extending field lines.

Fig. 1, 2 und 4 zeigen die Obertransportvorrichtung 2 in einer Niederhaltestellung für einen dicken zu nähenden Stoff 16, die nachfolgend als erste Niederhaltestellung bezeichnet wird. In der ersten Niederhaltestellung ist dem Dauermagneten 15 direkt benachbart ein Hall-Sensor 17. Dieser ist an einem gehäusefesten Ausleger 18 montiert. Über eine Signalleitung 19 steht der Hall-Sensor 17 mit einer zentralen Steuereinrichtung 20 in Verbindung.Figs. 1, 2 and 4 show the upper transport device 2 in a hold-down position for a thick material to be sewn 16, which is referred to below as the first hold-down position. In the first hold-down position, a Hall sensor 17 is directly adjacent to the permanent magnet 15. This sensor is mounted on a boom 18 fixed to the housing. Via a signal line 19, the Hall sensor 17 is connected to a central control device 20 in connection.

Die Magnet-Zugstange 14 ist an ihrem von der Schwinge 12 abgewandten Ende an einer in Fig. 4 oberen Ecke angelenkt an einem Dreieckhebel 21. Eine in Fig. 4 linke untere Ecke des Dreieckshebels 21 ist angelenkt an einem Drückerfuß 22. Der Drückerfuß 22 dient zum Niederhalten von Stoff im Bereich einer Stichbildstelle. Zwischen dem in Fig. 4 linken unteren Gelenk des Dreieckshebels 21 und einem oberen Gehäusedeckel 23 stützt sich eine Druckfeder 24 ab, deren Vorspannung mittels einer Federdruck-Stellschraube 25 einstellbar ist. Die Federdruck-Stellschraube 25 ist motorisch angetrieben. Dieser Antrieb steht über eine Signalleitung 26 mit der Steuereinrichtung 20 in Verbindung. Mit der Federdruck-Stellschraube 25 als motorisch angetriebenem Stellglied wird die Drückerfußkraft eingestellt. Es handelt sich hierbei um die Kraft, mit der die Füße 22, 28 in der Niederhaltestellung den Stoff 16 festhalten. Das in Fig. 4 rechte untere Eckgelenk des Dreieckhebels 21 ist über eine Koppelstange 27 angelenkt an einem Transportfuß 28 für zu nähenden Stoff.The magnet pull rod 14 is hinged at its end remote from the rocker 12 at an upper corner in Fig. 4 at a triangular lever 21. In Fig. 4 lower left corner of the triangular lever 21 is hinged to a presser foot 22. The presser foot 22 is used for holding down fabric in the area of a stitch image point. Between the lower left in Fig. 4 joint of the triangle lever 21 and an upper housing cover 23, a compression spring 24 is supported, the bias of which is adjustable by means of a spring-pressure screw 25. The spring pressure adjusting screw 25 is motorized driven. This drive is connected via a signal line 26 to the control device 20 in connection. With the spring pressure adjusting screw 25 as a motor-driven actuator, the presser foot force is adjusted. This is the force with which the feet 22, 28 hold the fabric 16 in the hold-down position. The right in Fig. 4 lower corner joint of the triangular lever 21 is articulated via a coupling rod 27 at a transport foot 28 for fabric to be sewn.

Die Obertransportvorrichtung 2 stellt ein bewegliches Gestänge zur angetriebenen Verlagerung des Drückfußes 22 und des Transportfußes 28 dar. Im Betrieb tragen der Drückerfuß 22 und der Transportfuß 28 durch ein wechselweises Anheben aus der Niederhaltestellung in eine angehobene Stellung zur Freigabe des Stoffs zum Obertransport von diesem bei. Die Position des Drückerfußes 22 und des Transportfußes 28 in der angehobenen Stellung wird bei der Nähmaschine 1 eingestellt über ein motorisch angetriebenes Stellrad 29. Das Stellrad 29 steht über eine Signalleitung 30 mit der Steuereinrichtung 20 in Verbindung.The upper transport device 2 constitutes a movable linkage for the driven displacement of the presser foot 22 and the transport foot 28. In operation, the presser foot 22 and the transport foot 28 contribute to the upper transport by releasing them alternately from the holddown position to a raised position for release of the fabric. The position of the presser foot 22 and the transport foot 28 in the raised position is set in the sewing machine 1 via a motor-driven adjusting wheel 29. The control wheel 29 is connected via a signal line 30 to the control device 20 in connection.

Dort, wo die Nähnadel 9 den Stoff bzw. das Nähgut 16 durchdringt, definiert die Nähmaschine 1 eine Stichbildstelle. Längs einer Nähgut-Transportrichtung 31, die bei der Darstellung nach Fig. 2 von rechts nach links verläuft, gehören zu einem Stichbildstellenbereich 32 noch zur Nähnadel-Durchstichachse benachbarte Abschnitte, in denen eine Beeinflussung des Stoffes bzw. Nähguts 16 durch den niederhaltenden Drückerfuß 22 einerseits und dem niederhaltenden Transportfuß 28 andererseits erfolgt.Where the sewing needle 9 penetrates the fabric or the sewing material 16, the sewing machine 1 defines a stitching point. Along a sewing material conveying direction 31, which runs from right to left in the representation according to FIG. 2, sections belonging to a stitch pattern area 32 still belong to the sewing needle puncture axis, in which an influencing of the material or sewing material 16 by the depressing presser foot 22 on the one hand and the hold down transport foot 28 on the other hand.

Außerhalb des Stichbildstellenbereichs 32, nämlich in einem Abstand A in Nähgut-Transportrichtung 31 vor der Durchstichachse der Nähnadel 9, verläuft eine Messachse 33 eines Dickensensors 34. Letzterer ist außen am Gehäuse 3 im Bereich des unteren Nähkopfes montiert. Der Dickensensor 34 ist als Ultraschallsensor ausgeführt. Der Einsatz eines derartigen Ultraschallsensors zur Stoffdickenmessung ist beschrieben in der EP 1 479 809 A1 . Über eine Signalleitung 35 steht der Dickensensor 34 mit der zentralen Steuereinrichtung 20 in Verbindung.Outside of the stitch pattern area 32, namely at a distance A in the material to be conveyed 31 before the puncture axis of the sewing needle 9, extends a measuring axis 33 of a thickness sensor 34. The latter is on the outside Housing 3 mounted in the area of the lower sewing head. The thickness sensor 34 is designed as an ultrasonic sensor. The use of such an ultrasonic sensor for fabric thickness measurement is described in US Pat EP 1 479 809 A1 , The thickness sensor 34 is connected to the central control device 20 via a signal line 35.

Eine erste Fadenspannung wird bei der Nähmaschine 1 durch ein motorisch angetriebenes Stellglied 36 eingestellt. Letzteres steht über eine Signalleitung 37 mit der Steuereinrichtung 20 in Verbindung. Eine zweite Fadenspannung wird bei der Nähmaschine 1 durch ein motorisch angetriebenes Stellglied 38 eingestellt. Letzteres steht über eine Signalleitung 39 mit der Steuereinrichtung 20 in Verbindung. Bei den beiden eingestellten Fadenspannungen kann es sich um solche handeln, die auf ein und denselben Nähfaden wirken. Alternativ können die beiden eingestellten Fadenspannungen auch auf verschiedene Nähfäden wirken.A first thread tension is set in the sewing machine 1 by a motor-driven actuator 36. The latter is connected via a signal line 37 to the control device 20 in connection. A second yarn tension is set in the sewing machine 1 by a motor-driven actuator 38. The latter is connected via a signal line 39 to the control device 20 in connection. The two set thread tensions can be those acting on the same sewing thread. Alternatively, the two set thread tensions can also act on different sewing threads.

Eine Stichlänge kann bei der Nähmaschine 1 über ein als Stichlängen-Stellrad 40 ausgeführtes motorisch angetriebenes Stellglied eingestellt werden. Letzteres steht über eine Signalleitung 41 mit der Steuereinrichtung 20 in Verbindung.A stitch length can be set in the sewing machine 1 via a motor-driven actuator designed as a stitch length adjusting wheel 40. The latter is connected via a signal line 41 to the control device 20 in connection.

Die Steuereinrichtung 20 steht über eine Signalleitung 42 mit einer Motorsteuerung 43 in Verbindung, die wiederum in nicht dargestellter Weise mit dem Antriebsmotor für die Armwelle 7 in Signalverbindung steht.The control device 20 is connected via a signal line 42 with a motor control 43 in connection, which in turn is in a manner not shown with the drive motor for the arm shaft 7 in signal communication.

Zum Einlegen oder Entnehmen des Stoffs 16 werden beide Füße 22, 28 mit allen mechanisch hieran gekoppelten Bauteilen bis hin zum Dreiecksgelenk 21 mit Hilfe eines nicht dargestellten Pneumatikzylinders gegen einen ebenfalls nicht dargestellten Höhenanschlag angehoben. Letzterer könnte oberhalb des Dreieckshebels 21 oder auch oberhalb der Zugstange 14 angeordnet sein. Dieser Hubhöhenanschlag kann als Stellglied einen motorischen Verstellantrieb besitzen, so dass der Hubhöhenanschlag und damit die Hubhöhe zum Einlegen oder Entnehmen des Nähgutes einstellbar ist. Der motorische Antrieb des Hubhöhenanschlags ist wiederum über eine nicht dargestellte Signalleitung mit der Steuereinrichtung verbunden.For insertion or removal of the substance 16 both feet 22, 28 with all mechanical components coupled thereto up to the triangular joint 21 by means of a pneumatic cylinder, not shown against a also not shown height stop raised. The latter could be arranged above the triangular lever 21 or also above the drawbar 14. This lifting height stop can have a motor adjusting drive as an actuator, so that the lifting height stop and thus the lifting height for insertion or removal of the sewing material is adjustable. The motor drive of the lifting height stop is in turn connected via a signal line, not shown, with the control device.

Die Vorgabe von Stellwerten für die Federdruck-Stellschraube 25, das Hubverstellungs-Stellrad 29, die Fadenspannungs-Stellglieder 36, 38, das Stichlängen-Stellrad 40, das Hubhöhenanschlags-Stellglied sowie die Motorsteuerung 43 geschieht folgendermaßen:

  • Während des Obertransportes werden der Drückerfuß 22 und der Transportfuß 28 durch die Obertransportvorrichtung 2 wechselweise verlagert zwischen der Niederhaltestellung und der angehobenen Stellung. In der Niederhaltestellung kommt es für die Position des Drückerfußes 22 und des Transportfußes 28 darauf an, auf welche Dicke sich der Stoff komprimieren lässt. Die erste Niederhaltestellung nach den Fig. 1, 2 und 4 zeigt einen relativ dicken, z.B. zweilagigen Stoff 16, der sich durch den Drückerfuß 22 auf etwa die Hälfte seiner unkomprimierten Dicke komprimieren lässt.
The specification of control values for the spring-pressure set screw 25, the stroke adjustment dial 29, the thread tension actuators 36, 38, the stitch length adjusting wheel 40, the lifting height stop actuator and the motor control 43 are as follows:
  • During the upper transport, the presser foot 22 and the transport foot 28 are alternately displaced by the upper transport device 2 between the hold-down position and the raised position. In the hold-down position, the position of the presser foot 22 and the transport foot 28 depends on the thickness to which the fabric can be compressed. 1, 2 and 4 shows a relatively thick, eg two-ply fabric 16 which can be compressed by the presser foot 22 to about half of its uncompressed thickness.

Eine zweite Niederhaltestellung, die in Fig. 3 dargestellt ist, zeigt ein relativ dünnes, z.B. einlagiges Nähgut 16, z. B. Leder, das sich praktisch nicht komprimieren lässt. Abhängig von der Stoffqualität kann auch ein relativ dicker Stoff in der Niederhaltestellung kaum komprimiert sein.A second hold down position, shown in Fig. 3, shows a relatively thin, e.g. single-layer material 16, z. B. leather, which can not be compressed practically. Depending on the fabric quality, even a relatively thick fabric in the holddown position can hardly be compressed.

Die Zugstange 14 ist ein beweglicher Abschnitt der Obertransportvorrichtung 2, deren Abstand zum Ausleger 18 sich bei der Verlagerung des Drückerfußes 22 bzw. des Transportfußes 28 zwischen der angehobenen Stellung und der Niederhaltestellung stetig ändert. Liegt ein auch im komprimierten Zustand noch relativ dicker Stoff vor, wie z.B. in der ersten Niederhaltestellung, ist der Dauermagnet 15 dem Hall-Sensor 17 näher benachbart. Der Hall-Sensor 17 gibt daher ein der Annäherung des Dauermagneten 15 entsprechendes Signal über die Signalleitung 19 weiter an die Steuereinrichtung 20.The pull rod 14 is a movable portion of the upper transport device 2, whose distance from the boom 18 in the displacement of the presser foot 22 and the transport foot 28 between the raised position and the holddown position changes steadily. If a relatively thick material is still present in the compressed state, for example in the first hold-down position, the permanent magnet 15 is closer to the Hall sensor 17. The Hall sensor 17 therefore outputs a signal corresponding to the approach of the permanent magnet 15 via the signal line 19 to the control device 20.

Liegt in der Niederhaltestellung ein relativ gut komprimierbarer oder von Haus aus dünner Stoff vor, ist der Dauermagnet 15 vom Hall-Sensor 17 weiter beabstandet und es resultiert ein Sensorsignal, welches dieser geringeren komprimierten Stoffstärke entspricht.If, in the hold-down position, a relatively easily compressible or inherently thin material is present, the permanent magnet 15 is further spaced from the Hall sensor 17, resulting in a sensor signal which corresponds to this lower compressed material thickness.

Der Abstand zwischen dem Hall-Sensor 17 und dem Dauermagneten 15 als Folge der Abstandsänderung zwischen dem Ausleger 18 und der Zugstange 14 ändert sich beim Betrieb der Obertransportvorrichtung 2 zyklisch. Immer dann, wenn der Drückerfuß 22 gemeinsam mit dem Transportfuß 28 in der Niederhaltestellung vorliegen, erreicht der Abstand zwischen dem Hall-Sensor 17 und dem Dauermagneten 1 S ein Extremum. Dieses Extremum kann mithilfe einer entsprechenden, zeitlich aufgelösten Erfassung des Ausgabewertes des Hall-Sensors 17 von der Steuereinrichtung 20 ermittelt werden. Das Extremum ist der Position des Drückerfußes 22 bzw. des Transportfußes 28 in der Niederhaltestellung eindeutig zugeordnet. Es stellt ein Maß für die durch den Drückerfuß 22 bzw. den Transportfuß 28 komprimierte Stärke des Stoffs bzw. Nähguts 16 dar.The distance between the Hall sensor 17 and the permanent magnet 15 as a result of the change in distance between the boom 18 and the tie rod 14 changes cyclically during operation of the upper transport device 2. Whenever the presser foot 22 is in the hold-down position together with the transport foot 28, the distance between the Hall sensor 17 and the permanent magnet 1 S reaches an extremum. This extremum can be determined by means of a corresponding time-resolved detection of the output value of the Hall sensor 17 by the control device 20. The extremum is uniquely assigned to the position of the presser foot 22 or of the transport foot 28 in the hold-down position. It represents a measure of the thickness of the material or material 16 compressed by the presser foot 22 or the transport foot 28.

Mit Hilfe des Dickensensors 34 wird zudem die unkomprimierte Stärke des Stoffs 16 gemessen, bevor dieser den Stichbildstellenbereich 32 erreicht.With the help of the thickness sensor 34, moreover, the uncompressed thickness of the fabric 16 is measured before it reaches the stitch pattern area 32.

Abhängig von den Messwerten des Hall-Sensors 17 einerseits und des Dickensensors 34 andererseits werden nun Vorgabewerte für den Federdruck der Druckfeder 24, für die Position des Drückerfußes 22 und des Transportfußes 28 in der angehobenen Stellung, für die Hubhöhe im Transportbetrieb der Maschine, für die Fadenspannungen, für die Stichlänge sowie für die Nähgeschwindigkeit errechnet bzw. aus in der Steuereinrichtung 20 abgelegten Vorgabewert-Tabellen ausgelesen. Diese Vorgabewerte werden dann von der Steuerung 20 über die Signalleitungen 26, 30, 37, 39, 41 und 42 weitergegeben an die Federdruck-Stellschraube 25, das Hubverstellungs-Stellrad 29, das Fadenspannungs-Stellglied 36, das Fadenspannungs-Stellglied 38, das Stichlängen-Stellrad 40 sowie die Motorsteuerung 43.Depending on the measured values of the Hall sensor 17 on the one hand and the thickness sensor 34 on the other hand are now default values for the spring pressure of the compression spring 24, for the position of the presser foot 22 and the transport foot 28 in the raised position, for the lifting height in the transport mode of the machine for the Thread tensions, calculated for the stitch length and for the sewing speed or read from stored in the control device 20 default value tables. These default values are then passed from the controller 20 via the signal lines 26, 30, 37, 39, 41 and 42 to the spring pressure set screw 25, the stroke adjustment dial 29, the thread tension actuator 36, the thread tension actuator 38, the stitch lengths Stellrad 40 and the engine control 43rd

Ändert sich die Dicke des einlaufenden Stoffs 16, z. B. wenn eine neue Stofflage hinzukommt, erfasst zunächst der Dickensensor 34 diese Änderung in der Stoffdicke. Es kann dann zunächst zeitlich exakt eine Anpassung der Fadenspannung an die vergrößerte Stoffdicke erfolgen, da die Stichlänge einerseits und der Abstand A der Messachse 33 von der Durchstoßachse der Nähnadel 9 bekannt ist. Anschließend passiert dieser Stoffabschnitt, dessen Dicke zugenommen hat, den Stichbildstellenbereich 32, sodass über den Hall-Sensor 17 die Messung der komprimierten Stoffdicke dieses Stoffabschnitts erfolgen kann. Wenn sich der Stoff in diesem Stoffabschnitt nur wenig komprimieren lässt, handelt es sich um ein hartes, dichtes Material, welches eine relativ hohe Fadenspannung erfordert. Über den Vergleich der Dicken-Messerergebnisse des Dickensensors 34 und des Hall-Sensors 17 lässt sich daher eine entsprechende Feineinstellung der Fadenspannung über die Ansteuerung der Stellglieder 36, 38 vornehmen. Wenn es sich bei dem Stoff 16 um komprimierbares Material, z. B. um Watte oder Vlies handelt, misst der Dickensensor 34 einen höheren Dickenwert als der Hall-Sensor 17. Aus diesen beiden Messewerten kann mittels der zentralen Steuereinrichtung 20 auf die tatsächliche Nähdicke des Stoffs 16 extrapoliert werden. Es resultiert die Einstellung einer Fadenspannung, die der gemessene Komprimierbarkeit des Stoffs 16 gerecht wird. Diese Fadenspannung ist wesentlich niedriger als diejenige, die eingestellt würde, wenn nur das Messergebnis des Dickensensors 34 zur Verfügung stünde, wenn also nur die unkomprimierte Stoffdicke einer Messung zugänglich wäre. Umgekehrt liefert auch alleine die Messung über den Hall-Sensor 17 noch keine ausreichende Messgrundlage zur Bestimmung der Fadenspannung, da diese Messung alleine noch keine Auskunft darüber gibt, ob der Stoff tatsächlich komprimierbar ist oder nicht. Erst der Vergleich beider Messungen führt zu einer korrekten Fadenspannung.Does the thickness of the incoming material 16, z. For example, when a new layer of fabric is added, the thickness sensor 34 first detects this change in fabric thickness. It can then take place in time exactly an adjustment of the thread tension to the increased fabric thickness, since the stitch length on the one hand and the distance A of the measuring axis 33 of the puncture axis of the sewing needle 9 is known. Subsequently, this substance section, the thickness of which has increased, passes through the stitch image area region 32, so that the measurement of the compressed material thickness of this substance section can take place via the Hall sensor 17. If the fabric in this fabric section can be compressed only slightly, it is a hard, dense material which requires a relatively high yarn tension. By comparing the thickness measurement results of the thickness sensor 34 and the Hall sensor 17, therefore, a corresponding fine adjustment of the thread tension on the control of the actuators 36, 38 make. When the fabric 16 is compressible material, e.g. B. is cotton or nonwoven, the thickness sensor 34 measures a higher thickness value than the Hall sensor 17. From these two measurements can by means of the central control device 20 are extrapolated to the actual sewing thickness of the fabric 16. The result is the setting of a thread tension, which is the measured compressibility of the fabric 16 justice. This yarn tension is substantially lower than that which would be adjusted if only the measurement result of the thickness sensor 34 were available, that is, if only the uncompressed fabric thickness of a measurement were accessible. Conversely, the measurement alone via the Hall sensor 17 does not yet provide a sufficient measurement basis for determining the thread tension, since this measurement alone does not provide any information as to whether the substance is actually compressible or not. Only the comparison of both measurements leads to a correct thread tension.

Auch die Positionen des Drückerfußes 22 und des Transportfußes 28 in der angehobenen Stellung, also die Hubverstellung, können über den Vergleich der Messergebnisse des Dickensensors 34 einerseits und des Hall-Sensors 17 andererseits fein angepasst werden. Bei einem komprimierbaren Stoff (vgl. Fig. 2) würde eine Dickenmessung mit dem Hall-Sensor 17 alleine zu einem zu niedrigen Wert für die Hubverstellung führen, da sich der Stoff beim Anheben des Drückerfußes 22 bzw. des Transportfußes 28 entspannt und damit dicker vorliegt als in der Messstellung des Hall-Sensors 17. Dieser Effekt kann durch Vergleich mit dem Messergebnis des Dickensensors 34 berücksichtigt werden. Die notwendige Hubverstellung wird dabei wiederum aus den Messergebnissen des Hall-Sensors 17 einerseits und des Dickensensors 34 andererseits mit Hilfe der zentralen Steuereinrichtung 20 extrapoliert. Da die Dicke des Nähguts bei angehobenem Drückerfuß 22 bzw. angehobenem Transportfuß 28 größer sein wird als die komprimierte Dicke und etwas geringer als die vollständig entspannte, unkomprimierte Dicke im Messbereich des Dickensensors 34, wird eine etwas niedrigere Hubverstellung eingestellt, als sich alleine aus dem Messergebnis des Dickensensors 34 ergeben würde. Auch eine Anpassung der Hubverstellung an einen stufenweise dicker oder dünner werdenden Stoff, z. B. durch Hinzukommen oder Wegfallen von Stofflagen, kann durch Vergleich der Messergebnisse der beiden Sensoren 34 und 17 erfolgen.The positions of the presser foot 22 and the transport foot 28 in the raised position, ie the stroke adjustment, can also be finely adjusted via the comparison of the measurement results of the thickness sensor 34 on the one hand and the Hall sensor 17 on the other hand. In the case of a compressible material (see Fig. 2), a thickness measurement with the Hall sensor 17 alone would lead to too low a value for the stroke adjustment, since the material is relaxed when lifting the presser foot 22 or the transport foot 28 and thus thicker than in the measuring position of the Hall sensor 17. This effect can be considered by comparison with the measurement result of the thickness sensor 34. The necessary stroke adjustment is in turn extrapolated from the measurement results of the Hall sensor 17 on the one hand and the thickness sensor 34 on the other hand with the aid of the central control device 20. Since the thickness of the material with the presser foot 22 raised or the transport foot 28 raised is greater than the compressed thickness and slightly less than the completely relaxed, uncompressed thickness in the measuring range of the thickness sensor 34, a somewhat lower stroke adjustment is set than alone from the measurement result of the thickness sensor 34 would result. Also, an adjustment of the stroke adjustment to a gradually thicker or thinner substance, eg. B. by addition or elimination of fabric layers, can be done by comparing the measurement results of the two sensors 34 and 17.

Soweit die Messergebnisse beider Sensoren 34, 17 die gleiche Dicke ergeben, der Stoff also unkomprimierbar ist, werden die Fadenspannung und die Hubverstellung exakt an die gemessene Stoffdicke angepasst.As far as the measurement results of both sensors 34, 17 give the same thickness, so the fabric is uncompressible, the thread tension and the stroke adjustment are exactly adapted to the measured fabric thickness.

Je stärker der über die Füße 22, 28 komprimierte Stoff 16 ist, desto niedriger ist die von der Motorsteuerung 43 vorzugebende Drehzahl der Armwelle 7 zu wählen. Dabei reicht wiederum das Messergebnis des Dickensensors 34 nicht aus, da dieser nur die unkomprimierte Stoffdicke liefert. Auch hier führt ein Vergleich der Messergebnisse der Sensoren 17 und 34 zur korrekten Drehzahl. Entsprechendes gilt für die Stichlänge, da der Stichlängenverlust, der durch Änderung der Stichlänge mit dem Stichlängen-Stellrad 40 kompensiert werden kann, umso größer ist, je dicker der von den Füßen 22, 28 komprimierte Stoff 16 ist. Auch hier hilft das Messergebnis des Dickensensors 34 alleine nicht weiter.The stronger the substance 16 compressed over the feet 22, 28, the lower the speed of the arm shaft 7 to be preset by the motor control 43. Again, the measurement result of the thickness sensor 34 is insufficient, since this only supplies the uncompressed fabric thickness. Again, a comparison of the measurement results of the sensors 17 and 34 leads to the correct speed. The same applies to the stitch length, since the stitch length loss, which can be compensated by changing the stitch length with the stitch length adjustment wheel 40, the greater the thicker of the feet 22, 28 compressed fabric 16. Again, the measurement result of the thickness sensor 34 alone does not help.

Über die Federdruck-Stellschraube 25 kann an Hand der Messergebnisse der Sensoren 17, 34 die Drückerfußkraft eingestellt werden. Da die Füße 22, 28 auf empfindlichem Nähgut 16 Abdrücke hinterlassen können, muss die Drückerfußkraft so niedrig wie möglich eingestellt werden. Mit zunehmender Drehzahl und/oder zunehmender Hubhöhe der Füße 22, 28 beim Transport steigt die benötigte Drückerfußkraft, die erforderlich ist, um einen sicheren Transport des Nähguts 16 zu gewährleisten. Durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs des Signals des Hall-Sensors 17 lässt sich ermitteln, ab wann die Drückerfußkraft zu niedrig wird, da dann die Zeiträume, in denen die Füße 22, 28 in der Niederhaltestellung vorliegen, zeitlich zu kurz werden. Sobald eine derartige Situation erfasst wird, kann durch einen entsprechenden Vorgabewert für die Federdruck-Stellschraube 25 die Drückerfußkraft entsprechend nachgestellt werden. Bei einer Zunahme der Stärke des Nähguts 16 unter den Füßen 22, 28 steigt automatisch die Drückerfußkraft, weil die Druckfeder 24 um den zusätzlichen Betrag der Materialstärke stärker zusammengedrückt wird. Diese Zunahme der Materialstärke kann über die Sensoren 17, 34 erfasst und durch entsprechende Ansteuerung der Federdruck-Stellschraube 25 kompensiert werden.About the spring pressure adjusting screw 25 can be adjusted on the basis of the measurement results of the sensors 17, 34, the presser foot force. Since the feet 22, 28 can leave marks on sensitive material 16, the presser foot force must be set as low as possible. With increasing speed and / or increasing lifting height of the feet 22, 28 during transport increases the required presser foot force, which is required to ensure safe transport of the material 16. By evaluating the time course of the signal of the Hall sensor 17 can be determined from when the presser foot force is too low, since then the Periods in which the feet 22, 28 are present in the hold-down position, are too short in time. As soon as such a situation is detected, the presser foot force can be readjusted accordingly by a corresponding default value for the spring pressure adjusting screw 25. With an increase in the thickness of the sewing material 16 under the feet 22, 28, the presser foot force automatically increases because the compression spring 24 is compressed more strongly by the additional amount of material thickness. This increase in the material thickness can be detected via the sensors 17, 34 and compensated by appropriate control of the spring pressure set screw 25.

Schließlich kann über das Hubhöhenanschlags-Stellglied die Lüfterhöhe anhand der Messergebnisse der Sensoren 17, 34 vorgegeben werden. Die Füße 22, 28 werden dann soweit angehoben, dass der Stoff 16 bequem eingelegt bzw. entnommen werden kann. Diese Lüfterhöheneinstellung ist wiederum mit dem Messergebnis des Hall-Sensors 17 nicht möglich, da für die Lüfterhöhe die unkomprimierte Stoffstärke wesentlich ist, die vom Dickensensor 34 gemessen wird. Es kann also die minimal erforderliche Lüfterhöhe ausgewählt werden. Dies spart Zeit beim Belüften und Entlüften eines Hubzylinders als Teil der Obertransportvorrichtung 2. Zudem ist ein leichtes Positionieren des Stoffs ermöglicht.Finally, the fan height can be specified using the measurement results of the sensors 17, 34 via the lifting height stop actuator. The feet 22, 28 are then raised so far that the fabric 16 can be easily inserted or removed. This fan height adjustment is in turn not possible with the measurement result of the Hall sensor 17, as the uncompressed material thickness is essential for the fan height, which is measured by the thickness sensor 34. It is therefore possible to select the minimum required fan height. This saves time when venting and bleeding a lifting cylinder as part of the top transport 2. Furthermore, an easy positioning of the substance is possible.

Alternativ kann der Positionssensor, der bei der Ausführung nach den Fig. 1 bis 4 durch den Hall-Sensor 17 mit dem Dauermagneten 15 gebildet wird, auch durch andere Sensortypen verkörpert sein. Der Positionssensor kann beispielsweise als kapazitiver Näherungssensor ausgebildet sein, wobei der Ausleger 18 und die Zugstange 14 Teile eines Kondensators sind, dessen Kapazität gemessen wird. Der Positionssensor kann auch als Piezoelement ausgebildet sein, welches zwischen einer in Schubverbindung mit dem Drückerfuß 22 stehenden Komponente, z.B. der Druckfeder 24, und einer gehäusefesten Komponente der Nähmaschine 1, z.B. dem Gehäusedeckel 23, angeordnet ist. Dabei misst das Piezoelement den Druck, den die Druckfeder 24 auf den Drückerfuß 22 bzw. den Transportfuß 28 in der Niederhaltestellung ausübt. Dieser Druck hängt davon ab, wie stark der Drückerfuß 22 bzw. der Transportfuß 28 in der Niederhaltestellung durch einen entsprechend starken darunter liegenden Stoff angehoben sind. Der Positionssensor kann bei einer weiteren Variante auch als optischer Sensor, z.B. als Lichtschleier, ausgebildet sein.Alternatively, the position sensor which is formed in the embodiment of FIGS. 1 to 4 by the Hall sensor 17 with the permanent magnet 15 may also be embodied by other sensor types. The position sensor may for example be designed as a capacitive proximity sensor, wherein the boom 18 and the tie rod 14 are parts of a capacitor, whose capacity is measured. The position sensor can also be designed as a piezoelectric element which is arranged between a standing in shear connection with the presser foot 22 component, such as the compression spring 24, and a housing-fixed component of the sewing machine 1, for example, the housing cover 23. In this case, the piezoelectric element measures the pressure which the compression spring 24 exerts on the presser foot 22 or the transport foot 28 in the hold-down position. This pressure depends on how much the presser foot 22 or the transport foot 28 are raised in the hold-down position by a correspondingly strong underlying material. In a further variant, the position sensor can also be designed as an optical sensor, for example as a light curtain.

Die Anpassung der Stellwerte an die vom Hall-Sensor 17 und vom Dickensensor 34 gemessenen Stoffstärken kann insbesondere verzögerungsfrei an sich kontinuierlich während des Nähvorgangs ändernde komprimierte Stoffstärken erfolgen.The adaptation of the manipulated values to the fabric thicknesses measured by the Hall sensor 17 and the thickness sensor 34 can take place, in particular, without any delay, at compressed material thicknesses which continuously change during the sewing process.

Vorstehend wurde die Positionserfassung zur Dickenmessung des komprimierten Stoffs am Beispiel des den Stoff niederhaltenden Drückerfußes 22 beschrieben. Genauso ist es möglich, diese Messung mithilfe des Transportfußes 28 in einer den Stoff niederhaltenden Niederhaltestellung durchzuführen.The position detection for thickness measurement of the compressed fabric has been described above using the example of the fabric-holding presser foot 22. In the same way, it is possible to carry out this measurement by means of the transport foot 28 in a hold-down position that holds the fabric down.

Soweit vorstehend ein motorischer Antrieb von Nähmaschinenkomponenten erwähnt wurde, kann es sich hierbei beispielsweise um einen pneumatischen Antrieb, um einen hydraulischen Antrieb, um einen Linearmotor oder um einen Schrittmotorantrieb handeln.As far as a motor drive of sewing machine components has been mentioned above, this may be, for example, a pneumatic drive, a hydraulic drive, a linear motor or a stepping motor drive.

Claims (11)

Nähmaschine (1) - mit einem Gehäuse (3), - mit einer Grundplatte (4), - mit einem oberen Arm (5), - mit einem die Grundplatte (4) und den oberen Arm (5) verbindenden Ständer (6), - mit mindestens einem Niederhaltefuß (22; 28) zum Niederhalten eines Nähguts (16) im Bereich einer Stichbildstelle (32), wobei der Niederhaltefuß (22; 28) über ein bewegliches Gestänge (2) angetrieben verlagerbar ist zwischen -- einer angehobenen Stellung zur Freigabe des Nähguts (16), -- einer Niederhaltestellung zum Niederhalten des Nähguts (16), - mit einem Dickensensor (34) zum Erfassen der Dicke des Nähguts (16) außerhalb des Bereichs einer Stichbildstelle (32), gekennzeichnet durch, - einen Positionssensor (17) zum Erfassen der Position des Niederhaltefußes (22; 28) relativ zur Grundplatte (4) in der Niederhaltestellung; - eine mit dem Positionssensor (17) und dem Dickensensor (34) in Signalverbindung (19, 35) stehende Steuereinrichtung (20, 43) zur Vorgabe von Stellwerten für die Nähmaschine (1) abhängig von den Ausgabewerten des Positionssensors (17) und des Dickensensors (34). Sewing machine (1) - With a housing (3), with a base plate (4), with an upper arm (5), - with a base plate (4) and the upper arm (5) connecting stand (6), - with at least one hold-down foot (22, 28) for holding down a sewing material (16) in the region of a stitch pattern point (32), wherein the hold-down foot (22, 28) is displaceable by means of a movable linkage (2) a raised position for releasing the sewing material (16), a hold-down position for holding down the sewing material (16), with a thickness sensor (34) for detecting the thickness of the sewing material (16) outside the area of a stitch pattern point (32), characterized by - a position sensor (17) for detecting the position of the hold-down foot (22; 28) relative to the base plate (4) in the hold-down position; - One with the position sensor (17) and the thickness sensor (34) in signal connection (19, 35) standing control means (20, 43) for specifying control values for the sewing machine (1) depending on the output values of the position sensor (17) and the thickness sensor (34). Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein beweglicher Gestängeabschnitt (14) des beweglichen Gestänges (2) vorliegt, dessen Abstand zu einem gehäusefesten Referenzkörper (18) sich bei der Verlagerung des Niederhaltefußes (22; 28) zwischen den angehobenen Stellung und der Niederhaltestellung stetig ändert, wobei der Positionssensor (17) zum Messen des Abstandes des beweglichen Gehäuseabschnitts (14) zum gehäusefesten Referenzkörper (18) ausgebildet ist.Sewing machine according to claim 1, characterized in that at least one movable linkage section (14) of the movable linkage (2) is present, whose distance from a housing-fixed reference body (18) continuously changes in the displacement of the hold-down foot (22; 28) between the raised position and the hold-down position, wherein the position sensor (17) for measuring the distance of the movable housing portion (14) to the housing-fixed reference body (18) is formed. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionssensor als Hall-Sensor (17) oder als kapazitiver Näherungssensor oder als Piezoelement oder als optischer Sensor ausgebildet ist.Sewing machine according to claim 1 or 2, characterized in that the position sensor is designed as a Hall sensor (17) or as a capacitive proximity sensor or as a piezoelectric element or as an optical sensor. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dickensensor (34) als Ultraschall-Sensor ausgebildet ist.Sewing machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the thickness sensor (34) is designed as an ultrasonic sensor. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dickensensor (34) direkt am Gehäuse (3) derart montiert ist, dass eine Messachse (33) des Dickensensors (34) außerhalb des Bereichs der Stichbildstelle (32) liegt, gleichzeitig dem Bereich der Stichbildstelle (32) direkt benachbart ist.Sewing machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the thickness sensor (34) directly on the housing (3) is mounted such that a measuring axis (33) of the thickness sensor (34) outside the range of the stitch image point (32), at the same time the area of the stitch image point (32) is directly adjacent. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Ausführung der Steuereinrichtung (20, 38) derart, dass als Stellwert die Drehzahl einer Armwelle (7) zum Antrieb von Näh- bzw. Transportkomponenten (8, 9, 22, 28) der Nähmaschine (1) vorgegeben wird.Sewing machine according to one of claims 1 to 5, characterized by the design of the control device (20, 38) such that the control value of the speed of an arm shaft (7) for driving sewing or transport components (8, 9, 22, 28) of the Sewing machine (1) is specified. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Ausführung der Steuereinrichtung (20, 38) derart, dass als Stellwert der Spannungs-Vorgabewert einer Fadenspann-Vorrichtung (31, 33) vorgegeben wird.Sewing machine according to one of claims 1 to 6, characterized by the design of the control device (20, 38) such that Control value of the voltage default value of a thread tensioning device (31, 33) is specified. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Ausführung der Steuereinrichtung (20, 38) derart, dass als Stellwert die Hubhöhe des Niederhaltefußes (22; 28) beim Nähprozess zum sicheren Transport des Nähguts (16) vorgegeben wird.Sewing machine according to one of claims 1 to 7, characterized by the design of the control device (20, 38) such that the stroke height of the hold-down foot (22, 28) is predetermined as the manipulated value for the secure transport of the sewing material (16). Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Ausführung der Steuereinrichtung (20, 38) derart, dass als Stellwert die Position eines Hubhöhenanschlags für den Niederhaltefuß (22; 28) zur Einstellung der Lüfterhöhe vorgegeben wird.Sewing machine according to one of Claims 1 to 8, characterized by the design of the control device (20, 38) such that the position of a lifting height stop for the hold-down foot (22; Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Ausführung der Steuereinrichtung (20, 38) derart, dass als Stellwert der Einzelvorschubwert einer Stichlängen-Stelleinrichtung (35) einer Vorschubeinrichtung der Nähmaschine (1) vorgegeben wird.Sewing machine according to one of Claims 1 to 9, characterized by the design of the control device (20, 38) in such a way that the individual feed value of a stitch length adjusting device (35) of a feed device of the sewing machine (1) is specified as a set value. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Ausführung der Steuereinrichtung (20, 38) derart, dass als Stellwert eine Drückerfußkraft vorgegeben wird, mit der der Niederhaltefuß (22; 28) das Nähgut (16) in der Niederhaltestellung fixiert.Sewing machine according to one of Claims 1 to 10, characterized by the design of the control device (20, 38) in such a way that a presser foot force is preset as a set value, with which the hold-down foot (22, 28) fixes the sewing material (16) in the hold-down position.
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