CN108729047B - 缝纫机 - Google Patents

Abstract

公开了一种缝纫机，它具有用于上线(13)的供应器(12)。具有缝纫针的针把用于引导上线(13)穿过被缝纫物。缝纫针能够以被驱动方式上下移动。抓持器在线迹形成期间用于抓获上线(13)。上线轴(37)能够围绕其轴线旋转。上线(13)以无滑动方式承载在上线轴(37)上。可致动式旋转驱动器(38)用于使上线轴(37)围绕其轴线旋转。控制装置(33)用于致动旋转驱动器(38)。产生一种缝纫机，实现在缝纫之后突伸的线头尽可能短的改进线缝外观。而且，可以改进缝纫程序的复制性。

Description

缝纫机

技术领域

本发明涉及缝纫机。

背景技术

例如从文献EP 2 028 311 A2和文献DE 199 51 127 C2已知缝纫机。

发明内容

本发明的目的是如此改进缝纫机，以实现在缝纫之后突伸的线头尽可能短的改进线缝外观。而且，旨在改进缝纫程序的复制性。

这个目的根据本发明通过一种缝纫机实现，其具有：用于上线的供应器，上线也称为面线或顶线；具有缝纫针的针把，其用于将上线引导穿过被缝纫物，其中，缝纫针能够以被驱动方式上下移动；在线迹形成期间用于抓获上线的抓持器；也称为顶线轴的上线轴，其布置在上线运行中且能够围绕其轴线旋转；可致动式旋转驱动器，其用于使上线轴围绕其轴线旋转，其中，上线在至少一个周向部分中承载在上线轴的外表面上，以使得即使在上线轴围绕其轴线被驱动旋转的情况下所述承载接触也无滑动；和用于致动旋转驱动器的控制装置。

根据本发明已经认识到，顶线以无滑动方式承载于其上、以被致动式旋转方式驱动的顶线轴导致在缝纫针的缝纫操作期间可以一直将准确设定量的顶线从顶线储存器或供应器供应。尤其就在相应线迹期间供应的顶线量而言，可复制的缝纫操作可以避免例如从线拉刀至顶线、或从顶线至顶线储存器的推动非期望地传送。而且，借助于顶线轴可以在顶线上施加准确设定的张力。省略附加线拉伸器。原理上，尤其在线杆和缝纫针之间的顶线运行中也可以省去用于避免宽松顶线的拉线弹簧。顶线轴可以实施为盘，盘的环绕壳壁实施为顶线在其中被引导的周向凹槽。这种类型的盘也称为轮盘或辊盘。

在设定的线迹长度中，能够一直供给完全相同量的顶线。借助于此，设定长度且尤其优化短长度的顶线线头可以在线缝起始处和线缝末端处实施。借助于能够以被致动式旋转方式驱动的顶线轴也可以产生宽松线迹、即相对于线迹长度具有相对长的线长的线迹。这可以例如用于缝入尤其肩垫的衬垫，衬垫在被缝入时不会被线非期望地变形，例如收缩。能够以被致动式旋转方式驱动的顶线轴还能够完成特定功能，且例如在线缝起始处以受控方式缩回顶线，这导致在线缝起始处顶线线头进一步缩短。而且，在线迹形成期间顶线的目标缩减可以借助于以被致动式旋转方式驱动的顶线轴启动。缝纫机可以是锁式线迹缝纫机或链式线迹缝纫机。

旋转驱动器可以设想成使得其向顶线施加不超过预设标称最大线拉力的张力。顶线因旋转驱动器受到的张力在如电机的旋转驱动器的实施方式中可以通过测量旋转驱动器的电流耗用而确定。概括而言，借助于旋转驱动器产生的顶线拉力可以通过测量旋转驱动器的功率耗用确定。通过能够借助于检测驱动器耗用功率建立的顶线拉力，可以借助于旋转驱动器预设所述顶线拉力。

顶线轴的截面能够偏离于圆形。截面例如可以是椭圆。顶线轴的周边可以具有这种尺寸，以使得所述周边准确对应于在一个线迹中被供给的顶线量。顶线轴例如也能够具有以凸轮盘的方式模制的截面。

以被致动式旋转方式驱动的顶线轴在顶线运行中布置在线杆前方，在缝纫机的这种设计实施方式中，可以在缝纫操作期间从顶线储存器向线杆一直供应准确设定的顶线量。以被致动式旋转方式驱动的顶线轴在这个示例中能够用于借助于线杆支持顶线的精确且可复制的供给。在具有线杆的这种布置方式中，借助于顶线可以阻止从线杆至顶线储存器的推动的非期望传递。

替换性地，在缝纫机的一个实施方式中，也可以完全省去线杆，以使得以被致动式旋转方式驱动的顶线轴就顶线的供给而言完全承担线杆的功能。

以被致动式旋转方式驱动的顶线轴在线杆和缝纫针之间的顶线运行中能够承担可致动式顶线夹具的功能。这种顶线夹具在这种情况下可以省去。

由顶线以至少180°包绕或缠绕顶线轴使得顶线在顶线轴的壳壁上能够无滑动承载且因此顶线通过顶线轴的受控旋转驱动而精确供给。在没有线杆的情况下使用以被致动式旋转方式驱动的顶线轴的缝纫机变型中，顶线可以从顶线轴直接供应到针把。顶线在此可以被引导穿过在这个示例中实施为中空的针把。顶线轴的旋转驱动器的驱动致动在这个示例中可以执行成使得针把的向上和向下运动对顶线供给的影响以这样的程度被补偿，以至于用于线迹形成的顶线的期望供应作为净结果被实现。在围绕顶线轴的周向方向上通过顶线运行包绕能够以被致动式旋转方式驱动的顶线轴可以大于180°、可以是至少270°、可以是至少360°(完整包绕)、可以是至少540°、或甚至可以更大。作为通过顶线包绕顶线轴的替换或补充，顶线也可以借助于预拉伸元件挤压以被致动式旋转方式驱动的顶线轴，以使得of顶线在顶线轴上的无滑动承载同样地被保证。可以借助于朝向顶线轴预拉伸的拉伸辊执行这种类型的挤压。顶线在这种情况下在顶线轴和拉伸辊之间运行。也可以使用这种类型的多个拉伸辊，所述多个拉伸辊朝向顶线轴经过大周向区域拉伸顶线。在一个变型中，顶线也可以借助于柔性的预拉伸元件挤压顶线轴的壳壁的至少一个周向部分，预拉伸元件例如是带，尤其是同步带。

旋转驱动器实施为步进电机的实施方式实现特别精确的旋转驱动。旋转驱动可以实施为无刷直流电机、电子整流电机(ECM，EC电机)或同步直流电机。

由顶线包绕或缠绕的顶线轴的5mm和50mm之间的直径范围已经被证明特别合适。由顶线包绕的顶线轴能够具有在5mm和30mm之间的直径范围，且例如直径是10mm。

依据配置成使得装置被设置用于预设缝纫机的线迹长度的设计实施方式，所述装置就信号连接而言连接到控制装置，以使得测量装置被设置用于被缝纫物的材料厚度，所述测量装置就信号连接而言连接到控制装置，且以使得测量装置被设置用于上线的线拉力，所述测量装置就信号连接而言连接到控制装置，依据线迹长度、材料厚度、或线拉力计算的顶线量可以借助于控制装置以依据线迹长度、材料厚度和线拉力的方式而通过以对应方式致动顶线轴的旋转而供给。

附图说明

在下文中借助于附图更加详细地说明本发明的示例性实施方式，其中：

图1示意性示出具有顶线引导件的缝纫机的正视图，部分地展现内部细节；

图2以透视方式示出与图1相比已经实施有附加构件缝纫机的顶线引导件的细节；

图3示出从另一视角观察的根据图2的顶线引导件的构件；以及

图4和5以透视和放大方式示出用于引导顶线的轮盘，所述轮盘是根据图2和3的顶线引导件的能够以被致动式旋转方式驱动的顶线轴的一部分。

具体实施方式

缝纫机1具有机架1a，机架具有基板2，基板具有从基板向上延伸的支撑件3和成角度臂4。成角度臂终止于头部5。臂轴6可旋转地安装在臂4中。头部5中的所述臂轴6驱动具有线杆8的曲柄机构7。曲柄机构7就驱动技术而言连接到针把9，针把在头部5中轴向可移位地安装。所述针把9在其下端具有针10。针10借助于曲柄机构7在竖直轴线11上能够上下移动。

在缝纫机1的一个实施方式(未示出)中，其不具有线杆。

为了简化位置相关的呈现，将在下文中使用笛卡尔xyz坐标系。竖直轴线11沿所述坐标系的z-方向延伸。x-方向垂直于图1的绘制平面延伸且进入所述绘制平面，以便与缝纫机1的缝纫方向平行地延伸。y-方向在图1中向左延伸。

针10在孔眼中引导也称为上线或顶线的面线13，借助于拉线装置和线杆8从形式为线筒12的顶线储存器或供应器供应面线。

基板2支撑被螺钉紧固的承载板14，被缝纫物件15承载在所述承载板14上。承载板14的实施为线迹板16的部分配置为具有用于让也称为下狗牙器的下织物传送器17通过的空隙。下织物传送器具有用于让针10通过的线迹孔18。织物传送器17就驱动技术而言以已知的方式连接到推举机构。替换性地，线迹孔在缝纫机的一个实施方式(未示出)中也可以直接实施在线迹板中。

具有抓持体20的抓持器19定位在承载板14下方，抓持体具有抓持尖21。壶形线筒壳安装在抓持体20中，壶形线筒壳用于接收形式为线筒22或线圈的抓持线供应器或储存器。线筒22用作底线储存器。抓持线也称为底线。

与针10协作的抓持器19代表线迹形成工具。在此针10用于引导顶线。抓持器19用于将顶线与底线缠绕。

抓持器19能够围绕在z-方向上延伸的竖直抓持器轴线23旋转。替换性地，在缝纫机(未示出)中，抓持器也能够围绕水平延伸的抓持器轴线旋转。抓持体20固定地连接到与抓持器轴线23共轴地延伸的轴25。轴25可旋转地安装在通过螺钉固定到基板2的承载块26中。连接到齿轮机构的驱动轴27安装到所述承载块26中，齿轮机构布置在承载块26的内部中。齿轮机构具有1：2的传动比，以使得位于轴25上的抓持体20在驱动轴27的一圈旋转中旋转两次。驱动轴27就驱动技术而言借助于带驱动器28连接到臂轴6。

为了保持和输送被缝纫物件15，缝纫机1也附加地具有压脚30a和上狗牙器31a，为了输送被缝纫物，上狗牙器与下织物传送器17相互作用。诸如压脚30a和上狗牙器31a的这些构件在图1中仅以示意性方式给出。

图2和3详细示出缝纫机1的顶线13的引导。与根据图1的顶线的引导相比，在根据图2的顶线的引导中，顶线13被引导经过较多的单个引导构件。从针10的孔眼开始(在图2中不可见)，第一顶线夹具32相反于顶线输送方向、即在上游布置在储存器侧顶线运行中，所述第一顶线夹具32具有能够相对于第一顶线夹具32的主体移位的夹板。第一顶线夹具32就信号而言连接到控制装置33且能够在顶线13固定地夹持在第一顶线夹具32位置处的线夹持位置和第一顶线夹具32释放顶线13的线释放位置之间移位。顶线13在第一顶线夹具32的区域中以基本竖直方式运行。

线杆8布置在第一顶线夹具32的上游，所述线杆8的向上和向下运动同样地以已知方式从臂轴6发出。布置在线杆8的自由端上的线杆孔眼和第一顶线夹具32之间的顶线13也运行穿过引导孔眼34。

顶线13在线杆8的上游运行经过拉线弹簧单元35且随后经过引导螺栓36，环绕的顶线引导凹槽结合在引导螺栓中。拉线弹簧单元的拉线弹簧35确保在下游运行的顶线路径中避免任何宽松的顶线，即避免顶线完全不在任何拉力下。因此，拉线弹簧单元35的拉线弹簧在这种下游顶线运行中始终以最小拉力维持顶线。与借助于拉线装置产生的顶线拉力相比，由拉线弹簧在顶线上施加的力可以是轻微的。拉线弹簧代表避免在后续顶线运行中的任何宽松顶线的弹性补偿构件。

顶线轴37布置在引导螺栓36的上游。在周边上引导顶线的轮盘37a是顶线轴37的组成部分，下文借助于图4和5更加详细地说明所述轮盘37a。

顶线轴37由顶线缠绕或包绕大约1.5圈，所述顶线因此借助于大约540°的周向角度范围承载在顶线轴37上。顶线13因此至少一圈完整地缠绕或包绕顶线轴37。顶线13包绕顶线轴37的角度范围可以是在包绕一半和两个或三圈完整缠绕或包绕之间的范围(包绕角度的范围在180°和1080°之间)。尤其作为所述实施方式的替换方案，如将在图4和5的内容中描述的，顶线轴37的由顶线13包绕的外表面或壳壁可以粗糙化或以另一方式构造，以便避免顶线轴37和顶线13之间的任何滑动。

在一个实施方式(未示出)中，避免顶线轴37和顶线13之间的滑动也可以借助于至少一个预拉伸装置实现，预拉伸装置使顶线13在顶线轴的壳侧上挤压顶线轴37的至少一个周向部分。这种预拉伸装置可以借助于至少一个拉伸辊实施、或借助于例如预拉伸带的柔性预拉伸元件实施。

顶线轴37能够围绕与x-方向平行地延伸的顶线轴的轴线旋转。旋转驱动器38用于此目的，旋转驱动器的形式是能够借助于控制装置33致动的步进电机。顶线轴37以在旋转上固定的方式连接到旋转驱动器38的电机轴。图3中附加示出的是组装板38a，旋转驱动器38借助于组装板连接到保持框架38b，保持框架继而组装到在缝纫机1的壳体上的组装板38c上。在壳体上的这种组装板38c也称为拉线板。

引导螺栓36同时是保持框架38b的一部分。

由顶线13包绕的顶线轴37实施为轮盘37a(参见图4和5)。依据顶线的引导的实施方式，轮盘37a的外周边具有大约U形或V形的凹槽成型件37b，在凹槽成型件中借助于在包绕一半和包绕三圈之间的周向角度范围内的顶线包绕角度(180°至1080°)而引导顶线13。图5示出顶线轴37的轮盘37a的顶线包绕具有540°的周向角度范围(一圈半的包绕)。

轮盘37a的外部成型件37b由两个带肋环37c形成，带肋环均具有在+/-x-方向上轴向向外弯折的多个肋部37d。两个带肋环37c的肋部37d在周向方向上布置方式使得肋部37d在每种情况下以交替方式分配到所述两个带肋环37c之一而后分配到所述两个带肋环37c中的另一个。成型件37b的成型基部由肋部37d的弹簧部分37e形成，所述弹簧部分37e在x-方向上相互重叠。这确保顶线13在包绕轮盘37a时相对于顶线轴37的轴线以准确设定的半径r运行(参见图5)。

轮盘37a可以实施成两个部分，其中，第一轮盘主体在其外侧上支撑第一带肋环，且轮盘37a的另一主体支撑另一带肋环。在这个示例中轮盘37a的这两个部分以在旋转上固定的方式连接到彼此。

图5示意性示出顶线长度13_l，所述顶线长度在轮盘37a的旋转中以旋转角度

供应到顶线轴37下游的顶线的进一步引导。依据半径r和旋转角度

下述表达式应用到这个长度：

在顶线轴的另一且更简单的实施方式中，顶线轴具有例如U形的轴向成型件，以使得用于可靠地引导顶线13的周向凹槽形成在这种包绕区域中。

顶线轴37由顶线13包绕的所述顶线轴37具有大约10mm的直径。依据顶线轴37的所述实施方式，可以存在范围在5mm和50mm之间的顶线轴直径。

在没有线杆的缝纫机1的一实施方式中，顶线13也可以由针10引导且由针把9直接引导到顶线轴37。线可以被引导穿过在这个示例中中空地实施的针把9。

顶线轴37上游的顶线13被引导经过另外的线偏转器39和线孔眼40，且从那里运行到顶线储存器12。

缝纫机1的控制装置33一方面控制下织物传送器17的驱动器的变速箱构件，且另一方面控制上狗牙器31a，以便预设线迹长度。控制装置33因此同时用作线迹长度预设装置。

压脚30a配置成使得控制装置配置为用于被缝纫物15的材料厚度的测量装置。压脚30a的相应材料厚度传感器就信号连接而言同样地连接到控制装置33。

一方面拉线弹簧单元35且另一方面线偏转器39实施为用于顶线13的线拉力的测量装置、并且就信号连接而言同样地连接到控制装置33。替换性地或附加地，用于顶线13的线拉力的测量装置可以布置在线杆8和缝纫针10之间的顶线运行中，例如布置在第一顶线夹具32的位置处、布置在引导孔眼34的位置处、或在下述构件存在于缝纫机的这个实施方式中的情况下布置在第一顶线夹具32和引导孔眼34之间。用于顶线13的线拉力的这种测量装置在线杆8和针10之间的线运行中就信号连接而言在这个示例中同样地连接到控制装置33。

依据缝纫机的所述实施方式，也可以省去拉线弹簧单元35，只要能够以可致动式旋转方式驱动的顶线轴37完全承担避免在下游顶线运行中顶线宽松的功能。

在缝纫机1的缝纫操作中，借助于由旋转驱动器38驱动的顶线轴37的旋转，一定量的顶线从顶线储存器12脱离，顶线量依据输入参数“线迹长度”、“材料厚度”、“顶线拉力”和可选的其他另外的机器参数精确设定。在缝纫机1的顶线13的线运行中完全没有、即不提供的顶线引导构件，顶线引导构件独立于顶线轴37使顶线13受到预设张力且在现有技术中称为顶线拉伸单元或顶线拉伸器。

在顶线13上的线拉力借助于由顶线轴37预设的拉应力唯一产生。例如，当以360步执行电机轴的一圈完整旋转的步进电机用于旋转驱动器38时，可以例如在一步中预设0.1mm的顶线长度。因此，借助于如旋转驱动器38的步进电机的相对小分辨率的步进，已经能够以非常精细的方式执行顶线13量的预设。

在预设线迹长度中，完全相同量的顶线可以借助于顶线轴37和旋转角度变得可用，借助于控制装置33在每个线迹中准确预设旋转角度。每个线迹可用的顶线量继而能够依据线迹长度对应地适配。

为了借助于线拉刀制备线部分，用于线缝的最后线迹的顶线量可以准确预设，以使得在切割之后仍然在机器上的顶线13具有准确预设的长度，所以针上的顶线13具有自由顶线初始部分，自由顶线初始部分具有精确设定的长度。

而且，在缝纫机借助于以致动式旋转方式驱动的顶线轴37操作期间也可以修正特定功能。在构造线缝的起始，顶线13借助于顶线轴37的旋转驱动器38的对应致动可以按受控方式从形成线缝的第一线迹缩回，因此例如从第一线迹、两个第一线迹、或三个第一线迹缩回，以使得在线缝起始处的自由顶线起始部分被缩短。

Claims (9)

1.一种缝纫机（1），其具有

- 用于上线（13）的供应器（12），

- 针把（9），其具有用于引导上线（13）穿过被缝纫物（15）的缝纫针（10），其中，缝纫针（10）能够以被驱动方式上下移动；

- 抓持器（19），其用于在线迹形成期间抓获上线（13）；

- 上线轴（37），其布置在上线运行中且能够围绕上线轴的轴线旋转，由上线（13）包绕的上线轴（37）为轮盘（37a），轮盘（37a）的外周边具有U形或V形的凹槽成型件（37b），在凹槽成型件中借助于在包绕一半和包绕三圈之间的周向角度范围内的上线包绕角度而引导上线（13），凹槽成型件（37b）由两个带肋环（37c）形成，带肋环（37c）均具有在+/-x方向上轴向向外弯折的多个肋部（37d），两个带肋环（37c）的肋部（37d）在周向方向上布置方式使得肋部（37d）在每种情况下以交替方式分配到所述两个带肋环（37c）之一而后分配到所述两个带肋环（37c）中的另一个，并且成型件（37b）的成型基部由肋部（37d）的弹簧部分（37e）形成，所述弹簧部分（37e）在-x方向上相互重叠；

- 可致动式旋转驱动器（38），用于使上线轴（37）围绕上线轴的轴线旋转；

- 其中，上线（13）至少在一个周向部分中承载在上线轴的外表面上，以使得即使在上线轴（37）围绕其轴线被驱动旋转的情况下所述承载接触也无滑动；

- 用于致动旋转驱动器（38）的控制装置（33），

其中上线（13）在上线轴（37）的外表面上的无滑动承载通过以下方式实现

-上线（13）以至少180°包绕或缠绕上线轴（37），和/或

-上线（13）借助于柔性的预拉伸元件挤压上线轴（37）的壳壁的至少一个周向部分，和/或

-由轮盘（37a）在上线轴（37）的周边上引导上线（13），轮盘（37a）是所述上线轴（37）的一部分。

2.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于包括用于将上线（13）拉环的线杆（8），其中，上线轴（37）在上线运行中布置在线杆（8）前方。

3.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，上线轴（37）在周向方向上由上线（13）以至少180°缠绕。

4.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，旋转驱动器（38）为步进电机。

5.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于，由上线（13）缠绕的上线轴（37）具有范围在5mm和50mm之间的直径。

6.根据权利要求2所述的缝纫机，其特征在于包括在上线运行中在上线轴（37）和线杆（8）之间的上拉线弹簧单元（35）。

7.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于包括用于预设缝纫机（1）的线迹长度的装置，所述装置就信号连接而言连接到控制装置（33）。

8.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于包括用于被缝纫物（15）的材料厚度的测量装置（30a），所述测量装置（30a）就信号连接而言连接到控制装置（33）。

9.根据权利要求1所述的缝纫机，其特征在于包括用于上线（13）的线拉力的测量装置，所述测量装置就信号连接而言连接到控制装置（33）。

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