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Die
Erfindung betrifft eine Nähmaschine
mit einem Ölbehälter nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung einen
Tauchkörper
für den Ölbehälter einer
Nähmaschine
nach dem Anspruch 14.
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Nähmaschinen
enthalten eine Anzahl von Lagern, die mit einem Schmierstoff, insbesondere Öl versorgt
werden müssen.
Zu diesem Zweck weisen Nähmaschinen
zumindest einen Ölbehälter auf,
der über
Leitungen mit den Schmierstellen verbunden ist. Als Leitungen werden
zumeist Dochtleitungen, also Dochte, die in einen Schlauch eingezogen
sind, verwendet, da derartige Leitungen einen gleichmäßigen, langsamen Ölfluss gewährleisten
und im übrigen auch
nicht nur in Fallrichtung, sondern auch über begrenzte Strecken aufwärts Öl transportieren
können. Dabei
ist es naturgemäß wesentlich,
dass in dem Ölbehälter stets
ausreichend Öl
vorhanden sein muss. Die Überwachung
des Füllstands
des Ölbehälters ist jedoch
mit einigem Aufwand verbunden, da der oder die Ölbehälter in der Regel in das Innere
des Nähmaschinengehäuses integriert
sind. Es ist also zumeist notwendig, das Gehäuse oder entsprechende Gehäuseteile
von Zeit zu Zeit zu öffnen
und den Ölstand zu überprüfen.
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Es
ist, z. B. aus der
US
2 301 460 A , bekannt, bei Ölbehältern, die sich oberhalb der
Grundplatte befinden, also im Ständer
oder im Arm angeordnet sind, Sichtgläser im Maschinengehäuse vorzusehen, die
eine Überprüfung des Ölstandes
ohne Demontage des Gehäuses
ermöglichen.
Durch diese Sichtgläser
ist aber der Ölstand
der Ölbehälter nur
sehr schwer zu erkennen, so dass ein Ölmangel oft über längere Zeit
unbemerkt bleibt.
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Da
aber die Nähmaschinen
in einer Näherei nicht
immer die gleichen Ölmengen
verbrauchen, ist es aus Sicherheitsgründen notwendig, die Nachprüfung des Ölstandes
zu einem möglichst
frühen
Zeitpunkt vorzunehmen. Es ergibt sich also einiger Aufwand, wenn
ein auftretender Ölmangel
an einzelnen Maschinen und damit eine mögliche Beschädigung dieser
Maschinen zuverlässig
vermieden werden soll.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine zuverlässig wirkende,
einfach aufgebaute, gegebenenfalls auch nachrüstbare Ölstands-Überwachung
gegeben ist.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
eine Nähmaschine
mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
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Die
Erfindung basiert auf der Überlegung, dass
ein Lichtstrahl, der auf die Reflexionsfläche des Tauchkörpers auftrifft,
durch die Reflexionsfläche
hindurch in das Öl
eintritt, solange die Reflexionsfläche von Öl benetzt ist, dagegen reflektiert
wird, wenn der Ölstand
so weit abgesunken ist, dass die Reflexionsfläche nicht mehr von Öl umspült ist.
Im letzteren Fall wird der Lichtstrahl von der Reflexionsfläche reflektiert,
und er kann durch einen Lichtempfänger, beispielsweise eine lichtempfindliche
Diode aufgenommen werden und auf diese Weise einen Schaltimpuls für ein optisches
oder akustisches Warnsignal auslösen.
Lichtdurchlässig
ist das Material des Tauchkörpers
dann, wenn es für
Licht einer vorgegebenen Wellenlänge,
nämlich
der Wellenlänge
des von der Lichtquelle ausgesandten Licht strahls, transparent ist.
Der Tauchkörper
kann z. B. ein Hohlkörper
mit Bodenbereich aus durchsichtigem Material oder auch ein insgesamt
aus durchlässigem
Material bestehender Korpus sein, bei dem die Außenfläche die Reflexionsflächen bilden.
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Vorzugsweise
wird der Tauchkörper
senkrecht von oben in den Ölbehälter eingesetzt,
und die Reflexionsfläche
befindet sich im unteren Bereich des im wesentlichen stabförmigen Tauchkörpers.
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Eine
Reflexionsfläche,
die als ebene Fläche eines
lichtdurchlässigen
Bodenbereichs des Tauchkörpers
ausgeführt
ist, lässt
sich einfach fertigen und bietet gleichzeitig ausreichende Reflexionseigenschaften.
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Die
Lichtquelle und der Lichtempfänger
sind vorzugsweise nah beieinander im oberen Bereich des Tauchkörpers angeordnet,
so dass sie auf eine gemeinsame Platte mit gemeinsamem elektrischen Anschluss
angeordnet werden können.
Soweit im vorliegenden Zusammenhang und insbesondere in Verbindung
mit der später
erläuterten
bevorzugten Ausführungsform
davon gesprochen wird, dass der Tauchkörper von oben in den Ölbehälter eingesetzt wird
und die Lichtquelle sowie der Lichtempfänger sich im oberen Bereich
des Tauchkörpers
befinden, soll auch an dieser Stelle betont werden, dass die Richtung,
von der aus der Tauchkörper
in den Ölbehälter eintritt,
für den
Effekt der Erfindung nicht wesentlich ist. Die Verwendung des Begriffes „oben" geschieht insoweit
aus Gründen
der sprachlichen Vereinfachung. Der Tauchkörper kann also durchaus auch
von der Seite oder auch von unten in den Ölbehälter eintreten. In diesem Fall
befinden sich die Lichtquelle und der Lichtempfänger bevorzugt in der am weitesten
zurückliegenden
oder der unten liegenden Position des Tauchkörpers.
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Ausnehmungen
für die
Lichtquelle und den Lichtempfänger
im oberen Bereich des Tauchkörpers führen zu
einer vorteilhaft kompakten Ausgestaltung zur Ölstands-Überwachung.
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Bei
der Reflexionsfläche
handelt es sich insbesondere um eine Außenfläche des Tauchkörpers, die
die genannten teilreflektierenden Eigenschaften aufweist, also,
solange der Tauchkörper
in Öl eintaucht,
den Lichtstrahl in das Öl
austreten lässt,
bei Fehlen von Öl
dagegen reflektierend wirkt. Gemeint ist also zumindest eine Änderung
der Reflexionseigenschaften innerhalb von Öl einerseits und innerhalb
von Luft andererseits. Ein derartiges Reflexionsverhalten kann beispielsweise
mit einem prismatischen Tauchkörper
aus Glas oder Kunstharz erreicht werden.
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Es
können
auch zwei Reflexionsflächen
vorgesehen sein, beispielsweise zwei entgegengesetzt schräg verlaufende
Flächen,
insbesondere entgegengesetzt um 45° geneigte Flächen vorgesehen sein, deren
erste den Strahl auf die zweite und deren zweite den Strahl parallel
zurückreflektiert.
Auf diese Weise können
die Lichtquelle, etwa eine Leuchtdiode, und der Lichtempfänger, beispielsweise
ebenfalls eine lichtempfindliche Schaltdiode, nebeneinander im oberen
Bereich des Tauchkörpers
in entsprechenden Ausnehmungen angeordnet sein.
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Die
Lichtquelle und der Lichtempfänger
können
auf einer gemeinsamen Trägerplatte
angeordnet sein, die derart auf dem oberen Ende des Tauchkörpers angebracht,
z. B. verrastet wird, dass die beiden Dioden in die Ausnehmungen
des Trägerkörpers eintauchen.
Der Tauchkörper
mit der Lichtquelle und dem Lichtempfänger können als zusammenhängende Einheit
in einen oberen Deckel des Ölbehälters integriert
sein.
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Der
Lichtempfänger
steuert vorzugsweise eine von außen sichtbare Warnleuchte,
die aufleuchtet, wenn an den Lichtempfänger Licht gelangt, also der
Füllstand
des Öls
so weit abgesunken ist, dass die Reflexionsfläche oder Reflexionsflächen freiliegen.
Die Warnleuchte kann ebenfalls in den Tauchkörper integriert sein, und insbesondere
auch auf dessen Trägerplatte
angebracht sein und in den Tauchkörper in einer entsprechenden
Ausnehmung aufgenommen werden. Der Warnleuchte kann ebenfalls eine
Reflexionsfläche
zugeordnet sein, durch die das Licht der Warnleuchte in eine von
außen
sichtbare Position umgelenkt wird.
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Für die Lichtquelle,
den Lichtempfänger
und die Warnleuchte eignen sich insbesondere Dioden. Derartige Bauelemente
sind kostengünstig
verfügbar.
Die Wellenlänge
der Lichtquelle und der Warnleuchte bzw. die Sensitivität des Lichtempfängers lassen
sich aus einer Vielzahl von Standard-Dioden so auswählen, dass
sie an die Anforderungen bei der erfindungsgemäßen Nähmaschine, insbesondere an das
vom ausgesandten Licht zu durchtretende Tauchkörpermaterial, angepasst sind.
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Eine
Ausgestaltung des Tauchkörpers
nach Anspruch 13 ist besonders kompakt.
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Eine
erfindungsgemäße Nähmaschine
weist den Ölbehälter in
einem senkrechten Ständer
eines Gehäuses
auf, und er befindet sich hier hinter einem Sichtfenster, durch
das das Warnsignal von außen erkennbar
ist. Es wird daher von außen
leicht sichtbar angezeigt, dass Öl
fehlt, wenn die Warnleuchte leuchtet. Es ist nicht notwendig, den Ölstand in
dichter Reihenfolge vorsorglich zu überprüfen.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tauchkörper für den Öl behälter einer
Nähmaschine
anzugeben, mit dem eine nachrüstbare Ölstands-Überwachungseinheit
geschaffen werden kann.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
einen Tauchkörper
nach Anspruch 14.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Tauchkörper können auch
die Ölbehälter bereits
existierender Nähmaschinen
mit geringem Aufwand nachgerüstet werden.
Ansonsten entsprechen die Vorteile des Tauchkörpers denjenigen, die oben
bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Nähmaschine erläutert wurden.
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Im
folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung
näher erläutert.
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1 ist
eine Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Nähmaschine mit einem Ölbehälter mit Ölmangelanzeige
gemäß der Erfindung;
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2 ist
eine vom Maßstab
her größere, teilweise
aufgebrochene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Ölbehälters;
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3 ist
eine Draufsicht auf den Ölbehälter gemäß 2;
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4 ist
eine perspektivische Darstellung eines Deckels des Ölbehälters gemäß 2 und 3;
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5 ist
ein Schnitt durch den in 4 gezeigten Deckel entlang der
Schnittebene V-V in 3;
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6 ist
ein Teilschnitt durch den Deckel des Ölbehälters mit einem Tauchkörper entlang
der Linie VI-VI in 3;
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7 ist
eine Ansicht des Ölbehälters von rechts
in 2;
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1 ist
eine schematische Seitenansicht einer Nähmaschine mit einer gehäuseförmigen Grundplatte 10,
einem von dieser senkrecht aufragenden Ständer 12 und einem
vom oberen Ende des Ständers 12 ausgehenden,
parallel zur Grundplatte 10 laufenden waagerechten Arm 14.
Im Arm 14 ist in üblicher
Weise eine in 1 nicht sichtbare angetriebene
Armwelle gelagert, über
die eine schematisch angedeutete Nadelstange 15 mit einer
Nadel auf- und abgehend antreibbar ist.
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In
dem Ständer 12 befindet
sich ein erster Ölbehälter 16,
auf den im weiteren Verlauf der Beschreibung näher eingegangen wird. Ein zweiter Ölbehälter 18 ist
im Gehäuse 10 angeordnet.
Der erste Ölbehälter 16 versorgt über eine
Dochtleitung 20 und einen Verteiler 22 sowie eine
weitere Dochtleitung 24 einen nicht im einzelnen dargestellten
Bereich der Nadelführung.
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Über eine
weitere Dochtleitung 26 versorgt der erste Ölbehälter 16 den
zweiten Ölbehälter 18 mit Öl, der seinerseits über eine
weitere Dochtleitung 28 mit einem Fadengreifer 30 verbunden
ist. Ein unterer Bereich der Grundplatte 10 nimmt eine Ölwanne 32 auf,
die zum Auffangen von herabtropfendem Öl dient. Dieses Öl wird über eine
Leitung 34, in der sich eine Pumpe 36 befindet,
die durch einen Motor 38 angetrieben wird, zum Verteiler 22 zurückgepumpt. Weitere
Einzelheiten der Nähmaschine
in ihrer Gesamtheit sind im vorliegenden Zusammenhang nicht von
Bedeutung.
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Anschließend soll
unter Bezugnahme auf die 2 bis 7 der Ölbehälter 16 näher beschrieben werden.
Gemäß 2 und 3 weist
der Ölbehälter 16 ein
kastenförmiges
Gehäuse 40 auf,
dessen Form in einigen Einzelheiten an die örtlichen Platzverhältnisse
angepasst ist, wie 3 zeigt. Der Ölbehälter 16 ist
in eine Ausnehmung 42 einer Gehäusewand 44 des Ständers 12 der
Nähmaschine
eingepasst. Das Gehäuse 40 wird
durch einen Deckel 46 verschlossen, der insbesondere in 2 und 4 zu
erkennen ist. Der Deckel 46 weist einen erhöhten, pultförmig ansteigenden
Bereich 48 und einen tieferen, im wesentlichen plattenförmigen Bereich 50 auf. In
dem plattenförmigen
Bereich 50 befinden sich zunächst zwei Öffnungen 52, 54,
die an einer Unterseite des plattenförmigen Bereichs 50 in
Röhren 56, 58 übergehen.
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Diese
Röhren
nehmen die beiden im Zusammenhang mit 1 erwähnten Dochtleitungen 20, 26 auf,
die in 2 und 7 gezeigt, in den übrigen Darstellungen
jedoch fortgelassen sind.
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Zwischen
den beiden Röhren 56, 58 ist
an der Unterseite des plattenförmigen
Bereichs 50 des Deckels 46 ein Tauchkörper 60 befestigt,
insbesondere an den Deckel 46 als zusammenhängendes Kunststoffteil
angeformt. Der Tauchkörper 60 ragt
in ein Vorratsvolumen 61 des Ölbehälters 16. In Zuordnung
zu dem Tauchkörper 60 befinden
sich in dem plattenförmigen
Bereich 50 drei in einem Dreieck angeordnete Öffnungen 62, 64, 66,
die in entsprechende Ausnehmungen 68, 70, 72 im
oberen Bereich des Tauchkörpers 60 überleiten.
Zwei der Ausnehmungen 68, 70, die mit den Öffnungen 62, 64 fluchten, sind
in 6 gezeigt. Die dritte Ausnehmung 72,
die mit der dritten Öffnung 66 fluchtet,
ist in 5 erkennbar.
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Abgesehen
von diesen Ausnehmungen 68, 70, 72 ist
der Tauchkörper 60 als
massiver Körper aus
lichtdurchlässigem
Material, beispielsweise Ac rylglas ausgebildet.
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Auf
den Deckel 46 ist im Bereich des Tauchkörpers 60 eine Trägerplatte 74 aufgesetzt,
insbesondere mit Hilfe eines am Deckel 46 angeformten Rasthakens 76 aufgerastet.
Auf der Trägerplatte 74 sind
an den drei Ausnehmungen 68, 70, 72 zugeordneten
Positionen eine Leuchtdiode 78 als Lichtquelle, eine Licht
empfangende Diode 80, also eine Photodiode, und eine weitere
Leuchtdiode 82 angeordnet. Die lichtempfangende Diode 80 und
die weitere Leuchtdiode 82 stehen miteinander in Signalverbindung.
Die weitere Leuchtdiode 82 dient als Warnleuchte, die von
der Licht empfangenden Diode 80 ein- und ausgeschaltet
werden kann.
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5 und 6 zeigen
zwei zueinander senkrechte Schnitte durch den Tauchkörper 60 entlang
der Linien V-V und VI-VI in 3. In dem
in 6 gezeigten Schnitt sind die Leuchtdiode 78 und die
Licht empfangende Diode 80 gezeigt. Der Schnitt gemäß 5 zeigt
die Warnleuchte 82.
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Ein
unterer Boden des Tauchkörpers 60 weist
zwei gegeneinander gerichtete Schrägflächen von etwa 45° auf, die
als Reflexionsflächen 84, 86 bezeichnet
sind. Ein von der Leuchtdiode 78 ausgesendeter Lichtstrahl 88 trifft
auf die erste Reflexionsfläche 84.
Solange der Tauchkörper 60 in
das Ölbad
innerhalb des Ölbehälters 16 eintaucht,
läuft der
Strahl im wesentlichen gerade durch die Reflexionsfläche 84 hindurch
in das Ölbad
hinein, wie es durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist.
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Wenn
das Ölbad
so weit abgesunken ist, dass der untere Boden des Tauchkörpers 60 freiliegt, wird
der Lichtstrahl 88 über
die beiden Reflexionsflächen 84, 86 so
umgelenkt, dass er parallel zu der Licht empfangenden Diode 80 zurückgeworfen
wird. Diese gibt einen Schaltimpuls ab, über den die Warnleuchte 82 eingeschaltet
wird, so dass diese ein Lichtsignal abgibt.
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Wie
erwähnt,
ist die in 2 und 3 auf der
rechten Seite gezeigte Wand 90 des Gehäuses 40 in die Ausnehmung 42 der
Gehäusewand 44 der Nähmaschine
eingebettet. Dadurch ergibt sich ein Fenster 92 (1),
durch das der Ölbehälter 16 von außen sichtbar
ist. Da die Ausnehmung 42 nicht so bemessen ist, dass die
Warnleuchte 82 direkt von außen sichtbar wäre, wird
der Lichtstrahl der Warnleuchte 82 durch einen Ansatz 94 des
Tauchkörpers 60 geleitet
und auf eine unter 45° angeordnete
untere Reflexionsfläche 96 des
Ansatzes und hier um 90° aus
dem Tauchkörper 60 heraus
sowie durch das Fenster 92 nach außen reflektiert. Das bedeutet, dass
das Signal der Leuchtdiode 42 an einer markanten Stelle
an der Außenseite
der Nähmaschine
relativ weit sichtbar ist, so dass das Personal auf den Ölmangel
hingewiesen wird.
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Ergänzend sei
noch erwähnt,
dass in 2, 4, 5 und 6 eine
Leitung 98 gezeigt ist, die auch bereits in 1 erkennbar
war und eine Verbindung zwischen den Dioden 78 bis 82 und
einer Versorgungselektronik 100 herstellt.
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Erfindungsgemäß wird also
eine kompakte Ölstands-Überwachungseinheit
geschaffen, die beispielsweise als Austauschteil im Zusammenhang
mit einem herkömmlichen Ölbehälter verwendet
werden kann. Der Deckel 46 mit dem Tauchkörper 60 können als
zusammenhängende
Einheit gespritzt werden. Elektrische Anschlüsse sind nur bis zu der Trägerplatte 74 auf
der Oberseite des Tauchkörpers 60 notwendig.
Im Ölbad
selbst befinden sich keinerlei bewegliche Teile und keinerlei elektrische
oder elektronische Leitungen.
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Wie
bereits zum Ausdruck gebracht wurde, ist die Orientierung im Raum, also
der Eintritt des Tauchkörpers 60 von
oben, von der Seite oder von unten in den Ölbehälter 16 an sich unerheblich.
Es kommt lediglich darauf an, dass der Tauchkörper 60 eine Fläche aufweist,
die zeitweilig bei vollem Ölbehälter 16 im Öl liegt
und bei zunehmend leerem Ölbehälter 16 frei
wird.
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In
jedem Fall ist es vorteilhaft, den Deckel 46 des Ölbehälters 16 oder
ein entsprechendes Verschlussteil zusammenhängend mit dem Tauchkörper 60 als
ein Teil zu spritzen.
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Welche
Form der Tauchkörper 60 aufweist, ist
ebenfalls unerheblich. Es muss lediglich eine Reflexionsfläche vorgesehen
sein, die von der Lichtquelle, also von der Leuchtdiode 78,
angestrahlt werden kann. Dies kann direkt oder auch nach Umlenkung über weitere
Reflexionsflächen
geschehen.
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Eine Ölmangelanzeige
bzw. eine Ölstands-Überwachungseinheit
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann selbstverständlich
auch beim zweiten Ölbehälter 18 vorgesehen
sein, der sich in der Grundplatte 10 der Maschine befindet,
wie der Ölbehälter 16 der
beschriebenen Ausführungsform. Besonders
vorteilhaft ist jedoch eine erfindungsgemäße Füllstandsüberwachung für den oberen Ölbehälter 16,
wenn dieser in der Art der beschriebenen Ausführungsform mit dem unteren Ölbehälter 18 verbunden
ist. Der untere Ölbehälter 18 ist über die
Leitung 26 mit dem oberen Behälter verbunden, und ein nicht
bezeichnetes Rückschlagventil
verhindert das Überlaufen
des unteren Ölbehälters 18.
Das bedeutet, dass der untere Ölbehälter 18 immer
im ordnungsgemäß gefüllten Zustand
ist, solange sich eine nennenswerte Menge Öl im oberen Ölbehälter 16 befindet.
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Mit
anderen Worten, durch die Überwachung des
oberen Ölbehälters 16 mit
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
kann dafür
gesorgt werden, dass beide Ölbehälter 16, 18 stets
angemessen gefüllt
sind.