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.
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.
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.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst
durch eine Nähmaschine mit dem im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmalen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 7 erlaubt eine Optimierung
der Fadenspannung an die jeweilige Nähgutstärke. Dies gewährleistet
eine saubere Stichbildung auch bei hohen Materialstärken.
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.
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.
Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 10 gewährleistet
eine optimale Anpassung der Stichlänge an die Stoffstärke.
Eine Steuereinrichtung nach Anspruch 11 gewährleistet
einen sicheren Transport, wobei gleichzeitig auch bei hoher Nähgeschwindigkeit
verhindert wird, dass bleibende Abdrücke auf dem Nähgut entstehen.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Mit Hilfe des Dickensensors 34 wird zudem die unkomprimierte
Stärke des Stoffs 16 gemessen, bevor dieser den Stichbildstellenbereich 32
erreicht.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.