Doppelsteppstich-Nähmaschine. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf eine Doppelsteppstich-Nähmaschine mit einer sieh auf- und abbewegenden faden führenden Nadel, einem mit dieser zusammen arbeitenden Greifer, welcher bei jeder Auf- und Abbewegung der Nadel mehrere Male umläuft, und einer Fadengebereinrichtung, welche einen drehbaren, am Nadelfaden an greifenden Fadengeberteil umfasst.
Gemäss der Erfindung ist die Doppel steppstich-Nähmaschine dadurch gekennzeich net, dass der Antrieb für den genannten Fa dengeberteil eine sieh drehende Welle umfasst, um deren Achse der Fadengeberteil auf nicht kreisförmiger Bahn und in solcher zeitlicher Beziehung zur Bewegung des Greifers und der Nadel umläuft, dass er sich jeweils an der Stelle des kleinsten Bahnradius wenigstens annähernd zu dem Zeitpunkt befindet, in dem die Nadel in der untersten und der Grei fer in der Stellung unmittelbar vor dem Er fassen der Nadelfadenschleife ist.
In der beigefügten Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes zur Darstellung gebracht.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt der Dop pelsteppstich-Nähmaschine. Fig. 2 ist eine Endansicht der Näh maschine, welche den am Nadelfaden angrei fenden Teil der Fadengebereinrichtung in wollausgezogenen Linien und einen Teil der verdeckten Antriebselemente in gestrichelten Linien wiedergibt. Fig. 3 ist in grösserem Massstab ein Schnitt durch die Fadengebereinrichtung nach Linie 3-3 der Fig. 2.
Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht der auseinandergezogenen Teile der Fadengeber einrichtung. Die Fig. 5 bis 9 sind schematische Ansichten des Kopfendes der Nähmaschine, welehe fünf Stellungen des am Nadelfaden angreifenden Teils der Fadengebereinrichtung und die ent sprechenden Stellungen des umlaufenden Greifers und der Nadelstange während eines vollständigen Stichbildkreislaufes wieder geben.
Fig. 10 ist eine graphische Darstellung der I3ypozykloidenbahn, welche von dem am Nadelfaden angreifenden Teil der Faden gebereinrichtung bei der Herstellung eines Stiches durchlaufen wird, und die fünf Punkte auf der Kurve entsprechen den Stel lungen der verschiedenen Teile, wie -diese in den Fig. 5 bis 9 dargestellt sind.
Fig. 11 ist eine schaubildliche Darstellung der Stange, welche ein Drehen des Greifer fadenträgers verhindert.
Die dargestellte Nähmaschine umfasst ein Gehäuse mit einem Bett 20, das einen senk rechten Ständer 21 trägt, welcher in einen :waagrechten obern Arm 22 übergeht. Indem obern Arm 22 ist eine Welle 23 drehbar ge lagert, welche von aussen durch ein mittels Riemen angetriebenes Schwungrad 24 ange trieben wird und welche eine Nadelstange 25 vermittels einer Kurbel 26 und eines Verbin dungslenkers 27 auf- und abbewegt. Eine mit einem Öhr versehene Nadel 25' ist, an dem untern Ende der Nadelstange 25 befestigt. In dem Gehäusekopf ist nahe der Nadelstange eine durch eine Feder nach unten gedrückte Drückerstange 28 verschiebbar gelagert, die einen an ihrem untern Ende befestigten Drückerfuss 29 aufweist.
Die Welle 23 treibt weiterhin eine ins Bett 20 führende Welle 30 vermittels eines Paares von Ziegelrädern 31 an. Die Welle 30 treibt ihrerseits eine waagrechte Greiferwelle 32 vermittels eines Paares von Kegelrädern 33 an; die Greiferwelle 32 ist im Bett 20 ge lagert. Die beiden Paare von Kegelrädern 31 und 33 erhöhen die Geschwindigkeit der Grei ferwelle in einem Verhältnis von 2 : 1 mit Bezug auf die obere Armwelle 23. Der um laufende Greifer 34, der ein Spulengehäuse 34' umfasst, ist an dem einen Ende der Grei ferwelle 32 befestigt und arbeitet mit der Nadel 25' zur Bildung von Doppelstepp stichen zusammen. Der Greifer 34 ist mit einer schleifenerfassenden Spitze 80 und einem sehleifensteuernden Schwanz 81 ver sehen.
Das Spulengehäuse 34' ist mit eitler Nut 83 versehen, um einen Finger 85 einer eine Drehung des Spulengehäuses verhindern den Stange 84 aufzunehmen, die an der Un terseite des Bettes 20 angeordnet ist. Der Finger 85 greift mit Spiel in die Nut 83, da mit der Nadelfaden bei der Bildung jedes Steppstiches einmal durch die Nut hindurch geführt werden kann. Ein Stoffvorschubexzenter 35 und ein Stoffvorschubhebeexzenter 36 werden eben falls von der Welle 23 getragen. Diese Exzen ter sind von nach unten führenden Pleuel stangenlenkern 37 und 38 umgeben, welche Schwingwellen 39 und 40 innerhalb des Bettes 20 verschwenken. Schwingarme 41 und 42 (Fig. 2) sind auf den Schwingwellen 39 bzw.
40 befestigt, um einer Stoffschieberstange 43, an welcher ein Stoffschieber 44 befestigt ist, die üblichen, in vier Richtungen erfolgenden Vorschubbewegungen zu erteilen. Am Kopfende des Gehäusearmes 22 ist die Nadelfadengebereinrichtung angeordnet, welche einen drehbaren am Nadelfaden an greifenden Teil 45 umfasst. Die Fadengeber welle 46 wird durch die Welle 23 vermittels eines Paares von Zahnrädern 47 angetrieben, die ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 haben. Die Welle 46 ist in einem Paar von Lagern gelagert, deren eines eine längliche Lager büchse 48 umfasst, die starr im Gehäuse der Nähmaschine befestigt ist, und deren anderes eine kurze Lagerbüchse 49 umfasst, die im Gehäuse der Nähmaschine etwas verdreht wer den kann.
Diese Verdrehung wird durch einen senkrecht angeordneten Stellfinger 50 (Fig. 4) ermöglicht, der sich nach aufwärts über die Oberseite des Gehäusekopfes hinaus erstreckt, wo er mit einer gebogenen Platte 51 verbunden ist, welche am Gehäuse der Näh maschine durch eine Schraube 52 verriegelt werden kann. Der Stellfinger 50, der starr an der Lagerbüchse 49 befestigt ist, kann über einen begrenzten Winkel, welcher durch die Länge eines Schlitzes 53 in der gebogenen Platte 51 bestimmt ist, versclwenkt werden.
Diese Verstellmittel sind vorgesehen, um zeit- lielie Änderungen in der ;Fa.dengeberbewe- gung vornehmen zit können, was später noch näher beschrieben wird.
An der einstellbaren Lagerbüchse 49 ist ein Sonnenrad 54 starr befestigt, das mit einer koaxialen Bohrung 55 versehen ist, ver mittels welcher :das Zahnrad über einen Na benteil 56 geschoben ist., der mit der Lager büchse 49 aus einem Siiclz gebildet ist.
Am das Sonnenrad 54 überragenden Ende der *Welle 46 ist eine Seheibe 57, z. B. durch Hartlöten, befestigt. Die Scheibe ist mit einer Bohrung 58 versehen, in der nahe dem Um fang der Scheibe ein Nabenteil 59 eines Pla netenrades 60 drehbar gelagert ist. Die Scheibe 57 arbeitet daher als Arm des Plane tenzahnrades 60.
Das Sonnenrad 54 und das Planetenrad 60 haben gleichen Durchmesser, so dass eine vollständi-e Umdrehung der Welle 23 bzw. der Welle 46 das Planetenrad 60 v eranlasst, sich einmal um das Sonnenrad 54 zu drehen und sieh dabei in der gleichen Richtung zweimal um seine eigene Achse zu drehen. Die Drehbewegung des Zahnrads 60 um seine eigene Achse wird schliesslich in ihrer Wirkung auf den mit dem Zahnrad ver bundenen, am Faden angreifenden Teil 45 aufgehoben, wie nachfolgend beschrieben.
Der Nabenteil 59 des Planetenzahnrades 60 ist mit einer koaxialen Bohrung 61 ver sehen, in welche eine Achse 62 eingreift, die einen ausbalaneierten Ritzelarm 63 trägt. Eine Mutter 62' ist auf die Achse 62 auf der gegenüberliegenden Seite des Zahnrades 60 aufgeschraubt, um den Ritzelarm an diesem zu befestigen, und ein in eine Nute 65 ein greifender Keil 64 verhindert eine relative Drehbewegung zwischen Achse 62 und Pla netenrad 60. Ein Lagerzapfen 66 ragt nach aussen vom Ritzelarm 63 weg, und auf diesem Zapfen ist ein Ritzel 68 drehbar gelagert.
Ein Innenzahnrad 69 ist fest in einer Ver tiefung 82 der Aussenseite der Scheibe 57 vermittels einer Schraube 69' eingesetzt. Das Ritzel 68, welches mit dem Innenzahnrad 69 kämmt, hat einen Teilkreisdurchmesser gleich der Hälfte desjenigen des Innenzahnrades. Daher wird das Ritzel 68 veranlasst, sieh zwei mal um seine eigene Achse zu drehen, wenn es sich einmal auf dem Innenzahnrad 69 ab wälzt. Diese Drehbewegung hebt die Dreh bewegung des Planetenrades 60 auf, so dass das Kitzel 68 und mit ihm der Fadengeberteil 45 eine Translationsbewegung ausführt. Eine kreisförmige Scheibe 70 ist an dem Kitzelarm 63 vermittels Sehrauben 70' und einem Paar von Tragzapfen 71 starr befestigt, und die mit einer Bohrung versehene Nabe 67 des Kitzels 68 ragt durch eine Öffnung 72 in der Scheibe 70 hindurch.
Der am Nadelfaden an greifende Teil 45 ist mit einem Tragzapfen 73 versehen, der mit Reibung in die Bohrung der ein Welle bildenden Nabe 67 des Kitzels 68 eingreift. Eine grosse kreisförmige Deck platte 74 ist auf der Scheibe 57 vermittels Schrauben 74' befestigt; sie ist ausgesehnitten, um die kleine Scheibe 70 aufzunehmen.
Die Bahn, welche von dem am Nadelfaden angreifenden Teil 45 beschrieben wird, ist eine Hypozykloidenbahn mit einem Umkehr- punkt (Fig. 10). Wie schon erwähnt, wird der Teil 45 von dem Planetenzahnrad 60 getra gen. Die radiale Stellung des Teils 45 im Ver hältnis zum Umfang des Planetenzahnrades 60 bestimmt den besonderen Charakter der Bahn. Falls beispielsweise die Achse des am Faden angreifenden Teils 45 auf dem Teil lueisdurchmesser des Planetenzahnrades 60 angeordnet würde, würde der Teil 45 eine Kardioide beschreiben. In dem vorliegenden Fall ist jedoch die Achse des am Faden an greifenden Teils 45 innerhalb des Teilkreis durchmessers des Rades 60 angeordnet, und die sich daraus ergebende Bahn des Teils 45 unterscheidet sich von einer Kardioide da durch, dass sie abgeflacht ist.
Der Nadelfaden 75 wird von einer Faden führung 76 durch eine Spannvorrichtung 77 hindurch über eine Steuerfeder 78 unter einen Fadenführer 79 nach aufwärts zum am Faden angreifenden Teil 45 der Fadengebereinrich- tung und dann nach abwärts zur Nadel<B>2</B>5' geführt.
Der zeitliche Verlauf der Bewegung des am Faden angreifenden Teils 45 im Verhält nis zur Bewegung des umlaufenden Greifers 34 ist in den Fig. 5 bis 10 dargestellt; Fir. 5 entspricht dein Augenblick, in welchem \die Nadelstange ihre unterste Stellung erreicht hat. Fig. 6 zeigt den Augenblick, in welchem die Fadenschleife, nachdem sie halbwegs um den Körper des Greifers geführt worden ist, durch die Wirkung der Fadengebereinrich- tung von der schleifenerfassenden Spitze 80 auf den sehleifenstenernden Schwanz 81 des Greifers gezogen wird.
Fig. 7 stellt den lIo- inent. dar, in welchem der Faden quer dureli die Nut 83 in dem Spulengehäuse 34' gezogen wird; Fig. 8 zeigt den Moment nach der Be endigung des Anziehens des Stiehes, und Fig. 9 zeigt den Moment, in welchem das Öhr der Nadel wieder in das Werkstück eintritt, um den nächsten Stich zu bilden.
Die Punkte auf der Bahn (Fig. 10) des am Faden angreifenden Elementes 45, welche durch :die Bezugszeichen a, <I>b, e, d</I> und e an gedeutet sind, entsprechen den Stellungen der verschiedenen Teile während des Sticlibilde- kreislaufes, wie sie in den Fig. 5, 6, 7, 8 bzw. 9 wiedergegeben sind. An der Stelle a, dem Umkehrpunkt der Zykloidenbahn, hat der am Faden angreifende Teil 45 die minimalste Winkelgeschwindigkeit um die Achse der Welle 46. Die Geschwindigkeitsvektoren V1 und V2, welche an der Achse des am Faden angreifenden Teils 45 auftreten, sind entge gengesetzt gerichtet und an dieser Stelle a beinahe gleich gross.
V1 ist die Umfangs geschwindigkeit der Scheibe 57, V2 ist die Umfangsgeschwindigkeit der Scheibe 70 um die Drehachse des Planetenrades 60. Die Wir kung der Fadengebereinrichtung ist im Punkt a, an welchem die Nadelstange die unterste Stellung erreicht hat, am kleinsten. Innerhalb der nächsten paar Umdrehungsgrade der Welle 23 beginnt die Nadelstange ihren Auf wärtshub und bildet dadurch eine Faden schleife, welche von der Spitze 80 des Grei fers erfasst wird.
Auf dem Weg zur Stelle b ergeben die Vektoren V1 und V2 eine resultierende Bewe gung des Teils 45 nach abwärts gegen den Greifer zu; es wird also Faden freigegeben und damit der Fadenschleife ermöglicht, sich um den Greiferkörper auszudehnen. An der Stelle b hat sich die Schleife zu ihrer maximalen Grösse ausgedehnt, bevor sie von der Spitze SO des Greifers zum Schwanz 81 des Greifers und nach oben gezogen wird. Diese Stelle in dem Stichbildekreislauf wird Abwurfstelle genannt.
Im Punkt c sind die Vektoren V1 und V2 beide nach oben vom Greifer weg gerich tet, und es ergibt sich als Resultierende die maximale absolute Geschwindigkeit des am Faden angreifenden Teils 45. Die Faden schleife wird schnell zusammengezogen und der eine ihrer Schenkel gleitet durch die Nut 83 in dem Spulengehäuse 34' hindurch. Wei terhin ist zu bemerken, dass an der Stelle c der Vektor V1, welcher sich während des ge samten Fadengeber-Arbeitskreislaufes in seiner Grösse ändert, seine maximale Grösse erreicht hat.
Bei der Bewegung zum Punkt d setzt der am Faden angreifende Teil 45 seine Auf- wärtsbewegung fort und, zieht die Faden schleife vollständig vom Körper des Greifers ab und mit dem mit ihr verketteten Greifer faden gegen die Unterfläche des Arbeits stückes. Dies wird als Stichverfestigung be zeichnet.
Von d zu e wird die Resultierende der Vektoren V1 und V2 fortlaufend kleiner entgegen dem Uhrzeigersinn. Die Fadengeber- einriehtung gibt dabei jedoch genügend Fa den ab, dass es der Steuerfeder 78 gestattet ist, in ihre unwirksame Stellung zurückzu kehren, und es dem Öhr der Nadel ermöglicht wird, Faden in das Werkstück hineinzutra gen. Von e bis a gibt die Fadengeber- einriehtung Faden an die Nadel ab, so dass es der Nadel möglich ist, sieh in die unterste Stellung zu bewegen.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, dass die Bewegungen des Teils 45 der Fadengebereinrichtung, der Nadel und des Greifers zeitlich so zueinander abgestimmt sind, dass ohne Zuhilfenahme zusätzlicher, sich bewegender, am Faden angreifender Teile die Fadensteuerung während des ganzen Stichbildekreislaufes wirksam und nie loser Faden vorhanden ist. Der Fadengeberteil 45 bewegt sieh mit fortlaufend ändernder Win kelgeschwindigkeit um die Achse der Welle 46.
Wie schon angedeutet wurde, sind Mittel vorgesehen, mittels welchen das zeitliche Ar beiten der Fadengebereinrichtung im Ver hältnis zur Nadel- und Greiferbewegung ver stellt werden kann.
Der Stellfinger 50 (Fig. 3 und 4) ist mit dein Sonnenrad 54 durch die Lagerbüebse 49 verbunden; der letztgenannte Teil kann in einem begrenzten Ausmass im Gehäuse der Nähmaschine verdreht. werden. Durch. Ver- sehwenken :des Stehfingers innerhalb der Grenzen, welche durch die Länge des Sehlitzes 53 in der Platte 51 bestimmt sind, kann das Sonnenrad unabhängig von der Welle 46 um seine Aehse gedreht ,erden. Eine Drehung des Sonnenrades dreht das Planetenrad 60 um einen entsprechenden Betrag.
Das Pla netenrad rollt sich dabei nicht längs des Um fanges des Sonnenrades ab, was es während des normalen Arbeitens der Maschine tut, sondern dreht sich vielmehr nur um seine Achse. Eine solche Drehung des Planeten rades bewegt den am Faden angreifenden Teil 45 der Fadengebereinrichtung entweder vor wärts oder rückwärts längs seiner Bewegungs bahn (Fig. 10), während die Stellungen des umlaufenden Greifers 34 und der Nadel stange 25 unverändert bleiben. Diese Ver stellung kann beispielsweise vorgenommen werden, wenn die Geschwindigkeit des am Faden angreifenden Teils 45 zu dem Zeit punkt, in dem der Nadelfaden durch die Nut 83 in dem Spulengehäuse hindurchtritt, etwas verändert werden soll.
Bei der beschriebenen Fadengebereinrich tung sind Mittel vorhanden, um ein Auf- wiekeln des Nadelfadens auf dem am Faden angreifenden Teil 45 zu verhindern.
Wie beschrieben, rollt das Planetenrad 60 über den Umfang des Sonnenrades 54 ab. Der am Faden angreifende Teil 45 würde daher, wenn er von dem Planetenrad starr getragen würde, bei jeder Umlaufbewegung zweimal um seine Aehse gedreht. Um diese Drehbewe gung auszugleichen, welche ein unnatürliches Aufwickeln des Nadelfadens um den Teil 45 möglieh machte, wird dieser Teil während jedes Arbeitskreislaufes zweimal in entgegen gesetztem Sinn gedreht. Diese Gegendreh bewegung wird vermittels des Innenzahnrades 69 und des mit ihm kämmenden Ritzels 68 bewirkt.
Das Innenzahnrad ist exzentrisch auf der sich drehenden Seheibe 57 gleichachsig mit Bezug auf das Planetenrad 60 befestigt, und die Drehbewegung des Planetenzahnrades wird dazu benutzt, das Ritzel längs des Innenzahnrades abzurollen, wobei der Ritzel- arm 63 das Verbindungselement zwischen Pla netenrad 60 und Ritzel 68 ist. Es ergibt sieh daraus, dass, weil, das Verhältnis des Teil- kreisdurehnnessers des Innenzahnrades 69 zu dem des Ritzels 68 2:l ist, das Ritzel wäh rend jedes Stichbildekreislaufes zweimal um seine Achse gedreht wird.
Diese Drehbewe gung wird auf den am Faden angreifenden Teil 45 übertragen, und damit wird die Dreh bewegung in entgegengesetzter Drehrichtung ausgeglichen, welche von der Drehung des Planetenrades 60 um das Sonnenrad 54 her rührt. Das Ritzel 68 und der mit ihm starr verbundene Fadengeberteil 45 führen somit eine reine Translationsbewegung aus.