CN1668799A - 带有减震装置的缝纫机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有减震装置的缝纫机。在缝纫机中，为了抑制摆动运动的轴(38)的扭转振动，将该轴用一固定不动的套(41)包围，其中在轴(38)和套(41)之间形成缝隙(43)。缝隙内填装粘滞性物质(24)并通过密封元件(44)封闭。在轴(38)和套(41)之间相对运动时粘滞性物质内出现粘性摩擦，它起减震作用。

Description

带有减震装置的缝纫机

本发明涉及一种缝纫机，带有往复和断续运动的传动件和至少一个用来减小由传动件激发的振动的减震装置。

众所周知，在缝纫机中，驱动往复和断续运动的针迹形成及进给机构的那些轴有产生扭转振动的倾向。这些振动一方面可能导致有关传动件的过早磨损，另一方面引起针迹形成及进给机构的大幅振动，使得例如针杆的之字形运动出现不准确，或者在带有执行四边形运动的布料推进器的缝纫机中随着缝纫机转速的增加加大送进长度，从而也加大针脚长度。

DE-AS1012809公开了很多抑制这种扭转振动的建议。例如在图13中表示一用于摆动轴的减震装置，它具有一包围轴的套。套的一端与轴固定连接，而另一端与轴摩擦连接，其中摩擦力的大小可以调整。当摆动轴在扭转力作用下旋转时，它造成摆动轴和与它摩擦锁合地连接的套的末端之间带有摩擦的相对运动。这时所出现的制动力抑制扭转振动的形成。

但是这种减震装置具有一决定性的缺点，因为套和摆动轴之间的摩擦锁合连接处出现磨损和摩擦腐蚀，逐渐改变调整好的摩擦力，使它必须经常重新调整，以保证希望的减震效果。此外在超过一定磨损限度时轴和/或套必须更换。

在DE-AS1012809的图6中表示一个盘式减震器，它具有一可在臂轴的轮毂上松动地旋转的盘状惯性元件，它被一与臂轴固定连接的、封闭并装灌粘滞物质的壳体包围。在壳体旋转时以基本上相同的速度带动惯性元件。当臂轴在扭转力作用下旋转时，惯性元件抑制这时所出现的方向和速度变化，并用这种方法抑制扭转振动的形成。因为为了达到充分的减震效果惯性元件必须具有比较大的直径和较大的质量，对于盘式减震器造成非常大的空间需求，使得实际上不可能将它安装在机器壳体内部。

非常新的US-A-6058862涉及一种用于曲线缝纫机的针杆摆的驱动机构。为了抑制驱动机构传动件的振动，公开了不同的解决方案。在图2至5中所示的减震装置的第一种方案中，摆动轴的叉形下端支承在一可回转地支承的偏心轴上，此偏心轴又通过一径向伸出的板簧旋转弹性地固定。由于摆动杆驱动元件的不断的旋转方向变化，在杆下端上出现的反作用力促使偏心轴旋转，从而使板簧弯曲。这又引起板簧和两个凸耳状支座之间的相对运动，此相对运动虽然非常小，但是由于这里所出现的摩擦腐蚀可能导致早期磨损。此外这种减震装置加工和装配非常复杂。

在US-A6058862中公开的减震装置的许多其他方案中，偏心轴、板簧或摆动杆通过弹性硬橡胶构件支承在壳体内。因为这种构件经受滞后效应，因此损害驱动运动的传动精度。

本发明的目的是，制造一种用于带有往复和断续运动的针迹形成及进给机构的缝纫机的减震装置，它节省位置，并可靠和完全无磨损地工作。这个目的通过权利要求1中的特征实现。

本发明总的设想是，叠加在往复或例如沿纵向断续运动的传动件的工作运动之上的附加的振动运动通过液体阻尼抑制，这里通过这样的方法，即针迹形成和/或进给机构的驱动机构的旋转或平移运动的传动件用一外罩这样紧密地包封，使得形成一窄的但是尽可能大面积的缝隙，它用一粘滞物质填充，接着密封封闭。

这里减震效果建立于在一定力的作用下在粘滞性物质内在其缝隙面上的界面之间所产生的移动的基础之上。这里在粘滞性物质内产生的粘性摩擦与速度成正比。也就是说，在从静止状态开始运动时起初不存在运动阻力。在变快的运动继续前进时才形成阻力，并在运动速度达到最大值时，阻力也达到其最大值。亦即因为粘性摩擦和机械摩擦的情况不一样，不必克服初始附着摩擦，在缝纫机的整个转速范围内存在对于抑制振动的理想关系。

因为按本发明的减震装置基本上仅仅由一包围待减震传动件的外罩组成，外罩离传动件以非常小的距离设置，以形成管的缝隙，原则上存在非常节省空间的结构的可能性。因此这种节省空间的减震装置甚至可以安装在壳体的所提供的空间已经被装在里面的装置和/或传动件完全填满的那些部位上。

在权利要求2中给出了本发明用于往复运动轴的减震装置的原理性结构，其中对于良好的减震效果所需要的大的缝隙面积尤其是通过充分利用轴的规定长度的细长套实现。

按照本发明权利要求3和4，这对于支承在臂形壳体内的针杆摆摆动轴以及对于设置在底板内的布料推进器驱动装置的推送轴，通过这样的方法达到，即，相应的套在轴的相应支承部位或其他传动件的铰接部位之间尽可能大的距离上延伸。因为这里轴完全保持不变，其惯性特性也不改变。

如果象权利要求5中所建议的那样，轴通过滚动轴承相对于套支承，那么在形成减震装置时不需要注意轴支承结构的要求。相反如果减震装置还同时做成用于轴的滑动轴承，那么除了相配的材料组合之外还必须注意，粘滞性物质除了有减震性能外还具有良好的润滑性能。

根据权利要求7和8，为了补偿液体普遍的、从而还有粘滞性物质的负的粘度-温度特性建议，形成缝隙的构件由具有不同温度膨胀系数的材料制成。亦即如果随着缝纫机温度的升高粘滞性物质变稀，那么由于采用具有不同膨胀系数的材料使缝隙变窄，使得用这种方法在一个较大的温度范围内减震程度基本保持不变。

如果象权利要求9中建议的那样，借助于一个销钉在轴上这样地安装一轻金属管，以形成一主动的外缝隙和一被动的内缝隙，使得在由于温度升高出现主动的外缝隙变窄时从它里面挤出的粘滞物质可以转移到被动的内缝隙内。

按权利要求10的改进结构提供了方便和快速向缝隙初次或后续填装粘滞性物质的可能性。

如果待减震的传动件对于借助于套达到足够大的缝隙面积来说太短，那么按照权利要求11和12，除圆周面上的径向缝隙外或代替这个缝隙，通过在套的相应地设计的空腔内设置一个或几个盘对而造成一个或几个轴向缝隙。在空腔填装所述粘滞性物质后，轴向缝隙和圆周上的径向缝隙一样发挥类似的减震作用。

在权利要求13中给出本发明的用于直线断续运动的滑板的减震装置的原理性结构。

借助于多个在附图中表示的实施例说明本发明。附图表示：

图1带有用于往复运动的传动件的减震装置的缝纫机针迹形成及进给机构的示意图，

图2针杆摆和配设的摆动轴连同减震装置的放大示意图，

图3按图2III-III线的放大剖视图，

图4带减震装置的推送轴的放大示意图，

图5按图4的推送轴连同第一种方案的减震装置的示意图，

图6按图5VI-VI线的放大剖视图，

图7按图4的推送轴连同第二种方案的减震装置的示意图，

图8图7的局部放大图，

图9按图4的推送轴连同减震装置改进结构的示意图，

图10推送轴连同具有轴向缝隙的减震装置的示意图，

图11图10的减震装置的放大剖视图，

图12锁扣机的驱动机构连同一用于断续运动滑板的减震装置的示意图，

图13按图12XIII-XIII线的剖视图，

图14按图13XIV-XIV线的剖视图。

在图1中用点划线表示的缝纫机壳体1由一底板2、一底座3和一过渡到机头5的臂4组成。

在臂4内支承一臂轴6，它在其一端上带一同时用作手轮的皮带轮7，在其另一端上带一配备平衡重8的曲柄9。曲柄9一方面与一支承在针杆摆10内的针杆11驱动连接，另一方面与活络挑线杆12驱动连接。在针杆11内固定一导线针13。它按已知方式与安装在底板2内的未画出的摆梭配合工作。

针杆摆10是针输送机构14的一个组成部分。该机构具有一设置在臂4内的摆动轴15，其一端通过曲柄16与针杆摆10连接，另一端通过曲柄17与偏心杆18连接。偏心杆18可通过步进电机19驱动。

摆动轴15配设一减震装置20。它具有一细长的套21，该套包围轴15并借助于螺纹销22固定在壳体1上。在套21和轴15之间形成一约0.05mm厚的环形长缝隙23。

缝隙23填装粘滞性物质24-例如高粘度的链润滑剂，并在其两端分别通过一O形圈25密封。为了看得更清楚起见在图2和3中仅仅表示一小部分物质24，在实际上它充满缝隙23。

套21同时用作轴15的支座，其中轴通过两个滚针轴承26相对于套21支承。为了达到节省空间的结构，保持在滚针框内的滚针27一方面直接在轴15上，另一方面直接在套21各一个直径较大的孔28的内圆周上滚动。用29表示一调整环，通过它确定轴15的轴向位置。

臂轴6通过一皮带30与支承在底板2内的下主轴驱动连接。轴31同时用作升降轴，它通过一偏心驱动装置32产生用于布料推进器33的升降运动，布料推进器安装在一布料推进器支承梁34上。一安装在轴31上的偏心驱动装置35与一活络针距调节器36连接。一用作活络针距调节器36的输出元件的曲柄37固定在推送轴38的一个末端上。在推送轴38的另一个末端上固定一曲柄39，它铰接在布料推进器支承梁34上，并赋予布料推进器33送进运动。

推送轴38配设一减震装置40，它在原理方面相当于用于摆动轴15的减震装置20。因此减震装置40具有一细长套41，它包围轴38，借助于一螺纹销42固定在底板2上。在套41和轴38之间形成一约0.05mm厚的长的环形缝隙43。缝隙43填装和缝隙23一样的粘滞性物质24，并在其末端分别通过一O形圈44密封。

套41同样用作轴38的支座，其中轴通过两个滚针轴承45相对于套41支承。保持在滚针框内的滚针46在轴38上和套41的各一个孔47的内圆周上滚动。

在缝纫机工作时，一未画出的与皮带轮7驱动连接的电机使臂轴6产生旋转运动。此运动通过皮带30传到下面的主轴31上，并促使布料推进器33作一由升降和送进运动合成的四边形运动。这里通过相应地调整针迹调节器36确定送进运动长度和布料推进器33的送进运动大小或待缝制线缝的针脚长度，同时步进电机19驱动针输送机构14，并在针13刺入缝纫制品时促使针杆11与布料推进器33的送进运动同步于行进的送进运动。

两个减震装置20和40促使，在两个轴15和38作往复旋转运动时在缝隙23、43内发生粘滞性物质24的粘性摩擦，摩擦的大小取决于缝隙23、43的厚度、缝隙面积的大小和物质24粘度的高低。这里粘性摩擦既出现在轴15、38进行的工作运动，亦即各自进行的送进运动中，也出现在叠加在它上面的不可控制的附加扭转振动中。这里轴15、38的工作运动通过步进电机19和针迹调节器36克服粘性摩擦时间和路程精确地进行。而粘性摩擦阻制轴15、38超出针杆11和布料推进器33通过调整的送进量确定的运动反向点继续向前旋转的倾向，并用这种方法抑制叠加的附加扭转振动。

图5和6表示，参照减震装置40，一减震装置40.1，在该装置中补偿粘滞性物质24的负粘度-温度特性。为此在减震装置40.1中在由钢制成的推送轴38上套一由轻金属-例如铝-组成的管子48，此管借助于一贯穿的销子49和一个键50与轴38不可旋转地连接。在轻金属套48和由钢制成的套41之间形成填装粘滞性物质24的缝隙51。

在温度升高时粘滞性物质24的粘度减小，亦即它变得更稀，因此其粘性摩擦阻力减小。由于轻金属的热膨胀系数比钢的热膨胀系数大，随着温度的升高而使得缝隙51变窄，由此使缝隙51内的粘性摩擦阻力又加大。因为由温度引起的缝隙厚度变化的效果和由温度引起的粘度变化的效果相反，两种效果至少部分相互抵消，使得在减震装置40.1中在较大的温度范围内振动减小的程度保持不变。

在减震装置40.1中在缝隙51变窄时部分粘滞性物质24轴向挤向O形圈44，因此它们最好应该做得可以移动。在图7和8中所示的、参照减震装置40.1的减震装置40.2中推荐一种用来接收在缝隙51变窄时被挤出的粘滞性物质24的特殊方案。这里设想，它同样借助于销子49和键50与轴38不可旋转地连接的轻金属管48.1不仅相对于套41形成一外缝隙51，而且同时还相对于轴38形成一内缝隙52。缝隙51、52通过许多横向孔53相互连接。因此仅仅在外缝隙51内产生粘性摩擦，这里它是一个主动缝隙，而内缝隙52是一个被动缝隙。如果随着温度的升高由于轻金属较大的热膨胀系数外缝隙51越来越小，那么从外缝隙内挤出的粘滞性物质24可以通过横向孔53流入由温度引起变大的内缝隙52内。在温度下降时流动方向相反。

图9表示一与图4中的减震装置40有关的另一种方案。在这种减震装置40.3中轴38.1具有一长孔54，它通过横向孔55与轴38.1和套41之间的缝隙43连接。长孔54的末端通过一起止回阀作用的注油嘴封闭。在这种减震装置40.3中可以用特别简单的方法给缝隙43填装粘滞性物质24，并在某些情况下还可以补充填装，如果粘滞性物质24由缝隙43中和O形圈44旁略微渗出的话。

在图10和11中所示的减震装置57在这里配设于用38.2表示的推送轴，曲柄39借助于夹紧环夹紧在该轴上。轴38.2借助于两个滚针轴承45支承在一固定安装在壳体内的套59内。套59具有一在半径方向加大的单端开口的空腔60。空腔60的位于内部的横向分布的壁61与轴38.2的轴肩62对齐。

轴38.2上在空腔60区域内安装许多盘63，它们通过垫圈64相互隔开。轴一侧的盘63通过螺钉65、压紧套66、已经提到过的夹紧环58、一中间环67和另一中间环68压紧在轴38.2的轴肩62上，由此使它们与轴38.2旋转固定地连接。

多个在套一侧的盘嵌到轴一侧的盘之间，它们同样通过垫圈相互隔开。这些盘69通过一螺纹套71压紧在空腔60的壁61上。由此使它们与套59旋转固定地连接。

在壁61和相邻盘63及其余相互并排排列的盘63和69之间形成窄的轴向缝隙72。空腔60和缝隙72填装粘滞性物质24。为了看得清楚起见在图11中的这个实施例中也只画出一小部分物质24，在实际上它完全填满缝隙72和空腔60的其余空间。空腔60通过一在螺纹套71和中间环68之间的O形圈73及套59和轴38.2之间的O形圈74密封。

在缝纫机工作时，在静止不动的套一侧的盘69和摆动运动的轴一侧的盘63之间发生相对运动。减震装置57促使，这时在缝隙72内在粘滞性物质24之间产生粘性摩擦，摩擦的大小和上述减震装置20及40一样取决于缝隙72的厚度、尺寸，亦即在这种情况下为缝隙面积之和及物质24的粘度大小。因此减震装置57也起抑制推送轴38.2可能出现的扭转振动的作用，并由此减小布料推进器33过度振动的危险。

图12中示意和仅仅部分地表示一锁钮孔机。其用点划线表示的壳体80由一底板81、一底座82和一转变成一机头84的臂83组成。在臂83内支承一用于缝纫制品支架87的导轨86的可上下运动的支承杆85。导轨86具有一在横截面内成U形的导轨板88，它通过两个垫块89和一支承板90固定在支承杆85上。在导轨板88的底面上用螺钉固定一平的盖板91，它和导轨板88一起构成一导向通道92(图14)。在导向通道92内支承一可沿纵向运动的滑板93。在滑板93顶面上用螺钉拧上一个支承座94，它穿过导轨板88上的一个长孔95向上延伸。

在支承座94上用螺钉固定一折弯的支承臂96，它在其另一端上支承缝纫制品支架87的脚板97。在支承座94上通过一支承轴98铰接驱动杆99。驱动杆99的另一端与一曲柄100连接，曲柄固定在一安装在壳体80内的步进电机102的轴101上。

在导轨板88内侧和盖板91内侧与滑板93之间存在一窄的缝隙103，它填装粘滞性物质104。因为导轨板88和盖板91与滑板93一起形成一滑动支承，因此在这种情况下物质104不仅必须具有高粘性，从而是粘滞的，而且必须同时具有良好的润滑性能。这里也适于采用具有高粘性的链润滑剂。

为了导轨86的密封而设有一扁平的盆形槽105，它紧密包围盖板91的底面和导轨板88的侧壁，并借助于多个螺钉106固定在导轨板88上。孔95借助于一固定在支承座94上的平盖板107密封。在滑板93顶面上形成两条沿纵向分布的扁平的平衡通道108。导轨86和填装粘滞性物质104的缝隙103和盆形槽105以及盖板107一起构成一减震装置109。

由步进电机102引起的断续旋转运动通过曲柄100和驱动杆99转变成滑板93在固定不动的导轨86内的断续纵向运动，由此使缝纫制品支架87根据所要求的针脚长度进行送进运动。

减震装置109促使，在滑板93作断续运动时在缝隙103内在粘滞性物质104之间产生粘性摩擦，其摩擦大小取决于缝隙103的厚度、尺寸，亦即在所述情况下缝隙面积之和及物质104粘度的高低。用这种方法使减震装置109能够抑制在轴101和滑板93之间的传动链内出现的振动，从而避免缝纫制品支架87的过度振动。

这里平衡通道109用来使在滑板93运动时封闭在导轨86内的空气能够保持压力平衡。此外在滑板93的末端位置时从缝隙103中流出的物质104可以挤入平衡通道108内，并从那里重新回到上面的缝隙103内，由此可以使粘滞性物质104在所有四条缝隙中均匀分布。

Claims (13)

1.缝纫机，具有

-一壳体(1；80)，

-往复或断续运动的针迹形成及进给机构(15，38；93)，

-支承在壳体(1；80)内且与针迹形成及进给机构(15，38；93)连接的传动件，它们产生或传递往复或断续运动，

-至少一个固定设置在壳体上的外罩(21，41；59；86)，它包围往复或断续运动的构件(15，38；93)，

-一在外罩(21，41；59；86)和构件(15，38；93)之间形成的窄的大面积缝隙(23，43；51；72；103)，

-填满缝隙(23，43；51；72；103)的粘滞性物质(24；104)，以及

-用来封闭缝隙(23，43；51；72；103)的密封元件(25，44；73，74；105，107)。

2.按权利要求1的缝纫机，其特征为：用于将一摆动轴(15，38)包封或减震的外罩做成细长的套(21，41；59)，它通过两个设置在其末端区域内的密封圈(25，44；73，74)相对于轴(15，38)密封。

3.按权利要求2的缝纫机，具有一摆动地支承的针杆(11)和一摆动驱动装置(17，18)，它通过一支承在臂形壳体(4)内的轴(15)与一针杆摆(10)连接，其特征为：对于待减震的往复运动轴，涉及的是用来驱动针杆摆(10)的轴(15)，并且，套(21)在臂形壳体(4)内在尽可能大的距离上延伸。

4.按权利要求2或3的缝纫机，具有一个设置在一布料推进器支承梁(34)上的布料推进器(33)作为进给机构，该布料推进器通过一升降轴(31)和一往复驱动的推送轴(38)作四边形运动，其中，一个针迹调节器(36)通过一输出元件(37)与推送轴(38)连接，其特征为：对于待减震的往复运动轴，涉及的是推送轴(38)，并且，套(41)在针迹调节器(36)输出元件(37)的铰接部位和曲柄(39)同布料推进器支承梁(34)的铰接部位之间在尽可能大的距离上延伸。

5.按权利要求2至4之任一项的缝纫机，其特征为：套(21，41；59)做成待减震的往复运动轴(15，38)的支座，其中轴(15，38)通过滚动轴承(26，45)相对于套(21，41；59)支承。

6.按权利要求2至4之任一项的缝纫机，其特征为：套设计成细长的滑动轴承的一部分，这时粘滞性物质同时用作滑动轴承的润滑剂。

7.按权利要求1至6之任一项的缝纫机，其特征为：构成缝隙(51)的构件(41，48)由具有不同热膨胀系数的材料制成，因此在温度升高时造成缝隙(51)变窄。

8.按权利要求2至6之任一项结合权利要求7的缝纫机，其特征为：轴(38)和套(41)由钢制成，并在轴(38)上旋转固定地设置一轻金属管(48)。

9.按权利要求8的缝纫机，其特征为：轻金属管(48.1)借助于一个横向分布的销子(49)和一个键(50)固定在轴(38)上，并且，在轻金属管(48.1)外侧和套(41)之间形成一主动的间隙(51)，在轻金属管(48.1)的内侧和轴(38)之间形成一被动间隙(52)，所述间隙(51，52)通过横向孔(53)相互连通。

10.按权利要求1至9之任一项的缝纫机，其特征为：轴(38.1)具有一纵向孔(54)，该纵向孔通过一起止回阀作用的润滑油注油嘴(56)封闭，并通过至少一个横向孔(55)与缝隙(43)连接。

11.按权利要求2至10之任一项的缝纫机，其特征为：除一条径向缝隙外或代替一条径向缝隙，在套(59)的一个径向加大的空腔(60)内设置至少一个与轴(38.2)以及至少另一个与套(59)旋转固定地连接的盘(63，69)，至少在两个盘(63、69)之间形成一窄的轴向缝隙(72)，并且空腔(60)和至少一个缝隙(72)填装以粘滞性物质(24)。

12.按权利要求11的缝纫机，其特征为：多个通过垫圈(64)相互隔开的轴一侧的盘(63)借助于一螺钉(65)往轴(38.2)的轴肩(62)上夹紧，并且，相应数量的同样通过垫圈(70)相互隔开的套一侧的盘(69)借助于一螺纹套(71)往空腔(60)的壁(61)上压紧，套一侧的盘(69)嵌到轴一侧的盘(63)之间。

13.按权利要求1的缝纫机，其特征为：用于将一断续运动的滑块(滑板93)包封或减震的外罩设计成一盒(导轨86)，其内侧与滑块(93)的相邻表面形成缝隙(103)。

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