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Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Nähmaschine ist durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Der Greiferantrieb der bekannten Nähmaschine unterliegt, insbesondere dann, wenn die Nähmaschine zum Nähen von sehr widerstandsfähigem Nähgut eingesetzt wird, einem hohen Verschleiß. Zudem ist der Greiferantrieb laut.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Greiferantrieb so weiterzubilden, dass eine mechanische Beanspruchung von Komponenten des Greiferantriebs reduziert ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit einem Greiferantrieb mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein derartiger Greiferantrieb, der auch als Schwing- bzw. Pendel-Greiferantrieb bekannt ist, durch den Einsatz eines Zugmittelgetriebes Extrembelastungen im Bereich der Umkehrpunkte der Antriebs-Schwingbewegung der Greifer-Schwingwelle reduziert. Dies vermindert zum einen Verschleiß an den Komponenten des Greiferantriebs. Zum anderen reduziert dies auch die Geräuschentwicklung des Greiferantriebs.
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Eine Antriebseinheit nach Anspruch 2 ist robust.
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Eine Antriebseinheit nach Anspruch 3 leitet die Antriebsbewegung des Greifers von der Armwellen-Drehbewegung ab. Grundsätzlich kann die Antriebswelle des Greiferantriebs aber auch eine unabhängig von der Armwelle angetriebene Welle sein. Schließlich ist es auch möglich, die Nähmaschine ohne Armwelle auszuführen.
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Eine Dreiecks-Exzentereinheit nach Anspruch 4 kann zu einer Reduzierung einer mechanischen Belastung der Kurbelstange führen. Zudem ist es möglich, eine Winkelgeschwindigkeit der Antriebs-Schwingbewegung der Greifer-Schwingwelle fein auf die Bewegung der Nadelstange abzustimmen, was die Nähsicherheit erhöht.
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Ein Zahnriemen nach Anspruch 5 ist robust. Der Zahnriemen kann eine Grundelastizität aufweisen, die einen Impulsübertrag im Bereich der Umkehrpunkte der Antriebs-Schwingbewegung reduziert und somit einerseits zur Verschleiß- und andererseits zur Geräuschminderung beiträgt.
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Ein Übersetzungsverhältnis nach Anspruch 6 hat sich in der Praxis bewährt. Eine Winkelamplitude der Transmissions-Schwingbewegung wird in eine um das Übersetzungsverhältnis vergrößerte Winkelamplitude der Antriebs-Schwingbewegung überführt. Das Übersetzungsverhältnis kann im Bereich von 2:1 bis 4:1 liegen. Die Winkelamplitude der Antriebs-Schwingbewegung kann größer sein als 180°. Bevorzugt ist die Winkelamplitude der Antriebs-Schwingbewegung größer als 200°, größer als 220°, größer als 250° und liegt bevorzugt im Bereich von 270°. Eine Winkelamplitude der Antriebs-Schwingbewegung größer als 180° kann sicherstellen, dass ein Oberfaden zur Verknotung um ein Greifergehäuse der Nähmaschine herumgeführt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 perspektivisch eine bedienerseitige Ansicht einer Nähmaschine zum Vernähen von schwerem bzw. widerstandsfähigem Nähgut, wobei auch teilweise innenliegende Details einer Maschinenmechanik wiedergegeben sind;
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2 einen Greiferantrieb für einen Barell-Greifer der Nähmaschine nach 1 in einer der 1 entsprechenden Perspektive;
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3 den Greiferantrieb aus Blickrichtung III in 2, also in einer seitlichen Aufsicht;
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4 eine Ansicht des Greiferantriebs aus Blickrichtung IV in 3;
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5 einen Schnitt V-V durch 3 durch einen Abschnitt des Greiferantriebs im Bereich eines Zugmittelgetriebes von diesem;
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6 ein Detail VI aus 4; und
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7 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung eine Nähmaschine mit einer weiteren Ausführung eines Greiferantriebs.
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Eine Nähmaschine 1 hat einen oberen Arm 2, einen vertikalen Ständer 3 und ein unteres Gehäuse, das üblicherweise als Grundplatte 4 bezeichnet ist. Die Nähmaschine 1 ist ausgelegt zum Vernähen von schwerem bzw. widerstandsfähigem Nähgut, z. B. von Leder oder von Kunststoffplatten. Die Komponenten 2 bis 4 sind in der 1 lediglich, was ihre Konturen angeht, angedeutet.
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Im Arm 2 ist eine Armwelle 5 drehbar an einem schematisch in der 1 angedeuteten Rahmen 5a gelagert. Eines dieser Armwellenlager ist im Bereich eines ständerseitigen Armwellenendes und ein anderes der Armwellenlager im Bereich eines gegenüberliegenden Armwellenendes in einem Kopf 6 der Nähmaschine 1 angeordnet. Der Antrieb der Armwelle 5 und damit auch der wesentlichen Nähkomponenten der Nähmaschine 1 erfolgt über einen schematisch in der 1 angedeuteten Hochleistungsmotor 7. Über die Armwelle 5 und einen Kurbeltrieb 8 ist eine im Kopf 6 vertikal gelagerte Nadelstange 9 vertikal auf- und abgehend antreibbar, die an ihrem unteren Ende eine Nadel 10 trägt.
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Unterhalb der Nadelstange 9 ist in der Grundplatte 4 ein Barell-Greifer 11 um eine Greifer-Schwingachse 12 einer Greifer-Schwingwelle 13 hin- und herschwingend angetrieben. Der Barell-Greifer 11 wird auch als Barell-Schiffchen bezeichnet. Die Greifer-Schwingachse 12 verläuft horizontal und parallel zur Armwelle 5. Der Barell-Greifer 11 wirkt mit der Nähnadel 10 zur Stich- und Nahtbildung im Nähgut zusammen.
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Der Schwingantrieb des Barell-Greifers 11 erfolgt über einen Greiferantrieb 14. 2 zeigt die Komponenten des Greiferantriebs 14. Der Greiferantrieb 14 hat eine Antriebseinheit 15 zur Erzeugung einer Transmissions-Schwingbewegung (Doppelpfeil 16 in der 2) um eine Transmissions-Schwingachse 17 (vgl. 1).
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Die Transmissions-Schwingachse 17 verläuft parallel zu den Wellen 5 und 13.
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Als umlaufende Antriebswelle der Antriebseinheit 15 dient die Armwelle 5. Weiterhin hat die Antriebseinheit 15 eine Kurbelstange 18. Ein Stangenende der Kurbelstange 18 ist als Stangenauge 19 ausgebildet, welches über eine Exzentereinheit 20 mit der Antriebswelle 5 in Antriebsverbindung steht. Das andere Stangenende der Kurbelstange 18 ist ebenfalls als Stangenauge 21 ausgebildet und steht mit einem Transmissionsrad 22 über ein Axial-/Radiallager 23 (vgl. 4 und 6) in Transmissionsverbindung. Das Transmissionsrad 22 ist schwenkbar um die Transmissions-Schwingachse 17 an einer Lagerbuchse 23a (vgl. 5) gelagert.
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Die Kurbelstange 18 steht mit dem Transmissionsrad 22 zum Hin- und Herschwenken von diesem um die Transmissions-Schwingachse 17 in Transmissionsverbindung.
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Über einen Außenumfang 24 des Transmissionsrades 22 ist ein Zugmittel 25 eines Zugmittelgetriebes 26 des Greiferantriebs 14 geführt. Das Zugmittel 25 ist als Zahnriemen ausgeführt. Dieser kämmt mit einer Außenverzahnung am Außenumfang 24 des Transmissionsrades 22.
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Das Zugmittelgetriebe 26 dient zur Übertragung der Transmissions-Schwingbewegung 16 des Transmissionsrades 22 um die Transmissions-Schwingachse 17 in eine Antriebs-Schwingbewegung (vgl. Doppelpfeil 27 in der 2) der Greifer-Schwingwelle 13.
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Das Zugmittelgetriebe 26 hat eine Übersetzung im Bereich von 3:1. Wenn das Transmissionsrad 22 um die Transmissions-Schwingachse 17 eine Transmissionsschwingbewegung mit einer Umfangsamplitude von 90° vollführt, vollführt aufgrund der Wirkung des Zugmittelgetriebes 26 die Greifer-Schwingwelle 13 eine Antriebs-Schwingbewegung mit einer Amplitude von 270° um die Greifer-Schwingachse 12, sodass entsprechend ein Greifkörper 28 des Barell-Greifers 11 eine Schwenkbewegung um 270° um die Greifer-Schwingachse 12 vollführt.
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Das Zugmittel 25 des Zugmittelgetriebes 26 ist als Endlos-Zahnriemen ausgeführt und ist um ein ständerseitiges Ende der Greifer-Schwingwelle 13 antriebsverbindend herumgeführt. Unter Spannung wird das Zugmittel 25 durch eine Spanneinheit 29 gehalten, die als Spannrolle ausgeführt ist, die drehbar am Rahmen 5a gelagert ist (vgl. 2).
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Beim Betrieb der Nähmaschine 1 wird die Armwelle 5 vom Hochleistungsmotor 7 drehangetrieben. Diese Armwellendrehung vermittelt über die Exzentereinheit 20 eine Auf- und Abbewegung (vgl. Doppelpfeil 30 der Kurbelstange 18). Diese Auf- und Abbewegung 30 wird in die Transmissions-Schwingbewegung 16 aufgrund der Transmissionsverbindung des Stangenauges 21 mit dem Transmissionsrad 22 überführt. Über das Zugmittelgetriebe 26 wird die Transmissions-Schwingbewegung um die Transmissions-Schwingachse 17 in die Antriebs-Schwingbewegung 27 der Greifer-Schwingwelle 13 überführt. Zur Stich- und Nahtbildung bewegt sich der Greiferkörper 28 des Barell-Greifers 11 synchron mit der Nadel 10 und ergreift eine Oberfaden-Schlinge, die mit der Nadel 10 durch das Nähgut hindurchgeführt wird und verknotet diese, indem der Oberfaden während der 270°-Bewegung des Greiferkörpers 28 um ein Greifergehäuse 31 herumgeführt und verknotet wird.
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Der Greiferantrieb 14 mit dem Zugmittelgetriebe 26 vermeidet mechanische Extrembelastungen im Bereich der Umkehrpunkte der Antriebs-Schwingbewegung der Greifer-Schwingwelle 13.
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5 zeigt stärker im Detail ein ständerseitiges Axial-/Radiallager 32 der Greifer-Schwingwelle 13 am Rahmen 5a der Nähmaschine 1 sowie ein Axial-/Radiallager 33 des Transmissionsrades 22 um die Transmissions-Schwingachse 17. Diese Lagerung erfolgt an der Lagerbuchse 23a, die drehfest mit dem Rahmen 5a verbunden ist.
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6 zeigt ein weiteres Axial-/Radiallager 35 zur Lagerung der Spannrolle 29 an einer Lagerbuchse 36, die wiederum fest mit dem Rahmen 5a verspannt ist.
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7 zeigt eine weitere Ausführung eines Greiferantriebs 37 für den Barell-Greifer 11. Komponenten und Funktionen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 bereits erläutert wurden, tragen die gleichen Bezugsziffern und werden nicht nochmals im Einzelnen diskutiert. Im Unterschied zur Rund-Exzentereinheit 20 dient zur Übertragung der Drehbewegung der Armwelle 5 in die Auf- und Abbewegung 30 der Kurbel 18 eine Dreiecks-Exzenterheinheit 38. Die Armwelle 5 steht dabei drehfest mit einem Dreiecks-Exzenterkörper in Verbindung, der in einer Vier-Flächen-Exzenteraufnahme 40 umläuft. Der Dreiecks-Exzenterkörper 39 hat eine äußere Mantelwand in Form eines sphärischen Dreiecks. Hierauf abgestimmt ist eine innere Mantelwand der Vier-Flächen-Exzenteraufnahme 40 in Form eines sphärischen Quadrats. Die Dreiecks-Exzentereinheit 38 vermeidet extreme mechanische Belastungen an Umkehrpunkten der Auf- und Abbewegung 30 der Kurbelstange 18.
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Bei einer alternativen Ausführung der Greiferantriebe 14 oder 37 können Zugmittelgetriebe mit einer Übersetzung im Bereich von 2:1 bis 4:1 zum Einsatz kommen.
