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Die
Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 und ein Greifer-System für eine Nähmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruches 9.
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Bei
einer derartigen aus der
EP
1 576 224 B1 (entspr.
US 6,923,130 B2 ) ist die Steuerkurve mit
der Übertragungs-Welle drehfest verbunden und wird von
dieser mit einer gegenüber der Drehzahl des Greifers nur
halb so großen Drehzahl direkt angetrieben. Die Steuerkurve
ist an einer Axial-Kurvenscheibe als stirnseitige Kurven-Fläche
ausgebildet, gegen die der Taster angedrückt ist.
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Bei
dieser Ausgestaltung ist – wie auch bei allen anderen üblichen
Antrieben – die Geräuschentwicklung beim Anschlagen
des Halte-Steges der Spulen-Kapsel am gehäusefesten Nocken
sehr hoch.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschine
und ein Greifer-System für eine Nähmaschine so
auszugestalten, dass die Geräuschentwicklung deutlich reduziert
wird.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Nähmaschine nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale
im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Sie wird
weiterhin bei einem Greifer-System nach dem Oberbegriff des Anspruches
9 durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 9 gelöst.
Der Kern der Erfindung liegt darin, dass die Freigabe der Spulen-Kapsel
in Drehrichtung durch entsprechende Verschwenkung des Lüfter-Hebels
unmittelbar vor dem Anschlagen des Halte-Steges der Spulen-Kapsel
an den ortsfesten Nocken weitgehend unterbro chen wird, so dass der
Halte-Steg unmittelbar vor dem Auftreffen auf den Nocken angehalten
wird. Er kommt dann nur mit einer außerordentlich geringen
Geschwindigkeit am Nocken an mit der Folge, dass die Geräuschentwicklung
deutlich reduziert wird.
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Die
Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen wieder.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigt:
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1 eine
Seiten-Längsansicht einer Doppel-Steppstich-Nähmaschine,
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2 eine
gegenüber 1 vergrößerte Darstellung
eines Greifers mit Greiferlager der Nähmaschine entsprechend
dem Ausschnitt II aus 1,
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3 eine
Draufsicht auf eine Steuerkurve in stark vergrößerter
Darstellung,
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4 eine
Draufsicht auf den Greifer mit Kapsel-Lüfter gemäß dem
Sichtpfeil IV in 1 in einer
ersten Position der Spulen-Kapsel,
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5 eine
perspektivische Draufsicht auf den Greifer mit Spulen-Kapsel und
Stichlochplatte in der ersten Position gemäß 4,
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6 eine 4 entsprechende
Draufsicht auf den Greifer in einer zweiten Position der Spulen-Kapsel,
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7 eine
den 4 und 6 entsprechende Draufsicht auf
den Greifer in einer dritten Position der Spulen-Kapsel,
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8 den
Verlauf der Bewegung des Lüfter-Hebels des Kapsel-Lüfters
in einem Koordinatensystem,
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9 ein
Greifer-System in teilweise aufgebrochener Darstellung in einer
gegenüber 2 abgewandelten Ausführung,
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10 eine
Draufsicht auf das Greifer-System gemäß 9,
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11 eine
Ansicht des Greifers nach 9 und 10 von
unten mit einer am Greifer ausgebildeten Steuerkurve,
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12 eine
Ansicht entsprechend 11 mit einer am Greifer angebrachten
Steuerkurve,
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13 eine
Draufsicht auf eine Steuerscheibe mit Steuerkurve und
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14 die
Auslenkung des Lüfter-Hebels des Kapsel-Lüfters über
den Drehwinkel der Steuerkurve für die Ausführung
nach den 9 bis 13.
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Die
in 1 dargestellte Doppel-Steppstich-Nähmaschine
weist in üblicher Weise einen oberen Arm 1, einen
vertikalen Ständer 2 und eine untere gehäuseartige
Grundplatte 3 auf. Im Arm 1 ist eine Armwelle 4 gelagert, über die
eine Nadelstange 5 mit Nadel 6 auf- und abgehend
antreibbar ist. Weiterhin wird von ihr ein Fadenhebel 7 angetrieben. Weiterhin
ist dem Fadenhebel 7 im Wege eines Nadelfadens 8 von
einem nicht dargestellten Fadenvorrat über den Fadenhebel 7 zur
Nadel eine Fadenspann-Vorrichtung 9 vorgeordnet.
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Wie
die 1 und 2 erkennen lassen, handelt es
sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel um eine
sogenannte Säulen-Nähmaschine. Dies bedeutet,
dass auf der Grundplatte 3 eine als Greiferlager-Gehäuse
dienende vertikale Stütze, eine sogenannte Säule 10 angebracht
ist, an deren oberem Ende ein Greiferlager 11 angeordnet
ist. In diesem Greiferlager 11 ist ein Vertikal-Greifer 12,
d. h. ein um eine vertikale Achse 13 drehantreibbarer Doppel-Steppstich-Greifer 12,
gelagert. Eine den Greifer 12 antreibende Greifer-Antriebs-Welle 14,
die um die Achse 13 antreibbar ist, ist zusätzlich
noch in einem an der Grundplatte 3 angebrachten Winkel-Getriebe 15 gelagert,
das in üblicher Weise als Kegelrad-Getriebe ausgebildet
ist. Der Antrieb der Greifer-Antriebs-Welle 14 über
das Winkel-Untersetzungs-Getriebe 15 erfolgt mittels einer Übertragungs-Welle 16,
die wiederum mittels eines Zahnriementriebes 17 von der
Armwelle 4 angetrieben wird. Der Zahnriementrieb 17 weist
in Übersetzungsverhältnis von 1:1 auf. Das Winkel-Getriebe 15 weist
ein Übersetzungsverhältnis von 1:2 auf. Dies bedeutet, dass
sich der Greifer 12 zweimal dreht, wenn die Armwelle 4 bzw.
die Übertragungs-Welle 16 eine Umdrehung ausführt.
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Oberhalb
des Greifers 12 ist an der Säule 10 eine
Stichlochplatte 18 mit einem Stichloch 19 befestigt.
Der topfförmig ausgebildete Greifer 12 weist eine Greiferspitze 20,
die unmittelbar an der durch das Stichloch 19 eingetauchten
Nadel 6 vorbeiläuft und den in dieser geführten
Nadelfaden 8 ergreifen kann. Im Greifer 12 ist
eine Spulen-Kapsel 21 angeordnet, die um die Achse 13 gegenüber
dem Greifer 12 frei drehbar ist. Die ebenfalls nach oben
offene Spulen-Kapsel 21 weist einen radial zur Achse 13 nach außen
und zur Stichlochplatte 18 nach oben vorspringenden Halte-Steg 22 auf,
der zwischen zwei an der Unterseite der Stichlochplatte 18 ausgebildete
Nocken 23, 24 nur um wenige Grad drehbar gehalten ist,
worauf weiter unten noch im Einzelnen eingegangen wird.
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Wie
insbesondere den 4 bis 7 entnehmbar
ist, befindet sich zwischen dem ersten Nocken 23 und dem
Halte-Steg 22 ein erster seitlicher Luftspalt 25,
zwischen dem Halte-Steg 22 und der Stichlochplatte 18 ein
oberer Luftspalt 26 und zwischen dem Halte-Steg 22 und
dem zweiten Nocken 24 ein zweiter ständiger seitlicher
Luftspalt 27. Die Luftspalte 25, 26, 27 bilden
bei einer Mittelstellung des Halte-Stegs 22 einen durchgehenden
Kanal. In der Spulen-Kapsel 21 ist eine einen Spulenfaden 28 aufnehmende
Spule 29 angeordnet, die mittels eines lösbaren
Verriegelungs-Hebels 30 in der Spulen-Kapsel 21 gehalten
wird.
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Die
Spulen-Kapsel 21 weist an ihrem oberen Rand einen im Wesentlichen
radial zur Achse 13 nach außen vorspringenden
Lüfter-Nocken 31 auf, der mit einem Lüfter-Hebel 32 zusammenwirkt.
Der Lüfter-Hebel 32 bildet einen Arm eines Kapsel-Lüfters 33.
Der als Träger für den Lüfter-Hebel 32 dienende
Kapsel-Lüfter 33 ist als im Wesentlichen vertikal,
also parallel zur Achse 13 verlaufender doppelarmiger Hebel
ausgebildet. Er weist eine durch einen Bolzen gebildete Lüfter-Welle 34 auf,
die in der Säule 10 um eine zur Achse 13 senkrechte
Achse 35 gelagert und mit einer Rückstellfeder 36 belastet
ist.
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Unterhalb
der Lüfter-Welle 34 ist am Kapsel-Lüfter 33 ein
durch einen Hebel gebildeter Taster 37 angebracht. Auf
der Greifer-Antriebs-Welle 14 ist eine ringförmige
Steuerscheibe 38 angebracht, die an ihrem Außenumfang
eine Steuerkurve 39 aufweist, gegen die der Taster 37 aufgrund
der Rückstellkraft der Rückstellfeder 36 anliegt.
Die sich über den Gesamtumfang der Steuerscheibe 38 erstreckende,
also geschlossene Steuerkurve 39 hat unterschiedliche radiale
Abstände von der Achse 13, so dass bei einer Umdrehung
der Greifer-Antriebs-Welle 14 und damit des Greifers 12 der
Lüfter-Hebel 32 eine hin- und her gehende Schwenkbewegung
ausführt. Die Steuerscheibe 38 weist einen Befestigungsring 38a auf,
der mittels einer nur angedeuteten Klemmschraube 38b auf
der Greifer-Antriebs-Welle 14 einstellbar befestigt ist.
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Der
Greifer 12 mit Greifer-Antriebs-Welle 14, Steuerscheibe 38 mit
Steuerkurve 39, Spulen-Kapsel 21 und Kapsel-Lüfter 33 bildet
ein Greifer-System.
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Die
grundsätzliche Arbeitsweise ist wie bei Kapsel-Lüftern 33 allgemein
bekannt. Wenn der Lüfter-Hebel 32 nicht am Lüfter-Nocken 31 anliegt,
dann liegt der Halte-Steg 22 der Spulen-Kapsel 21 aufgrund
der Mitnahme der Spulen-Kapsel 21 durch den Greifer 12 in
Drehrichtung 40 gegen den ersten Halte-Nocken 23 an.
Der zweite seitliche Luftspalt 27 ist hierbei vergrößert,
während der erste seitliche Luftspalt 25 geschlossen
ist. Der Lüfter-Hebel 32 ist hierbei aufgrund
der entsprechenden Formgebung der Steuerkurze 39 so weit
verschwenkt, dass zwischen dem Lüfter-Nocken 31 und
dem Lüfter-Hebel 32 ein Spalt 41 von
1 bis 1, 5 mm Breite ausgebildet ist. In der zugeordneten Stellung
des Greifers 12 und des Spulengehäuses 21 erfolgt
die Aufnahme einer durch den Nadelfaden 8 gebildeten Fadenschlinge durch
die Greiferspitze 20. Der Spulenfaden 28 ist über
den Verriegelungs-Hebel 30 zum Stichloch 19 geführt.
Mit der Drehung des Greifers 12 führt die Steuerkurve 39 ebenfalls
eine Drehbewegung in Drehrich tung 40 aus, wobei die Drehzahl
der Steuerkurve 39 der Drehzahl des Greifers 12 entspricht.
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Mit
der Drehung des Greifers 12 wird die Fadenschlinge des
Nadelfadens 8 in insoweit bekannter und üblicher
Weise um die weitgehend ortsfest gehaltene Spulen-Kapsel 21 herumgeführt.
Kurz bevor die Fadenschlinge durch den Greifer 12 maximal
aufgeweitet, also um die ortsfeste Spulen-Kapsel 21 herumgeführt
worden ist, wird eine Schwenkbewegung des Lüfter-Hebels 32 durch
entsprechende Verschwenkung des Kapsel-Lüfters 33 entgegen
der Drehrichtung 40 eingeleitet, und zwar durch entsprechende
Formgebung der Steuerkurve 39. Der Halte-Steg 22 wird
vom ersten Halte-Nocken 23 abgehoben. Hierbei wird der
Halte-Steg 22 etwa in die Mitte zwischen den beiden Halte-Nocken 23 und 24 gebracht,
so dass der erste seitliche Luftspalt 25, der obere Luftspalt 26 und
der zweite seitliche Luftspalt 27 durchgehend offen sind.
Die Nadelfadenschlinge kann ohne Widerstand durch den durch die
Luftspalte 25, 26, 27 gebildeten Kanal
hindurchgleiten.
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Mit
der weiteren Drehbewegung des Greifers 12 wird der Lüfter-Hebel 32 durch
die Weiterdrehung der Steuerkurve 39 zurückgeschwenkt.
Der Spalt 41 zwischen Lüfter-Hebel 32 und
Lüfter-Nocken 31 wird wieder geöffnet,
so dass die Fadenschlinge ohne Widerstand durch diesen Spalt 41 hindurchgleiten
kann und von der Spulen-Kapsel 21 abfällt, wobei
sie zusammen mit dem Spulenfaden 28 einen Doppelsteppstich
bildet.
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Es
sei ausdrücklich erwähnt, dass der Kapsel-Lüfter 33 bei
jeder Umdrehung des Greifers 12 einen vollen Arbeitshub
ausführt, obwohl nur bei jeder zweiten Umdrehung des Greifers 12 eine
Stichbildung erfolgt.
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Das
Vorstehende sei für das dargestellte Ausführungsbeispiel
noch genauer erläutert:
Wie den 3 und 5 zu
entnehmen ist, weist die Steuerkurve 39 ein Maximum 42 und
diesem etwa gegenüberliegend ein Minimum 43, also
einen maximalen bzw. minimalen Abstand zur Achse 13, auf. Wenn
der Taster 37 über das Maximum 42 geführt wird,
dann ist entsprechend der Lüfter-Hebel 32 nicht ausgelenkt.
Er hat entsprechend 8 die Auslenkung Null. Dies
entspricht einer ersten Position 44 des Lüfter-Hebels 32 gemäß 4 und 5.
Entsprechend ist die Spulen-Kapsel 21 weitestmöglich gegen
die Drehrichtung 40 verschwenkt. Mit anderen Worten heißt
dies, dass der zweite Luftspalt 27 seine kleinstmögliche
Weite hat. Entsprechend hat der erste Luftspalt 25 seine
größtmögliche Weite a von etwa 1,5 mm,
wobei gilt 1,2 ≤ a ≤ 1,8 mm. Wenn dagegen der
Taster 37 über das Minimum 43 der Steuerkurve 39 geführt
wird, gegen die er durch die Rückstellfeder 36 gedrückt
wird, dann ist der Lüfter-Hebel 32 weitestmöglich
in Drehrichtung 40 in eine dritte Position 45 verschwenkt
und vom Lüfter-Nocken 31 unter Bildung des Spaltes 41 abgehoben.
Der Halte-Steg 22 der Spulen-Kapsel 21 liegt am
ersten Halte-Nocken 23 der Stichlochplatte 18 an
wie 7 entnehmbar ist. Da die Bewegungen des Tasters 37 und
des Lüfter-Hebels 32 gegensinnig um die Achse 35 erfolgen, hat
bei Anlage des Tasters 37 am Minimum 43 der Steuerkurve 39 die
Kurve nach 8 ihr Maximum.
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Zwischen
dem Maximum 42 und dem Minimum 43 der Steuerkurve 39 ist – bezogen
auf die Drehrichtung 40 hinter dem Maximum 42 und
vor dem Minimum 43 – ein Zwischenbereich 46 ausgebildet,
in dem die Steuerkurve 39 einen angenähert kreiszylindrischen
Verlauf konzentrisch zur Achse 13 der Greifer-Welle 14,
also angenähert konstanten Abstand zur Achse 13, aufweist.
Wenn der Taster 37 über diesen Zwischenbereich 44 der
Steuerkurve 39 geführt wird, erfolgt im Wesentlichen
keine Schwenkbewegung des Tasters 37 und entsprechend keine Schwenkbewegung
des Lüfter-Hebels 34. Dieser Zwischenbereich 46 entspricht
in der Abwicklung entsprechend 8 der dort
markierten zweiten Position 47. Dieser Zwischenbereich 46 beginnt
etwa, wenn der Halte-Steg 22 noch einen Abstand b von dem
ersten Halte-Nocken 23 aufweist, wobei für den Abstand
b gilt: 0,05 mm ≤ b ≤ 0,15 mm und bevorzugt b ≈ 0,1
mm. Beim Durchlaufen dieses Zwischenbereiches 46 erfolgt
noch eine Verschwenkung des Tasters 37 mit entsprechend
extrem reduzierter Geschwindigkeit bis zur Anlage des Halte-Steges 22 am ersten
Halte-Nocken 23. Durch dieses weiche Anlegen wird ein hartes
Anschlagen des Halte-Steges 22 am ersten Halte-Nocken 23 und
die damit verbundene Geräuschentwicklung verhindert. Danach
erfolgt die weitere Verschwenkung des Tasters 37 und damit des
Lüfter-Hebels 32, ohne dass die Spulen-Kapsel noch
weiter dreht. Der Spalt 41 zwischen Lüfter-Hebel 32 und
Lüfter-Nocken 31 wird also bis auf das Maß c
geöffnet, wobei gilt 1,0 mm ≤ c ≤ 1,5
mm.
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Soweit
bei dem Ausführungsbeispiel nach den 9 bis 14 gleiche
Teile vorhanden sind, werden dieselben Bezugsziffern verwendet wie
in der bisherigen Beschreibung. Soweit es sich um funktionell gleiche,
konstruktiv aber geringfügig andere Teile handelt, werden
diese mit derselben Bezugsziffer mit einem hochgesetzten Strich
bezeichnet, ohne dass es in jedem Fall einer erneuten Beschreibung
bedarf.
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Das
in den 9 bis 14 dargestellte Greifer-System
ist für eine Doppel-Steppstich-Nähmaschine vorgesehen,
wie sie grundsätzlich in 1 dargestellt
ist. Der Unterschied liegt lediglich darin, dass das gesamte Greifer-System
in die Grundplatte 3 eingebaut wird, wie es bei Nähmaschinen
all gemein üblich ist. Dieses Greifer-System ist also für eine
sogenannte Flachbett-Nähmaschine bestimmt.
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Das
Greifer-System weist ein Greiferlager-Gehäuse 52 auf,
in dessen unterem Teil das als Kegelrad-Getriebe ausgestaltete Winkel-Untersetzungs-Getriebe 15 angeordnet
ist. Oberhalb des Greifers 12 ist die Stichlochplatte 18' befestigt.
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Die
Steuerscheibe 53 mit Steuerkurve 54 ist bei diesem
Ausführungsbeispiel an der der Greifer-Antriebs-Welle 14' zugewandten
Unterseite 55 des ansonsten unveränderten Greifers 12 angeordnet.
Die Steuerscheibe 53 ist als flache Scheibe ausgebildet.
Gegen die ebenfalls an ihrem Außenumfang ausgebildete Steuerkurve 54 liegt
der ebenfalls als Tast-Hebel ausgebildete Taster 56 des
Kapsel-Lüfters 33' unter der Kraft der Rückstellfeder 36' an.
Weiterhin ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Lüfter-Welle 34' vertikal,
also parallel zur Achse 13 des Greifers 12 angeordnet.
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Die
in den 11 und 12 dargestellte Steuerscheibe 53 kann
einstückig mit dem Greifer 12 ausgebildet sein,
zusammen mit diesem also aus einem Stück hergestellt sein,
wie es in 11 dargestellt ist. Sie kann
aber auch – wie in 12 angedeutet – auf
den Greifer 12 aufgesteckt sein. Sie wird in diesem Fall
mit dem Greifer 12 mittels eines Mitnehmer-Stiftes 57 drehfest
verbunden und in ihrer Winkellage relativ zum Greifer 12 positioniert.
Um eine relative Winkeleinstellung zwischen Steuerscheibe 53 und
Greifer 12 zu ermöglichen, können an der
Unterseite 55 des Greifers 12 und/oder in der Steuerscheibe 53 in
geringem Abstand voneinander mehrere nur angedeutete Bohrungen 58 ausgebildet sein,
in die der Mitnehmerstift 57 gesteckt wird, so dass eine
Winkeleinstellung der Steuerscheibe 53 und damit der Steuerkurve 54 relativ
zum Greifer 12 erreichbar ist.
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Die
Dicke d der Steuerscheibe 53 und damit der Steuerkurve 54 in
Richtung der Achse 13 ist sehr gering. Es gilt 2,0 mm ≤ d ≤ 5
mm. Für die Erstreckung e des als Tast-Hebel ausgebildeten
Tasters 56 in Richtung der Achse 13 gilt, dass
sie etwas geringer sein muss als die Dicke d. Insofern gilt 1,5
mm ≤ e ≤ 4,0 mm.
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Auch
hier bildet der Greifer 12 mit Greifer-Antriebs-Welle 14',
Steuer-Scheibe 53 mit Steuerkurve 54, Spulen-Kapsel 21 und
Kapsel-Lüfter 33' ein Greifer-System.
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Während
bei der Ausführungsform nach den 2 bis 8 der
Lüfter-Hebel 32 und der Taster 37 gegensinnig,
also einander entgegengesetzt gerichtet verschwenkt werden, wird
bei dem Ausführungsbeispiel nach den 9 bis 14 der
Lüfter-Hebel 32' gleichsinnig zum Taster 56 verschwenkt.
Auch die Steuerkurve 54 weist ein Maximum 42',
ein Minimum 43' und einen Zwischenbereich 46' auf,
wobei sich aus der gleichsinnigen Verschwenkung von Lüfter-Hebel 32' und
Taster 56 ergibt, dass beim Überfahren des Maximums 42' mit dem
Taster 56 der Lüfter-Hebel 32' maximal
ausgelenkt wird. Er hat dann entsprechend 14 die
maximale Auslenkung. Dies entspricht der dritten Position 45.
Beim Überfahren des Zwischenbereichs 46' ergibt
sich die zweite Position 47 des Lüfter-Hebels 32'.
Beim Überfahren des Minimums 43' ergibt sich dann
schließlich die erste Position 44 des Lüfter-Hebels 32' mit
einer Auslenkung Null des Lüfter-Hebels 32'.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1576224
B1 [0002]
- - US 6923130 B2 [0002]