專利名稱：操作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種打算用于縫紉裝置或縫紉機(jī)的操作裝置，具有-一在形成針跡和送進(jìn)縫紉物時(shí)壓平縫紉物的布料壓緊裝置，-至少一個(gè)作為用于布料壓緊裝置的執(zhí)行元件的直線電機(jī)，其用來(lái)控制布料壓緊裝置施加在縫紉物上的布料壓緊力的驅(qū)動(dòng)桿與布料壓緊裝置相連。
縫紉機(jī)(下面“縫紉機(jī)”這個(gè)概念也包括縫紉裝置，其中本發(fā)明既涉及縫紉裝置又涉及縫紉機(jī))的布料壓緊裝置用來(lái)，在針刺入時(shí)固定縫紉物的位置，并在送進(jìn)階段在縫紉物上施加一壓緊力，通過(guò)此壓緊力送進(jìn)裝置可以使縫紉物繼續(xù)前進(jìn)。
過(guò)去在這方面一直試圖借助于電磁鐵產(chǎn)生通過(guò)布料壓緊裝置施加的壓緊力。因?yàn)殡S著縫紉速度越來(lái)越高，對(duì)于與送進(jìn)裝置無(wú)可挑剔的共同工作所需要的布料壓緊力非常大，此外與此有關(guān)的用電磁鐵的試驗(yàn)由于電磁鐵在關(guān)于電流和力連同當(dāng)時(shí)的位置方面的非線性特性而失敗。
在US-A-4 214 540中介紹了另一種可供選擇的解決方案。按照這份資料一彈簧通過(guò)杠桿壓緊在布料壓腳上，其中杠桿支承在中間。一直線電機(jī)作用在支承點(diǎn)上，使得通過(guò)支點(diǎn)的移動(dòng)改變杠桿比，從而調(diào)整作用在布料壓腳上的力。
但是在US-A-4 214 540中所設(shè)想的原理證明其結(jié)論是，用間接方式通過(guò)比較弱的直線電機(jī)來(lái)調(diào)整布料壓腳的大的壓緊力是有問(wèn)題的。與此有關(guān)的技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不僅是復(fù)雜的，而且成本也非常高，因?yàn)橹本€驅(qū)動(dòng)裝置的定位精度需要非常高。
由US-A-5 551 361已知一種縫紉機(jī)，其中應(yīng)該在縫紉物上施加一不受布料送進(jìn)器的作用力影響的恒定的壓緊力。為此目的布料壓緊桿與一力傳感器連接，它用來(lái)測(cè)量實(shí)際的布料壓緊力。此測(cè)量信號(hào)轉(zhuǎn)換成直線電機(jī)的控制信號(hào)，直線電機(jī)固定在縫紉機(jī)殼體上，其中布料壓緊桿同時(shí)構(gòu)成直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿。
除此之外，在這種布料壓緊裝置中不得不造成很大的控制技術(shù)方面的費(fèi)用，存在另一個(gè)非常明顯的缺點(diǎn)，布料壓緊桿直接與直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿連接，或者說(shuō)兩個(gè)桿形成一共同的構(gòu)件。因?yàn)樵摋U附加地還帶有一線圈，或者說(shuō)直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分，得到一個(gè)很大的需要帶動(dòng)的總質(zhì)量。因此為了控制相應(yīng)的慣性力特別是在縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)必須由直線電機(jī)發(fā)出非常大的力，以使布料壓腳不從布料送進(jìn)器上飛離。這種需要發(fā)出的很大的力又促使縫紉機(jī)強(qiáng)烈地振動(dòng)。
從上述缺點(diǎn)和不足出發(fā)本發(fā)明的目的是，這樣地構(gòu)成這種類型的操作裝置，使得用直接的、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的但是精確的方法把力傳遞到布料壓緊裝置上去。
這個(gè)目的通過(guò)按權(quán)利要求1前序部分的操作裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中按照本發(fā)明的原理驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少一個(gè)彈性的、質(zhì)量小的連接元件與布料壓緊裝置連接，并且布料壓緊裝置可通過(guò)直線電機(jī)在抬起位置和下降位置之間運(yùn)動(dòng)。
操作裝置作為用于布料壓緊裝置的執(zhí)行元件至少具有一個(gè)直線電機(jī)，其用來(lái)控制布料壓緊裝置施加在縫紉物上的布料壓緊力的驅(qū)動(dòng)桿與布料壓緊裝置連接，通過(guò)這種方法使力用直接的、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的但是精確的方式傳遞到布料壓緊裝置上。因?yàn)樵谥本€電機(jī)中作用力與電流方向有關(guān)，布料壓緊裝置在一種電流方向時(shí)抬起，在另一種電流方向時(shí)壓緊，因此按照本發(fā)明的原理布料壓緊裝置可以通過(guò)直線電機(jī)在一抬起位置和一下降位置之間運(yùn)動(dòng)。
由于這個(gè)原因直線電機(jī)特別令人信服地適合于作為布料壓緊裝置的直接的執(zhí)行元件，這與過(guò)去廣泛推廣的解決方案，也就是借助于彈簧預(yù)緊力產(chǎn)生壓緊力的方案不同，后者，技術(shù)上流傳下來(lái)的解決方案為了使布料壓緊裝置抬起需要一附加的執(zhí)行元件，例如電磁鐵。與此不同在本發(fā)明中直線電機(jī)不僅用來(lái)產(chǎn)生布料壓緊力，而且也用來(lái)使布料壓緊裝置抬起和下降。
相反按本發(fā)明的原理驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少一個(gè)彈性的、質(zhì)量小的連接元件與布料壓緊裝置連接。用這種方法直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿與布料壓緊裝置分開(kāi)，因此保持小的待帶動(dòng)質(zhì)量。
有關(guān)這個(gè)問(wèn)題眾所周知，在布料壓緊裝置中應(yīng)該保持小的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。例如DE-A-32 17 826公布了一種空心布料壓緊桿，其中可移動(dòng)地支承一相應(yīng)地做成的布料壓腳的柄。一裝在布料壓緊桿上的彈簧壓在該柄上，彈簧本身支承在一可調(diào)整的桿上。布料壓腳的柄借助于一固定板支承在空心布料壓緊桿的一個(gè)略大一些的槽內(nèi)，由此使布料壓腳可以相對(duì)于空心布料壓緊桿作有限的垂直移動(dòng)運(yùn)動(dòng)。另一個(gè)更強(qiáng)的彈簧通過(guò)固定在空心布料壓緊桿上導(dǎo)向件在布料壓緊桿上施加一可調(diào)整的壓緊力，其中其彈簧行程通過(guò)一固定在布料壓緊桿上的卡圈限定，卡圈支承在一固定的導(dǎo)向套上。
這種為了減小運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的結(jié)構(gòu)在布料壓緊裝置上設(shè)置兩個(gè)彈簧，由于限制彈簧行程的措施不適用于按本發(fā)明的只帶一個(gè)彈簧地、自由運(yùn)動(dòng)的連接元件的布料壓緊裝置。因此這種結(jié)構(gòu)不能給專業(yè)人員啟發(fā)，以開(kāi)發(fā)按本發(fā)明的操作裝置。
按照可以相互獨(dú)立地或相互結(jié)合地實(shí)施的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式設(shè)想-連接元件是一螺旋彈簧；和/或-驅(qū)動(dòng)桿安裝在布料壓緊裝置上方；和/或-連接元件是一板簧；和/或-驅(qū)動(dòng)桿相對(duì)于布料壓緊裝置側(cè)向錯(cuò)開(kāi)設(shè)置；和/或-布料壓緊裝置具有一布料壓緊桿和一布料壓腳；和/或-直線電機(jī)做成這樣，使得布料壓緊裝置在幾乎沒(méi)有電流時(shí)保持在上面的位置；和/或-布料壓緊裝置可以程序控制或鍵盤(pán)控制地?zé)o作用力地開(kāi)關(guān)；和/或-直線電機(jī)基本上不含鐵；和/或-直線電機(jī)至少具有兩塊永久磁鐵；和/或-永久磁鐵是矩形或環(huán)形的；和/或-永久磁鐵的材料以鐵、釹和硼為基；和/或-直線電機(jī)內(nèi)部的磁通通過(guò)一殼體、一中間件和一帶線圈的空氣隙進(jìn)行；和/或-環(huán)形永久磁鐵相互隔開(kāi)一定距離設(shè)置，一個(gè)環(huán)形永久磁鐵的磁化(極性)與另一個(gè)環(huán)形永久磁鐵的磁化方向相反；和/或-環(huán)形永久磁鐵在直線電機(jī)殼體內(nèi)的位置通過(guò)墊圈規(guī)定；和/或-線圈至少分成兩個(gè)反方向繞制的分線圈；和/或-驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少兩個(gè)軸承套在中間件內(nèi)移動(dòng)；和/或-中間件有一開(kāi)口，一做成滑塊的鐵質(zhì)零件或一銷軸在此開(kāi)口內(nèi)移動(dòng)；和/或-鐵質(zhì)零件或銷軸與驅(qū)動(dòng)桿連接；和/或-開(kāi)口設(shè)置在中間件中央；和/或-開(kāi)口和/或鐵質(zhì)零件做成矩形的；和/或-在鐵質(zhì)零件的一端上設(shè)有一突起的、由鐵磁材料組成的產(chǎn)生磁性吸力的部分；和/或-突起部分由鋼組成；和/或-用來(lái)將驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)桿上的鐵質(zhì)零件通過(guò)線圈支架與線圈連接；和/或-開(kāi)口做成長(zhǎng)形孔，銷軸做成圓形；和/或-銷軸由鋼制成；和/或-驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少一個(gè)彈簧件預(yù)緊；和/或-設(shè)有至少兩個(gè)彈性元件；和/或-彈性元件設(shè)置在中間件兩側(cè)；和/或-直線電機(jī)在無(wú)電流狀態(tài)借助于至少一個(gè)彈性元件用力將布料壓緊裝置壓在縫紉裝置或縫紉機(jī)的針板上，這個(gè)力大致為布料壓緊裝置最大力的三分之一；和/或-直線電機(jī)內(nèi)電流的方向和/或強(qiáng)弱可通過(guò)至少一個(gè)微處理器控制；和/或-布料壓緊裝置的運(yùn)動(dòng)通過(guò)直線電機(jī)按時(shí)間控制地進(jìn)行；和/或-即將到達(dá)抬起位置或即將到達(dá)下降位置之前在直線電機(jī)內(nèi)分別改變電流方向；和/或-直線電機(jī)的力可以借助于縫紉裝置或縫紉機(jī)主軸的角度位置控制；和/或-直線電機(jī)在布料送進(jìn)器的送進(jìn)階段獲得一個(gè)力，它和通過(guò)連接元件作用在驅(qū)動(dòng)桿上的力方向相反；和/或-直線電機(jī)的力和通過(guò)連接元件作用在驅(qū)動(dòng)桿上的力大小大致相同；和/或-在布料送進(jìn)器送進(jìn)階段以外直線電機(jī)內(nèi)的電流下降；和/或-在縫紉裝置或縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)連接元件具有加大的預(yù)緊力；和/或-在縫紉裝置或縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)直線電機(jī)中的電流具有一直流成分；和/或-電流的直流成分可隨時(shí)間和/或根據(jù)縫紉裝置或縫紉機(jī)的轉(zhuǎn)速而變化；和/或-電流與縫紉裝置或縫紉機(jī)的轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系在第一次求出后可貯存在縫紉裝置或縫紉機(jī)中；和/或-在縫紉裝置或縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)電流的接通點(diǎn)可以提前一個(gè)角度值；和/或-電流的接通點(diǎn)可根據(jù)縫紉裝置或縫紉機(jī)的轉(zhuǎn)速提前；和/或-布料壓緊裝置在第一次針跡形成時(shí)無(wú)作用力地切換。
具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于可以相互獨(dú)立或相互結(jié)合地設(shè)置的優(yōu)選實(shí)施形式說(shuō)明如下按本發(fā)明原理的連接元件最好是一個(gè)螺旋彈簧。由此一方面雖然直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿與布料壓緊裝置脫開(kāi)，但是另一方面又保證直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)桿和布料壓緊裝置之間希望的直接連接。
按照本發(fā)明一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)桿設(shè)置在布料壓緊裝置的上方。在這樣一種結(jié)構(gòu)時(shí)從直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿到布料壓緊裝置上的力的傳遞以結(jié)構(gòu)特別簡(jiǎn)單但是精確的方式進(jìn)行。
作為上述帶螺旋彈簧的結(jié)構(gòu)的另一種可供選擇的方案連接元件也可以做成板簧形式。如果例如出于設(shè)計(jì)方面的原因驅(qū)動(dòng)桿適宜于相對(duì)于布料壓緊裝置側(cè)向錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，那么這種實(shí)施形式特別合適。
適合于程序控制或鍵盤(pán)控制地?zé)o作用力切換的布料壓緊裝置以優(yōu)選的方式具有一布料壓緊桿和一布料壓腳。
按照本發(fā)明一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)形式直線電機(jī)做成這樣，在電流幾乎消失時(shí)布料壓緊裝置保持在一上面的位置上。
按照本發(fā)明一種優(yōu)選的改進(jìn)結(jié)構(gòu)直線電機(jī)基本上不含鐵。這具有并不是無(wú)關(guān)緊要的優(yōu)點(diǎn)，在直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分上不作用附加的磁力，而在帶鐵質(zhì)零件的直線電機(jī)中則不希望地受附加的磁力的作用。
實(shí)際上直線電機(jī)至少具有兩個(gè)尤其是環(huán)形的永久磁鐵，用它產(chǎn)生磁場(chǎng)。
這里永久磁鐵的材料可以以鐵、釹和硼為基，因?yàn)橛眠@種磁鐵材料在價(jià)格合適的條件下可以達(dá)到很高的能量密度。用這種非常高的能量密度可以毫無(wú)困難地直接產(chǎn)生對(duì)于布料壓緊裝置所需要的力。
此外直線電機(jī)適宜于具有一殼體，一中間件和一帶線圈的空氣隙。因此直線電機(jī)內(nèi)的磁路實(shí)際上可以通過(guò)殼體、中間件和帶線圈的空氣隙封閉。
按照本發(fā)明一種特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)形式環(huán)形永久磁鐵相互隔開(kāi)一定距離設(shè)置，其中一個(gè)環(huán)形永久磁鐵的磁化(極性)最好和另一個(gè)環(huán)形永久磁鐵的磁化方向相反，和/或其中環(huán)形永久磁鐵在直線電機(jī)殼體內(nèi)的位置最好通過(guò)墊圈確定。
其中線圈適宜于分成至少兩個(gè)反方向繞制的分線圈，其中通過(guò)這種繞制方法線圈總的電感顯著地小于一個(gè)分線圈的電感，使得保證直線電機(jī)有小的電氣時(shí)間常數(shù)，由此使電機(jī)力可以角度同步地控制、并且直線電機(jī)可以非常靈敏地控制。
因此這里在最好分成兩腔的線圈中產(chǎn)生一個(gè)力，一旦線圈中有電流流過(guò)的話。只要線圈位于磁場(chǎng)的均勻部分內(nèi)，這個(gè)力便正比于電流強(qiáng)度而與線圈的地點(diǎn)無(wú)關(guān)；自然力的方向與電流的方向有關(guān)，這里值得推薦，直線電機(jī)中的電流的方向和/或強(qiáng)度可通過(guò)至少一個(gè)微處理器控制。
與此無(wú)關(guān)或與此相關(guān)地布料壓緊裝置的運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)直線電機(jī)按時(shí)間控制地進(jìn)行。
按照本發(fā)明一種優(yōu)選的改進(jìn)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少兩個(gè)軸承套在中間件內(nèi)移動(dòng)。
中間件可以具有一尤其是設(shè)置在中央的孔，一做成滑塊的鐵質(zhì)零件在此孔內(nèi)移動(dòng)，此鐵質(zhì)零件適宜于和驅(qū)動(dòng)桿相連接。這里孔和/或鐵質(zhì)零件可選擇為做成矩形。鐵質(zhì)零件的意義和目的一方面是防止驅(qū)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)；另一方面應(yīng)該通過(guò)鐵質(zhì)零件將線圈的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)桿上。
按照本發(fā)明一種優(yōu)良的實(shí)施形式在鐵質(zhì)零件的一端上設(shè)有一突起的、產(chǎn)生磁性吸引力的、由鐵磁材料、最好由鋼組成的部分。上面已經(jīng)明確說(shuō)明，用來(lái)將驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)桿上去的鐵質(zhì)零件可以通過(guò)一線圈支架與線圈連接。
在一種不同于做成滑塊的鐵質(zhì)零件的另一種可供選擇的按本發(fā)明的改進(jìn)結(jié)構(gòu)中中間件可以具有一最好設(shè)置在中央的孔，一適宜于由鋼制成的銷軸在該孔中移動(dòng)，此銷軸適宜于與驅(qū)動(dòng)桿連接。這里可選擇為做成長(zhǎng)形孔，銷軸可選擇為做成圓形。這種銷軸的意義和目的是，一方面防止驅(qū)動(dòng)桿旋轉(zhuǎn)，另一方面應(yīng)該通過(guò)此銷軸將線圈的驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)桿上。
上述性能和特征令人信服地適合于布料壓緊驅(qū)動(dòng)裝置，因?yàn)橛纱瞬剂蠅壕o力可以根據(jù)縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整。但是對(duì)于布料壓緊裝置所需要的壓緊力比較大，因此直接驅(qū)動(dòng)裝置，就像在本發(fā)明中所用的那樣，決定了直線電機(jī)的尺寸較大。但是為了保證直線電機(jī)緊湊的結(jié)構(gòu)，按照本發(fā)明一種特別的改進(jìn)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少一個(gè)彈性元件預(yù)緊。
如果按照本發(fā)明一種適宜的結(jié)構(gòu)形式設(shè)有至少兩個(gè)彈性元件，那么這些彈性元件優(yōu)選設(shè)置在中間件的兩側(cè)，以可靠地防止產(chǎn)生額外的力矩。
這里直線電機(jī)在無(wú)電流狀態(tài)時(shí)應(yīng)該借助于至少一個(gè)彈性元件將布料壓緊裝置以一個(gè)力壓在縫紉機(jī)針板以及布料送進(jìn)器上，此布料送進(jìn)器在送進(jìn)階段以其齒伸出針板的上側(cè)，這個(gè)力最好為布料壓緊裝置最大力的三分之一。在慢的縫紉速度時(shí)用至少一個(gè)彈性元件的這個(gè)壓緊力縫紉，其中在需要的情況下，通過(guò)輸入一反方向的相應(yīng)電流流過(guò)直線電機(jī)的方法，這個(gè)壓緊力還可以減小。
下面對(duì)按本發(fā)明的操作裝置的優(yōu)選的工作方式和希望的功能作一說(shuō)明，它們通過(guò)上述優(yōu)良的實(shí)施形式證明是有益的反方向流過(guò)直線電機(jī)的電流的大小可以優(yōu)選地這樣選擇，它使平衡至少一個(gè)彈性元件的力并使布料壓緊力隨之消失。如果線縫成一角度分布，那么布料壓緊裝置這種形式的無(wú)作用力切換對(duì)于縫紉技術(shù)特別有意義。
在線縫的拐角點(diǎn)縫紉機(jī)停在縫紉針位于下部的位置上。然后布料壓緊裝置適宜于無(wú)作用力切換，從而使縫紉物可以舒服地轉(zhuǎn)到希望的方向。前面已經(jīng)指出，這里布料壓緊裝置的這種無(wú)作用力切換既可以程序控制地也可以鍵盤(pán)控制地進(jìn)行。
為了在帶有橢圓驅(qū)動(dòng)的布料送進(jìn)器的縫紉機(jī)中即使在縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)也能保證無(wú)可挑剔的縫紉物送進(jìn)，可以提高由布料壓緊裝置施加的壓緊力。隨著縫紉速度的變大送進(jìn)時(shí)間相應(yīng)地越來(lái)越短。因?yàn)樗瓦M(jìn)路徑是一個(gè)常數(shù)，在更高的縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)有效的加速度非正比提高。
這里在上述送進(jìn)裝置中形成水平和垂直加速度。由于存在垂直加速度存在這樣的危險(xiǎn)，使布料壓緊裝置從縫紉物上抬起，因此使送進(jìn)受到影響。出于這個(gè)原因在常用的現(xiàn)有技術(shù)中已知的縫紉機(jī)中布料壓緊力通過(guò)一強(qiáng)的彈簧產(chǎn)生，使得存在一帶有小的摩擦力的彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)，其中這一能振動(dòng)的系統(tǒng)的質(zhì)量由彈簧的當(dāng)量質(zhì)量和布料壓緊裝置的實(shí)際質(zhì)量確定。
這里曾經(jīng)試圖提高這一彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)的固有頻率，從而造成采用一很強(qiáng)的彈簧，但是這在低的縫紉速度時(shí)帶有明顯的缺點(diǎn)。
幸好在按本發(fā)明采用直線電機(jī)作為產(chǎn)生力的元件時(shí)可以取消這個(gè)彈簧。但是在將直線電機(jī)直接連接到布料壓緊裝置上時(shí)會(huì)產(chǎn)生別的問(wèn)題，因?yàn)樵谶@種情況下送進(jìn)裝置的垂直運(yùn)動(dòng)使布料壓緊裝置連同直線電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分向上加速。
為了抑制這個(gè)運(yùn)動(dòng)并在送進(jìn)階段的一小部分內(nèi)產(chǎn)生作用在縫紉物上的力，直線電機(jī)必須產(chǎn)生比在通常的、現(xiàn)有技術(shù)中已知的系統(tǒng)中的彈簧大得多的力。由于這個(gè)原因驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少一個(gè)彈性連接元件與布料壓緊裝置連接。所以通過(guò)使直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)彈性連接元件與布料壓緊裝置脫開(kāi)的方法，待帶動(dòng)的質(zhì)量可以保持比較小。這時(shí)直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)連接元件將布料壓腳壓緊在針板上。
在送進(jìn)階段開(kāi)始時(shí)布料壓緊裝置向上運(yùn)動(dòng)。這個(gè)運(yùn)動(dòng)使連接元件壓縮，因此力相應(yīng)于連接元件的硬度減弱。直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿由于這個(gè)力量差受到加速；但是因?yàn)橹本€電機(jī)運(yùn)動(dòng)部分的質(zhì)量與布料壓緊桿相比比較大，因?yàn)榭梢詮倪@樣的看法出發(fā)，直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿在縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)不離開(kāi)其起始位置。
因?yàn)橹本€電機(jī)的運(yùn)動(dòng)部分和普通電磁鐵的銜鐵不同尤其是質(zhì)量較小，為了使布料壓緊裝置在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)起始位置，較小的直線電機(jī)力就足夠了。連接元件設(shè)計(jì)得越弱，直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿和布料壓緊裝置的脫開(kāi)便越好。但是這在施加布料壓緊力時(shí)造成較長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)桿行程，因此連接元件的硬度根據(jù)情況的不同與當(dāng)時(shí)的應(yīng)用場(chǎng)合相匹配。
當(dāng)布料壓緊裝置抬起時(shí)，直線電機(jī)必須克服可選擇地設(shè)置的、至少一個(gè)對(duì)驅(qū)動(dòng)桿加以預(yù)緊的彈性元件的預(yù)緊力。在布料壓緊裝置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)這個(gè)彈性元件被張緊，因此隨著布料壓緊裝置的行程預(yù)緊力越來(lái)越大。
如果布料壓緊裝置到達(dá)其上部位置并且應(yīng)該在這個(gè)上部位置保持一段時(shí)間，直線電機(jī)必須發(fā)出至少相當(dāng)于彈簧力的力。為此首先以最大電流抬起布料壓緊裝置，然后使電流下降到將布料壓緊裝置保持在其上部位置。
在前述代替銷軸設(shè)置一做成滑塊的鐵質(zhì)零件的實(shí)施形式中，通過(guò)在頂端設(shè)置一前面已經(jīng)提到的、由鐵磁材料組成的產(chǎn)生磁性吸力的突起部分的形式的自鎖機(jī)構(gòu)的方法，這個(gè)產(chǎn)生保持力的電流可以顯著減小。
如果布料壓緊裝置下降，這個(gè)突起部分不起作用。但是如果布料壓緊裝置接近其上部終點(diǎn)位置，突起部分便進(jìn)入永久磁鐵的作用區(qū)內(nèi)。部分磁力線便分布在突起部分上方，因此形成一個(gè)向永久磁鐵方向的吸力；因此這個(gè)吸力的方向與彈性元件的預(yù)緊力方向相反。吸力的大小取決于機(jī)械結(jié)構(gòu)。
如果產(chǎn)生磁性吸力的突起部分在布料壓緊裝置的最上端位置時(shí)位于均勻磁場(chǎng)的邊緣，那么便出現(xiàn)最大吸力。這里這個(gè)單元的尺寸應(yīng)該這樣選擇，使得磁性吸力和彈性元件的預(yù)緊力幾乎抵消。
現(xiàn)在如果布料壓緊裝置應(yīng)該普遍下降，那么直線電機(jī)應(yīng)該用這樣的方式以最大電流供電，使直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿得到一向下的力。
在經(jīng)過(guò)一小段路程以后磁性吸力消失，驅(qū)動(dòng)桿在直線電機(jī)的力和由至少一個(gè)彈性元件產(chǎn)生的預(yù)緊力的作用下劇烈地向下加速，這會(huì)導(dǎo)致布料壓腳不希望地強(qiáng)烈撞擊針板。
為了防止這種撞擊并實(shí)現(xiàn)與此相關(guān)的噪聲降低，適宜于在即將到達(dá)抬起位置或即將到達(dá)下降位置之前分別使直線電機(jī)中的電流反向，也就是說(shuō)直線電機(jī)的電流可按時(shí)間控制地在即將到達(dá)下部位置的一定時(shí)刻切換到相反的方向，從而使布料壓緊裝置得到制動(dòng)。這里電流反向的時(shí)刻和制動(dòng)階段的持續(xù)時(shí)間和機(jī)械狀況相匹配。
在布料壓緊裝置抬起時(shí)可以用類似的形式采用基本上相同的程序，以便使得可以柔和地到達(dá)抬起位置。
為了避免在縫紉機(jī)的低轉(zhuǎn)速區(qū)的振動(dòng)、同時(shí)為了在縫紉機(jī)的中等轉(zhuǎn)速區(qū)實(shí)現(xiàn)恒定的實(shí)際針腳長(zhǎng)度，按本操作裝置一種特別有創(chuàng)造性的改進(jìn)結(jié)構(gòu)直線電機(jī)的力可以借助于縫紉機(jī)主軸的角度位置控制。
這里直線電機(jī)的力可以隨縫紉機(jī)主軸的角度大致以這樣的方式控制，使直線電機(jī)在布料送進(jìn)器以其齒伸出針板上表面進(jìn)行布料送進(jìn)的階段內(nèi)發(fā)出一個(gè)力，它與通過(guò)連接元件作用在驅(qū)動(dòng)桿上的力方向相反。
當(dāng)布料送進(jìn)器將布料壓腳向上壓一定的路程以后，路程的改變通過(guò)具有彈簧常數(shù)的連接元件在驅(qū)動(dòng)桿上產(chǎn)生一個(gè)作用力。如果直線電機(jī)的力和通過(guò)連接元件作用在驅(qū)動(dòng)桿上的力最好其大小大致相等，那么驅(qū)動(dòng)桿便留在其原始位置上。
在布料送進(jìn)器的送進(jìn)階段以外直線電機(jī)內(nèi)的電流最好減小，由此同時(shí)使線圈或分線圈的發(fā)熱小一些。
為了防止在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)實(shí)際針腳長(zhǎng)度的改變，按照本操作裝置一種本發(fā)明主要的改進(jìn)結(jié)構(gòu)在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)連接元件具有加大的預(yù)緊力。這例如可以通過(guò)這樣的方法實(shí)現(xiàn)，使直線電機(jī)的電流在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)具有一直流成分，由此造成直線電機(jī)一穩(wěn)定的分力。
在一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)中電流的直流分量可以根據(jù)時(shí)間和/或縫紉機(jī)的轉(zhuǎn)速改變。從而使分力有利地隨轉(zhuǎn)速提高，其中電流變化與轉(zhuǎn)速的關(guān)系由縫紉機(jī)的結(jié)構(gòu)確定；出于這個(gè)原因電流與縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)關(guān)系在第一次求出后可貯存在縫紉機(jī)內(nèi)。
為了排除在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)直線電機(jī)電時(shí)間常數(shù)的影響，在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速時(shí)電流的切換時(shí)刻最好提前一個(gè)角度量，并且角度量最好根據(jù)縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)確定。由此確保，使直線電機(jī)在布料壓緊裝置，特別是布料壓腳運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)達(dá)到要求的反方向作用力。
上面所說(shuō)的直線電機(jī)的力作為縫紉機(jī)主軸角度位置的函數(shù)或可以隨時(shí)間變化的可能性可以用來(lái)使用直線電機(jī)帶動(dòng)的布料壓緊裝置滿足所謂的短時(shí)短路功能。在縫紉開(kāi)始時(shí)縫紉針線的自由端必須露在外面。只有在形成扭結(jié)時(shí)線頭才拉入縫紉物內(nèi)，并由此在以后從上面不再能看到它。
為了達(dá)到這一點(diǎn)，線頭在切斷后以迄今為止常用的方法通過(guò)一刮板裝置向縫紉女工方向放在布料壓緊裝置上。否則如果線頭被布料壓緊裝置夾住，那么對(duì)于形成扭結(jié)所必需的線量從貯線筒中抽出，夾緊的線頭就留在外面可以看得到。
現(xiàn)在按本發(fā)明借助于直線電機(jī)可以避免這個(gè)錯(cuò)誤，而不需要昂貴的到板裝置。為此按本操作裝置的一種本發(fā)明主要的改進(jìn)結(jié)構(gòu)布料壓緊裝置，特別是布料壓腳在第一次形成針跡時(shí)無(wú)作用力地切換，例如通過(guò)至少一個(gè)彈性元件的力與直線電機(jī)的力相互平衡的方法?，F(xiàn)在如果縫紉開(kāi)始時(shí)縫紉針線頭位于布料壓緊裝置之下，線頭不會(huì)再被布料壓緊裝置壓住，因此在第一次形成針跡時(shí)照樣向下拉，就好像放在布料壓緊裝置上一樣。然后在第一次形成針跡以后直線電機(jī)最好切換到正常的縫紉區(qū)域內(nèi)。
下面借助于

圖1至8對(duì)本發(fā)明的其他結(jié)構(gòu)、特征和優(yōu)點(diǎn)加以說(shuō)明，通過(guò)這些圖以示例的形式表示按本發(fā)明的操作裝置的不同實(shí)施例。
附圖中圖1按本發(fā)明的操作裝置的第一實(shí)施例；圖2按本發(fā)明的操作裝置的第二實(shí)施例；圖3按本發(fā)明的操作裝置中的直線電機(jī)的第一種實(shí)施例的縱剖視；圖4圖3中直線電機(jī)的按圖3中Ⅸ-Ⅸ線的頂視圖；圖5按本發(fā)明的操作裝置中的直線電機(jī)的第二種實(shí)施例的縱剖視；圖6在圖5中的直線電機(jī)中布線的剖視圖；圖7實(shí)際針腳長(zhǎng)度L值與縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系的曲線；和圖8電機(jī)電流I與縫紉機(jī)主軸轉(zhuǎn)角φ的關(guān)系曲線。
在圖1至8中相同的附圖標(biāo)記涉及相同或相似的元件或特征。
圖1表示按本發(fā)明的操作裝置的第一種實(shí)施例。
用于縫紉機(jī)(下面“縫紉機(jī)”這個(gè)概念也包括縫紉裝置，其中本發(fā)明既涉及到縫紉裝置也涉及到縫紉機(jī))的操作裝置具有一在形成針跡和縫紉物送進(jìn)期間用來(lái)壓緊縫紉物的布料壓緊裝置3。這里直線電機(jī)1在無(wú)電流狀態(tài)以一個(gè)力將布料壓緊裝置3壓在縫紉機(jī)針板4上以及布料送進(jìn)器5上，布料送進(jìn)器在送進(jìn)階段以其齒突出于針板4上表面。為此布料壓緊裝置3具有一布料壓緊桿31和布料壓腳32，其中布料送進(jìn)器5在圖1中所示的抬起位置靠在布料壓腳32的底面上(參見(jiàn)圖2)。
其次操作裝置具有一直線電機(jī)1作為布料壓緊裝置3的執(zhí)行元件，為了控制布料壓緊裝置施加在縫紉機(jī)上的布料壓緊力，直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)一彈性的、質(zhì)量小的連接元件2與布料壓緊裝置3連接。用這種方法使直線電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)桿10與布料壓緊裝置3斷開(kāi)，因此保持小的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。
在圖1中所示的操作裝置的第一種實(shí)施例中這種連接元件2是一螺旋彈簧。由此一方面雖然使直線電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)桿10與布料壓緊裝置3斷開(kāi)，但是另一方面保證直線電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)桿10和布料壓緊裝置3之間的希望的直接連接。
圖1中驅(qū)動(dòng)桿10設(shè)置在布料壓緊裝置3上方。在這種結(jié)構(gòu)時(shí)可以用機(jī)構(gòu)特別簡(jiǎn)單但是精確的方法將力從直線電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)桿10傳遞到布料壓緊裝置3上。
圖2中表示按本發(fā)明的操作裝置的第二種實(shí)施例。
這種第二實(shí)施例與圖1中所示的第一實(shí)施例的區(qū)別主要是，連接元件2做成板簧的形式。如果驅(qū)動(dòng)桿10，例如由于結(jié)構(gòu)方面的原因，相對(duì)于布料壓緊裝置3側(cè)向錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，如圖2中所示，那么這種結(jié)構(gòu)形式特別合適。
圖3表示可以附設(shè)于圖1的操作裝置或圖2的操作裝置的直線電機(jī)1的第一種實(shí)施例；圖4中表示圖3中的直線電機(jī)1按在圖3中線Ⅸ-Ⅸ的頂視圖。
直線電機(jī)1基本上不含鐵的事實(shí)具有并非無(wú)關(guān)緊要的優(yōu)點(diǎn)，在直線電機(jī)1的運(yùn)動(dòng)部分上不作用附加的磁性力。
直線電機(jī)1具有兩個(gè)矩形的永久磁鐵11a,11b，用它們產(chǎn)生磁場(chǎng)。這里永久磁鐵11a,11b的材料以鐵、釹和硼為基，因?yàn)橛眠@種磁鐵材料在價(jià)格合適的條件下可以達(dá)到很高的能量密度。用這種高的能量密度可以毫無(wú)困難地直接產(chǎn)生對(duì)于布料壓緊裝置所需要的力。
此外直線電機(jī)1還具有一殼體12，一中間件13和一帶線圈14的空氣隙。因此在直線電機(jī)1之內(nèi)磁路可以通過(guò)殼體12、中間件13和帶線圈14的氣隙封閉。
這里一旦線圈14有電流流過(guò)，線圈14內(nèi)便產(chǎn)生一個(gè)力。只要線圈14位于磁場(chǎng)的均勻部分內(nèi)，這個(gè)力便正比于電流強(qiáng)度而與線圈14的地點(diǎn)無(wú)關(guān)；當(dāng)然力的方向取決于電流方向，其中直線電機(jī)1內(nèi)電流的方向和強(qiáng)度可通過(guò)一(出于看得更清楚的原因圖中未畫(huà)出)微處理器控制。
由圖3的其余圖示可以看出，驅(qū)動(dòng)桿10通過(guò)兩個(gè)軸承套15a,15b在中間件13內(nèi)移動(dòng)。中間件13具有一設(shè)置在中央的孔13a，一做成滑塊的鐵質(zhì)零件16在該孔內(nèi)移動(dòng)，該鐵質(zhì)零件與驅(qū)動(dòng)桿10連接。這里孔13a和鐵質(zhì)零件16做成矩形。
這個(gè)鐵質(zhì)零件的目的和意義是，一方面防止驅(qū)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)，另一方面應(yīng)該通過(guò)鐵質(zhì)零件16將驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)桿10上。為了將驅(qū)動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)桿10上這個(gè)鐵質(zhì)零件16通過(guò)線圈支架17與線圈14連接。
圖3和4中鐵質(zhì)零件16的左端上設(shè)有一產(chǎn)生磁性吸力的、由鐵磁材料，這里是鋼組成的突起部分(參見(jiàn)圖3)16a。
圖5以縱剖視表示直線電機(jī)1的第二種實(shí)施例，它可以配設(shè)于圖1中的操作裝置或圖2中的操作裝置；圖6中表示圖5中的直線電機(jī)中的布線剖視圖。
為了避免多余的重復(fù)下面只說(shuō)明借助于圖5和6表示的直線電機(jī)1的第二種實(shí)施例與借助于圖3和4表示的直線電機(jī)1的第一個(gè)實(shí)施例有區(qū)別的結(jié)構(gòu)和特征。
圖5中所示的直線電機(jī)1的第二種實(shí)施例具有兩個(gè)環(huán)形的、徑向磁化的、相互隔開(kāi)一定距離的永久磁鐵11a,11b，用它們產(chǎn)生磁場(chǎng)，它們?cè)谥本€電機(jī)1殼體內(nèi)的位置由墊圈18a,18b,18c確定。
這里兩個(gè)永久磁鐵磁化的方向不同如果例如在一個(gè)環(huán)形永久磁鐵11a中內(nèi)表面具有南磁極、外表面具有北磁極，那么在另一個(gè)環(huán)形永久磁鐵11b中磁化方向則反過(guò)來(lái)。
由此達(dá)到，磁性接地只須進(jìn)行主磁場(chǎng)的一半。
由于這種磁性布局線圈14分成兩個(gè)反方向繞制的分線圈14a和14b，其中線圈14的總電感通過(guò)這種繞制方式顯著小于一個(gè)分線圈14a,14b的電感，因此直線電機(jī)1可以非常靈敏地控制。
分線圈14a,14b繞制在一由非磁性材料組成的線圈架17上。此線圈架17借助于一銷釘26與驅(qū)動(dòng)桿10固定連接。為了保持直線電機(jī)1小的慣性質(zhì)量，驅(qū)動(dòng)桿10做成空心的。線圈14連同線圈架17是直線電機(jī)1的運(yùn)動(dòng)部分，其中電流輸入運(yùn)動(dòng)的線圈14按照本發(fā)明相應(yīng)于圖6來(lái)解決，圖6表示圖5中的直線電機(jī)1中布線的剖視圖。
一根用于線圈14的例如雙股的導(dǎo)電連接線21穿過(guò)中間件13的缺口13b和空心驅(qū)動(dòng)桿10向外引出。因?yàn)榫€圈架17借助于銷釘26與驅(qū)動(dòng)桿10固定連接，在線圈運(yùn)動(dòng)時(shí)在導(dǎo)電連接線21上沒(méi)有拉力作用。連接導(dǎo)線21的末端連接一插頭20，它同時(shí)也含有對(duì)應(yīng)插頭的拉卸荷。
圖3和4中所示的直線電機(jī)1的第一種實(shí)施例和圖5和6中所示的直線電機(jī)1的第二種實(shí)施例有一個(gè)共同點(diǎn)驅(qū)動(dòng)桿10通過(guò)兩個(gè)軸承套15a,15b在中間件13內(nèi)移動(dòng)。中間件13具有一設(shè)置在中央的孔13a，一鋼制銷軸26在此孔內(nèi)移動(dòng)，此銷軸與驅(qū)動(dòng)桿10連接。這里孔13a做成長(zhǎng)形，銷軸26做成圓形。
此銷軸26的意義和目的是-就像關(guān)于按圖3和4中所示的直線電機(jī)1的第一種實(shí)施例的鐵質(zhì)零件16一樣一一方面防止驅(qū)動(dòng)桿10旋轉(zhuǎn)；另一方面可以將驅(qū)動(dòng)力通過(guò)銷軸26傳遞到驅(qū)動(dòng)桿10上。
上述性能和特征令人信服地適合于布料壓緊器的驅(qū)動(dòng)裝置，因?yàn)橛纱瞬剂蠅壕o力可根據(jù)縫紉機(jī)的轉(zhuǎn)速n調(diào)整。但是布料壓緊裝置3所需要的壓緊力比較大，因此直接驅(qū)動(dòng)，就像在所示的實(shí)施形式中存在的那樣，決定了直線電機(jī)1較大的尺寸。
但是為了保證直線電機(jī)1緊湊的結(jié)構(gòu)，在借助于圖3和4表示的直線電機(jī)1的第一種實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)桿10通過(guò)兩個(gè)彈性元件19a,19b預(yù)緊，這兩個(gè)彈性元件安裝在中間件13的兩側(cè)，以可靠地防止產(chǎn)生附加的力矩；在借助于圖5和6所示的直線電機(jī)1的第二種實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)桿10通過(guò)一個(gè)彈性元件19預(yù)緊。
這里直線電機(jī)1在無(wú)電流狀態(tài)下借助于彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)或借助于彈性元件19(參見(jiàn)圖5)用一個(gè)力將布料壓緊裝置3壓在縫紉機(jī)針板4(參見(jiàn)圖1和2)上，這個(gè)力大致為布料壓緊裝置最大力的三分之一。在慢的縫紉速度時(shí)用彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)或彈性元件19(參見(jiàn)圖5)的壓緊力縫紉，其中在需要的情況下通過(guò)將相應(yīng)的反方向的電流輸入直線電機(jī)的方法，這個(gè)壓緊力還可以減小。
這里反方向流過(guò)直線電機(jī)1的電流的大小可以這樣選擇，使它與彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)或彈性元件19(參見(jiàn)圖5)的力相平衡，因此使布料壓緊力消失。當(dāng)線縫成角度分布時(shí)，布料壓緊裝置3這種無(wú)作用力的切換對(duì)于縫紉技術(shù)特別有意義。在線縫的終點(diǎn)縫紉機(jī)停在針位于下面的位置上。
然后布料壓緊裝置無(wú)作用力地切換，從而縫紉物可以舒服地轉(zhuǎn)到所希望的方向。布料壓緊裝置這種無(wú)作用力的切換既可以程序控制地也可以鍵盤(pán)控制地進(jìn)行。
縫紉機(jī)已知的送進(jìn)機(jī)構(gòu)在縫紉機(jī)主軸一已知的角度位置時(shí)用布料送進(jìn)器5將布料壓腳32向上推動(dòng)一個(gè)路程ΔS(參見(jiàn)圖1,2和8)，其中布料送進(jìn)器5的齒抓住縫紉物。然后根據(jù)調(diào)整好的針腳長(zhǎng)度沿送進(jìn)方向作一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)。接著布料送進(jìn)器5重新下降。
如果借助于直線電機(jī)1以恒定的力壓在布料壓腳32上，那么在縫紉機(jī)低轉(zhuǎn)速n時(shí)直線電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)桿10跟著布料壓腳32一起運(yùn)動(dòng)。這意味著，如果布料壓腳32向上移動(dòng)路程ΔS，驅(qū)動(dòng)桿10也向上移動(dòng)同樣的路程ΔS，因?yàn)樗瓦M(jìn)階段的持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)。這時(shí)在縫紉機(jī)的低轉(zhuǎn)速區(qū)n0至n1范圍內(nèi)實(shí)際針腳長(zhǎng)度L保持不變(參見(jiàn)圖7，圖中表示實(shí)際針腳長(zhǎng)度L的大小隨縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速n變化的曲線)。這里驅(qū)動(dòng)桿10的上下運(yùn)動(dòng)引起振動(dòng)和噪聲。
如果縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速n提高，那么向上的加速度加大，送進(jìn)階段的時(shí)間縮短。這引起另一個(gè)問(wèn)題，由連接元件2和驅(qū)動(dòng)桿10的質(zhì)量構(gòu)成的彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)促使，在縫紉機(jī)(參見(jiàn)圖7)中等轉(zhuǎn)速n1至n2的范圍內(nèi)作用在布料壓腳32上的壓力變小，其中在某些情況下布料壓腳32甚至在短時(shí)間內(nèi)可能從縫紉物上抬起，由于在布料壓腳32上壓力的減小在縫紉機(jī)的中等轉(zhuǎn)速范圍n1至n2時(shí)實(shí)際針腳長(zhǎng)度L也減小(參見(jiàn)圖7)。
如果縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，直線電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)桿10由于其慣性從一定的轉(zhuǎn)速起不再運(yùn)動(dòng)，實(shí)際針腳長(zhǎng)度重新變長(zhǎng)。這相應(yīng)于縫紉機(jī)在n2至n3的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的曲線分布(參見(jiàn)圖7)。
在縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速更高(n＞n3)時(shí)由連接元件2和布料壓緊裝置3的質(zhì)量構(gòu)成的彈性一質(zhì)量系統(tǒng)出現(xiàn)實(shí)際針腳長(zhǎng)度L重新變短(參見(jiàn)圖7)的現(xiàn)象。
為了在縫紉機(jī)低轉(zhuǎn)速n＜n1的范圍內(nèi)避免振動(dòng)，并在縫紉機(jī)的中等轉(zhuǎn)速n1至n3的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定的實(shí)際針腳長(zhǎng)度L，按照本發(fā)明直線電機(jī)1的力隨著縫紉機(jī)主軸的角度這樣地控制，使直線電機(jī)1在布料送進(jìn)器5的送進(jìn)階段發(fā)出一反向力，它等于彈簧力F=CΔS。當(dāng)布料送進(jìn)器5將布料壓腳32向上擠一個(gè)路程ΔS(參見(jiàn)圖1,2和8)時(shí)，路程變化通過(guò)具有彈簧常數(shù)C的連接元件2在驅(qū)動(dòng)桿10上產(chǎn)生一作用力。如果直線電機(jī)產(chǎn)生與這個(gè)力大小相等方向相反的力，那么驅(qū)動(dòng)桿10便留在其起始位置上。
分線圈14a,14b(參見(jiàn)圖5)相反的繞制方向保證直線電機(jī)1的電時(shí)間常數(shù)很小，因此可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)力的上述角同步的控制。在送進(jìn)階段之外電機(jī)電流減小(參見(jiàn)圖8，圖中表示電機(jī)電流I隨縫紉機(jī)主軸轉(zhuǎn)角φ的變化曲線)，由此分線圈14a,14b的發(fā)熱(圖5)同時(shí)也保持較小。
為了在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速n＞n3時(shí)防止實(shí)際針腳長(zhǎng)度L的改變(參見(jiàn)圖7)，必須提高連接元件2的預(yù)緊力。這借助于直線電機(jī)1一恒定的分力通過(guò)可隨轉(zhuǎn)速改變的直流分量IG達(dá)到(參見(jiàn)圖8)。這個(gè)力隨縫紉機(jī)轉(zhuǎn)速n提高，其中電流增量ΔJ與轉(zhuǎn)速n的依賴關(guān)于通過(guò)縫紉機(jī)結(jié)構(gòu)確定；出于這個(gè)原因這個(gè)函數(shù)關(guān)系一次求出并貯存起來(lái)。
在直線電機(jī)1的電時(shí)間常數(shù)可以忽略不計(jì)的縫紉機(jī)中低轉(zhuǎn)速n＜n3時(shí)，上述發(fā)出反向力的方法非常好地發(fā)揮作用，這也可以由圖7的圖示中看出。
L1表示不帶控制校正時(shí)的實(shí)際針腳長(zhǎng)度L的曲線，而L2表示在“凹陷”，也就是說(shuō)在縫紉機(jī)中等轉(zhuǎn)速n1至n3范圍內(nèi)實(shí)際針腳長(zhǎng)度L的暫時(shí)下降通過(guò)發(fā)出上述的反向力排除，并通過(guò)直流分量IG(參見(jiàn)圖8)使實(shí)際針腳長(zhǎng)度L的曲線的下降“向右”，也就是向縫紉機(jī)更高的轉(zhuǎn)速區(qū)n＞n3移動(dòng)時(shí)的實(shí)際針腳長(zhǎng)度L的曲線；在曲線L3時(shí)通過(guò)更大的直流分量使實(shí)際針腳長(zhǎng)度L的曲線的下降與曲線L2相比進(jìn)一步“向右”，也就是說(shuō)向縫紉機(jī)更高的轉(zhuǎn)速范圍n＞n3移動(dòng)。
在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速n＞n3時(shí)直線電機(jī)1的電時(shí)間常數(shù)使得在建立電流時(shí)的缺點(diǎn)顯露出來(lái)。布料送進(jìn)器5使布料壓腳32向上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間在縫紉機(jī)這種高轉(zhuǎn)速n＞n3時(shí)短于在直線電機(jī)1內(nèi)電流加大所需要的時(shí)間。
為了減小直線電機(jī)1電時(shí)間常數(shù)的影響，在縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速n＞n3時(shí)電流接通角度φ根據(jù)轉(zhuǎn)速提前一個(gè)Δφ角(參見(jiàn)圖8)。由此確保，直線電機(jī)1在布料壓腳32開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)就能達(dá)到要求的反向力。
上述直線電機(jī)1的力作為縫紉機(jī)主軸角度位置的函數(shù)或者可以隨時(shí)間改變的可能性可以用來(lái)，使得即使用直線電機(jī)帶動(dòng)的布料壓角32也能滿足所謂的短時(shí)短路功能。在縫紉開(kāi)始時(shí)縫紉針線的自由端必須露在外面。只有這樣線頭才能在形成針跡時(shí)拉入縫紉物，由此在以后從上面再也看不到線頭。
為了達(dá)到這一點(diǎn)，線頭在切斷以后迄今為止通常通過(guò)一刮板裝置向縫紉女工方向鋪放在布料壓腳上。否則如果線頭被布料壓腳32夾住，那么對(duì)于形成扭結(jié)所需要的線量就需要從貯線筒上抽出，因此使被夾住的線頭露在外面，會(huì)被看見(jiàn)。
現(xiàn)在借助于直線電機(jī)1可以避免這個(gè)錯(cuò)誤，而不必采用價(jià)格昂貴的刮板裝置。為此通過(guò)使彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)或彈性元件19(參見(jiàn)圖5)的力與直線電機(jī)1的力相平衡的方法，在縫第一針時(shí)使布料壓腳32無(wú)作用力地切換?，F(xiàn)在如果在縫紉開(kāi)始時(shí)縫紉針線頭在布料壓腳32之下，那么線頭不再被布料壓腳32壓住，因此在第一次形成針跡時(shí)可以和在布料壓腳32上面一樣向下拉。然后在第一個(gè)針跡形成后便切換到正常的縫紉區(qū)內(nèi)。
如果布料壓緊裝置3被抬起，直線電機(jī)1必須克服彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)或彈性元件19(參見(jiàn)圖5)的預(yù)緊力，通過(guò)這個(gè)預(yù)緊力使驅(qū)動(dòng)桿10得到預(yù)緊。在布料壓緊裝置3向上運(yùn)動(dòng)時(shí)這些彈性元件19a,19b或這個(gè)彈性元件19被壓縮，使得預(yù)緊力隨著布料壓緊裝置的抬起而變大。當(dāng)布料壓緊裝置3到達(dá)其上端位置時(shí)，并且應(yīng)該在上端位置保持一定時(shí)間，直線電機(jī)1必須至少發(fā)出一個(gè)等價(jià)于彈簧力的力。
為此首先以最大電流使布料壓緊裝置3抬起，然后減小電流，使布料壓緊裝置3保持在其上端位置上。
這時(shí)在圖3和4中所示的直線電機(jī)1的第一種實(shí)施例時(shí)，通過(guò)在上端設(shè)前面已經(jīng)提到過(guò)的產(chǎn)生磁性吸力的由鐵磁材料組成的突起部分16a的形式的自保機(jī)械的方法，顯著地減小這一保持電流。在布料壓緊裝置3下降時(shí)，這個(gè)突起部分16a不起作用。但是當(dāng)布料壓緊裝置3接近其上部終點(diǎn)位置時(shí)，突起部分16a進(jìn)入永久磁鐵11a,11b的作用區(qū)。這時(shí)一部分磁力線分布在突起部分16a之上，使得形成朝永久磁鐵方向的吸引力；所以這個(gè)吸引力的方向和由彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)產(chǎn)生的預(yù)緊力的方向相反。
吸引力的大小與機(jī)械結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)產(chǎn)生磁性吸引力的突起部分16a在布料壓緊裝置3在最上端位置時(shí)位于均勻磁場(chǎng)邊緣時(shí)，便出現(xiàn)最大吸引力。這里這個(gè)單元的尺寸應(yīng)該這樣地選擇，使得磁性吸引力和由彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)產(chǎn)生的預(yù)緊力大致相互抵消。
如果布料壓緊裝置3應(yīng)該下降，直線電機(jī)1必須以最大電流這樣地供電，使直線電機(jī)1的驅(qū)動(dòng)桿10得到向下方向的力。由此使驅(qū)動(dòng)桿10在直線電機(jī)1的力和由彈性元件19a,19b(參見(jiàn)圖3和4)或由彈性元件19(參見(jiàn)圖5)的預(yù)緊力的作用下劇烈地向下加速，其結(jié)果導(dǎo)致布料壓腳不希望地強(qiáng)烈地撞在針板4上(參見(jiàn)圖1和2)。
為了防止這種撞擊，從而實(shí)現(xiàn)與之相關(guān)的噪聲減小，在即將到達(dá)抬起位置或即將到達(dá)下降位置之前在直線電機(jī)1內(nèi)分別進(jìn)行電流反向，也就是說(shuō)直線電機(jī)1的電流受時(shí)間控制地在即將到達(dá)下端位置前的一定時(shí)刻切換到相反的方向，從而從布料壓緊裝置3得到制動(dòng)。這里電流方向反向的時(shí)間點(diǎn)和制動(dòng)階段持續(xù)的時(shí)間和機(jī)械狀況相匹配。
在布料壓緊裝置3抬起時(shí)也以類似的形式采用基本上相同的程序，以便在抬起位置也能實(shí)現(xiàn)軟著陸。
權(quán)利要求
1．用于縫紉裝置或縫紉機(jī)的操作裝置，具有-一用來(lái)在形成針跡和送進(jìn)縫紉物時(shí)壓緊縫紉物的布料壓緊裝置，-至少一個(gè)直線電機(jī)(1)作為布料壓緊裝置(3)的執(zhí)行元件，直線電機(jī)的用來(lái)控制布料壓緊裝置(3)施加在縫紉物上的壓緊力的驅(qū)動(dòng)桿(10)與布料壓緊裝置(3)連接，其特征在于驅(qū)動(dòng)桿(10)通過(guò)至少一個(gè)彈性的質(zhì)量小的連接元件(2)與布料壓緊裝置(3)連接，布料壓緊裝置(3)可以通過(guò)直線電機(jī)(1)在一抬起位置和一下降位置之間運(yùn)動(dòng)。
2．按權(quán)利要求1的操作裝置，其特征在于布料壓緊裝置(3)可程序控制或鍵盤(pán)控制地?zé)o作用力地切換。
3．按權(quán)利要求1或2的操作裝置，其特征在于直線電機(jī)(1)至少具有兩個(gè)矩形或環(huán)形永久磁鐵(11a,11b)，直線電機(jī)(1)內(nèi)的磁通通過(guò)一殼體(12)、一中間件(13)和一帶線圈(14)的空氣隙進(jìn)行。
4．按權(quán)利要求3的操作裝置，其特征在于環(huán)形永久磁鐵(11a,11b)相互隔開(kāi)一定距離設(shè)置，一個(gè)環(huán)形永久磁鐵(11a)的磁化方向與另一個(gè)環(huán)形永久磁鐵(11b)的磁化方向相反，并且線圈(14)分成至少兩個(gè)反向繞制的分線圈(14a,14b)。
5．按權(quán)利要求1至4之至少一項(xiàng)的操作裝置，其特征在于驅(qū)動(dòng)桿(10)通過(guò)至少一個(gè)彈性元件(19)預(yù)緊。
6．按權(quán)利要求1至5之至少一項(xiàng)的操作裝置，其特征在于直線電機(jī)(1)內(nèi)電流的方向和/或強(qiáng)度可通過(guò)至少一個(gè)微處理器控制，使布料壓緊裝置(3)通過(guò)直線電機(jī)(1)按時(shí)間進(jìn)行控制和/或直線電機(jī)(1)的力可借助于縫紉裝置或縫紉機(jī)主軸的角度位置控制。
7．按權(quán)利要求1至6之至少一項(xiàng)的操作裝置，其特征在于在即將到達(dá)抬起位置或即將到達(dá)下降位置之前分別進(jìn)行直線電機(jī)(1)內(nèi)的電流反向。
8．按權(quán)利要求1至7之至少一項(xiàng)的操作裝置，其特征在于直線電機(jī)(1)在布料送進(jìn)器(5)的送進(jìn)階段發(fā)出一個(gè)力，它與通過(guò)連接元件(2)作用在驅(qū)動(dòng)桿(10)上的力方向相反。
9．按權(quán)利要求1至8之至少一項(xiàng)的操作裝置，其特征在于連接裝置(2)在縫紉裝置或縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速(n)時(shí)具有加大的預(yù)緊力。
10．按權(quán)利要求1至9之至少一項(xiàng)的操作裝置，其特征在于直線電機(jī)(1)內(nèi)的電流在縫紉裝置或縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速(n)時(shí)具有一直流分量(IG)。它可隨時(shí)間和/或隨縫紉裝置或縫紉機(jī)的轉(zhuǎn)速(n)變化。
11．按權(quán)利要求10的操作裝置，其特征在于電流與縫紉裝置或縫紉機(jī)的轉(zhuǎn)速(n)的函數(shù)關(guān)系在第一次求出后可貯存在縫紉裝置或縫紉機(jī)內(nèi)。
12．按權(quán)利要求1至11之至少一項(xiàng)的操作裝置，其特征在于在縫紉裝置或縫紉機(jī)高轉(zhuǎn)速(n)時(shí)電流的切換點(diǎn)提前一個(gè)角度值(Δφ)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于縫紉裝置或縫紉機(jī)的操作裝置。具有一用來(lái)在形成針跡和縫紉物送進(jìn)期間壓緊縫紉物的布料壓緊裝置,至少一個(gè)直線電機(jī)作為布料壓緊裝置的執(zhí)行元件,其用來(lái)控制布料壓緊裝置施加在縫紉物上的布料壓緊力的驅(qū)動(dòng)桿與布料壓緊裝置連接,其中驅(qū)動(dòng)桿通過(guò)至少一個(gè)彈性的質(zhì)量小的連接元件與布料壓緊裝置連接,并且布料壓緊裝置可以通過(guò)直線電機(jī)在一抬起位置和一下降位置之間運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)D05B29/02GK1320181SQ99811360
公開(kāi)日2001年10月31日 申請(qǐng)日期1999年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月26日
發(fā)明者謝夫基·霍薩加西, 赫爾穆特·容, 邁克爾·基利恩 申請(qǐng)人:奎克羅坦電動(dòng)機(jī)有限公司