INTERNATIONALE ANMELDUNG VERÖFFENTLICHT NACH DEM VERTRAG ÜBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT)

(51) Internationale Patentklassifikation (11) Internationale Veröffentlichuπgsnummer: WO 89/ 067

D05B 69/00, D06H 3/08 AI G01N 21/89 (43) Internationales

Veröffentlichungsdatum : 27. Juli 1989 (27.07.8

(21) Internationales Aktenzeichen: PCT/EP89/00049 (74) Anwälte: RAU, Manfred usw. Königstraße 2, D-85 Nürnberg 1 (DE).

(22) Internationales Anmeldedatum:

18. Januar 1989 (18.01.89)

(81) Bestimmungsstaaten: AT (europäisches Patent), BE (e ropäisches Patent), BR, CH (europäisches Paten

(31) Prioritätsaktenzeichen: P 38 01 623.0 DE (europäisches Patent), FR (europäisches Paten GB (europäisches Patent), IT (europäisches Paten

(32) Prioritätsdatum: 21. Januar 1988 (21.01.88) JP, LU (europäisches Patent), NL (europäisches P tent), SE (europäisches Patent), US.

(33) Prioritätsland: DE

Veröffentlicht

(71) Anmelder (für alle Bestimmungsstaaten ausser US): Mit internationalem ' Recherchenbericht.

KOCHS ADLER AKTIENGESELLSCHAFT [DE/ Vor Ablauf der für Änderungen der Ansprüche zugel DE]; Potsdamer Straße 190, D-4800 Bielefeld 17 (DE). senen Frist. Veröffentlichung wird wiederholt falls Ä PFAFF INDUSTRIEMASCHINEN GMBH [DE/ derungen eintreffen. DE]; Königstraße 154, D-6750 Kaiserslautern (DE).

(72) Erfinder ;und

(75) Erfinder/Anmelder (nur für US) : GEISSELMANN, He¬ ribert [DE/DE]; Schauinslandweg 13, D-7513 Stuten¬ see (DE). FRANK, Manfred [DE/DE]; Postgasse 9, D-7583 Ottersweier 2 (DE).

(54) Title: DEVICE FOR DETERMINING THE TRUE FEED OF A FEED DEVICE OF AN INDUSTRIAL S WING MACHINE

(54) Bezeichnung: VORRICHTUNG ZUR ERMITTLUNG DES DURCH EINE VORSCHUBEINRICHTUNG BE WIRKTEN IST-VORSCHUBS AN EINER INDUSTRIENÄHMASCHINE

(57) Abstract

A device determines the true feed transmitted by a feed device of an in- dustrial sewing machine to the sewn material. The number of threads passing in front of a sensor is counted and the feed is derived from the predetermined thread density. In order to obtain a thread count of maximum precision irre- spective of the orientation of the sewn material, a rotating slit diaphragm (7) with at least one parallel-edged radial slit (8) is arranged in front of the photo- electric cell (10) of the sensor. Preferably, a second, stationary slit diaphragm (5) whose angular position can nevertheless be varied comprises a slit (6) which opens over a certain angular ränge. The rotary slit diaphragm (7) has a larger number of slits (8). The required rotational speed of the rotary slit di¬ aphragm (7) can therefore be reduced. To prevent errors due to the pattern of the fabric, the device can function in the relatively long infrared wavelength ränge.

(57) Zusammenfassung Bei einer Vorrichtung zur Ermittlung des von einer Vorschubeinrichtung an einer Industrie¬ nähmaschine auf ein Nähgut übertragenen Ist- Vorschubs, wobei die Anzahl der an einer Sensoreinrichtung vorbeibew eg- ten Fäden gezählt und aus der vorher ermittelten Fadendichte der Vorschub abgeleitet wird, ist zur Erzielung einer von der Orientierung des vernähten Gewebes möglichst unabhängigen, exakten Fadenzählung vorgesehen, daß der Fotozelle (10) der Sensoreinrichtung eine rotierende Schlitzblende (7) mit wenigstens einem sich radial erstreckenden, parallel begrenz¬ ten Schlitz (8) vorgeordnet ist. Vorzugsweise Ist zusätzlich noch eine zweite, dreheinstellbare, jedoch feststehende Schlitz¬ blende (5) vorgesehen, welche sich über einen gewissen Winkelbereich öffnende Schlitze (6) aufweist, wobei die rotierende Schlitzblende (7) eine größere Zahl von Schlitzen (8) aufweist. Hierdurch kann die erforderliche Drehzahl der Schlitzblen¬ de (7) reduziert werden. Zur Vermeidung von Fehlern aufgrund der Musterung des Stoffes kann im relativ langwelligen Infrarotbereich gearbeitet werden.

Vorrichtung zur Ermittlung des durch eine Vorschub- einrichtung bewirkten Ist-Vorschubs an einer

Industrienähmaschine

Technisches Gebiet:

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Ermittlung des von einer Vorschubeinrichtung an einer Industrienähmaschine auf ein Nähgut übertragenen Ist- Vorschubs, wobei mittels einer optischen Sensorein¬ richtung mit einer Lichtquelle und einer Fotozelle in Nährichtung hintereinander liegende Kett- oder Schu߬ fäden während des Vorschubs des Nähgut-Gewebes erfaßt und gezählt werden, wobei aus diesem Signal und aus der vorher bestimmten Fadendichte des spezifischen, zu vernähenden Nähguts ein dem Ist-Vorschub entsprechen¬ des Signal gebildet wird.

Stand der Technik:

Beim Vernähen einer oder mehrerer Stofflagen an einer Industrienähmaschine bildet sich bei jedem Stich eine Soll-Ist-Wegdifferenz aus, welche bedingt ist durch den Schlupf zwischen der Vorschubeinrichtung und dem Stoff, und addiert sich bis zum Nahtende auf. Die Folge ist ein Undefiniertes N»ähergebnis, wodurch die Herstellung qualitativ hochwertiger Nähte erschwert wird.

Es ist dementsprechend bereits versucht worden, wie in der DE-PS 23 61 375 beschrieben, den Ist-Vorschub mit Hilfe von Meßrädern zu erfassen, wobei wiederum ein Fehler in Form eines Schlupfes zwischen der jeweiligen 5 Werkstücklage und dem Meßrad auftreten kann.

Gemäß der DE-OS 35 25 o28 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem mittels einer berührungslosen Sensorein¬ richtung an beliebigen Stellen der jeweiligen Werk- o Stücklage ohnehin vorhandene oder dort angebrachte

Merkmale abgetastet werden und die zwischen dem auf¬ einanderfolgenden Erkennen jedes Merkmals gebildete Impulssumme mit einer der Stichlänge und dem Abstand zwischen den Abtaststellen entsprechenden Soll-Impuls- 5 zahl verglichen wird.

Dieses vorbekannte Verfahren macht es dementsprechend erforderlich, daß entsprechende Merkmale bzw. Markie¬ rungen z.B. in Form eines hierfür verwendbaren Stoff- o musters bereits vorhanden sind, was aber nur für einen Teil der für die Verarbeitung in Betracht kommenden Stoffe zutrifft. Ansonsten müssen Markierungen aufge¬ bracht werden, wobei das Aufbringen von Markierungen an einzelnen Nähgutlagen mühsam und zeitaufwendig und 5 dementsprechend wirtschaftlich kaum vertretbar ist, während das Anbringen geeigneter Markierungen, welche eine zuverlässige Erkennung ermöglichen, an Nähgutsta¬ peln zu erheblichen technologischen Problemen führt.

o Es ist weiterhin zu berücksichtigen, daß aufgrund mo¬ derner nähtechnologischer Anforderungen relativ stren¬ ge Maßstäbe an die Qualität des heranzuziehenden Meß-

Verfahrens angelegt werden müssen, wobei zu berück¬ sichtigen ist, daß der Stoff durch Bearbeitungεvor- gänge gedehnt oder gestaucht sein kann, und daß auf¬ grund der Stoffelastizität beim Vernähen Verzerrungen oder Materialdehnungen entstehen können. Dabei werden maximale Stoffgeschwindigkeiten bis zu 12oo mm/s, maximale Stichzahlen bis zu lo ooo Stichen/min. und ein maximaler Versatz von o, 3% der vernähten Stoff¬ länge bei hochwertigen Stoffen angestrebt. o

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der WO 86/oo347 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist es aber eine wesentliche Voraussetzung für die korrekte Erfassung des Vorschubs, daß die zu zählenden 5 Fäden exakt im rechten Winkel zur Vorschubrichtung verlaufen, was im praktischen Nähbetrieb wegen der hohen Geschwindigkeiten und im Hinblick auf die stoff¬ spezifischen Abweichungen der einzelnen Fäden von ihrer Soll-Orientierung eine kaum realisierbare Vor- o aussetzung darstellt.

Darstellung der Erfindung:

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu- 5 gründe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei einem ganz überwiegenden Teil handelsüblicher, als Nähgut verwendeter Stoffe eine sehr genaue Ermittlung des Vorschubs weitgehend unab¬ hängig von der Orientierung der Kett- und Schußfäden o des Nähguts ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Fotozelle eine rotierende Schlitzblende mit wenig¬ stens einem sich radial erstreckendem, parallel be¬ grenztem Schlitz vorgeordnet ist. Eine derartige ro- 5 tierende Schlitzblende stellt sicher, daß während ei¬ nes halben Umlaufs der Blende, d.h. beim Überstreichen eines Winkelbereiches von 18o°, in jedem Fall einmal ein Schlitz der Schlitzblende parallel zu den zu zäh¬ lenden Fäden liegt. Dies führt dazu, daß zu diesem o Zeitpunkt die Lichtreflexion bzw. -transmission ein eindeutiges Maximum bzw. Minimum aufweist, so daß über eine in der Auswerteeinrichtung vorgegebene Intensi- tätsschwelle ein eindeutiger Z»ählimpuls ausgelöst wer¬ den kann. Dementsprechend ist das Verfahren unabhängig 5 davon, ob im Durchlicht- oder Reflexionsverfahren ge¬ arbeitet wird. Da Reflexionsverfahren auch bei mehre¬ ren zu vernähenden Stofflagen unproblematisch sind, wird man in der Regel die Lichtquelle bzw. die Licht¬ quellen oberhalb des Nähgutes etwas versetzt zur opti- o sehen Achse.einer oberhalb der Lichtquellen angeordne¬ ten Abbildungsoptik anbringen, welche das Nähgut bzw. die Fäden des Nähguts auf die Schlitzscheibe abbildet.

Durch das erfindungsgemäße Vorgehen wird vermieden, 5 daß bei einem Verlauf der zu zählenden Fäden, welcher deutlich von einer Richtung senkrecht zur Vorschub¬ richtung abweicht, entweder keine auswertbaren Maxima oder nicht zuverlässig auswertbare Signale erhalten werden. o

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Drehzahl der Schlitzblende mindestens so hoch ist, daß bei einem

Vorschub entsprechend der Hälfte des Abstandes zweier in Vorschubrichtung benachbarter Fäden wenigstens ein¬ mal ein Schlitz der Schlitzblende parallel zur Rich¬ tung der zu zählenden Fäden zu liegen kommt. Hierdurch 5 wird sichergestellt, daß jeder einzelne an der Sensor¬ einrichtung vorbeitransportierte Faden zur Auslösung eines Zählsignals führt, so daß der Vorschub korrekt erfaßt wird.

o Die demnach vorzugebende Drehzahl hängt also ab von der vorgegebenen Vorschubgeschwindigkeit und der Fadendichte des zu verarbeitenden Stoffes, wobei das Auflösungsvermögen natürlich auch abhängt von der Dicke der einzelnen Fäden. 5

Um auch bei relativ hohen Vorschubgeschwindigkeiten technisch problemlos realisierbare Drehzahlen der Schlitzblende zu erhalten, kann vorgesehen sein, daß auf der rotierenden Schlitzblende eine Mehrzahl von o Schlitzen angeordnet ist und dieser eine drehein¬ stellbare, feststehende Schlitzblende nachgeordnet ist, deren Schlitze sich in ihrer Breite einen kleinen radialen Winkelbereich abdeckend aufweiten. Vorzugs¬ weise decken die Schlitze der feststehenden Schlitz- 5 blende einen Winkelbereich von ca. lo° ab. Günstiger- weise ist. dabei z.B. vorgesehen, daß die feststehende Schlitzblende vier kreuzförmig angeordnete Schlitze und die rotierende Schlitzblende neun mit gleichem Winkelabstand angeordnete Schlitze aufweist. o

Die feststehende Blende wird so eingestellt, daß die Kett- bzw. Schußfäden im Rahmen zu erwartender Abwei-

chungen von der Idealausrichtung in den durch die sich radial aufweitenden Schlitze dieser Blende aufgespann¬ ten Winkelbereich fallen. Ein Zählsignal wird bei die¬ ser Anordnung immer dann abgegeben, wenn ein Schlitz 5 der rotierenden Schlitzblende zur Deckung kommt mit derjenigen Richtung, in der ein zu zählender Faden liegt, der unterhalb eines Schlitzes der feststehenden Schlitzblende vorbeitransportiert wird.

o Durch diese Maßnahme muß zwar eine Voreinstellung der feststehenden Blende bzw. eine Nachführung derselben bei einer Änderung der Nährichtung vorgenommen werden, andererseits kann hierdurch die erforderliche Drehzahl der rotierenden Schlitzblende umgekehrt proportional 5 zu der Anzahl der darauf angebrachten Schlitze gesenkt werden.

Die vorstehend angesprochene vorzugsweise Dimensionie¬ rung über einen Winkelbereich von lo° berücksichtigt o die experimentell an unterschiedlichen Nähgut-Proben gemessenen Winkeltoleranzen. Aus der Vorgabe eines solchen Winkelbereiches von lo° zusammen mit der For¬ derung, daß jeweils nur ein Schlitz der rotierenden Schlitzblende in einen Schlitz der feststehenden 5 Schlitzblende fallen soll, resultiert die Zahl von neun derartigen Schlitzen.

Hierdurch läßt sich statt eines Drehzahlwertes von 5ooo U/s bei einer anzustrebenden maximalen Vorschub- o geschwindigkeit die Drehzahl auf 6oo U/s beschränken. Darüber hinaus ergibt sich bei dieser Lösung eine ein¬ fachere Signalauf ähme, da sich mit der Drehzahl

gleichzeitig die erforderliche Bandbreite des Signal¬ verstärkers reduziert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese- 5 hen, daß die Lichtquelle eine IR-Lichtquelle ist und die Fotozelle als IR-Empfänger ausgebildet ist. Vor¬ zugsweise arbeitet die Lichtquelle in einem Wellenlän¬ genbereich über 22oo nm.

o Durch ein derartiges Arbeiten im infraroten Spektral¬ bereich, insbesondere im relativ langwelligen infra¬ roten Spektralbereich, werden Fehler ausgeschaltet, welche aufgrund der Einfärbung der abzutastenden Fäden, insbesondere bei einer stark kontrastierenden 5 Musterung, auftreten können, da die Farbempfindlich¬ keit ausgeschaltet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnung:

o Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfin¬ dung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

5 Fig. 1 einen schematischen Aufbau einer erfindungs¬ gemäßen Vorrichtung,

Fig. 2a bis d Darstellungen der Relativlage der beiden Schlitzblenden zueinander und zur Lage der o Kett- bzw. Schußfäden des jeweiligen Nähgutes und

Fig. 3 eine schematische Aufsicht der beiden Schlitz¬ blenden.

Beste Wege zur Ausführung der Erfindung: 5

In Fig. 1 ist der Aufbau einer erfindungsgemäßen Vor¬ richtung schematisch dargestellt. Diese umfaßt zwei oberhalb des längs einer im einzelnen nicht darge¬ stellten Nähgutauflage transportierten Nähgutes 1 o angeordnete Lichtquellen 2. Die Lichtquellen 2 sind seitlich der optischen Achse 3 angeordnet. Das vom Nähgut 1 reflektierte Licht wird über eine schematisch als Linse veranschaulichte Abbildungsanordnung 4 auf eine untere, feststehende Scheibe 5 abgebildet. Die 5 Scheibe 5 weist im Ausführungsbeispiel vier Schlitze 6 auf (vgl. Fig. 3), welche kreuzweise angeordnet sind.

Jeder Schlitz 6 erweitert sich vom Mittelpunkt der kreisförmigen Blende 5 ausgehend radial nach außen und o überdeckt so einen Winkelbereich von ca. lo°.

Oberhalb der Schlitzblende 5 ist eine rotierende Schlitzblende 7 angeordnet, welche im Ausführungs- beispiel neun parallel begrenzte, sich radial er- 5 streckende Schlitze 8 aufweist.

Die Schlitze 6 bzw. 8 der Blenden 5 bzw. 7 werden durch eine weitere Abbildungseinrichtung 9, welche ebenfalls wieder als Linse dargestellt ist, auf eine o Fotozelle lo abgebildet, welcher eine nur als Block dargestellte Auswerteeinrichtung 11 nachgeordnet ist.

Bei der praktischen Realisierung kann es aus Raumgrün¬ den vorgesehen sein, daß die Abbildungsanordnung einen Lichtleiter umfaßt, so daß die Fotozelle lo und die Auswerteanordnung 11 abseits der eigentlichen Meß- 5 stelle angeordnet werden kann. Soweit im Vorstehenden von "Fotozelle" die Rede ist, wird hierunter im wei¬ testen Sinne ein lichtempfindliches Element verstan¬ den, welches in der Lage ist, ein der auftreffenden Lichtintensität entsprechendes elektrisches Signal zu o erzeugen.

Die Wirkungsweise einer in Fig. 1 schematisch darge¬ stellten erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachste¬ hend anhand von Fig. 2 näher erläutert, wobei angenom- 5 men wird, daß das zu untersuchende Nähgut aus äquidi- stanten, senkrecht zueinander verlaufenden Kettfäden 12 und Schußfäden 13 aufgebaut ist.

Die Kettfäden 12 sollen etwa senkrecht zur Nährichtung o verlaufen, welche durch die Gerade 14 vorgegeben wird. Weiterhin wird angenommen, daß die zu erwartende Win¬ kelabweichung _.. des tatsächlichen Verlaufes der Schu߬ fäden 13 bzw. Kettfäden 12 von der Nährichtung, d.h. der Geraden 14, maximal dem Winkelbereich von lo° ent- 5 spricht, der durch die Schlitze 6 aufgespannt wird. Die Schlitze 6 bzw. der von diesen erfaßte Winkelbe¬ reich ist in Fig. 2 weiß dargestellt, während der durch die Blende 5 abgedeckte Bereich schraffiert ver¬ anschaulicht ist. Die Schlitze 8 der Blende 7 sind o schematisch gestrichelt dargestellt und am Rand mit den Nummern 1 bis 9 versehen.

Vor Beginn der Messung wird die untere Blende 5 so lange gedreht, bis das anvisierte Kreuz aus Kett- und Schußfäden 12 bzw. 13 im Durchlaßbereich dieser unte-

- lo -

ren Blende 5 erscheint. Eine Nachführung der Blende 5 verhindert, daß dieser Bereich wieder verlassen wird. Die obere Blende 7 rotiert mit einer Drehzahl von z.B. 6oo U/s, wobei jeweils nur ein Schlitz 8 der Schlitz- blende 7 zur Deckung mit einem Schlitz 6 der Schlitz¬ blende 5 gelangt, und wobei in diesem Augenblick ein definiertes Maximum bzw. Minimum des reflektierten Lichtes durch die Aus erteanordnung 11 festgestellt wird. Es ist auf diese Weise eine zuverlässige Zählung der Anzahl der aufgrund der Vorschubanordnung der Näh¬ maschine vorbeibewegten Schuß- bzw. Kettfäden 13 bzw. 12 möglich, auch wenn diese Fäden innerhalb eines Toleranzbereiches verlaufen bzw. der Vorschub nicht exakt parallel zur Fadenrichtung erfolgt.

Unabhängig von dem vorstehend beschriebenen Ausfüh¬ rungsbeispiel kann auch dann, wenn nur die rotierende Blende 7 eingesetzt wird, ein zuverlässiges, klar er¬ kennbares Zählsignal abgeleitet werden, und zwar in diesem Fall -dann völlig unabhängig von der Orientie¬ rung der Kettfäden 12 und Schußfäden 13.