DE102022203472A1 - sewing machine - Google Patents
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Abstract
Eine Nähmaschine (1) hat eine Nadelstange (6) zur Halterung einer Nähnadel (5) zur Führung eines Oberfadens. Eine Stichplatte der Nähmaschine (1) hat eine Öffnung zum Durchtritt der Nähnadel (5) während der Stichbildung. Ein Drückerfuß (8) dient zum Fixieren von Nähgut während der Stichbildung im Bereich der Stichplatte. Ein Nadelstangen-Drehantrieb (14) dient zum Drehen der Nadelstange (6) um eine Nadelstangenachse. Es resultiert eine Nähmaschine, mit der ein flexibler Nähbetrieb insbesondere mit wechselnder Nährichtung möglich ist, der eine Abarbeitung insbesondere von CNC-Steuerprogrammen ermöglicht.A sewing machine (1) has a needle bar (6) for holding a sewing needle (5) for guiding an upper thread. A stitch plate of the sewing machine (1) has an opening for the sewing needle (5) to pass through during stitch formation. A presser foot (8) is used to fix sewing material in the area of the stitch plate during stitch formation. A needle bar rotary drive (14) is used to rotate the needle bar (6) about a needle bar axis. The result is a sewing machine with which flexible sewing operation, in particular with changing sewing direction, is possible, which enables processing of CNC control programs in particular.
Description
Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine.The invention relates to a sewing machine.
Nähmaschinen sind beispielsweise bekannt aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein flexibler Nähbetrieb insbesondere mit wechselnder Nährichtung möglich ist, der eine Abarbeitung insbesondere von CNC-Steuerprogrammen ermöglicht.It is an object of the present invention to develop a sewing machine of the type mentioned in such a way that flexible sewing operation, in particular with changing sewing direction, is possible, which enables processing of CNC control programs in particular.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention by a sewing machine with the features specified in
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, eine Nähmaschine mit einem Nadelstangen-Drehantrieb zur Vorgabe einer Nährichtung bereitzustellen, ohne dass deswegen auf einen Drückerfuß zur Nähgutfixierung während der Stichbildung verzichtet werden muss. Es resultiert eine Nähmaschine mit flexibel vorgebbarer Nährichtung, wobei während des Nähens ein sicheres Fixieren des Nähguts durch den Drückfuß erfolgt. Die Nähmaschine hat einen Nähantrieb zur Vorgabe einer längs der Nadelstangen verlaufenden Stichbildungsbewegung der Nadelstange. Über eine jeweilige Drehorientierung der Nadelstange relativ zur Stichplatte ergibt sich eine Wahl der Nährichtung. Hierüber lassen sich flexible Nahtgeometrien gewährleisten, was insbesondere bei der Abarbeitung von Nähprogrammen, insbesondere gesteuert über eine CNC-Steuerung, genutzt werden kann. Insbesondere ist ein automatisches Nähen von Nähten, die entlang von Bahnkurven verlaufen möglich.According to the invention, it was recognized that it is possible to provide a sewing machine with a needle bar rotary drive for specifying a sewing direction, without having to do without a presser foot for fixing the sewing material during stitch formation. The result is a sewing machine with a flexibly predeterminable sewing direction, with the sewing material being securely fixed by the pressure foot during sewing. The sewing machine has a sewing drive for specifying a stitch formation movement of the needle bar that runs along the needle bars. A choice of sewing direction results from the rotational orientation of the needle bar relative to the throat plate. This allows flexible seam geometries to be ensured, which can be used in particular when processing sewing programs, especially controlled via a CNC control. In particular, automatic sewing of seams that run along path curves is possible.
Der Drückerfuß kann als Transportfuß ausgeführt sein.The presser foot can be designed as a transport foot.
Eine drehfeste Montage des Drückerfußes an der Nadelstange nach Anspruch 2 gewährleistet, dass sich eine Position des Drückerfußes automatisch an die über die Nadelstangendrehung jeweils gewählte Nährichtung anpasst.A rotation-proof mounting of the presser foot on the needle bar according to
Ein Hubantrieb nach Anspruch 3 ermöglicht eine Anpassung des Nähbetriebs an Nähgut unterschiedlicher Dicke. Eine Hubhöhe der Hubverstellung kann im Bereich zwischen 0,5 mm und 50 mm liegen, beispielsweise im Bereich zwischen 5 mm und 10 mm.A lifting drive according to
Ein Hubantrieb nach Anspruch 4 erlaubt eine präzise Hubverstellung. Der Hubantrieb kann als Schrittmotor ausgeführt sein. Der Hubantrieb kann über ein Steuerungsprogramm angesteuert sein.A lifting drive according to
Eine Drehscheibe nach Anspruch 5 ermöglicht es, Antriebskomponenten des Hubantriebes rahmenfest zu montieren, sodass sich die Nadelstangen-Drehbaugruppe beim Verstellen des Nadelstangen-Drehantriebs relativ zu diesen rahmenfesten Antriebskomponenten verdreht. Die Verbindung des Hubantriebes mit der Nadelstangen-Drehbaugruppe zur Hubverlagerung kann über eine Umfangsnut der Drehscheibe gegeben sein.A turntable according to
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nähmaschine derart weiterzubilden, dass eine Nährichtung auch beim Zweifaden-Nähen flexibel vorgegeben werden kann.A further object of the invention is to develop a sewing machine in such a way that a sewing direction can be flexibly specified even for two-thread sewing.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit dem im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen.This object is achieved according to the invention by a sewing machine with the features specified in
Zur Stichbildungsbewegung der Nadelstange kann wiederum ein Nähantrieb zum Einsatz kommen, wobei der Greifer-Nähantrieb zur Stichbildungsbewegung des Greifers und der Nähantrieb zur Stichbildungsbewegung der Nadelstange von ein und derselben Antriebsquelle abgeleitet werden können.A sewing drive can in turn be used for the stitch-forming movement of the needle bar, whereby the gripper sewing drive for the stitch-forming movement of the hook and the sewing drive for the stitch-forming movement of the needle bar can be derived from one and the same drive source.
Der Nadelstangen-Drehantrieb und der Greifer-Baugruppen-Drehantrieb gewährleisten, dass sowohl die Nadelstange als auch die Greifer-Baugruppe zur Zweifaden-Stichbildung unabhängig von einer momentanen Drehposition und damit unabhängig von der momentanen Nährichtung miteinander zur Stichbildung korrekt zusammenwirken.The needle bar rotary drive and the hook assembly rotary drive ensure that both the needle bar and the hook assembly interact correctly with each other to form two-thread stitches, regardless of a current rotational position and therefore regardless of the current sewing direction.
Mit der Nähmaschine kann insbesondere ein Zweifaden-Steppstich genäht werden.In particular, a two-thread lockstitch can be sewn with the sewing machine.
Der Nadelstangen-Drehantrieb kann synchronisiert zum Greifer-Baugruppen-Drehantrieb arbeiten. Der Nadelstangen-Drehantrieb kann synchronisiert zum Nähantrieb arbeiten.The needle bar rotary drive can work synchronized with the hook assembly rotary drive. The needle bar rotary drive can work synchronized with the sewing drive.
Eine Relativorientierung der Greiferachse zur Greifer-Baugruppen-Achse nach Anspruch 7 ermöglicht den Einsatz eines Greifers, der sich um eine Greiferachse dreht, die parallel zu einer Nadelstangenachse verläuft. Die Beabstandung der Greifer-Baugruppen-Achse zur Greiferachse ermöglicht es, die Lagerichtigkeit des Greifers zur Nadelstange zur korrekten Stichbildung unabhängig von der jeweils über die Drehantriebe eingestellte Nährichtung sicherzustellen.A relative orientation of the gripper axis to the gripper assembly axis according to
Eine Differenzialgetriebeeinheit nach Anspruch 8 erlaubt eine Anpassung einer relativen Drehposition einer Greiferspitze des Greifers um die Greiferachse abhängig von der Drehposition der Greifer-Baugruppe um die Greifer-Baugruppen-Achse. Dies stellt sicher, dass der Greifer nicht nur hinsichtlich der Anordnung des gesamten Greifers zu einem Durchstoßpunkt der Nadelspitze korrekt orientiert ist, sondern dass auch die Greiferspitze unabhängig von der über die Drehantriebe eingestellten Momentanposition phasenrichtig synchronisiert zum stichbildenden Zusammenwirken mit der Nähnadel an Ort und Stelle ist.A differential gear unit according to
Eine Ausgestaltung mit einem gemeinsamen Dreh-Antriebmotor für den Nadelstangen-Drehantrieb einerseits und dem Geifer-Baugruppen-Drehantrieb andererseits nach Anspruch 9 ist kostensenkend, und die damit verbundenen Antriebe können sich stets phasenrichtig bewegen. Eine Synchronität zwischen dem Nadelstangen-Drehantrieb und dem Greifer-Baugruppen-Drehantrieb kann dann über eine mechanische Kopplung mit dem gemeinsamen Antriebsmotor gewährleistet sein.An embodiment with a common rotary drive motor for the needle bar rotary drive on the one hand and the Geifer assembly rotary drive on the other hand according to
Ein Umlenkgetriebe nach Anspruch 10 ermöglicht eine flexible Antriebskraftübertragung hin zu den abtriebsseitigen Komponenten des Nadelstangen-Drehantriebs einerseits und des Geifer-Baugruppen-Drehantriebs andererseits.A deflection gear according to
Die vorstehend erläuterten Gestaltungsmerkmale der Nähmaschine können in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann die Nähmaschine mit dem Nadelstangen-Drehantrieb und dem Drückerfuß auch einen Greifer-Baugruppen-Drehantrieb aufweisen.The design features of the sewing machine explained above can be used in any combination. For example, the sewing machine with the needle bar rotary drive and the presser foot can also have a gripper assembly rotary drive.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:
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1 eine bedienerseitige perspektivische Ansicht einer Nähmaschine mit einem Nadelstangen-Drehantrieb zum Drehen einer Nadelstange und eines Drückerfußes um eine Nadelstangenachse und mit einem Greifer-Baugruppen-Drehantrieb zum Drehen einer Greifer-Baugruppe um eine nicht mit einer Greiferachse zusammenfallende Greifer-Baugruppen-Achse; -
2 vergrößert und in einem Details des Nadelstangen-Drehantriebs zeigenden Ausschnitt eine Ansicht gemäß Blickrichtung II in1 , wobei der Drückerfuß auf ein Niveau einer Stichplatte der Nähmaschine abgesenkt ist; -
3 in einer zu2 ähnlichen Darstellung die Nähmaschine mit dem auf ein erhöhtes Niveau angehobenem Drückerfuß; -
4 aus einer Blickrichtung ähnlich der1 vergrößert Details sowohl des Nadelstangen-Drehantriebs als auch des Greifer-Baugruppen-Drehantriebs in einem Stichbildungsbereich mit der Nadelstange und einem Greifer in einer Dreh-Grundstellung „0°“ entsprechend der1 ; -
5 in einer zu4 ähnlichen Darstellung den Nadelstangen-Drehantriebs und den Greifer-Baugruppen-Drehantrieb in einer im Vergleich zur4 um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehten Drehstellung „90°“; -
6 eine Getriebebaugruppe des Greifer-Baugruppen-Drehantriebs einschließlich eines Greifer-Nähantriebs zum Drehen des Greifers um eine Greiferachse; -
7 in einer zur6 ähnlichen, perspektivischen Darstellung die Baugruppe nach6 mit abgenommenen Gehäusekomponenten; -
8 eine bedienerseitige Ansicht von Hauptkomponenten der Nähmaschine mit zusätzlicher Veranschaulichung einer Zahnriemen-Führung zum Antrieb des Nadelstangen-Drehantriebs.
-
1 an operator-side perspective view of a sewing machine with a needle bar rotary drive for rotating a needle bar and a presser foot about a needle bar axis and with a hook assembly rotary drive for rotating a hook assembly about a hook assembly axis that does not coincide with a hook axis; -
2 enlarged and in a detail showing a detail of the needle bar rotary drive, a view according to viewing direction II in1 , wherein the presser foot is lowered to a level of a throat plate of the sewing machine; -
3 in one too2 Similar representation of the sewing machine with the presser foot raised to a higher level; -
4 from a viewing direction similar to that1 enlarges details of both the needle bar rotary drive and the hook assembly rotary drive in a stitch forming area with the needle bar and a hook in a "0°" rotation home position corresponding to the1 ; -
5 in one too4 Similar representation of the needle bar rotary drive and the hook assembly rotary drive in a comparison to the4 rotated 90° counterclockwise to the “90°” position; -
6 a gear assembly of the hook assembly rotary drive including a hook sewing drive for rotating the hook about a hook axis; -
7 in one to6 Similar, perspective view of theassembly 6 with housing components removed; -
8th an operator-side view of the main components of the sewing machine with an additional illustration of a toothed belt guide for driving the needle bar rotary drive.
Eine Nähmaschine 1 (vgl.
Die Nähmaschine 1 hat Stichbildungswerkzeuge in Form einer Nähnadel 5, die von einer Nadelstange 6 gehalten wird, und eines Greifers 7. Die Nadelstange 6 ist über mehrere Gleitsteine 6a in einer Lagerhülse 6b gelagert.The
Die Nähnadel 5 dient der Führung eines Oberfadens. Eine Stichplatte 5a der Nähmaschine 1 hat eine Öffnung zum Durchtritt der Nähnadel 5 während der Stichbildung.The
Ein auch als Nähfuß bezeichneter Drückerfuß 8 dient zum Fixieren von Nähgut während der Stichbildung im Bereich der Stichplatte. Die Nadelstange 6 und der Drückerfuß 8 sind an einem Kopf 2a der Nähmaschine 1 montiert, der einen Endabschnitt des Arms 2 bildet.A
Der Drückerfuß 8 kann zudem synchron mit dem Nähantrieb eine Hüpferbewegung durchführen. Diese Hüpferbewegung kann über den Hubantrieb 10 vorgegeben werden. Ein Hüpferhub bei dieser Hüpferbewegung kann im Bereich zwischen 0,5 mm und 10 mm liegen.The
Der Greifer 7 ist unter der Stichplatte in der Grundplatte 3 gelagert. Eine Greiferachse 9, um die sich der Greifer 7 bei der Stichbildung dreht, verläuft vertikal (vgl. zum Beispiel
Der Greifer 7 dient zur Führung eines bei der Stichbildung mit dem Oberfaden zusammenwirkenden Unterfaden und hat einen Unterfaden-Vorrat in Form einer Spule.The
Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Richtung verläuft längs einer Nährichtung der
Die Nähmaschine 1 hat einen Hubantrieb 10 zum Hubverstellen des Drückerfußes 8 längs der z-Richtung.
Der Hubantrieb 10 weist einen Aktor auf, der als Schrittmotor ausgeführt sein kann. Auf eine Motorwelle des Hubantriebs 10 ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter Zahnkranz gesetzt, welcher mit einem Zahnstangenabschnitt einer Drückerfußstange 11 des Drückerfußes 8 zusammenwirkt. Ein mit dem Nähgut zusammenwirkendes Drückerende 12 ist gleichzeitig als Hülse zum Durchtritt der Nähnadel 5 ausgeführt.The lifting
Alternativ zur separaten Ausführung eines Schrittmotor-Hubantriebs 10 kann eine Hubverstellung des Drückerfußes auch von einer Armwelle der Nähmaschine 1 abgeleitet sein.As an alternative to the separate implementation of a stepper
Ein Dreh-Antriebsmotor 13, der grundplattenseitig montiert ist, stellt eine gemeinsame Antriebsquelle einerseits für einen Nadelstangen-Drehantrieb 14 zum Drehen der Nadelstange 6 und des Drückerfußes 8 um eine vertikale Nadelstangenachse 15 und andererseits für einen Greifer-Baugruppen-Drehantrieb 16 zum Drehen einer den Greifer 7 beinhaltenden Greifer-Baugruppe 17 um eine Greifer-Baugruppen-Achse 18 dar (vgl. zum Beispiel
Zum Drehen der Nadelstange 6 und des hiermit drehfest verbundenen Drückerfußes 8 um die Nadelstangenachse 15 steht der Dreh-Antriebsmotor 13 über einem Zahnriemen 19 mit einer Drehantriebswelle 20, die längs der y-Achse verläuft, in Wirkverbindung (vgl.
Im Kopf 2a ist über der Nadelstange 6 eine Fadenhebelbaugruppe 23 angeordnet (vgl.
Zu einer Nadelstangen-Drehbaugruppe 27, die neben der Nadelstange 6 den hiermit drehfest um die Nadelstangenachse 15 verbunden Drückerfuß 8 aufweist, gehört auch eine Drehscheibe 28, deren zentrale Scheibenachse mit der Nadelstangenachse 15 zusammenfällt (vgl. zum Beispiel
Der Hubantrieb 10 ist an einem Rahmen der Nähmaschine 1, nämlich an einem kopfseitigen Rahmenelement, fixiert. Die Drehscheibe 28 hat eine in der
Zum Drehen der Greifer-Baugruppe 17 um die Greifer-Baugruppen-Achse 18 steht die Drehantriebswelle 20 über einem weiteren Zahnriemen 31 mit einem Zahnkranz eines Hohlwellenabschnitts 32 in Wirkverbindung. Dieser Hohlwellenabschnitt 32 steht über ein Zahnrad-Paar 34,35, eine Getriebewelle 36, ein weiteres Zahnrad-Paar 37, 38 mit einer Stirnverzahnung 39 eines Baugruppen-Gehäuses 40 der Greifer-Baugruppe 17 in Wirkverbindung.To rotate the
Der Greifer 7 ist um die Greiferachse 9 im Baugruppen-Gehäuse 40 drehbar. Das Baugruppen-Gehäuse 40 wiederum ist um die Greifer-Baugruppen-Achse 18 drehbar.The
Über die Getriebe-Verbindung 32 bis 39 wird eine Rotation des Hohlwellenabschnitts 32 um eine zur y-Achse parallele Achse in eine Rotation des Baugruppen-Gehäuses 40 um die zur z-Achse parallele Greifer-Baugruppen-Achse 18 umgelenkt.Via the
Eine Auf- und Abbewegung der Nadelstange 6 parallel zur z-Achse sowie eine Drehung des Greifers 7 um die Greiferachse 9, jeweils zur Stichbildung, wird von einem Näh-Antriebsmotor 41 abgeleitet, der ebenfalls grundplattenseitig montiert ist. Letzterer wirkt über einen Zahnriemen 42 mit einer Kernwelle 43 der Greiferantriebswelle 33 zusammen. Zwischen einem Zahnkranz 42a, an dem der Zahnriemen 42 angreift, und der Kernwelle 43 ist eine Rastkupplung 42b angeordnet, die bei Überlastsituationen die Kernwelle 43 vom Näh-Antriebsmotor 41 trennt.An up and down movement of the
Über eine Differenzialgetriebeeinheit 44, eine Übertragungswelle 45 und ein in der
Die Differenzialgetriebeeinheit 44 dient zur Anpassung einer relativen Drehposition einer Greiferspitze um die Greiferachse 9 abhängig von einer jeweiligen Drehposition der Greifer-Baugruppe 17 um die Greifer-Baugruppen-Achse 18. Die ein Differenzialgetriebeeinheit 44 stellt dabei sicher, dass eine Verdrehung der Übertragungswelle 45 zur Kernwelle 43 zur Ermöglichung einer entsprechenden Anpassung der relativen Drehposition der Greiferspitze möglich ist.The
Die Verdrehung der Übertragungswelle 45 zur Kernwelle 43 mittels Differenzialgetriebeeinheit 44 erfolgt zwangsgesteuert. Somit wird je nach Drehposition der Greifer-Baugruppe 17 um die Greifer-Baugruppen-Achse 18 die relative Drehposition der Greiferspitze um die Greiferachse 9 angepasst.The rotation of the
Der Nähantrieb der Nadelstange wird über den Antriebsmotor 41 auf die Nadelstange über eine Armwelle 48 und ein Kurbel-Umlenkgetriebe, das im Kopf 2a untergebracht ist, gewährleistetThe sewing drive of the needle bar is ensured via the
Mit der Nähmaschine 1 kann ein Zweifaden-Steppstich genäht werden.A two-thread lockstitch can be sewn with the
Die Komponenten der Nähmaschine 1 stehen mit einer zentralen Steuereinrichtung in Signalverbindung. Hierbei kann es sich um eine CNC-Steuerung handeln.The components of the
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