缝纫或刺绣机

缝纫或刺绣机

本发明涉及一种按权利要求1和2前序部分的缝纫或刺绣机。

已知缝纫机通常具有一与导纱针共同作用的摆梭，以及一带送进元件驱动装置的送进装置和一带缝纫物压板的压平装置。

在缝纫过程中缝纫物通常保持在送进元件和压板之间，压板力锁合地压在缝纫物上。大多形锁合地驱动的和在其上表面设有锯齿的送进元件在固有的送进阶段期间突出于针脚板区域并且把缝纫物压向压板，从而将缝纫物向上压。这里送进元件基本上作椭圆形运动，其中固有的送进运动沿椭圆长轴方向，升降运动沿椭圆的短轴方向进行。

如果这一运动通过机械传动装置实现，那么为此大多采用偏心或铰链-杠杆传动装置，其中在铰链-杠杆传动装置时针迹长度可以通过延长铰接点位置改变，在偏心传动装置时既可以通过偏心凸轮的有效偏心距也可以通过改变相应连杆的倾斜位置加以改变。因此在缝纫时可以通过操作手动按钮或其他操作元件改变针迹长度，而布料送进器的升降运动则只能在停机时通过借助于工具的操作才能改变。

联系到形成之字形图案的缝纫机由DE 2903031已知，布料送进器借助于脉冲电机通过杠杆和杠杆传动装置带动，以便由此通过针迹长度的改变实现相应缝纫图案的长度改变。为了在这里也能改变缝纫时的缝纫图案宽度，引起针杆横向运动的驱动装置同样具有一脉冲电机，借助于它可以改变缝纫针运动的走针动程宽度。

因此虽然已经知道，在缝纫时既改变缝纫针运动的走针动程宽度又改变针迹长度，此后并不知道，在缝纫时也改变送进元件垂直运动的大小。

在已知缝纫机中缝纫时送进元件很快地连续撞击压板，因此为了避免压板从缝纫物上抬起，弹簧将压板向下压的力选择得比较大。

当然在压板的比较大的、大致上大于6kg的压紧力时，特别是在高的缝纫速度、强制驱动的送进元件比较快地连续撞击压板的底面，并引起它振动时，无法始终避免压板从缝纫物上抬起。由此一方面造成缝纫物不均匀的输送，另一方面由于由此引起的不均匀穿针对缝纫质量产生不良影响。

在DE-3636548 A1中叙述了一种缝纫机，在这种缝纫机中缝纫物的压板可以借助于一伺服线圈抬起。借助于另一伺服线圈可以调整压板在缝纫物上的压紧力。其次这里针迹长度可以手工预选，并可借助于一伺服磁铁减小。

通过电位计读入数据存贮器的压板压紧力在缝纫机工作期间可以和规定值作比较，因此可以据此改变压板在缝纫物上的压紧力。这里并不追求也不能达到压板压紧力按送进元件的运动特性进行调整。

本发明的目的是，创造一种用于这一类缝纫机的送进装置，它使得可以在保证送进元件的水平和垂直运动相应地同步的情况下，在缝纫过程中转速很高时相互独立地改变这些参数。

在这一类缝纫机中这个任务这样来解决，用来驱动送进元件的送进装置具有一带两个可驱动元件(电枢)的直线驱动装置，其中一个电枢可以在水平方向、另一个电枢在垂直方向运动，并且给送进装置配设一具有用于送进元件水平运动的调节回路和用于垂直运动的调节回路的调节装置，其中两个调节回路下设一包含数据处理装置的主调节装置，它根据针或摆梭当时的瞬时位置从编码器得到其同步脉冲，并且可以可选择地给主调节装置输入送进元件水平和／或垂直运动的实际值。

由此提供了这样的可能性，送进元件垂直运动的大小还有位置相位独立于水平运动的大小和位置相位加以改变，并且这样地对送进元件垂直运动的大小与其水平运动无关地施加影响，使得一方面保证缝纫物和送进元件之间足够的力流，另一方面压板的压紧力选择得不必过大。这里当然也可以，使送进元件的垂直运动相位和／或水平运动相位在由形成针迹的要求确定的限度之内改变成针和／或摆梭运动的相位。

在已知的现有技术中对送进元件运动特性的干预仅仅进行针迹长度的改变，而在本发明中通过主调节装置(当然在保持针迹长度的情况下)在每一个针迹形成过程期间不断地影响送进元件垂直和／或水平运动的特性，以便在始终保持最佳比例的情况下完成整个针迹形成阶段。

通过本发明可以取消整个机械构件，如轴和在已知缝纫机中对于送进元件的运动和其运动的改变所必需的传动链，和特别是在自动调整针迹长度和缝纫方向的缝纫机中已知的机电辅助设施。针迹长度和缝纫方向的改变可以在最高缝纫速度时进行。

本发明的另一个目的是，创造一种用于这一类缝纫机的送进和压紧装置，它使得可以这样地影响压板和送进元件的配合动作，使缝纫过程中压板的压紧力与送进元件当时的瞬时速度和瞬时垂直力相匹配。

对于这一类缝纫机这个任务这样来解决，送进元件与压板的配合动作可以通过一包含数据处理装置的、既对送进元件驱动装置的调节装置又对压板驱动装置的调节装置施加影响的主调节装置这样地加以调节，使压板的压紧力跟随送进元件的瞬时运动，其中主调节装置根据针和摆梭各自的瞬时位置从一编码器得到其同步脉冲。

这里在送进元件的任何一个送进单步期间从而也在整个针迹形成过程期间压板的压紧力也可以通过主调节装置与送进元件的运动特性相匹配。因为对于整个缝纫过程压板的压紧力可以针迹准确地与送进元件当时的瞬时速度相匹配，对于整个缝纫过程达到压板和送进元件的最佳协调，从而在既降低缝纫机噪声又降低振动的同时明显提高缝纫质量。

在调节技术方面通过这样的方法得到有利的实现，送进元件垂直运动和／或水平运动的实际值，但是特别是垂直运动的实际值可以输入主调节装置，压板的驱动装置根据送进元件的实际值，特别是送进元件垂直运动的实际值进行调节。

为了既在缝纫开始时也在缝纫结束时，在必要情况下还在缝纫中断时可以使压板迅速移到其两个终点位置或其工作位置，它可以借助于可输入其驱动装置的外部信号可选择地移过其上终点位置或下终点位置。因此压板可以迅速地移动到其终点位置或工作位置，然后在工作位置在缝纫物上施加一个与送进元件的水平运动和垂直运动的运动特性相匹配的压紧力。

通过本发明可以取消机械构件，如板簧、软轴、曲杆、压板-磁铁，它们对于操纵压板是必需的。

由于相互独立地控制送进元件的水平和垂直运动，本发明提供了这样的可能性，由于垂直和水平运动的改变送进元件同时还有用于固定在它上面的捕纱器／切断器的支座往上提，并使送进元件和捕纱器／切断器一起这样地运动，使摆梭纱线和待捕获的缝纫针回环纱线股可以在通过一可输入送进装置驱动装置的外部信号引起的送进元件水平运动的放大和在必要情况下还有垂直运动的放大期间通过捕纱器／切断器捕获，并可以送给一刀片。与已知纱线切断装置相比通过这种方法捕获缝纫针纱线和摆梭纱线的花费明显降低，并且切断过程可以较高的缝纫速度时进行。

这里按照本发明的另一个建议，可输入送进装置驱动装置的、用来扩大送进元件运动的外部信号也可以用来放松缝纫针纱线的张紧装置。这里一旦捕纱器捕获引向缝纫物的缝纫针回环纱线股，由此可以达到留在缝纫物上的缝纫针纱线最短的端头，并达到留在纱线团上的缝纫针纱线的确保可靠地重新起缝的外露长度。

为了能够贮存和调出不同的缝纫和缝纫物参数，如针迹长度、送进速度、压板压紧力，以及缝纫物的织物组合、厚度或表面状态，以及辅助功能如压板或纱线切断刀的抬起和下降，数据处理装置具有一用于不同缝纫参数和辅助功能的存贮器，它可以借助于操作面板或通过接口调出并可输入主调节装置。

通过这样的方法可以实现压紧装置的快速反应驱动装置，如果它做成电子调节的电磁单轴直线驱动装置，其电枢直接和压板支座相连的话。

同样通过这样的方法可以达到送进装置的快速反应驱动装置，如果送进装置的电磁直线驱动装置做成具有在运动方面相互联系的电枢的两轴直线驱动装置，其中一个电枢可以在水平方向、另一个电枢可以在垂直方向驱动的话。

在这种情况下用于送进元件水平运动的电枢的运动可以与送进元件的垂直运动电枢的动动无关地或相关地调节。

如果两轴直线枢动装置的两个电枢合并成一个既可以在水平方向也可以在垂直方向驱动的电枢，便可以得到一种在结构方面简单的解决方案。

通过以下的方法得到一种只需克服小的惯性力便能使送进元件运动的解决方案，即送进元件直接与用于其垂直和水平运动的一个或两个电枢相连接。

为了将定子同时用作电枢导轨并且同时可以在气隙内安放足够的磁性材料，两轴直线驱动装置做成菱形，并由不带铁轭的极化永久磁铁组成，由此得到有利的磁性材料的力／质量比。以同样的方法在压板驱动装置采用菱形电枢时也得到这样的优点。

如果直线驱动装置做成无刷直线驱动装置的话，便能达到一种对于高频交变负荷的耐磨解决方案。

为了求出送进元件和压板当时的瞬时位置，直线驱动装置的电枢适宜于间接或直接地分别与一编码器连接，其中用于送进元件的水平和垂直运动的编码器合并成一个两维编码器，它配设有两个相互独立的运算装置。

这里编码器盘以优良的方式具有两组刻线元素，其中第一组分布在第一方向并可以通过第一运算装置扫描，而第二组则沿第二个方向分布并可以通过第二运算装置扫描。

借助于下面对一个在附图中表示的实施例的说明得到本发明更详细的结构和优点。

它们表示：图1：一台缝纫机的示意表示；图2：送进元件连同其垂直和水平运动的驱动装置的透视图；图3：编码器的视图；图4：送进元件各个运动部分的视图；图5：压板驱动装置的基本结构；图6：调节回路的示意视图。

图1中表示一没有详细画出的缝纫机，它具有一电机1，它通过轴2b驱动摆梭3。电机1同时通过一皮带传动装置4带动设置在缝纫机臂内的轴2a，在其(未画出的)前端设有一用于引线针的驱动装置，可上下运动的针通常与摆梭3协同工作，以扭结针纱线和摆梭纱线。

在轴2a的自由端上装有一后面还要详细说明的编码器5，它通过导线8给还包含一数据处理装置7的主调节装置6传达针还有摆梭2当时的瞬时位置。

在缝纫机臂内设有一操作面板9或者与操作面板9连接的接口，借助于此操作面板可以选择缝纫和缝纫物的各个参数，如针迹长度、送进速度，压板的压紧力，以及缝纫物的织物组织、厚度或表面状态、和附加功能如压板或纱线切断器的上升和下降，并从数据处理装置6的存贮器中读出这些参数和功能，并通过它输送给主调节装置。

为此操作面板9通过导线11与主调节装置6连接。它下设一用于压紧装置13的压板12的运动的调节装置以及一用于送进装置15送进元件14的运动的调节装置。其中用于送进元件14的调节装置具有两个调节回路，其中一个调节回路用来调节送进元件14的水平运动，另一个调节回路用来调节送进元件14的垂直运动。压紧装置13通过导线16、送进装置15通过导线17a、17b与主调节装置连接。

后面还要对调节装置及所述的两个调节回路在其功能方面作较详细的说明。

压紧装置13具有一用来驱动压板12的最好是无刷的电磁单轴直线驱动装置18，其从动元件(电枢19)(图5)与压板12的支座21或21a直接连接。电枢19由极化的永久磁铁构成，它被最好用铜线绕成的定子23的线圈22所包围。定子23相对于电枢19或支座21和21a既可以对称地也可以不对称地设置。支座21和21a最好具有菱形横截面，并由很轻的非铁材料组成；这样如果磁铁材料具有足够的固有刚性的话，它可以从压板12出发只伸到电枢19的下端，从而取消21a部分。

一电磁直线驱动装置同样用来驱动通常由一穿过针迹板24上相应的槽并设有锯齿的布料送进器构成的送进元件14。电磁直线驱动装置具有两个可驱动的元件(电枢25和电枢26)，它们可以沿相互垂直的方向运动。其中电枢25造成送进元件14的垂直运动，而电枢26造成其水平运动。

在图中所示本发明的实施例中为了安装两个电枢25、26，设有一支座27。它在其中部区域内相应于摆梭3的直径分布并最好具有两个对称的支承臂28，它们成直角地向下折弯。至少支承臂28的折弯区域由很轻的非铁材料组成并在两侧配置永久磁铁25a。当永久磁铁25a的材料固有强度足够时可以取消支承臂28的折弯部分，使得永久磁铁25a可以直接作用在支承臂28的水平区域上。永久磁铁25a构成两轴直线驱动装置的一个电枢25，它配设铜线29绕成的定子31。

用来实现送进元件14水平运动的电枢26(沿缝纫物送进方向看)安装在电枢25的后面。电枢26以及配设于它的定子32在其主要结构方面相应于电枢25和定子31的结构。因为电枢26连同定子32用来实现送进元件14的水平运动，其永久磁铁相对于电枢25的永久磁铁的布置错开90°设置，因此其作用方向相对于电枢25的作用方向也错开90°。因此两个电枢25、26与相应的定子31、32一起构成一无刷两轴直线驱动装置。

为了测出送进元件14当时的位置，设有一二维编码器40(图3)，它与电枢25或支座27连接。编码器40具有一双光栅41、41a和42、42b，一与送进元件14相连的舌板43插入它里面，舌板设有双重编码。舌板43在其上部具有垂直分布编码刻线44，在其下部具有水平分布编码刻线45。

因为送进元件14的垂直运动与其水平运动相比比较小，两种编码刻线44、45可以同时处理，并将相应的信号传递给送进元件14的调节装置。为了进行编码器40的处理设有一未详细画出的处理装置，它既可处理光栅41、41a，也可处理光栅42、42b。

图4中表示针迹板24连同送进元件14和一捕纱器／纱线切断器46，其中表示送进元件14在其运动阶段的不同位置。这里在视图A和B中分别表示送进元件14在缝纫过程中其两个水平终点位置。在视图C中送进元件14虽然同样占有在视图B中所表示的位置，但在这里它占有其缝纫过程中的下终点位置。在视图C下方所示的矩形连同箭头代表为了缝纫送进元件差不多成矩形的运动轨迹。固定在送进元件14上的捕纱器／纱线切断器46参与这一运动，而这里没有对摆梭纱线和／或针纱线施加影响。而且也不妨碍通过捕纱器／纱线切断器46的针迹形成。

为了捕获和切断摆梭纱线和针纱线送进元件14进行相对于其正常运动轨迹扩大的运动，其中不管是水平的还是垂直的运动分量这样地改变(扩大)，使捕纱器／纱线切断器直接在针眼(未画出)处捕获摆梭纱线，并向由针纱线构成的纱线三角内运动，以便也捕获引向缝纫物的针纱线股。然后在送进元件从其在视图D中所示的捕纱器／纱线切断器46的捕纱位置后退到捕纱器／纱线切断器46固有的切断位置期间或其末尾进行捕获纱线的固有的切断，切断位置位于视图C中所示的送进元件14的(水平)终点位置的区域内。在另一种方案中捕纱器／纱线切断器46在图D中所示的送进元件14放大的前进和下降运动期间便已经进行切断。为了切断两根纱线一对应刀刃或刀片运动并被切断。这时摆梭纱线团的自由端压向一粘接环或攀缘搭钧式的弄粗糙的表面并在那里固定。

为了实现在图D的下方通过一带台阶的矩形和箭头代表的送进元件14和捕纱器／纱线切断器46的运动所要求的运动以数据形式贮存在数据处理装置的存贮器内，并可以通过操作面板9或接口调出。

在已知的纱线切断装置中为了可靠地捕获摆梭纱线和特别是引向缝纫物的针纱线三角部分要求捕纱器／纱线切断器46时间准确地向针纱线三角运动；按照本发明尽管捕纱器／纱线切断器46固定地配设于送进元件通过以下的方法这比较容易保证，即不管是捕纱器／纱线切断器46的水平运动还是垂直运动可以在时间上不依赖于摆梭的运动进行控制。

在图6中用于送进元件水平运动的调节回路用49，用于其垂直运动的调节回路用53和用于压板12的调节回路用56表示。调节回路49通过导线17b、调节回路53通过导线17a，和调节回路56通过导线16与主调节装置6连同数据处理装置7连接。此外操作面板9通过导线11以及编码器5通过导线8与主调节装置6连接。

压板12的理论值通过导线16从主调节装置6输送给调节回路56。由当时的理论值和实际值55之间的偏差调节装置54求出对于定子23必要的调节信号。编码器47测量压板12的瞬时位置并将实际值55反馈给调节装置54。

送进元件14的垂直位置理论值通过导线17a从主调节装置6输送给调节回路53。调节装置51由当时的理论值和实际值52之间的偏差求出对于定子31必要的调节信号。编码器40测量送进元件14的瞬时垂直位置52并将实际值52反馈给调节装置51。

送进元件14水平位置的理论值通过导线17b从主调节装置6输送给调节回路49。调节装置47由当时的理论值和实际值48之间的偏差求出对于定子32必要的调节信号。编码器40测出送进元件14瞬时的水平位置48，并将实际值48反馈给调节装置47。

在实际结构中调节装置47、51和54还有主调节装置6连同数据处理装置7在一集成的计算单元内实现；因此在所述调节装置之间存在关于所有理论和实际值的信息连接，在必要情况下它们可以用来解决每个调节装置的调节任务。为此图6中形象地表示了两个调节装置47、51之间的数据导线50。