DE10025822C2 - Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut - Google Patents

Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine für eine Näheinrichtung bzw. Nähmaschine vorgesehene Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut, aufweisend
  • - mindestens eine Stoffschiebereinrichtung zum Vorschieben des Nähgutes in Stoffschubrichtung mit einer durch die Maschinendrehzahl und durch die Stichlänge bestimmten Vorschubgeschwindigkeit und
  • - mindestens eine auf die obere Stofflage des Nähgutes in Form eines Andruckmittels mit einer Andruckkraft einwirkende und mit einer Umlaufgeschwindigkeit rotierende Stofftransportzusatz­ einrichtung, die in Stoffschubrichtung hinter der Stoffschiebereinrichtung angeordnet und proportional zur Maschinendrehzahl und zur Stichlänge antreibbar ist.
Hierbei dient die Stofftransportzusatzeinrichtung (vgl. zum diesbezüglichen Stand der Technik beispielsweise die Druckschrift US 4 182 251) dazu, den Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage des mit der Näheinrichtung (im folgenden umfaßt der Begriff "Näheinrichtung" auch Nähmaschinen, wobei sich die vorliegende Erfindung sowohl auf Näheinrichtungen als auch auf Nähmaschinen bezieht) zu bearbeitenden Nähgutes zu kompensieren. Dieser Versatz tritt erfahrungsgemäß auf, wenn die untere Stofflage durch die Zähne der Stoffschiebereinrichtung kraftschlüssig mitgenommen wird, während die obere Stofflage lediglich durch die Reibung zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage mitgenommen wird.
Um nun diese Reibung wirksam werden zu lassen, wird das Nähgut während der Stichbildung und des Nähguttransportes mit einer sogenannten Stoffdrücker­ einrichtung niedergehalten, so daß die obere Stofflage und die untere Stofflage zwischen der Stoff­ drückereinrichtung und der Stoffschiebereinrichtung zusammengedrückt werden und mittels der Stoffschieber­ einrichtung in Stoffschubrichtung transportiert werden.
Während dieser Transportphase treten nun zwischen der oberen Stofflage des zu transportierenden Nähgutes und der Stoffdrückereinrichtung Reibungskräfte auf, die einen Versatz in der Transportlänge zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage verursachen können. Dieser ausgesprochen unerwünschte, weil die Nähergebnisse negativ beeinflussende Versatzeffekt tritt bereits bei niedrigen Drehzahlen der Hauptwelle der Näheinrichtung und mithin bei niedrigen Vorschubgeschwindigkeiten auf; der Versatzeffekt wird umso stärker, je höher die Drehzahlen und die Vorschubgeschwindigkeiten sind.
Der Grund hierfür ist in der Arbeitsweise der Stoffschiebereinrichtung zu sehen, die sich am Anfang der Transportphase nach oben, das heißt in Richtung der Stoffdrückereinrichtung bewegt, damit die Zähne der Stoffschiebereinrichtung in die untere Stofflage des Nähgutes eingreifen können. Während dieser Zeit schiebt das Nähgut die Stoffdrückereinrichtung - gewissermaßen zwangsläufig - nach oben, so daß der Druck auf die Stofflagen durch die Trägheitsmasse der Stoffdrückereinrichtung ansteigt.
Die Stoffschiebereinrichtung macht eine in etwa ellipsenförmige Bewegung: Während sich die Stoffdrückereinrichtung noch etwas weiter nach oben bewegt, beginnt die Stoffschiebereinrichtung, die Stofflagen in Stoffschubrichtung zu schieben. Während dieser Transportphase nimmt nun der Druck der Stoffdrückereinrichtung stark ab, bis eine Federkraft die nach oben, das heißt von der Stoffschiebereinrichtung weg gerichtete Bewegung der Stoffdrückereinrichtung abbremst und die Stoffdrückereinrichtung wieder auf das Nähgut drückt.
Im Extremfall kann es sogar passieren, daß die Stoffdrückereinrichtung durch ihre vertikale, aufwärts gerichtete Bewegung den Kontakt zum Nähgut für kurze Zeit verliert und dadurch die Reibverbindung zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage aufgehoben wird. Dieses bekannte und ausgesprochen unerwünschte Phänomen tritt umso stärker in Erscheinung, je höher die Drehzahlen der Hauptwelle der Näheinrichtung und damit die Vorschubgeschwindigkeiten sind, so daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage mit der Nähgeschwindigkeit, die ein Maß für die Vorschubgeschwindigkeit ist, immer größer wird.
Am Ende der Transportphase bewegt sich die Stoffschiebereinrichtung nach unten, das heißt in Richtung von der Stoffdrückereinrichtung weg, so daß der Druck der Stoffdrückereinrichtung kurzzeitig wieder abnimmt. Letztere Phase hat jedoch keinen signifikanten Einfluß auf den Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage.
Um nun den Versatzeffekt zu kompensieren, greift die Stofftransportzusatzeinrichtung an der oberen Stoff­ lage an. Hierbei würde ein Stofftransport ausschließ­ lich mit der Stofftransportzusatzeinrichtung einen sogenannten "negativen Versatz", das heißt ein Voreilen der oberen Stofflage gegenüber der unteren Stofflage hervorrufen.
Bei richtiger Einstellung der Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung zur Maschinendreh­ zahl und zur eingestellten Stichlänge sollte eine Nahtstrecke ohne Versatz herstellbar sein.
So ist eine Stoff-Transportvorrichtung für eine Nähmaschine bekannt (vgl. DE 29 36 697 C2), bei der der angetriebenen Stofftransportrolle ein Andruck­ mechanismus zugeordnet ist, der einerseits dazu dient, einen Spalt zwischen der Stoffauflagefläche und der Stofftransportrolle (Walze) einzustellen, damit die Stofftransportrolle nicht direkt mit der Stoffauflagefläche in Berührung treten kann, und der andererseits das Einstellen einer Vorspannkraft ermöglicht, mit der die Stofftransportrolle das Werkstück gegen die Stoffauflagefläche drückt; allerdings bleibt diese eingestellte Vorspannkraft während des Nähendes unverändert.
Des weiteren ist eine Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut bekannt (vgl. DE 29 27 869 C2), bei der die Stofftransportzusatzeinrichtung beim Vorwärts­ transport einen etwas größeren Transportbetrag (Vorschubbetrag) als die Stoffschiebereinrichtung ausführen soll, damit das Nähgut beim Vorschub in Stoffschubrichtung stets unter Spannung gehalten wird. Dies soll beim Vernähen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage bewirken, daß eine "Durch­ rutsch-Faltenbildung", das heißt mit anderen Worten eine Versatzbildung vermieden wird; allerdings bleibt das eingestellte Verhältnis zwischen dem Transport­ betrag der Stoffschiebereinrichtung und der Stoff­ transportrolle der Stofftransportzusatzeinrichtung während eines Nähvorgangs unabhängig von der jeweiligen Maschinendrehzahl der Nähmaschine konstant.
Es hat sich aber herausgestellt, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage von der Drehzahl der Hauptwelle der Näheinrichtung, das heißt von der sogenannten Maschinendrehzahl abhängig ist, so daß mit dieser konventionellen Vorrichtung unter wechselnden Bedingungen, wie etwa bei variabler Drehzahl der Hauptwelle der Näheinrichtung und mithin bei variabler Vorschubgeschwindigkeit, keine zufrieden­ stellenden und vollständig gleichförmigen Nähergebnisse erzielbar sind.
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut so auszubilden, daß auch bei infolge wechselnder Bedingungen (wie etwa bei variabler Drehzahl der Hauptwelle der Näheinrichtung und mithin bei variabler Vorschubgeschwindigkeit) variierendem Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage stets überzeugende, insbesondere vollständig gleichförmige Nähergebnisse erzielbar sind.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs gelöst, bei der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung mittels mindestens einer Einrichtung
  • - die Andruckkraft, die die Stofftransportzusatzeinrichtung auf die obere Stofflage des zu transportierenden Nähgutes ausübt, mit zunehmender Maschinendrehzahl vergrößerbar und/oder
  • - die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung zusätzlich zur proportionalen Erhöhung mit zunehmender Maschinendrehzahl noch weiter vergrößerbar ist.
Somit findet auf überraschende Weise die Tatsache Berücksichtigung, daß die Maschinendrehzahl und/oder die Stichlänge und mithin die Vorschubgeschwindigkeit Einfluß auf die Arbeitsweise und auf die Funktion der Stofftransportzusatzeinrichtung nehmen. Hierzu ist die Andruckkraft, die die Stofftransportzusatzein­ richtung auf die obere Stofflage des zu transportierenden Nähgutes ausübt, mittels der mindestens einen Einrichtung mit zunehmender Maschinendrehzahl vergrößerbar. Hierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage mit zunehmender Maschinendrehzahl anwächst, so daß auch die Stofftransportzusatzeinrichtung eine zunehmend größere Zugspannung in der oberen Stofflage entwickeln muß.
Alternativ oder in Ergänzung hierzu ist gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung die Umlauf­ geschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung zusätzlich zur proportionalen Erhöhung mit zunehmender Maschinendrehzahl noch weiter vergrößerbar. Auch hierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage mit zunehmender Maschinendrehzahl anwächst, so daß auch die Stofftransportzusatzeinrichtung eine zunehmend größere Zugspannung in der oberen Stofflage entwickeln muß.
Um hierbei die Andruckkraft der Stofftransportzusatz­ einrichtung und/oder die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl wählen zu können, ist die mindestens eine Einrichtung vorgesehen, die beispiels­ weise als mindestens ein Stellglied ausgebildet sein kann (vgl. Anspruch 27).
Gemäß einer erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung kann die Andruckkraft und/oder die Umlaufgeschwindigkeit, vorzugsweise mittels der Einrichtung, zusätzlich an die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes anpaßbar sein (vgl. Anspruch 2; hierzu auch US 4 276 842). Hierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage nicht nur durch die Maschinendrehzahl, sondern auch durch die Beschaffen­ heit des zu transportierenden Nähgutes und demzufolge insbesondere durch die Reibungsverhältnisse zwischen der unteren Stofflage und der oberen Stofflage sowie insbesondere durch die Reibungsverhältnisse zwischen der oberen Stofflage und der Stoffdrückereinrichtung bestimmt ist.
Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung ist mithin darin zu sehen, daß beim Zusammennähen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage ein durch ungleichmäßige Stoffdrückerkräfte und durch daraus resultierende ungleichförmige Vorschubverhältnisse verursachter Versatz, das heißt ein Zurückbleiben der oberen Stofflage kompensierbar ist, indem zusätzlich zu einer an sich konventionellen Stoffschieberein­ richtung eine auf die obere Stofflage einwirkende, individuell anpaßbare Stofftransportzusatzeinrichtung vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird die obere Stofflage geringfügig unter Zugspannung gesetzt, wobei die Größe der Zugspannung in erfindungswesentlicher Weise durch den Betrag der Andruckkraft der Stofftransportzusatzein­ richtung beeinflußbar ist, indem eine geringe Andruckkraft in bevorzugter Weise ein frühzeitiges Durchrutschen der Stofftransportzusatzeinrichtung und damit eine geringe Zugspannung in der oberen Stofflage bewirken kann; in entsprechender Weise kann eine höhere Andruckkraft ein späteres Durchrutschen der Stofftransportzusatzeinrichtung und damit eine höhere Zugspannung in der oberen Stofflage verursachen.
Hierbei bewirkt die Zugspannung während der kurzzeitig auftretenden Phasen geringer Stoffdrückerkraft, daß die obere Stofflage gegenüber der unteren Stofflage geringfügig vorgezogen und damit der ansonsten auftretende Versatz ausgeglichen wird.
In bezug auf die Arbeitsweise und auf die Funktion der vorliegenden Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut ist zu berücksichtigen, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage im wesentlichen zu Beginn einer jeden Transportphase entsteht, denn in diesem Zeitraum nimmt der Druck der Stoffdrückereinrichtung infolge der Arbeitsweise und der Funktion der Stoffschiebereinrichtung stark ab. Aus diesem Grunde kommt der Stofftransportzusatzeinrichtung eine besondere Bedeutung bei, denn mit der gemäß der Lehre der Erfindung einstellbaren Kraft, mit der die Stofftransportzusatzeinrichtung gegen die Stofflagen drückt, wird die Dehnung in den Stofflagen beeinflußt:
So zieht zu Beginn der Transportphase, in der aufgrund des abnehmenden Drucks der Stoffdrückereinrichtung der Stoffversatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage entsteht, diese Dehnung die obere Stofflage relativ zur unteren Stofflage in Stoffschubrichtung und gleicht dadurch den ansonsten durch den verminderten Druck der Stoffdrückereinrichtung bedingten Versatz der oberen Stofflage aus. So kann - eine richtige Einstellung der Parameter vorausgesetzt - eine längere Naht ohne Versatz zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage erzielt werden.
In zweckmäßiger Weise läßt sich die betragsmäßige Größe Fp der Andruckkraft wiedergeben durch die Formel Fp = F0 + R.n, wobei F0 eine konstante Kraft, R ein Reibwert, dessen Größe durch die Reibungsverhältnisse zwischen der Stofftransport­ zusatzeinrichtung und der oberen Stofflage bestimmt ist, und n die Maschinendrehzahl ist (vgl. Anspruch 3).
Aus der Formel Fp = F0 + R.n ist mithin ersicht­ lich, daß die Andruckkraft - neben einem konstanten, vom Reibwert und von der Maschinendrehzahl unabhängigen Anteil - in zweckmäßiger Weise im wesentlichen linear mit dem Reibwert zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung und der oberen Stofflage und/oder im wesentlichen linear mit der Maschinendrehzahl vergrößerbar ist.
In Abhängigkeit von den jeweiligen technischen Gegebenheiten kann die Drehzahl der Einrichtung ein Maß für die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransport­ zusatzeinrichtung oder - beispielsweise bei direkter Übersetzung oder bei direkter Untersetzung - gleich der Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatz­ einrichtung sein (vgl. Anspruch 4).
Hierbei kann die Drehzahl np der Einrichtung in vorteilhafter Weise durch die Formel np = k.n.L gegeben sein, wobei k ein Anpassungsfaktor, n die Maschinendrehzahl und L die Stichlänge ist (vgl. Anspruch 5).
Aus der Formel np = k.n.L ist mithin ersichtlich, daß die Drehzahl der Einrichtung und demzufolge die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung - neben einem nachfolgend noch spezifi­ zierten Anpassungsfaktor - in zweckmäßiger Weise im wesentlichen linear mit der Maschinendrehzahl und/oder im wesentlichen linear mit der Stichlänge vergrößerbar sind.
Der Anpassungsfaktor k ist in zweckmäßiger Weise gegeben durch die Formel k = k1.k2.k3, wobei k1 ein Parameter für den Durchmesser der Stofftransportzusatzeinrichtung, für die Konstante eines Linearmotors (vgl. unten) und für die Untersetzung des Getriebes (vgl. unten), k2 ein Maß für die funktionelle Abhängigkeit des Versatzes zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage von der Maschinendrehzahl und k3 ein Parameter für die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes ist (vgl. Anspruch 20).
Aus der Formel k = k1.k2.k3 ist mithin ersichtlich, daß die Drehzahl der Einrichtung und demzufolge die Umlaufgeschwindigkeit der Stoff­ transportzusatzeinrichtung von den technischen Gegebenheiten und Voraussetzungen der Einrichtung und der Stofftransportzusatzeinrichtung (→ Faktor k1), von der Funktion des Versatzes zwischen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage über der Maschinendrehzahl (→ Faktor k2) und von der Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes (→ Faktor k3) abhängig ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung arbeitet die Stofftransport­ zusatzeinrichtung in niedrigen Drehzahlbereichen np < 500 min-1 der Einrichtung in einem intermittierenden Modus (vgl. Anspruch 6; hierzu auch DD 272 488 A1).
Dies bedeutet mit anderen Worten, daß der Antriebsmotor der Einrichtung in der Transportphase eingeschaltet und in der Nicht-Transportphase ausgeschaltet wird. Hierbei sind die Ein- und Ausschaltzeiten der Einrichtung in vorteilhafter Weise durch die Winkelposition der Hauptwelle der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine bestimmt (vgl. Anspruch 7).
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird oberhalb von Drehzahlen np in der Größenordnung von etwa 500 min-1 auf einen kontinuierlichen Antrieb umgeschaltet, das heißt die Stofftransportzusatzeinrichtung kann in hohen Drehzahlbereichen np < 500 min-1 der Einrichtung in einem kontinuierlichen Modus arbeiten (vgl. Anspruch 8; hierzu auch DD 272 488 A1). In diesem Zusammenhang ist allerdings zu berücksichtigen, daß sich in Drehzahlbereichen np oberhalb von etwa 500 min-1 eine intermittierende Bewegung durch Massenträgheit und durch elastisches Verhalten der Antriebsglieder ohnehin allmählich zu einer quasikontinuierlichen Bewegung verschleift.
In diesem Zusammenhang ist es von Bedeutung, daß die Dehnung der Stofflagen von den Reibungsverhältnissen zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung und der (Beschaffenheit der) oberen Stofflage abhängig ist. Auch diesbezüglich ist die Dehnung im Nähgut mit der einstellbaren Kraft, mit der die Stofftransport­ zusatzeinrichtung gegen das Nähgut gedrückt wird, beeinflußbar.
In einer zweckmäßigen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Transportweg der Stofftransportzusatzeinrichtung pro Stichbildevorgang größer, insbesondere geringfügig größer, als der Vorschubweg der Stoffschiebereinrichtung (vgl. Anspruch 9). Auch durch diese technische Maßnahme ist gewährleistet, daß das Nähgut beim Vorschub in Stoffschubrichtung stets unter Spannung gehalten wird, was beim Vernähen der oberen Stofflage und der unteren Stofflage bewirkt, daß eine Versatzbildung vermieden wird.
Die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der Stofftransportzusatzeinrichtung kommen in besonders prägnanter Weise zur Geltung, wenn die Stofftransportzusatzeinrichtung gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung als mindestens eine rotierende Walze, insbesondere als mindestens eine rotierende Abzugswalze, ausgebildet ist (vgl. Anspruch 26).
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut sind die Andruckkraft der Stofftransportzusatz­ einrichtung und/oder die Drehzahl der Einrichtung (→ die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransport­ zusatzeinrichtung) elektronisch steuerbar (vgl. Anspruch 10; hierzu auch EP 0 967 316 A2). Hierzu kann mindestens eine elektronische Regelungseinrich­ tung zum Steuern der Andruckkraft der Stofftransport­ zusatzeinrichtung und/oder der Drehzahl der Einrichtung (→ der Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung) vorgesehen sein (vgl. Anspruch 11).
Da nun die Andruckkraft der Stofftransportzusatzein­ richtung und/oder die Drehzahl der Einrichtung (→ die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung) unter anderem von der Maschinendrehzahl abhängen können, ist die Maschinendrehzahl gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung in der elektronischen Regelungseinrichtung bestimmbar (vgl. Anspruch 12), so daß jederzeit eine Anpassung der Andruckkraft der Stofftransportzusatzeinrichtung und/oder der Drehzahl der Einrichtung (→ der Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung) an die Maschinen­ drehzahl erfolgen kann.
Des weiteren kann die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung nicht nur durch die Maschinendrehzahl, sondern unter anderem auch durch die Stichlänge bestimmt sein. Da diese Stichlänge bei einer Näheinrichtung im Regelfall mechanisch eingestellt wird, ist der elektronischen Regelungs­ einrichtung die Stichlänge im allgemeinen nicht bekannt. Nicht zuletzt aus diesem Grunde kann die elektronische Regelungseinrichtung die Information über die Stichlänge zweckmäßigerweise durch Eingabe mittels mindestens eines Bedienfeldes erhalten (vgl. Anspruch 13). Der Sollwert für die Drehzahl des Antriebsmotors der Einrichtung und damit deren Drehzahl kann dann durch mindestens einen Rechenalgorithmus in erfindungswesentlicher Weise bestimmt werden.
Des weiteren kann die Andruckkraft der Stofftransportzusatzeinrichtung nicht nur durch die Maschinendrehzahl, sondern unter anderem auch durch die zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung und der oberen Stofflage des Nähgutes wirkende Reibungskraft bestimmt sein. Da diese Reibungskraft bei einer Näheinrichtung im Regelfall von der Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes abhängig ist, ist der elektronischen Regelungsein­ richtung die Reibungskraft im allgemeinen nicht bekannt. Nicht zuletzt aus diesem Grunde kann die elektronische Regelungseinrichtung die Information über die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes zweckmäßigerweise durch Eingabe mittels mindestens eines Bedienfeldes erhalten (vgl. Anspruch 14). Der Sollwert für die Andruckkraft der Stofftransportzusatzeinrichtung kann dann durch mindestens einen Rechenalgorithmus in erfindungs­ wesentlicher Weise bestimmt werden.
Wenn nun die Einrichtung in vorteilhafter Weise mindestens einen vorzugsweise mit Gleichstrom betriebenen Linearmotor aufweist (vgl. Anspruch 15; hierzu auch EP 0 967 316 A2), der praktischerweise mindestens ein als Gehäuse ausgebildetes Stator­ element aufweist (vgl. Anspruch 16), in dem zweck­ mäßigerweise mindestens ein als Antriebsstange ausgebildetes Läuferelement gelagert ist (vgl. Anspruch 17), und/oder wenn die Einrichtung in vorteilhafter Weise mindestens einen vorzugsweise mit Gleichstrom betriebenen Antriebsmotor aufweist (vgl. Anspruch 19), so kann die Andruckkraft der Stofftransportzusatzeinrichtung und/oder die Drehzahl der Einrichtung (→ die Umlaufgeschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung) durch mindestens einen (Strom-)Regler geregelt werden.
Hierbei macht sich die Erfindung die Tatsache zunutze, daß bei einem Linearmotor die durch denselben vermittelte Andruckkraft und/oder bei einem Antriebsmotor die durch denselben vermittelte Drehzahl bzw. Umlaufgeschwindigkeit dem dem Linearmotor bzw. dem Antriebsmotor zugeführten Strom - jedenfalls im wesentlichen - direkt proportional ist. Aus diesem Grunde wird der Linearmotorstrom bzw. der Antriebsmotorstrom elektronisch kontrolliert und demzufolge der gewünschte Druck der Stofftransport­ zusatzeinrichtung und/oder die gewünschte Drehzahl der Einrichtung (→ die gewünschte Umlauf­ geschwindigkeit der Stofftransportzusatzeinrichtung) bewirkt.
Hierbei kann es von erfindungswesentlicher Bedeutung sein, daß die Kraft des Linearmotors nicht gemessen werden muß. Zweckmäßigerweise sollte die Stofftransportzusatzeinrichtung so ausgebildet sein, daß sie von der oberen Stofflage des Nähgutes abgehoben werden kann, beispielsweise um das Nähgut von der Näheinrichtung wegnehmen zu können. Auch dies kann mittels des Linearmotors bewerkstelligt werden, wobei zu bemerken ist, daß der Linearmotor in diesem Zusammenhang keine Positionierungsfunktion erfüllen muß. Hinsichtlich der Ausgestaltungen, der Merkmale und der Vorteile des Linearmotors wird hierbei vollumfänglich auf die Motorart, Bezug genommen, wie sie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 199 45 443 A1 oder in der internationalen, offen gelegten Patentanmeldung WO 00/18997 A1 beschrieben ist.
In diesem Zusammenhang können gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut sowohl der Anfangswert als auch der vorschubgeschwindigkeits­ abhängige Teil der Andruckkraft in geeigneter Weise parametrisiert und beispielsweise über mindestens ein Bedienfeld an die jeweiligen Nähverhältnisse angepaßt werden.
Gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Einrichtung
  • - mindestens ein als Gehäuse ausgebildetes Statorelement (vgl. Anspruch 16), das mit mindestens einer Aufnahmeplatte (fest) verbunden sein kann und/oder das an der Rückseite des Gehäusekopfes der Näheinrichtung angeordnet sein kann (vgl. Anspruch 18),
  • - mindestens ein als Antriebsstange ausgebildetes Läuferelement (vgl. Anspruch 17),
  • - mindestens einen vorzugsweise mit Gleichstrom betriebenen Antriebsmotor (vgl. Anspruch 19),
  • - mindestens ein zwischen dem Antriebsmotor und der Stofftransportzusatzeinrichtung angeordnetes Getriebe (vgl. Anspruch 19) und
  • - mindestens ein zwischen dem Getriebe und der Stofftransportzusatzeinrichtung angeordnetes Über­ tragungselement zur Bewegungsübertragung auf die Stofftransportzusatzeinrichtung (vgl. Anspruch 19) auf.
Die Einrichtung kann hierbei mindestens ein mit dem Läuferelement in Verbindung stehendes, vorzugsweise verdrehsicher gelagertes Trägerelement aufweisen, an dem der Antriebsmotor, das Getriebe und das Übertragungselement angebracht sind (vgl. Anspruch 21). Die verdrehsichere Lagerung des Trägerelements (vgl. Anspruch 22) kann beispielsweise mittels mindestens einer Führungsstange bewerkstelligt sein (vgl. Anspruch 23).
Des weiteren ist eine Ausführungsform empfehlenswert, bei der das Trägerelement mittels mindestens eines federnden massearmen Kopplungselements (vgl. Anspruch 24), vorzugsweise mittels mindestens einer Schraubenfeder (vgl. Anspruch 25), vorgespannt ist. Auch hinsichtlich der Ausgestaltungen, der Merkmale und der Vorteile des Kopplungselements wird vollumfänglich auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 199 45 443 A1 oder auf die internationale, offen gelegte Patent­ anmeldung WO 00/18997 A1 Bezug genommen, insbesondere was die mit dem Kopplungselement verbundene stromsparende Arbeitsweise anbelangt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 5 beschrieben, durch die in exemplarischer Form ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ist.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut gemäß der vorliegenden Erfindung, in seitlicher Schnittansicht;
Fig. 2 ein Diagramm der Kraft F der Stoffdrückereinrichtung in Abhängigkeit vom Drehwinkel ϕ der Hauptwelle der Näheinrichtung;
Fig. 3 ein erstes Ausführungsbeispiel der Einrichtung aus der Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut aus Fig. 1, im Schnittansicht;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens zwischen Bedienmechanismus und elektronischer Steuerungseinrichtung der Näheinrichtung; und
Fig. 5 ein Diagramm der Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl n.
Identische Bezugszeichen beziehen sich auf gleich oder ähnlich ausgebildete Elemente oder Merkmale in den Fig. 1 bis 5.
In der Zeichnung ist eine für eine Näheinrichtung 10 bzw. Nähmaschine 10 (vgl. Fig. 4) vorgesehene Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut dargestellt, die eine in einer Stichplatte 7 eingelassene Stoffschiebereinrichtung 1 (vgl. Fig. 1) zum Vorschieben des Nähgutes in Stoffschubrichtung D (vgl. Fig. 1: Pfeil) aufweist. Des weiteren weist die Näheinrichtung 10 (im folgenden umfaßt der Begriff "Näheinrichtung" auch Nähmaschinen, wobei sich die vorliegende Erfindung sowohl auf Näheinrichtungen als auch auf Nähmaschinen bezieht) eine auf die obere Stofflage 8 des Nähgutes mit einer Andruckkraft Fp einwirkende und mit einer Umlaufgeschwindigkeit Up rotierende Stofftransportzusatzeinrichtung 2 auf, die in Stoffschubrichtung D hinter der Stoffschiebereinrichtung 1 angeordnet ist.
Hierbei dient die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 dazu, den Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 des mit der Näheinrichtung 10 zu bearbeitenden Nähgutes zu kompensieren. Dieser Versatz tritt auf, wenn die untere Stofflage 9 durch die Zähne der Stoffschiebereinrichtung 1 kraftschlüssig mitgenommen wird, während die obere Stofflage 8 lediglich durch die Reibung zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 mitgenommen wird.
Um nun diese Reibung wirksam werden zu lassen, wird das Nähgut während der Stichbildung und des Nähguttransportes mit der Stoffdrückereinrichtung 6 niedergehalten, so daß die obere Stofflage 8 und die untere Stofflage 9 zwischen der Stoffdrückereinrichtung 6 und der Stoffschiebereinrichtung 1 zusammengedrückt werden und mittels der Stoffschiebereinrichtung 1 in Stoffschubrichtung D transportiert werden.
Während dieser Transportphase (vgl. Fig. 2) treten nun zwischen der oberen Stofflage 8 des zu transportierenden Nähgutes und der Stoffdrückereinrichtung 6 Reibungskräfte auf, die einen Versatz in der Transportlänge zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 verursachen können. Dieser Versatzeffekt tritt bereits bei niedrigen Maschinendrehzahlen n der Hauptwelle der Näheinrichtung 10 (vgl. Fig. 4) und mithin bei niedrigen Vorschubgeschwindigkeiten auf; der Versatzeffekt wird umso stärker, je höher die Maschinendrehzahlen n und die Vorschubgeschwindigkeiten werden.
Der Grund hierfür ist in der Arbeitsweise der Stoffschiebereinrichtung 1 zu sehen, die sich am Anfang der Transportphase (vgl. Fig. 2: Winkelposition ϕa) nach oben, das heißt in Richtung der Stoffdrückereinrichtung 6 bewegt, damit die Zähne der Stoffschiebereinrichtung 1 in die untere Stofflage 9 des Nähgutes eingreifen können. Während dieser Zeit schiebt das Nähgut die Stoffdrückereinrichtung 6 - gewissermaßen zwangsläufig - nach oben (vgl. Fig. 1: Pfeil A), so daß der Druck auf die Stofflagen 8, 9 durch die Trägheitsmasse der Stoffdrückereinrichtung 6 ansteigt.
Die Stoffschiebereinrichtung 1 macht eine in etwa ellipsenförmige Bewegung: Während sich die Stoffdrückereinrichtung 6 noch etwas weiter nach oben bewegt, beginnt die Stoffschiebereinrichtung 1, die Stofflagen 8, 9 in Stoffschubrichtung D zu schieben. Während dieser Transportphase nimmt nun die Kraft F der Stoffdrückereinrichtung 6 stark ab (vgl. Fig. 2: starker Abfall der von der Stoffdrückereinrichtung ϕ ausgeübten Kraft F in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Hauptwelle der Näheinrichtung 10), bis eine Federkraft die nach oben, das heißt von der Stoffschiebereinrichtung 1 weg gerichtete Bewegung der Stoffdrückereinrichtung 6 abbremst und die Stoffdrückereinrichtung 6 wieder auf das Nähgut drückt.
Im Extremfall kann es sogar passieren, daß die Stoffdrückereinrichtung 6 durch ihre vertikale, aufwärts gerichtete Bewegung den Kontakt zum Nähgut für kurze Zeit verliert und dadurch die Reibverbindung zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 aufgehoben wird. Dieses Phänomen tritt umso stärker in Erscheinung, je höher die Maschinendrehzahlen n der Hauptwelle der Näheinrichtung 10 und damit die Vorschubgeschwindigkeiten sind, so daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 mit der Nähgeschwindigkeit, die ein Maß für die Vorschubgeschwindigkeit ist, immer größer wird.
Am Ende der Transportphase (vgl. Fig. 2: Winkelposition ϕe) bewegt sich die Stoffschiebereinrichtung 1 nach unten, das heißt in Richtung von der Stoffdrückereinrichtung 6 weg, so daß der Druck der Stoffdrückereinrichtung 6 kurzzeitig wieder abnimmt. Letztere Phase hat jedoch keinen signifikanten Einfluß auf den Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9.
Um nun den Versatzeffekt zu kompensieren, greift die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 an der oberen Stofflage 8 an (vgl. Fig. 1). Hierbei würde ein Stofftransport ausschließlich mit der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 einen sogenannten "negativen Versatz", das heißt ein Voreilen der oberen Stofflage 8 gegenüber der unteren Stofflage 9 hervorrufen.
Bei richtiger Einstellung der Umlaufgeschwindigkeit Up (vgl. Fig. 1) der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 zur Maschinendrehzahl n (vgl. Fig. 4 und 5) und zur eingestellten Stichlänge L ist eine Nahtstrecke ohne Versatz herstellbar. Hierbei ist die Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 so ausgebildet, daß auch bei infolge wechselnder Bedingungen (wie etwa bei variabler Maschinendrehzahl n der Hauptwelle der Näheinrichtung 10 und mithin bei variabler Vorschubgeschwindigkeit) variierendem Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 stets überzeugende, insbesondere vollständig gleichförmige Nähergebnisse erzielbar sind.
Hierzu ist die Andruckkraft Fp, den die in Form einer rotierenden Abzugswalze ausgebildete Stofftransportzusatzeinrichtung 2 auf die obere Stofflage 8 des zu transportierenden Nähgutes ausübt, und/oder die Umlaufgeschwindigkeit Up mittels einer Einrichtung 3 (vgl. Fig. 3) an die Vorschubgeschwindigkeit anpaßbar. So ist im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 mittels der Einrichtung 3 die Andruckkraft Fp, die die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 auf die obere Stofflage 8 des zu transportierenden Nähgutes ausübt, mit zunehmender Maschinendrehzahl n vergrößerbar und/oder die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 zusätzlich zur proportionalen Erhöhung mit zunehmender Maschinendrehzahl n noch weiter vergrößerbar.
Somit findet die Tatsache Berücksichtigung, daß die Maschinendrehzahl n und/oder die Stichlänge L und mithin die Vorschubgeschwindigkeit Einfluß auf die Arbeitsweise und auf die Funktion der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 nehmen. Hierzu ist die Andruckkraft Fp, die die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 auf die obere Stofflage 8 des zu transportierenden Nähgutes ausübt, mittels der Einrichtung 3 mit zunehmender Maschinendrehzahl n vergrößerbar (vgl. Fig. 5). Hierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 mit zunehmender Maschinendrehzahl n anwächst, so daß auch die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 eine zunehmend größere Zugspannung in der oberen Stofflage 8 entwickeln muß.
Alternativ oder in Ergänzung hierzu ist die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 zusätzlich zur proportionalen Erhöhung mit zunehmender Maschinendrehzahl n noch weiter vergrößerbar. Auch hierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 mit zunehmender Maschinendrehzahl n anwächst, so daß auch die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 eine zunehmend größere Zugspannung in der oberen Stofflage 8 entwickeln muß.
Um hierbei die Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und/oder die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl n wählen zu können, ist die Einrichtung 3 vorgesehen, die in der exemplarischen Darstellung der Fig. 3 als Stellglied fungiert.
Beim erläuterten Ausführungsbeispiel kann die Andruckkraft Fp und/oder die Umlaufgeschwindigkeit Up mittels der Einrichtung 3 zusätzlich an die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes anpaßbar sein. Hierdurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 nicht nur durch die Maschinendrehzahl n, sondern auch durch die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes und demzufolge insbesondere durch die Reibungsverhältnisse zwischen der unteren Stofflage 9 und der oberen Stofflage 8 sowie insbesondere durch die Reibungsverhältnisse zwischen der oberen Stofflage 8 und der Stoffdrückereinrichtung 6 bestimmt ist.
Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung ist mithin darin zu sehen, daß beim Zusammennähen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 ein durch ungleichmäßige Stoffdrückerkräfte F - wie in Fig. 2 dargestellt - und durch daraus resultierende ungleichförmige Vorschubverhältnisse verursachter Versatz, das heißt ein Zurückbleiben der oberen Stofflage 8 kompensierbar ist, indem zusätzlich zu einer an sich konventionellen Stoffschiebereinrichtung 1 eine auf die obere Stofflage 8 einwirkende, individuell anpaßbare Stofftransportzusatzeinrichtung 2 vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird die obere Stofflage 8 geringfügig unter Zugspannung gesetzt (vgl. Fig. 1), wobei die Größe der Zugspannung durch den Betrag der Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 beeinflußbar ist, indem eine geringe Andruckkraft Fp eine geringe Zugspannung in der oberen Stofflage 8 und damit zusammenhängend ein frühzeitiges Durchrutschen der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 bewirkt; in entsprechender Weise verursacht eine höhere Andruckkraft Fp eine höhere Zugspannung in der oberen Stofflage 8 und damit zusammenhängend ein späteres Durchrutschen der Stofftransportzusatzeinrichtung 2.
Hierbei bewirkt die Zugspannung während der kurzzeitig auftretenden Phasen geringer Stoffdrückerkraft F (vgl. Fig. 2), daß die obere Stofflage 8 gegenüber der unteren Stofflage 9 geringfügig vorgezogen und damit der ansonsten auftretende Versatz ausgeglichen wird.
In bezug auf die Arbeitsweise und auf die Funktion der anhand der Fig. 1 bis 5 exemplifizierten Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut ist zu berücksichtigen, daß der Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 im wesentlichen zu Beginn einer jeden Transportphase (vgl. Fig. 2: Winkelposition ϕa) entsteht, denn in diesem Zeitraum nimmt der Druck der Stoffdrückereinrichtung 6 infolge der Arbeitsweise und der Funktion der Stoffschiebereinrichtung 1 stark ab. Aus diesem Grunde kommt der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 eine besondere Bedeutung bei, denn mit der einstellbaren Kraft Fp (vgl. Fig. 5), mit der die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 gegen die Stofflagen 8, 9 drückt, wird die Dehnung in den Stofflagen 8, 9 beeinflußt:
So zieht zu Beginn der Transportphase (vgl. Fig. 2: Winkelposition ϕa), in der aufgrund des abnehmenden Drucks der Stoffdrückereinrichtung 6 der Stoffversatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 entsteht, diese Dehnung die obere Stofflage 8 relativ zur unteren Stofflage 9 in Stoffschubrichtung D (vgl. Fig. 1) und gleicht dadurch den ansonsten durch den verminderten Druck der Stoffdrückereinrichtung 6 bedingten Versatz der oberen Stofflage 8 aus. So kann - eine richtige Einstellung der Parameter vorausgesetzt - eine längere Naht ohne Versatz zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 erzielt werden.
Die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 arbeitet hierbei in niedrigen Drehzahlbereichen np < 500 min-1 der Einrichtung 3 in einem intermittierenden Modus. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß der Antriebsmotor 33 (vgl. Fig. 3) der Einrichtung 3 in der Transportphase (vgl. Fig. 2: Winkelpositionen ϕa < ϕ < ϕe) eingeschaltet und in der Nicht-Transportphase (vgl. Fig. 2: Winkelpositionen 0 < ϕ < ϕa sowie Winkelpositionen ϕe < ϕ < 2π) ausgeschaltet wird. Hierbei sind die Ein- und Ausschaltzeiten der Einrichtung 3 durch die Winkelposition ϕ der Hauptwelle der Näheinrichtung 10 bestimmt (vgl. Fig. 2).
Oberhalb von Drehzahlen np in der Größenordnung von etwa 500 min-1 wird auf einen kontinuierlichen Antrieb umgeschaltet, das heißt die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 arbeitet in hohen Drehzahlbereichen np < 500 min-1 der Einrichtung 3 in einem kontinuierlichen Modus. In diesem Zusammenhang ist allerdings zu berücksichtigen, daß sich in Drehzahlbereichen np oberhalb von etwa 500 min-1 eine intermittierende Bewegung durch Massenträgheit und durch elastisches Verhalten der Antriebsglieder ohnehin allmählich zu einer quasikontinuierlichen Bewegung verschleift.
In diesem Zusammenhang ist die Dehnung der Stofflagen 8, 9 von den Reibungsverhältnissen zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und der (Beschaffenheit der) oberen Stofflage 8 abhängig. Auch diesbezüglich ist die Dehnung im Nähgut mit der einstellbaren Kraft Fp, mit der die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 gegen das Nähgut gedrückt wird, beeinflußbar.
Der Transportweg der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 ist pro Stichbildevorgang geringfügig größer als der Vorschubweg der Stoffschiebereinrichtung 1. Auch durch diese technische Maßnahme ist gewährleistet, daß das Nähgut beim Vorschub in Stoffschubrichtung D stets unter Spannung gehalten wird, was beim Vernähen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 bewirkt, daß eine Versatzbildung vermieden wird.
Die Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und/oder die Drehzahl np der Einrichtung 3 (→ die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2) sind elektronisch steuerbar. Hierzu ist eine elektronische Regelungseinrichtung 4a, 4b (vgl. Fig. 4) zum Steuern der Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und/oder der Drehzahl np der Einrichtung 3 (→ der Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2) vorgesehen.
Da nun die Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und/oder die Drehzahl np der Einrichtung 3 (→ die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2) unter anderem von der Maschinendrehzahl n abhängen, ist die Maschinendrehzahl n in der elektronischen Regelungseinrichtung 4a, 4b bestimmbar (vgl. Fig. 4), so daß jederzeit eine Anpassung der Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und/oder der Drehzahl np der Einrichtung 3 (→ der Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2) an die Maschinendrehzahl n erfolgt.
Des weiteren ist die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 nicht nur durch die Maschinendrehzahl n, sondern unter anderem auch durch die Stichlänge L bestimmt. Da diese Stichlänge L bei der Näheinrichtung 10 mechanisch eingestellt wird, ist der elektronischen Regelungseinrichtung 4a, 4b die Stichlänge L im allgemeinen nicht bekannt. Nicht zuletzt aus diesem Grunde erhält die elektronische Regelungseinrichtung 4a die Information über die Stichlänge L durch Eingabe mittels eines Bedienfeldes 5 (vgl. Fig. 4). Der Sollwert nsoll (vgl. Fig. 4) für die Drehzahl nMotor (vgl. Fig. 4) des Antriebsmotors 33 der Einrichtung 3 und damit deren Drehzahl np wird dann durch einen Rechenalgorithmus RA I (vgl. Fig. 4) bestimmt.
Da nun die Einrichtung 3 einen mit Gleichstrom betriebenen Antriebsmotor 33 aufweist (vgl. Fig. 3 und 4), wird die Drehzahl np der Einrichtung 3 (→ die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2) durch den (Strom-)Regler 4a (vgl. Fig. 4) geregelt. Hierbei macht sich das in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Ausführungsbeispiel die Tatsache zunutze, daß beim Antriebsmotor 33 die durch denselben vermittelte Drehzahl np dem dem Antriebsmotor 33 zugeführten Strom - jedenfalls im wesentlichen - direkt proportional ist. Aus diesem Grunde wird die Antriebsmotordrehzahl nMotor (vgl. Fig. 4) elektronisch kontrolliert und demzufolge die gewünschte Drehzahl np der Einrichtung 3 (→ die gewünschte Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2) bewirkt.
Des weiteren ist die Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 nicht nur durch die Maschinendrehzahl n, sondern unter anderem auch durch die zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und der oberen Stofflage 8 des Nähgutes wirkende Reibungskraft bestimmt sein. Da diese Reibungskraft von der Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes abhängig ist, ist der elektronischen Regelungseinrichtung 4a, 4b die Reibungskraft im allgemeinen nicht bekannt. Nicht zuletzt aus diesem Grunde erhält die elektronische Regelungseinrichtung 4b die Information über die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes durch Eingabe mittels eines Bedienfeldes 5 (vgl. Fig. 4). Der Sollwert Fsoll (vgl. Fig. 4) für die Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 wird dann durch den Rechenalgorithmus RA II (vgl. Fig. 4) bestimmt.
Da nun die Einrichtung 3 einen mit Gleichstrom betriebenen Linearmotor 30 aufweist (vgl. Fig. 3 und 4), wird die Andruckkraft Fp der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 durch den (Strom-)Regler 4b (vgl. Fig. 4) geregelt. Hierbei macht sich das in den Fig. 1 bis 5 gezeigte Ausführungsbeispiel die Tatsache zunutze, daß beim Linearmotor 30 die durch denselben vermittelte Andruckkraft Fp dem dem Linearmotor 30 zugeführten Strom (vgl. Fig. 4: IMotor) - jedenfalls im wesentlichen - direkt proportional ist. Aus diesem Grunde wird der Linearmotorstrom IMotor elektronisch kontrolliert und demzufolge der gewünschte Druck der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 bewirkt.
Hierbei muß die Kraft des Linearmotors 30 nicht gemessen werden. Die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 ist so ausgebildet, daß sie von der oberen Stofflage 8 des Nähgutes abgehoben werden kann, beispielsweise um das Nähgut von der Näheinrichtung 10 wegnehmen zu können. Auch dies kann mittels des Linearmotors 30 bewerkstelligt werden, wobei zu bemerken ist, daß der Linearmotor 30 in diesem Zusammenhang keine Positionierungsfunktion erfüllen muß. Hinsichtlich der Ausgestaltungen, der Merkmale und der Vorteile des Linearmotors 30 wird hierbei vollumfänglich auf die Motorart Bezug genommen, wie sie in der deutschen Patentanmeldung DE 199 45 443.4 oder in der internationalen Patentanmeldung WO 00/18997 beschrieben ist.
In diesem Zusammenhang können sowohl der Anfangswert F0 als auch der vorschubgeschwindigkeitsabhängige Teil Fp < F0 der Andruckkraft Fp (vgl. Fig. 5) in geeigneter Weise parametrisiert und beispielsweise über das Bedienfeld 5 (vgl. Fig. 4) an die jeweiligen Nähverhältnisse angepaßt werden:
So läßt sich die betragsmäßige Größe der Andruckkraft Fp durch die Formel Fp = F0 + R.n wiedergeben (vgl. Fig. 5), wobei F0 der konstante Anfangswert (vgl. Fig. 5), R ein Reibwert, der in Fig. 5 als Steigung der abgebildeten Geraden erscheint und dessen Größe durch die Reibungsverhältnisse zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und der oberen Stofflage 8 bestimmt ist, und n die Maschinendrehzahl (vgl. Fig. 4 und 5) ist.
Aus der mittels Fig. 5 graphisch dargestellten Formel Fp = F0 + R.n ist mithin ersichtlich, daß die Andruckkraft Fp - neben einem konstanten, vom Reibwert R und von der Maschinendrehzahl n unabhängigen Anteil F0 - im wesentlichen linear mit dem Reibwert R zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 und der oberen Stofflage 8 und im wesentlichen linear mit der Maschinendrehzahl n vergrößerbar ist.
Wie bereits vorstehend erläutert, ist hierbei in Abhängigkeit von den technischen Gegebenheiten die Drehzahl np der Einrichtung 3 gleich der Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2. Hierbei ist die Drehzahl np der Einrichtung 3 gegeben durch die Formel np = k.n.L, wobei k ein Anpassungsfaktor, n die Maschinendrehzahl und L die Stichlänge ist.
Aus der Formel np = k.n.L ist mithin ersichtlich, daß die Drehzahl np der Einrichtung 3 und demzufolge die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 - neben dem nachfolgend noch spezifizierten Anpassungsfaktor k - im wesentlichen linear mit der Maschinendrehzahl n und im wesentlichen linear mit der Stichlänge L vergrößerbar sind.
Der Anpassungsfaktor k ist wiederum gegeben durch die Formel k = k1.k2.k3, wobei k1 ein Parameter für den Durchmesser der Stofftransportzusatzeinrichtung 2, für die Konstante des Linearmotors 30 und für die Untersetzung des Getriebes 34, k2 ein Maß für die funktionelle Abhängigkeit des Versatzes zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 von der Maschinendrehzahl n und k3 ein Parameter für die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes ist.
Aus der Formel k = k1.k2.k3 ist mithin ersichtlich, daß die Drehzahl np der Einrichtung 3 und demzufolge die Umlaufgeschwindigkeit Up der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 von den technischen Gegebenheiten und Voraussetzungen der Einrichtung 3 und der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 (→ Faktor k1), von der Funktion des Versatzes zwischen der oberen Stofflage 8 und der unteren Stofflage 9 über der Maschinendrehzahl n (→ Faktor k2) und von der Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes (→ Faktor k3) abhängig ist.
Aus den vorstehenden Erläuterungen wird ersichtlich, daß die Einrichtung 3 im Rahmen des anhand der Fig. 1 bis 5 veranschaulichten Ausführungsbeispiels eine wesentliche Rolle spielt. Hierbei weist deren Linearmotor 30 ein als Gehäuse ausgebildetes Statorelement 31 auf, das mit einer (in den Fig. 1 bis 5 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellten) Aufnahmeplatte fest verbunden ist und das an der Rückseite des Gehäusekopfes der Näheinrichtung 10 angeordnet ist. Im Statorelement 31 ist ein als Antriebsstange ausgebildetes Läuferelement 32 gelagert.
Die Einrichtung 3 weist ferner einen mit Gleichstrom betriebenen Antriebsmotor 33, ein zwischen dem Antriebsmotor 33 und der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 angeordnetes Getriebe 34 und ein zwischen dem Getriebe 34 und der Stofftransportzusatzeinrichtung 2 angeordnetes Übertragungselement 35 zur Bewegungsübertragung auf die Stofftransportzusatzeinrichtung 2 auf.
Die Einrichtung 3 weist hierbei ein mit dem Läuferelement 32 in Verbindung stehendes, verdrehsicher gelagertes Trägerelement 36 auf, an dem der Antriebsmotor 33, das Getriebe 34 und das Übertragungselement 35 angebracht sind. Die verdrehsichere Lagerung des Trägerelements 36 ist mittels einer Führungsstange 37 bewerkstelligt.
Des weiteren ist das Trägerelement 36 mittels eines federnden massearmen Kopplungselements 38 in Form einer Schraubenfeder vorgespannt. Auch hinsichtlich der Ausgestaltungen, der Merkmale und der Vorteile des Kopplungselements 38 wird vollumfänglich auf die deutsche Patentanmeldung DE 199 45 443.4 oder auf die internationale Patentanmeldung WO 00/18997 Bezug genommen, insbesondere was die mit dem Kopplungselement 38 verbundene stromsparende Arbeitsweise anbelangt.

Claims (27)

1. Für eine Näheinrichtung (10) bzw. Näh­ maschine (10) vorgesehene Vorrichtung zum Transportieren von Nähgut, aufweisend
mindestens eine Stoffschiebereinrichtung (1) zum Vorschieben des Nähgutes in Stoffschubrichtung (D) mit einer durch die Maschinendrehzahl (n) und durch die Stichlänge (L) bestimmten Vorschubgeschwindigkeit und
mindestens eine auf die obere Stofflage (8) des Nähgutes in Form eines Andruckmittels mit einer Andruckkraft (Fp) einwirkende und mit einer Umlauf­ geschwindigkeit (Up) rotierende Stofftransportzusatz­ einrichtung (2), die in Stoffschubrichtung (D) hinter der Stoffschiebereinrichtung (1) angeordnet und proportional zur Maschinendrehzahl (n) und zur Stichlänge (L) antreibbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß mittels mindestens einer Einrichtung (3) die Andruckkraft (Fp), die die Stofftransport­ zusatzeinrichtung (2) auf die obere Stofflage (8) des zu transportierenden Nähgutes ausübt, mit zunehmender Maschinendrehzahl (n) vergrößerbar und/oder
die Umlaufgeschwindigkeit (Up) der Stoff­ transportzusatzeinrichtung (2) zusätzlich zur proportionalen Erhöhung mit zunehmender Maschinen­ drehzahl (n) noch weiter vergrößerbar ist.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft (Fp) und/oder die Umlaufgeschwindigkeit (Up) vorzugsweise mittels der Einrichtung (3) zusätzlich an die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes anpaßbar ist.
3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft (Fp) gegeben ist durch die Formel
Fp = F0 + R.n,
wobei
F0 eine konstante Kraft;
R ein Reibwert, dessen Größe durch die Reibungsverhältnisse zwischen der Stofftransportzusatzeinrichtung (2) und der oberen Stofflage (8) bestimmt ist; und
n die Maschinendrehzahl
ist.
4. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl (np) der Einrichtung (3) ein Maß für die Umlaufgeschwindigkeit (Up) der Stofftransportzusatz­ einrichtung (2) oder gleich der Umlaufgeschwindigkeit (Up) der Stofftransportzusatzeinrichtung (2) ist.
5. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl (np) der Einrichtung (3) gegeben ist durch die Formel
np = k.n.L,
wobei
k ein Anpassungsfaktor;
n die Maschinendrehzahl; und
L die Stichlänge
ist.
6. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stofftransportzusatzeinrichtung (2) in niedrigen Drehzahlbereichen (np < 500 min-1) der Einrichtung (3) in einem intermittierenden Modus arbeitet.
7. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein- und Ausschaltzeiten der Einrichtung (3) durch die Winkelposition (ϕ) der Hauptwelle der Näheinrichtung (10) bzw. Nähmaschine (10) bestimmt sind.
8. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stofftransportzusatzeinrichtung (2) in hohen Drehzahlbereichen (np < 500 min-1) der Einrichtung (3) in einem kontinuierlichen Modus arbeitet.
9. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportweg der Stofftransportzusatzeinrichtung (2) pro Stichbildevorgang größer, insbesondere geringfügig größer, als der Vorschubweg der Stoffschiebereinrichtung (1) ist.
10. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Andruckkraft (Fp) der Stofftransportzusatzeinrichtung (2) und/oder die Drehzahl (np) der Einrichtung (3) elektronisch steuerbar sind.
11. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine elektronische Regelungseinrichtung (4a, 4b) zum Steuern der Andruckkraft (Fp) der Stofftransportzusatzeinrichtung (2) und/oder der Drehzahl (np) der Einrichtung (3) vorgesehen ist.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinendrehzahl (n) in der elektronischen Regelungseinrichtung (4a, 4b) bestimmbar ist.
13. Vorrichtung gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelungseinrichtung (4a) die Information über die Stichlänge (L) durch Eingabe mittels mindestens eines Bedienfeldes (5) erhält.
14. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Regelungseinrichtung (4b) die Information über die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes durch Eingabe mittels mindestens eines Bedienfeldes (5) erhält.
15. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) mindestens einen vorzugsweise mit Gleichstrom betriebenen Linearmotor (30) aufweist.
16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (30) mindestens ein als Gehäuse ausgebildetes Statorelement (31) aufweist.
17. Vorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Statorelement (31) mindestens ein als Antriebsstange ausgebildetes Läuferelement (32) gelagert ist.
18. Vorrichtung gemäß Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Statorelement (31) an der Rückseite des Gehäusekopfes der Näheinrichtung (10) bzw. Nähmaschine (10) angeordnet ist.
19. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3)
  • - mindestens einen vorzugsweise mit Gleichstrom betriebenen Antriebsmotor (33),
  • - mindestens ein zwischen dem Antriebsmotor (33) und der Stofftransportzusatzeinrichtung (2) angeordnetes Getriebe (34) und
  • - mindestens ein zwischen dem Getriebe (34) und der Stofftransportzusatzeinrichtung (2) angeordnetes Übertragungselement (35) zur Bewegungsübertragung auf die Stofftransportzusatzeinrichtung (2) aufweist.
20. Vorrichtung gemäß Anspruch 5 und gemäß mindestens einem der Ansprüche 15 bis 18 und gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungsfaktor (k) gegeben ist durch die Formel
k = k1.k2.k3,
wobei
k1 ein Parameter für den Durchmesser der Stofftransportzusatzeinrichtung (2), für die Konstante des Linearmotors (30) und für die Untersetzung des Getriebes (34);
k2 ein Maß für die funktionelle Abhängigkeit des Versatzes zwischen der oberen Stofflage (8) und der unteren Stofflage (9) von der Maschinendrehzahl (n); und
k3 ein Parameter für die Beschaffenheit des zu transportierenden Nähgutes
ist.
21. Vorrichtung gemäß Anspruch 17 und gemäß Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) mindestens ein mit dem Läuferelement (32) in Verbindung stehendes Trägerelement (36) aufweist, an dem der Antriebsmotor (33), das Getriebe (34) und das Übertragungselement (35) angebracht sind.
22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (36) verdreh­ sicher gelagert ist.
23. Vorrichtung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (36) mittels mindestens einer Führungsstange (37) verdrehsicher gelagert ist.
24. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (36) mittels mindestens eines federnden massearmen Kopplungselements (38) vorgespannt ist.
25. Vorrichtung gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement (38) mindestens eine Schraubenfeder ist.
26. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Stofftransportzusatzeinrichtung (2) als mindestens eine rotierende Walze, insbesondere als mindestens eine rotierende Abzugswalze, ausgebildet ist.
27. Vorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) als mindestens ein Stellglied ausgebildet ist.
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