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Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine, insbesondere eine Schwerlast-Nähmaschine, also eine Nähmaschine zum Vernähen von sehr widerstandsfähigem bzw. sehr starker Nähgut.
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Nähmaschinen und insbesondere Schwerlast-Nähmaschinen sind in vielfacher Ausführung bekannt. Eine Nähmaschine mit einer Hüpfermechanik ist bekannt aus der
DE 34 23 843 C2 und der
JP 2 193 693 A .
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine mit einer Hüpfermechanik, die mit einem Transportfuß zum Nähgut-Transportieren und einem Drückerfuß zum klemmenden Nähgut-Halten zum wechselweisen, hüpfenden Anheben und Absenken relativ zu einer Auflageplatte verbunden ist, derart weiterzubilden, dass diese Hüpfermechanik praktisch unbeeinflusst von einer Nähgutdicke arbeitet.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Die erfindungsgemäße Gelenkverbindung des Hüpfergliedes mit dem Hüpferantrieb über ein Antriebsglied mit einer Führungsnut führt dazu, dass eine Dicke bzw. Stärke des zu vernähenden Nähguts keinen Einfluss auf die Hüpferbewegung des Transportfußes und des Drückerfußes hat. Auch bei sehr dünnem oder bei sehr dickem Nähgut können der Transportfuß und der Drückerfuß in gleicher Weise vom Hüpferantrieb zum hüpfenden Anheben und Absenken angetrieben werden. Die Führungsnut der Gelenkverbindung des Hüpfergliedes mit dem Antriebsglied kann am Antriebsglied oder am Hüpferglied ausgeführt sein. Die Rahmenhebel-Verbindung, bei der das Antriebsglied über den Rahmenhebel mit dem Rahmen verbunden ist, sorgt für eine stabile Ankopplung des Antriebsgliedes. Das Antriebsglied ist über einen Getriebehebel und eine Hüpfer-Antriebswelle mit einem Hüpfergetriebe verbunden, über welches ein Hüpferhub der Transportfußstange und der Drückerfußstange vorgebbar ist. Ein solches Hüpfergetriebe ermöglicht eine Anpassung des Hüpferantriebs an die jeweiligen Nähanforderungen. Das Hüpfergetriebe kann von einer Armwelle der Nähmaschine angetrieben sein, von der auch eine Bewegung anderer Nähkomponenten, insbesondere der Nadelstange abgeleitet sein kann. Mit dem Hüpfergetriebe kann der Hüpferhub insbesondere stufenlos vorgegeben werden. Der Rahmenhebel, über den das Antriebsglied mit dem Rahmen verbunden ist, bildet mit dem Getriebehebel eine Parallelogramm-Anordnung. Eine solche Parallelogramm-Anordnung ist stabil.
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Eine Dreiecks-Hebelmechanik nach Anspruch 2 lässt sich kompakt und mit vergleichsweise wenigen mechanischen Komponenten realisieren.
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Eine Gleitnutplatte nach Anspruch 3 ist eine robuste Variante für das Antriebsglied.
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Ein Gleitstein nach Anspruch 4 vermeidet eine Verkantung im Bereich der Führungsnut und reduziert einen Verschleiß.
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Ein angetrieben verschwenkbarer Nadelstangerahmen nach Anspruch 5 stellt eine robuste Möglichkeit für den Nähgut-Transport dar. Ein derartiger Nähgut-Nadeltransport kann mit der Transportfußbewegung synchronisiert zusammenwirkend ausgelegt sein.
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Eine Anlenkung des Rahmenhebels nach Anspruch 6 führt zu einem kompakten Aufbau. Es ist dann keine gesonderte Rahmenhalterung für das Antriebsglied notwendig.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
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1 eine Seitenansicht einer Nähmaschine aus Sicht eines Bedieners;
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2 eine Explosionsdarstellung einer Hüpfermechanik und einer Nadelstangenmechanik der Nähmaschine;
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3 die Hüpfermechanik und die Nadelstangenmechanik nach 2 in montierter Form, dargestellt mit einem Nähgut mit 2 mm Dicke, mit einem Drückerfuß in einer oberen Position, einem Transportfuß in einer unteren Position und der Nadelstange in einer unteren Position relativ zu einer Auflageplatte;
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4 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung die Hüpfermechanik und die Nadelstangenmechanik mit dem Drückerfuß in einer unteren Position, dem Transportfuß in einer oberen Position und der Nadelstange in einer oberen Position relativ zur Nähgut-Auflageplatte;
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5 die Hüpfermechanik und die Nadelstangenmechanik in einer Stangenstellung, die derjenigen nach 3 entspricht, allerdings mit einem Nähgut mit 20 mm Dicke;
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6 die Hüpfermechanik und die Nadelstangenmechanik in einer Stangenstellung nach 4, allerdings mit dem 20 mm starken Nähgut;
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7 in einer zu den 3 und 4 ähnlichen Darstellung die Hüpfermechanik und die Nadelstangenmechanik in einer Momentanposition zwischen den Positionen nach den 3 und 4 mit dem Drückerfuß beim Erreichen einer unteren Position, dem Transportfuß weiterhin in einer unteren Position und der Nadelstange zwischen einer unteren und einer oberen Position relativ zur Auflageplatte; und
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8 die Hüpfermechanik und die Nadelstangenmechanik in einer Stangenstellung nach 7, allerdings mit dem 20 mm starken Nähgut.
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Die in der 1 dargestellte Nähmaschine 1 umfasst eine gehäuseartige Grundplatte 2, einen oberen Arm 3 und einen diese verbindenden Ständer 4. Die Nähmaschine 1 ist also insgesamt etwa C-förmig ausgebildet. Im Arm 3 ist eine Armwelle 5 gelagert, über die eine Nadelstange 6 mit einer Nadel 7 mittels eines nicht im Detail dargestellten Kurbeltriebs auf- und abgehend antreibbar ist. Von der Armwelle 5 wird über einen Riementrieb 8 und eine in der Grundplatte 2 gelagerte Welle 9 ein in der Grundplatte 2 gelagerter und der Nadel 7 zugeordneter Greifer angetrieben, der ebenfalls nicht näher dargestellt ist. Zusammenwirkend mit der Nadelstangenbewegung ergibt die Greiferbewegung, wie dies bekannt ist, eine Nahtbildung in einem Stichbereich.
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Ein Flanschabschnitt 10 ist an der Armwelle 5 auf Höhe des Riementriebs 8 angeordnet. Über den Flanschabschnitt 10 ist die Armwelle 5 mit einer hierzu fluchtenden Antriebswelle 11 eines Armwellen-Antriebsmotors 12 drehfest verbunden. Benachbart zum Flanschabschnitt 10 ist die Antriebswelle 11 über ein Axial/Radiallager 12a gelagert. Auf ein freies Ende 13 der Antriebswelle 11 ist ein Handrad 14 aufgesteckt und über eine nicht dargestellte Radialschraube drehfest mit der Antriebswelle 11 verbunden.
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Die Nähmaschine 1 ist ausgelegt zum Nähen von widerstandsfähigem und/oder starkem Nähgut, insbesondere zum Nähen von Leder, sehr starkem Tuchmaterial und/oder auch von plattenartigem Material, beispielsweise von Kunststoffplatten.
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Die Komponenten der Nähmaschine 1 werden getragen und gelagert von einem Rahmen 15 der Nähmaschine 1, von dem die Grundplatte 2 ein Teil darstellt. Teil der Grundplatte 2 ist ferner eine Nähgut-Auflageplatte 16, die wiederum teilweise von einer Stichplatte 17 gebildet wird. Im Bereich der Stichplatte 17 liegt auf der Auflageplatte 16 Nähgut 18 (vgl. 2) in einem Stichbildungsbereich auf. In diesem wirkt die Nähnadel 7 mit weiteren Nähwerkzeugen, also beispielsweise mit dem Greifer, zur Nahtbildung zusammen.
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2 zeigt in einer Explosionsdarstellung Details einer Hüpfermechanik 19 und einer Nadelstangemechanik 19a. Die Hüpfermechanik 19 ist mit einem Transportfuß 20 (vgl. 3) und einem Drückerfuß 21 zum wechselweisen, hüpfenden Anheben und Absenken einerseits des Transportfußes 20 und andererseits des Drückerfußes 21 relativ zur Stichplatte 17 verbunden. Die Nadelstangemechanik 19a ist mit der Nadelstange 6 verbunden und ist Teil eines ansonsten nicht dargestellten Nadelstangenantriebs zum Nadeltransport des Nähguts 18.
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Zur Erleichterung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Richtung verläuft in der 1 nach rechts. Die y-Richtung verläuft senkrecht zur Zeichenebene der 1 in diese hinein. Die z-Richtung verläuft in 1 nach oben. Die Armwelle 5 verläuft parallel zur x-Richtung. Die z-Achse steht senkrecht auf der Auflageplatte 16.
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Der Transportfuß 20 ist an einer Transportfußstange 22 angebracht und dient zusammenwirkend mit der Nähnadel 7 zum Transportieren des Nähguts 18 längs einer Transportrichtung T, die in positiver y-Richtung verläuft.
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Der Drückerfuß 21 ist an einer Drückerfußstange 23 angebracht und dient zum klemmenden Halten des Nähguts 18 auf der Stichplatte 17 während eines Haltzeitraums innerhalb einer Stichbildungsperiode der Nähmaschine 1.
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Über ein Hüpferglied 24 ist die Hüpfermechanik 19 angelenkt an der Transportfußstange 22, an der Drückerfußstange 23 und an einem Hüpferantrieb 25. Die Hüpfermechanik 19 ist als Dreiecks-Hebelmechanik mit Dreieckshebel als das Hüpferglied 24 ausgebildet. Über ein erstes Gelenk mit Gelenkbolzen 26 ist der Dreieckshebel 24 an einem Transportfußhebel 27 angelenkt, der über ein Transportfußgelenk 28 an der Transportfußstange 22 angelenkt ist. Über ein zweites Gelenk mit einem Gelenkbolzen 29 ist der Dreieckshebel 24 an der Drückerfußstange 23 angelenkt. Zwischen dem Hüpferglied 24 und dem Gelenkbolzen 29 ist noch eine Beilagscheibe 29a angeordnet. Über ein drittes Gelenk mit einem Gelenkbolzen 30 und einem Gleitstein 31 ist der Dreieckshebel 24 angelenkt an einem Antriebsglied 32 der Hüpfermechanik 19. Das Antriebsglied 32 überträgt eine Antriebsbewegung des Hüpferantriebs 25 auf den Dreieckshebel 24. Das Antriebsglied 32 ist als Gleitnutplatte mit einer Gleitnut 33 ausgeführt, die auch als Geradführung bezeichnet ist. Die Gleitnut 33 verläuft auf der dem Betrachter der 2 bis 6 abgewandten Seite der Gleitnutplatte 32. Der Gleitnut 33 ist in den 2 und 3 gestrichelt angedeutet. Die Gleitnut 33 verläuft angenähert parallel, also allenfalls unter einem kleinen Winkel, zur z-Achse.
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Die Gelenkverbindung des Hüpfergliedes 24, also des Dreieckshebels, mit dem Hüpferantrieb 25 über das Antriebsglied 32, also die Gleitnutplatte, ist aufgrund der Gleit- bzw. Führungsnut 33 derart gestaltet, dass abhängig von der Dicke des Nähgutes 18, also nähgutdickenabhängig, eine relative Verlagerung der Transportfußstange 22 und der Drückerfußstange 23 einerseits zum Antriebsglied 32 andererseits längs eines Verlagerungsweges V (vgl. den Doppelpfeil in der 2 und die Pfeile in den 3 und 5) senkrecht zur Auflageplatte 16 und zur Stichplatte 17 ohne antreibende Betätigung des Hüpfergliedes 24 durch den Hüpferantrieb 25 erfolgt.
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Zur Vervollständigung der Hüpferantriebsverbindung hat das Antriebsglied
32 ein Antriebsgelenk mit Gelenkbolzen
34, über den ein Getriebe-Antriebshebel des Hüpferantriebs
25 in Form eines Drückerfußhebels
35 an das Antriebglied
32 angelenkt ist. Der Drückerfußhebel
35 ist drehfest mit einer Drückerfußwelle
36 verbunden. Die Drückerfußwelle
36 stellt eine Hüpfer-Antriebswelle dar. Die Drückerfußwelle
36 wird über ein Drückerfußgetriebe
37 angetrieben, das auch als Hüpfergetriebe bezeichnet wird. Über das Drückerfußgetriebe
37 kann ein Hüpferhub des Hüpferantriebs
25 vorgegeben werden. Dies geschieht über die Drehstellung einer Getriebe-Einstellwelle
38 des Drückerfußgetriebes
37. Über eine Exzenterverbindung
39 und eine Zugstange
40 steht das Drückerfußgetriebe
37 mit der Armwelle
5 in Wirkverbindung, die in
2 gestrichelt angedeutet ist. Bei dem Drückerfußgetriebe
37 handelt es sich um ein Laschen-Getriebe mit einer Mehrzahl von Getriebelaschen
41. Die Wirkungsweise eines derartigen Laschengetriebes ist am Beispiel eines Stichstellergetriebes beschrieben in der
EP 2330241 A1 .
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Mit dem Drückerfußgetriebe 37 ist eine stufenlose Vorgabe eines Hüpferhubes einer Hüpferbewegung der Transportsfußstange 22 und der Drückerfußstange 23 möglich.
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Das Antriebsglied 32, also die Gleitnutplatte, ist über ein weiteres Gelenk mit Gelenkbolzen 42 gelenkig mit einem Rahmenhebel 43 verbunden. Letzterer ist über ein weiteres Gelenk mit Gelenkbolzen 44 mit dem Rahmen 15 der Nähmaschine 1 verbunden, was in 2 angedeutet ist. Diese Gelenkverbindung des Rahmenhebels 43 am Rahmen 15 stellt gleichzeitig einen Anlenkpunkt für einen Nadelstangenrahmen 45 dar, der Teil der Nadelstangenmechanik 19a ist. Der Nadelstangerahmen 45 weist einen Führungshülsenabschnitt 46 auf in dem die Nadelstange 6 und die Transportfußstange 22 geführt sind. Zum Transportieren des Nähguts 18 wird der Nadelstangenrahmen 45 über einen nicht dargestellten Nadelstangenantrieb um eine durch den Gelenkbolzen 44 vorgegebene Gelenkachse verschwenkt, die parallel zur x-Achse verläuft. Der Gelenkbolzen 44 gibt einen Anlenkpunkt einerseits für den Nadelstangenrahmen 45 und andererseits für den Rahmenhebel 43 vor.
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Der Drückerfußhebel 35 einerseits und der Rahmenhebel 43 andererseits bilden zusammen mit dem Antriebsglied 32 eine Parallelogramm-Anordnung.
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Eine Vorspannung der Drückerfußstange 23 hin zur Stichplatte 17 wird vorgegeben über eine Einstellschraube 47, die über eine Vorspannfeder 48 auf die Drückerfußstange 23 wirkt.
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In der Explosionsdarstellung nach 2 sind weiterhin noch mehrere Gelenk-Halteklammern 49 zur axial spielfreien Gelenkverbindung dargestellt.
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3 zeigt die Hüpfermechanik 19 und die Nadelstangenmechanik 19a in einer Stangen-Relativposition, bei der die Drückerfußstange 23 in einer oberen Position, die Transportfußstange 22 in einer unteren und auch die Nadelstange 6 in einer unteren Position dargestellt sind. Der Transportfuß 20 klemmt in dieser Stellung das Nähgut 18 auf die Stichplatte 17, sodass das Nähgut 18 sicher transportiert werden kann.
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Das Nähgut 18 hat bei der Darstellung der Stangen-Relativpositionen nach den 3 und 4 eine Stärke von 2 mm.
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Aufgrund des relativ dünnen Nähguts 18 ist die Transportfußstange 22 in ihrer in der 3 dargestellten unteren Stellung weit in negativer z-Richtung auf die Stichplatte 17 zu abgesenkt. Dies hat keinen Einfluss auf den Hüpferhub der Hüpfermechanik 19, da das Hüpferglied 24 relativ zum Antriebsglied 32 sich in negativer z-Richtung mit der Transportfußstange 22 und der Drückerfußstange 23 verlagern kann (vgl. Pfeil V in 3).
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5 zeigt die in 3 entsprechende Stangen-Relativposition der Transportfußstange 22 der Drückerfußstange 23 und der Nadelstange 6 bei sehr dickem Nähgut 18'. Das Nähgut 18' hat eine Dicke von 20 mm. Entsprechend ist der Transportfuß 20 in seiner unteren, das Nähgut 18' klemmenden Stellung nach 5 im Vergleich zur Stellung nach 3 um einen erheblichen Betrag in positiver z-Richtung verlagert. Die Gelenkverbindung des Hüpfergliedes 24 mit dem Antriebsglied 32 kann dies ausgleichen, da sich das Hüpferglied 24 aufgrund der Geradführung über die Gleitnut 33 in positiver z-Richtung (vgl. Pfeil V in 5) verlagern kann.
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Die Dicke des Nähguts 18, 18' hat also praktisch keinen Einfluss auf die Hüpferbewegung und insbesondere praktisch keinen Einfluss auf den Hüpferhub des Transportfußes 20 und des Drückerfußes 21. Auch bei sehr dünnem Nähgut, beispielsweise beim Nähgut 18 oder bei sehr dickem Nähgut beispielsweise beim Nähgut 18' können der Transportfuß 20 und der Drückerfuß 21 in gleicher Weise vom Hüpferantrieb 25 zum hüpfenden Anheben und Absenken angetrieben werden.
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4 zeigt beim dünnen Nähgut 18 die Relativ-Stangenposition mit der Drückerfußstange 23 in der unteren Stellung, in der der Drückerfuß 21 das Nähgut 18 auf der Stichplatte 17 klemmt, und mit der Transportfußstange 22 und der Nadelstange 6 in einer oberen Stellung.
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Der Wechsel der Relativstellungen einerseits der Transportfußstange 22 und andererseits der Drückerfußstange 23 zwischen den 3 und 4 wird durch den Hüpferantrieb 25 in Verbindung mit der Hüpfermechanik 19 herbeigeführt. Im Vergleich zu 3 ist in 4 der Drückerfußhebel 35 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse der Drückerfußwelle 36 verschwenkt, sodass sich das gesamte Parallelogramm mit dem Drückerfußhebel 35, dem Antriebsglied 32 und dem Rahmenhebel 43 entsprechend verschwenkt hat. Der Antriebshebel 32 nimmt dabei über die Verbindung der Gleitnut 33 mit dem Gelenkbolzen 30 über den Gleitstein 31 den Dreieckshebel, also das Hüpferglied 24 mit und verschwenkt dieses ebenfalls entgegen dem Uhrzeigersinn. Dies bewirkt, dass im Vergleich zu 3 in 4 die Drückerfußstange 23 abgesenkt und die Transportfußstange 22 angehoben wird.
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Die 5 und 6 zeigen wiederum den Wechsel zwischen den Stangen-Relativpositionen „Drückerfußstange 23 oben, Transportfußstange 22 unten und Nadelstange 6 unten” einerseits (vgl. 5) und „Drückerfußstange 23 unten, Transportfußstange 23 oben und Nadelstange 6 oben” andererseits (vgl. 6). Aufgrund des stärkeren Nähguts 18' im Vergleich zur Anwendung bei den 3 und 4 ist in den 5 und 6 das Hüpferglied 24, also der Dreieckshebel, relativ zum Antriebsglied 32, also relativ zur Gleitnutplatte, in positiver z-Richtung verlagert (vgl. Pfeil „V” in 5). Am Prinzip des Parallelogramm-Antriebs, den der Hüpferantrieb 25 über das Antriebsglied 32 auf das Hüpferglied 24 ausübt, ändert sich hieran nichts. Es bleibt also bei einer von der Nähgut unbeeinflussten Hüpferbewegung der Drückerfußstange 23 und der Transportsfußstange 22.
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Bei einer alternativen, nicht dargestellten Ausführung kann eine Führungs- bzw. Gleitnut nach Art der Gleitnut 33 auch am Dreieckshebel 24 ausgeführt sein. Bei dieser alternativen Ausführung ist ein Gelenkbolzen, insbesondere mit einem Gleitstein, dann am Antriebsglied 32 angeordnet.
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7 zeigt beim dünnen Nähgut 18 die Relativ-Stangenposition mit der Drückerfußstange 23 beim Erreichen der unteren Stellung, mit der Transportfußstange 22 weiterhin in der unteren Stellung und mit der Nadelstange 6 zwischen der unteren Stellung nach 3 und der oberen Stellung nach 4.
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8 zeigt beim dicken Nähgut 18' die Relativ-Stangenposition entsprechend der 7.
