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Die Erfindung betrifft eine Antriebsbaugruppe für eine Nähmaschine zum Betätigen einer Nährichtungsumkehreinrichtung und einer Fußlüftungseinrichtung. Ferner betrifft die Erfindung eine Nähmaschine mit einer Nährichtungsumkehreinrichtung, einer Fußlüftungseinrichtung und einer derartigen Antriebsbaugruppe.
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Eine Antriebsbaugruppe der eingangs genannten Art hat bei durch offenkundige Vorbenutzung aus dem Stand der Technik bekannten Nähmaschinen jeweils eigene Antriebe einerseits für die Nährichtungsumkehr und andererseits für die Fußlüftung.
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Die
DE 10 2008 016 353 A1 beschreibt eine Nähmaschine mit einer Lüftereinrichtung zum Lüften eines Nähfußes und einer Hubhöhen-Verstelleinrichtung zur Vorgabe eines Transporthubs des Nähfußes, wobei die Lüftereinrichtung und die Hubhöhen-Verstelleinrichtung einen gemeinsamen Antrieb haben.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wenig aufwändige Antriebsbaugruppe für eine Nähmaschine sowie eine hiermit ausgerüstete Nähmaschine bereitzustellen.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Antriebsbaugruppe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch eine Nähmaschine mit den im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen.
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Durch die erfindungsgemäße Kopplung des Hauptantriebs mit der Nährichtungsumkehreinrichtung und mit der Fußlüftungseinrichtung so, dass ein und dieselbe Antriebskomponente zur Betätigung beider Einrichtungen verwendet werden kann, ergibt sich die Möglichkeit, ausschließlich einen Hauptantrieb für beide Einrichtungen einzusetzen. Dies verringert die Kosten für die Antriebsbaugruppe. Der Hauptantrieb kann als Hubmagnet ausgeführt sein. Die Nährichtungsumkehr kann zum Ausführen eines Riegels einer Naht, also zum Verriegeln, genutzt werden.
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Ein Hilfsantrieb nach Anspruch 2 ermöglicht ein einfaches Umschalten der mechanischen Kopplung des Hauptantriebs einerseits mit der Nährichtungsumkehreinrichtung und andererseits mit der Fußlüftungseinrichtung. Der Hilfsantrieb treibt weder die Nährichtungsumkehreinrichtung noch die Fußlüftungseinrichtung an, sondern dient lediglich zum Kopplungsumschalten. Eine Antriebskraft des Hilfsantriebs kann daher um ein Vielfaches geringer sein als die Antriebskraft, die zum Betätigen der Nährichtungsumkehreinrichtung bzw. der Fußlüftungseinrichtung erforderlich ist. Der Hilfsantrieb kann somit deutlich kostengünstiger als ein zweiter Hauptantrieb ausgeführt sein und hat weniger Bauraumbedarf. Der Hilfsantrieb kann als im Vergleich zum Hauptantrieb schwächerer Hubmagnet ausgeführt sein.
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Eine Ausführung der Antriebsbaugruppe nach Anspruch 3 führt dazu, dass eine Nährichtungsumkehr ausschließlich eine Betätigung des Hauptantriebs erfordert, also ohne Vermittlung des Hilfsantriebs geschehen kann. Dies ermöglicht es, die Nährichtungsumkehr schnell auszuführen.
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Ein verlagerbarer Mitnehmer nach Anspruch 4 stellt ein einfaches und kostengünstiges Kopplungselement dar. Grundsätzlich kann der Mitnehmer auch so geschaltet sein, dass er nicht über einen separaten Hilfsantrieb umgestellt wird. Grundsätzlich kann ein Verlagerungsantrieb für den Mitnehmer auch vom Hauptantrieb abgeleitet sein oder es kann ein manuell verlagerbarer Mitnehmer zum Einsatz kommen. Die erste Verlagerungsstellung des verlagerbaren Mitnehmers kann in einer ersten Antriebsstellung des Hilfsantriebes vorliegen. Die zweite Verlagerungsstellung des verlagerbaren Mitnehmers kann in einer zweiten Antriebsstellung des Hilfsantriebs vorliegen.
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Eine Gestaltung des Mitnehmers nach Anspruch 5 verringert einen Verschleiß von Komponenten der Antriebsbaugruppe. Der Hilfsantrieb ist am Antrieb der Nährichtungsumkehreinrichtung und auch am Antrieb der Fußlüftungseinrichtung nicht beteiligt, sondern lediglich am Umstellen zwischen den Kopplungsstellungen. Der Mitnehmer kann so ausgeführt sein, dass er in beiden Kopplungsstellungen gesichert ist. Eine Sicherung des Mitnehmers in den Kopplungsstellungen kann über eine Vorspannung, beispielsweise über eine Vorspannfeder, und/oder über einen Reibschluss und/oder über einen Formschluss erfolgen.
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Die Vorteile einer Nähmaschine nach Anspruch 6 entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Antriebsbaugruppe bereits erläutert wurden.
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Eine Ausführung der Nähmaschine nach Anspruch 7 erweitert die Bedienungsmöglichkeiten für die Fußlüftungseinrichtung. Die unabhängige Betätigung kann über einen manuell betätigbaren Hebel oder über einen Kniehebel realisiert sein.
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Ein nach Anspruch 8 verlagerbarer Umlenkhebel ermöglicht eine von der Antriebsbaugruppe unabhängige Betätigung der Fußlüftungseinrichtung.
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Eine Führung des Umlenkhebels nach Anspruch 9 führt zu einer betriebssicheren Positionierung des Umlenkhebels relativ zur Antriebsbaugruppe.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 perspektivisch eine Nähmaschine in einer Ansicht schräg von hinten, wobei eine Antriebsbaugruppe mit durchgezogenen Linien und diese umgebende Gehäuse- und Rahmenteile gestrichelt, sonstige Komponenten aber nicht dargestellt sind;
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2 ein kinematisches Schema, welches ein Zusammenwirken von Komponenten der Antriebsbaugruppe verdeutlicht;
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3 eine Seitenansicht von Antriebskomponenten der Antriebsbaugruppe in einer Ruheposition;
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4 eine Ansicht aus Blickrichtung IV in 3;
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5 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung die Antriebskomponenten in einer Verriegelungsposition;
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6 eine Ansicht aus Blickrichtung VI in 5;
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7 in einer zu 3 ähnlichen Darstellung die Antriebskomponenten in einer Fußlüftungspositon; und
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8 eine Ansicht aus Blickrichtung VIII in 7.
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Eine Nähmaschine 1 hat einen Ständer 2, einen Arm 3 sowie einen Kopf 4, so dass sich zusammen mit einer Grundplatte 5 ein insgesamt C-förmiger Aufbau der Nähmaschine 1 ergibt. Eine über einen nicht näher dargestellten Hauptantrieb angetriebene Armwelle treibt eine nicht dargestellte Nadelstange mit einer hieran festgelegten Nähnadel auf- und abgehend an. Die Nadel durchtritt dabei ein Stichloch in einer Stichplatte, die Teil einer Auflageplatte 7 bildet, die wiederum die Oberseite der Grundplatte 5 der Nähmaschine 1 darstellt.
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Die Nähnadel stellt zusammen mit einem nicht dargestellten Greifer ein Paar von Stichbildungswerkzeugen dar, mit denen im Nähgut eine Naht gebildet werden kann.
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Die Nähmaschine 1 hat zum Niederhalten von Nähgut während des Nähens einen nicht dargestellten Nähfuß, der auch als Drückerfuß bezeichnet ist. Der Nähfuß ist an einer Drückerfußstange 8 montiert.
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Das Nähgut wird während des Nähvorgangs längs einer Nährichtung transportiert, die parallel zu einer x-Richtung des in der 1 eingezeichneten, kartesischen xyz-Koordinatensystems verläuft. Die xy-Ebene verläuft hierbei parallel zur Auflageplatte 7. Die z-Achse verläuft nach oben. Die y-Achse verläuft parallel zum Arm 3.
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Zum Nähguttransport in positiver oder negativer x-Richtung dient ein Untertransportfuß, der nicht dargestellt ist. Angetrieben wird dieser Untertransportfuß über eine Untertransportwelle 9. Über ein Laschengetriebe 10 und eine Unterwelle 11 erfolgt eine Richtungsvorgabe einer Schwingbewegung der Untertransportwelle 9 und somit eine Vorgabe einer Transportrichtung entweder in Nährichtung x oder entgegen (–x) dieser Nährichtung.
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Zum Betätigen einer Nährichtungsumkehreinrichtung 12, zu der auch das Laschengetriebe 10 und die Unterwelle 11 gehören, und zur Betätigung einer Fußlüftungseinrichtung 13 zum Lüften des Drückerfußes an der Drückerfußstange 8 dient eine Antriebsbaugruppe 14.
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Ein Hauptantrieb 15 der Antriebsbaugruppe 14 ist in der Nähmaschine 1 am Übergang des Ständers 2 zum Arm 3 untergebracht und dient über mechanische Kopplung einerseits zum Betätigen der Nährichtungsumkehreinrichtung 12 und andererseits zum Bedienen der Fußlüftungseinrichtung 13. Der Hauptantrieb 15 ist als Hubmagnet ausgeführt. Soweit über den Hauptantrieb 15 die Nährichtungsumkehreinrichtung 12 betätigt wird, ist eine als Hülsenkolben 16 ausgeführte Antriebskomponente des Hauptantriebs 15 mechanisch mit der Nährichtungsumkehreinrichtung 12 gekoppelt. Beim Betätigen der Fußlüftungseinrichtung 13 ist dieselbe Antriebskomponente 16 des Hauptantriebs 15 mit der Fußlüftungseinrichtung 13 mechanisch gekoppelt.
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Ein Umschalten dieser mechanischen Kopplung geschieht durch einen Hilfsantrieb 17, der im Arm 3 der Nähmaschine 1 untergebracht ist. Der Hilfsantrieb 17 ist als im Vergleich zum Hauptantrieb 15 schwächerer Hubmagnet ausgeführt. In einer ersten Kopplungsstellung des Hilfsantriebs 17 ist der Hülsenkolben 16 mit der Nährichtungsumkehreinrichtung 12 und in einer zweiten Kopplungsstellung des Hilfsantriebs 17 ist die Antriebskomponente 16 des Hauptantriebs 15 mit der Fußlüftungseinrichtung 13 mechanisch gekoppelt.
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Der Hauptantrieb 15 und der Hilfsantrieb 17 sind an einem Rahmen der Nähmaschine 1 festgelegt.
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Die 3 und 4 zeigen Hauptkomponenten der Antriebsbaugruppe 14 in einer Ruheposition. In der Ruheposition nach den 3 und 4 ist der Hilfsantrieb 17 wirkungslos.
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Mechanisch fest mit dem Hülsenkolben 16 verbunden ist eine Schiebegabel 18. Die Schiebegabel 18 stellt ebenfalls ein Teil der Antriebskomponente zur mechanischen Kopplung des Hauptantriebs 15 einerseits mit der Nährichtungsumkehreinrichtung 12 und andererseits mit der Fußlüftungseinrichtung 13 dar. Zwischen die Zinken der Schiebegabel 18 ragt ein Hebelende 19 einer Drehkulisse 20. Letztere ist um eine parallel zur y-Richtung verlaufende Schwenkachse 20a (vergleiche 2) schwenkbar und mit einer Zugstange 21 verbunden. Die Drehkulisse 20 und die Zugstange 21 sind Bestandteile der Nährichtungsumkehreinrichtung 12. Über die Zugstange 21 lässt sich eine Verschwenkung der Unterwelle 11 um deren Längsachse und damit über das Laschengetriebe 10 eine Vorgabe der Transportrichtung (+x/–x) des Untertransports herbeiführen.
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Ein Mitnehmerabschnitt 22 eines Schiebestifts 23 verschließt in der Ruheposition eine Gabelöffnung der Schiebegabel 18.
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Ein Hubkolben 24 des Hilfsantriebs 17 ist in der Ruheposition beabstandet zum Schiebestift 23 und wirkt nicht auf diesen.
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An der dem Hilfsantrieb 17 abgewandten Seite hat die Schiebegabel 18 eine nach Art einer Schwalbenschwanzführung ausgeführte Längsführung 25. In letzterer ist ein freies Ende einer Schubstange 26 der Fußlüftungseinrichtung 13 geführt. Die Schubstange 26 ist mechanisch mit einer Fußlüfterwelle 27 zum Verschwenken von dieser verbunden. Die Fußlüfterwelle 27 wirkt wiederum auf die Drückerfußstange 8.
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Die 5 und 6 zeigen die Hauptkomponenten der Antriebsbaugruppe 14 in einer Verriegelungsposition, in der eine Umkehrung der Nähtransportrichtung von +x auf –x erfolgt. In der Verriegelungsposition bleibt der Hilfsantrieb 17 in Ruhe, also wirkungslos. In der Verriegelungsposition ist der Hauptantrieb 15 angesteuert und der Hülsenkolben 16 ist zusammen mit der Schiebegabel 18 eingezogen. Hierbei wirkt der Mitnahmeabschnitt 22 des Schiebestifts 23 mit dem Hebelende 19 der Drehkulisse 20 zusammen und verschwenkt Letztere in der 6 im Vergleich zu Ruhestellung nach 4 im Uhrzeigersinn. Hierüber und über die angelenkte Zugstange sowie über die hieran angelenkte Unterwelle 11 und das Laschengetriebe 10 erfolgt eine Umstellung der Untertransportwelle 9 und hierüber eine Transportrichtungsumkehr von +x auf –x. Es kann nun ein Riegel beispielsweise an einem Nahtanfang oder einem Nahtende genäht werden.
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Bei einer Verlagerung der Schiebegabel 18 von der Ruheposition in die Verriegelungsposition ändert sich eine Position der Komponenten der Fußlüftungseinrichtung 13 nicht, da eine Relativverlagerung der Schiebegabel 18 zur Schubstange 26 über die Führung 25 gegeben ist.
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Die erste Kopplungsstellung, bei der die Antriebskomponenten 16, 18 des Hauptantriebs 15 mit der Nährichtungsumkehreinrichtung 12 gekoppelt sind, wird also ohne Betätigung des Hilfsantriebs 17 erreicht. Eine Nähgutrichtungsumkehr erfolgt also ausschließlich durch eine Betätigung des Hauptantriebs 15 und kann sehr schnell erfolgen.
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7 und 8 zeigen die Hauptkomponenten der Antriebsbaugruppe 14 in einer Fußlüftungsstellung. Diese Fußlüftungsstellung wird erreicht, indem zunächst der Hilfsantrieb 17 vorübergehend angesteuert wird, wobei der Hubkolben 24 den Schiebestift 23 von der Ruheposition nach den 3 und 4 in eine Fußlüftungsposition nach den 7 und 8 verlagert. In dieser rückt ein freies Mitnehmerende 28 des Schiebestifts 23 in eine komplementär hierzu ausgeführte Aufnahme am freien Ende der Schubstange 26 ein, sodass hierüber eine Antriebskopplung der Schiebegabel 18 mit der Schubstange 26 gegeben ist. Nun wird der Hauptantrieb 15 angesteuert, sodass der Hülsenkolben 16 mit der Schiebegabel 18 wiederum aus der Ruheposition in eine betätigte Position eingezogen wird. In der Fußlüftungsposition wird hierdurch das freie Ende der Schubstange 26 über den Schiebestift 23 mitgenommen und die Schubstange 26 führt, wie einem Vergleich der 6 und 8 entnommen werden kann, eine Verschwenkung der Fußlüfterwelle 27 herbei, welche wiederum in ein Anheben der Drückerfußstange 8 in positiver z-Richtung übertragen wird.
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Das Anheben der Drückerfußstange 8 geschieht entgegen einer einstellbaren Vorspannkraft einer Druckfeder 29.
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Nach Beendigung der Fußlüftung wird der Hauptantrieb 15 wieder in seine Ruheposition umgestellt. Sobald die Schubstange 26 und der Schiebestift 23 vollständig über die Schiebegabel 18 ausgeschoben sind, kann der Schiebestift 23 aufgrund der Vorspannung über eine weitere Druckfeder 30 wieder in die Ruheposition ausrücken, wodurch das Mitnehmerende 28 des Schiebestiftes 23 außer Eingriff mit der Schubstange 26 kommt.
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Der Schiebestift 23 hat eine Freigabenut, die in der Fußlüftungsposition des Schiebestiftes 23 auf Höhe des Hebelendes 19 der Drehkulisse 20 liegt. Beim Verlagern der Schiebegabel 18 in die Fußlüftungsposition ist der Schiebestift 23 dann außer Eingriff mit dem Hebelende 19 und der Mitnahmeabschnitt 22 steht nicht in Kontakt mit dem Hebelende 19 der Drehkulisse 20. In der Fußlüftungsposition bleiben die Drehkulisse 20 und auch die weiteren Komponenten der Nährichtungsumkehreinrichtung 12 unbewegt.
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Der Schiebestift 23 stellt also einen verlagerbaren Mitnehmer dar, der in einer ersten Antriebsstellung des Hilfsantriebs 17 die Antriebskomponenten 16, 18 des Hauptantriebs 15 mit der Nährichtungsumkehreinrichtung 12 und in einer zweiten Antriebsstellung des Hilfsantriebs 17 die Antriebskomponenten 16, 18 mit der Fußlüftungseinrichtung 13 koppelt.
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Nach erfolgter Kopplung, also nach erfolgtem Eingriff des Mitnehmerendes 28 in die zugehörige Aufnahme der Schubstange 26 gelangt der Schiebestift 23 außer Eingriff mit dem Hubkolben 24 des Hilfsantriebs 17. Am Fußlüftungsantrieb, also am Betätigen der Drückerfußstange, ist der Hilfsantrieb 17 somit nicht beteiligt, sondern ausschließlich am Umstellen zwischen den verschiedenen Kopplungsstellungen. Der Schiebestift 23 ist in beiden Kopplungsstellungen gesichert, ohne dass es hierzu einer Mitwirkung des Hilfsantriebs 17 bedarf.
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Die Fußlüftungseinrichtung 13 ist so ausgestaltet, dass sie beispielsweise manuell oder mittels eines Kniehebels, auch unabhängig von der Antriebsbaugruppe 14, betätigbar ist. Hierzu kann die Schubstange 26 in der Längsführung 25 der dann wirkungslosen Schiebegabel 18 gleiten.
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Eine Sicherung des Schiebestiftes 23 in der Fußlüftungsposition nach den 7 und 8 kann über einen Rastmechanismus herbeigeführt werden, der bei Rückkehr der Schubstange 26 aus der Fußlüftungsposition in eine ausgeschobene Ausgangsposition wieder aufgehoben wird.
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Beim Fußlüften wird der Hauptantrieb 15 mit geringer zeitlicher Verzögerung zum Hilfsantrieb 17 angesteuert. Auf diese Weise ist eine geringe Reaktionszeit beim Betätigen eines Fußlüftungs-Bedienelements möglich.
