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Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Nähmaschine zum automatischen Nähen eines vorgegebenen Musters.
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Hintergrund
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Eine Musternähmaschine zum automatischen Nähen eines vorgegebenen Musters muss einen großen Unterbau zur Aufnahme einer Transportvorrichtung aufweisen, die ein zu nähendes Objekt frei relativ zu einer Nähnadel transportiert. Bei einer größeren Nähfläche ist ein größerer Unterbau erforderlich. Ferner hat ein Arm der Nähmaschine aufgrund der Position, an der der Arm mit dem Unterbau verbunden ist, eine größere Gesamtlänge, wobei die Schwingungen des Arms entsprechend zunehmen. Wenn der Arm stärker schwingt, bestehen Bedenken in Bezug auf eine Verschlechterung der Bearbeitungsqualität durch fehlerhafte Stichausführung und in Bezug eines Bruchs und eines Ausfalls einer zum Arm gehörenden Vorrichtung. Die Verringerung der Schwingungen an einem Arm einer Nähmaschine ist daher ein wichtiges Thema.
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Ein Arm einer Nähmaschine eines Typs, bei dem eine Nähnadel und ein Fadenheber mit separaten Antriebsquellen angetrieben werden, umfasst abgesehen von Nähelementen, wie der Nähnadel, einem Fadenhebel und einer Presservorrichtung eine Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einen Motor für die Vertikalbewegung der Nähnadel; aufgrund seiner Gesamtlänge weist der Arm daher auch eine große Masse auf. Der Arm muss eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um sein Eigengewicht zu tragen und Schwingungen während des Betriebs zu reduzieren, und es muss berücksichtigt werden, dass der Verbindungsbereich zwischen Arm und Unterbau eine ausreichende Festigkeit aufweist.
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In dem Patentdokument 1 wird eine Nähmaschine mit einer Konstruktion offenbart, bei der ein Säulenbereich an einem hinteren Endbereich eines Unterbaus angeordnet ist und vom oberen Ende des Säulenbereichs ein Armbereich nach vorne ragt. Das bedeutet, dass in dem Patentdokument 1 der Basisbereich des Armbereichs im Zentralbereich der Rückwand des Unterbaus angeordnet ist. In dem Patentdokument 1 kragt der Armbereich von dem Unterbau aus.
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Liste der Zitate
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Patentliteratur
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Patentdokument 1: Japanische Offenlegungsschrift
JP 2013 -
99 423 A -
In
DE 101 15 295 A1 wird eine Festoniermaschine mit einem Transportelement in Form einer Transportwalze offenbart. Die Transportrolle ist oberhalb des Nähguts angeordnet und zum Verschieben des Nähguts entlang von zwei zueinander senkrechten Richtungen einer zur Bewegungsrichtung von zwei Nadeln senkrechten Ebene ausgebildet. Der den Nadelantrieb aufnehmende Arm ist abgewinkelt ausgebildet, wobei der Tisch, auf dem das Nähgut aufliegt, nicht gegenüber dem Arm verfahrbar und auch nicht als kastenförmiger Unterbau ausgebildet ist.
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In
DE 10 2008 036 186 A1 wird eine Anordnung zum Vernähen von biegeschlaffen Zuschnittteilen offenbart, die eine Haltevorrichtung zum Halten von zu vernähenden Zuschnittteilen und einen mit einem Roboter dreidimensional verfahrbaren Nähkopf umfasst.
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In US 2015/ 0 259 837 A1 wird eine zur Bildbearbeitung ausgebildete Nähmaschine offenbart.
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In
DE 30 11 314 A1 wird eine Nähmaschine mit einem Vorschubmechanismus offenbart, der ein abwechselndes Beaufschlagen des Vorschubfußes und des Drückerfußes gegen ein Arbeitsstück ermöglicht, wobei der Vorschubfuß in irgendeine ausgewählte Lage innerhalb des Bewegungsbereichs verschwenkt werden kann.
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Kurzbeschreibung
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Technische Problemstellung
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Bei der in dem Patentdokument 1 offenbarten Nähmaschine gibt es innerhalb des Unterbaus eine Bahn, auf der sich eine Transportvorrichtung bewegt; eine Anordnung einer Verstärkungseinheit für den Basisbereich innerhalb des Unterbaus ist daher schwierig. Die Festigkeit des Basisbereichs reicht daher nicht aus und die Armschwingungen zu verringern ist schwierig.
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Die vorliegende Erfindung entstand angesichts des oben Dargelegten, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, eine Nähmaschine anzugeben, bei der die Schwingungen eines von einem Unterbau auskragenden Armes vermindert werden.
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Lösung der Problemstellung
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Zur Lösung der oben beschriebenen Problemstellung und zum Erfüllen der Aufgabe betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Nähmaschine, die aufweist: einen kastenförmigen Unterbau zur Aufnahme einer Transportvorrichtung zum Transportieren eines zu nähenden Objekts innerhalb einer Bearbeitungsebene; und einen Arm mit einer Näheinheit und einer Antriebsvorrichtung, wobei die Näheinheit eine senkrecht zur Bearbeitungsebene angeordnete Nähnadel aufweist, die Antriebsvorrichtung einen Motor zum Auf- und Abbewegen der Nähnadel aufweist, der Arm von dem Unterbau auskragt, und der Arm einen Basisbereich aufweist, der am Unterbau an einer Position befestigt ist, die nicht in einer Ebene liegt, die die Nähnadel und eine Drehachse des Motors umfasst. Der Unterbau umfasst ein Sockelelement, das mit einem Bereich in Kontakt steht, in dem eine Rückwand und eine Seitenwand aufeinandertreffen, wobei der Basisbereich mit dem Sockelelement verbunden ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Bei einer Nähmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung können die Schwingungen des von dem Unterbau auskragenden Armes reduziert werden.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Nähmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines hinteren Bereichs eines Unterbaus einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform.
- 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Nähmaschine gemäß der Ausführungsform.
- 4 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Arms und eines Basisbereichs einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform.
- 5 zeigt eine Explosionsdarstellung des Unterbaus und eines Sockelelements einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform.
- 6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Modifikation einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform.
- 7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung des Montagebereichs einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform im Vergleich mit dem Montagebereich einer Nähmaschine, bei der das Sockelelement an einem zentralen Bereich einer Rückwand des Unterbaus angeordnet ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Nachfolgend wird eine Nähmaschine gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt.
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Ausführungsform
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Nähmaschine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Nähmaschine 70 handelt es sich um eine Nähmaschine, die als Musternähmaschine bezeichnet wird. Die Nähmaschine 70 umfasst einen Arm 71, bei dem es sich um eine obere Struktur handelt, und einen Unterbau 72, der eine untere Struktur ist. In der folgenden Beschreibung ist die Y-Richtung von 1 als Vornerichtung, die X-Richtung von 1 als Rechtsrichtung und die Z-Richtung von 1 als Aufwärtsrichtung definiert.
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Der Arm 71 kragt von dem Unterbau 72 aus. Der Arm 71 umfasst eine Näheinheit mit einer Nähnadel 1, durch die ein Oberfaden eingefädelt wird, einen Fadenhebel und eine Presservorrichtung. Die Nähnadel 1 ist senkrecht zur Bearbeitungsebene angeordnet. Die Bearbeitungsebene ist eine Ebene parallel zur XY-Ebene. Demnach ist die Nähnadel 1 so angeordnet, dass ihre Längsrichtung der Z-Richtung entspricht. Ein Zustand, bei dem die Nähnadel 1 senkrecht zur Bearbeitungsebene angeordnet ist, bedeutet, dass die Rechtwinkligkeit der Achse der Nähnadel 1 zur Bearbeitungsebene innerhalb der Herstellungstoleranz liegt. Liegt die Rechtwinkligkeit innerhalb der Herstellungstoleranz, so wird dieser Zustand, auch wenn die Achse der Nähnadel 1 aufgrund eines Bearbeitungsfehlers des Arms 71 oder eines Montagefehlers des Arms 71 in Bezug auf die Bearbeitungsebene geneigt ist, weiterhin als ein Zustand betrachtet, bei dem die Nähnadel 1 senkrecht zur Bearbeitungsebene angeordnet ist.
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Der Arm 71 umfasst ferner eine Antriebsvorrichtung, die einen Motor 7 aufweist, der die Nähnadel 1 in Z-Richtung hin- und herbewegt. Die Drehachse des Motors 7 verläuft parallel zur Y-Achse. Der Arm 71 umfasst einen Basisbereich 76, der am Unterbau 72 an einer Position befestigt ist, die nicht in der Ebene liegt, die die Nähnadel 1 und die Drehachse des Motors 7 enthält. Somit umfasst der Arm 71 in einem Teil seiner Längsrichtung einen abgewinkelten Abschnitt. Der in 1 dargestellte Arm 71 weist einen abgewinkelten Abschnitt auf, der Arm 71 kann jedoch auch zwei oder mehr abgewinkelte Abschnitte aufweisen.
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Der Unterbau 72 umfasst ein Schiffchen 2, das den Oberfaden, der durch die Nähnadel 1 geführt wird, und einen Unterfaden umeinander schlingt; eine Haltevorrichtung 3, die ein zu nähendes Objekt hält; und eine Gleitplatte 4, die die Bearbeitungsebene bildet, in der das zu nähende Objekt bearbeitet wird. Der Unterbau 72 umfasst eine Transportvorrichtung 5, die das zu nähende Objekt auf der Bearbeitungsebene bewegt, wobei eine Schutzabdeckung (nicht dargestellt) auf der Oberseite des Unterbaus 72 angebracht werden kann. Der Unterbau 72 umfasst ferner einen Motor 10, der das Schiffchen 2 antreibt. Bei der Nähmaschine 70 wird demnach die Nähnadel 1 durch den Motor 7 und das Schiffchen 2 durch den Motor 10 angetrieben. Das bedeutet, dass bei der Nähmaschine 70 die Nähnadel 1 und das Schiffchen 2 separat angetrieben werden. Das Schiffchen 2 wird von einer Vorderwand 72c des Unterbaus 72 getragen. Der Unterbau 72 hat eine Kastenform und weist eine Vorderwand 72c, eine der Vorderwand 72c gegenüberliegende Rückwand 72a und eine Seitenwand 72b auf, die die Vorderwand 72c und die Rückwand 72a miteinander verbindet.
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Die Stichbildung mit Hilfe des Oberfadens, der durch die Nähnadel 1 gefädelt und durch den Unterfaden des Schiffchens 2 geführt wird, erfolgt durch gemeinsame Bewegung der Nähnadel 1 und des Schiffchens 2. Bei der Nähmaschine 70 treiben der Motor 7 und der Motor 10 die Nähnadel 1 und das Schiffchen 2 zur Stichbildung synchron zueinander an. Auf diese Weise können die Nähnadel 1 und das Schiffchen 2 sowie die Konfiguration der Nähmaschine, die die Motoren 7 und 10 aufweist, die die Nähnadel 1 und das Schiffchen 2 antreiben, vereinfacht werden. Deswegen ist es nicht erforderlich, die Näheinheit und die Antriebsvorrichtung im hinteren Teil des Arms 71 anzuordnen, und der hintere Teil kann jede beliebige Form aufweisen.
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Der Unterbau 72 umfasst ein Sockelelement 73 im Bereich der Ecke, an der die Rückwand 72a und die Seitenwand 72b aufeinandertreffen. Das Sockelelement 73 ragt seitlich aus dem Unterbau 72 heraus. Der Basisbereich 76 des Arms 71 ist mit dem Sockelelement 73 verbunden.
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2 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des hinteren Teils des Unterbaus der Nähmaschine gemäß der Ausführungsform. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Nähmaschine gemäß der Ausführungsform. Die Seitenwand 72b des Unterbaus 72 umfasst das Sockelelement 73 am Endbereich an der Rückseite, der in 2 durch eine Schraffur dargestellt ist. Ein Teil des Sockelelements 73 ist bündig mit der Rückwand 72a des Unterbaus 72, so dass es integral mit dem Eckbereich des Unterbaus 72 angeordnet ist.
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Es wird angenommen, dass ein Biegemoment M2, das durch den Abstand zwischen dem Massenschwerpunkt G des Arms 71 und dem in 3 dargestellten Sockelelement 73 bedingt ist, auf den Eckbereich des Unterbaus 72 in einer Richtung wirkt, die der Diagonalen des Unterbaus 72 in etwa entspricht. Das Biegemoment M2 kann in ein Biegemoment M2a, das in einer Richtung senkrecht zur Rückwand 72a des Unterbaus 72 wirkt, und ein Biegemoment M2b, das in einer Richtung senkrecht zur Seitenwand 72b des Unterbaus 72 wirkt, zerlegt werden. Dadurch wird die Belastung, die durch den Arm 71 nur auf die Rückwand 72a des Unterbaus 72 ausgeübt wird, wenn das Sockelelement 73 im mittleren Bereich der Rückwand 72a des Unterbaus 72 angeordnet ist, auf die Rückwand 72a des Unterbaus 72 und die Seitenwand 72b des Unterbaus 72 aufgeteilt. Das Flächenmoment zweiten Grades einer L-Form ist größer als das einer rechteckigen Form mit gleichem Querschnitt; daher ist die Biegefestigkeit bei einer L-Form höher. Somit können bei der Nähmaschine 70 gemäß der Ausführungsform durch Abstützen des Arms 71 an der Rückwand 72a und der Seitenwand 72b des Unterbaus 72 Schwingungen des Arms 71 reduziert werden, ohne dass das Unterbau 72 und der Arm 71 eine komplizierte Struktur aufweisen.
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4 zeigt eine Explosionsdarstellung des Armes und des Basisbereichs einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform. Wie in 4 dargestellt ist, sind der Arm 71 und das Sockelelement 73 durch mehrere Schrauben 74 miteinander verbunden. Auch wenn das Sockelelement 73 in 4 in den Unterbau 72 integriert ist, muss das Sockelelement 73 nicht unbedingt in den Unterbau 72 integriert sein. 5 zeigt eine Explosionsdarstellung des Unterbaus und des Sockelelements einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform. Wie aus 5 ersichtlich ist, ist es auch möglich, den Unterbau 72 und das Sockelelement 73 mit mehreren Schrauben 75 zu verbinden. Wenn das Sockelelement 73 vom Unterbau 72 abgenommen werden kann, ist es nicht notwendig, den Unterbau 72 zu ersetzen, wenn der Typ des Arms 71 geändert werden muss, und nur das Sockelelement 73 ist zu ersetzen; daher kann die Nähmaschine ein gemeinsames Grundelement aufweisen, wodurch die Kosten reduziert werden können.
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Der Arm 71 kann integral mit dem Sockelelement 73 ausgebildet sein.
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6 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung einer Modifikation einer Nähmaschine gemäß der Ausführungsform. Das Sockelelement 73 muss nicht unbedingt auf der rechten Seite des Unterbaus 72 angeordnet sein, es ist auch möglich, das Sockelelement 73 auf der linken Seite des Unterbaus 72 anzuordnen und den Arm 71, der entsprechend dem Sockelelement 73 einen abgewinkelten Bereich aufweist, an der linken Seite anzuordnen. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann das Sockelelement 73, mit dem der Arm 71 verbunden ist, an einer beliebigen Stelle im Eckbereich des Unterbaus 72 innerhalb eines Bereichs angeordnet werden, der den Zweck nicht beeinträchtigt, z. B. eine Reduzierung der Schwingungen des Arms 71.
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7 zeigt eine Darstellung zur Veranschaulichung des Montagebereichs der Nähmaschine gemäß der Ausführungsform im Vergleich mit dem Montagebereich einer Nähmaschine, bei der das Sockelelement an einem zentralen Bereich einer Rückwand des Unterbaus angeordnet ist. Der Montagebereich der Nähmaschine ist hier nicht die projizierte Fläche der Nähmaschine, sondern die Fläche des kleinsten Rechtecks, das die Nähmaschine aufnehmen kann, die in 7 durch A1 oder A2 gekennzeichnet ist. Der Montagebereich sollte unter den Gesichtspunkten der Beladungseffizienz beim Transport, der Verkleinerung der Verpackung, der Sicherung des Raumes um einen Aufstellort und dergleichen so klein wie möglich sein. Durch Anordnen des Arms 71 so, dass die Rückwand 72a des Unterbaus 72 der hinterste Bereich ist, kann bei einer Nähmaschine 70 gemäß der Ausführungsform die Länge wie in 7 dargestellt um L3 verkürzt werden und die Montagefläche im Vergleich mit einer Nähmaschine 40 verkleinert werden, bei der ein Sockelelement 46 im mittleren Bereich der Rückwand 42a des Unterbaus 42 angeordnet ist.
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Da der Arm 71 bei der Nähmaschine 70 gemäß der Ausführungsform abgewinkelt ist, ist die Transportvorrichtung 5 außerdem von oberhalb des Unterbaus 72 gut sichtbar, wie aus 7 ersichtlich ist. Dadurch wird die Wartbarkeit verbessert.
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In der oben angegebenen Beschreibung ist der Basisbereich 76 des Arms 71 kreisförmig, aber es ist unproblematisch, wenn der Arm 71 rechteckig ist. Darüber hinaus kann der Arm 71 beispielsweise an einem abgewinkelten Bereich als Grenze unterteilt sein.
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Die in den obigen Ausführungsformen angegebenen Konfigurationen beschreiben Beispiele für einen Aspekt der vorliegenden Erfindung und können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden, wobei ein Teil der Konfigurationen auch weggelassen oder geändert werden kann, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nähnadel;
- 2
- Schiffchen;
- 3
- Haltevorrichtung;
- 4
- Gleitplatte;
- 5
- Transportvorrichtung;
- 7,10
- Motor;
- 70
- Nähmaschine;
- 71
- Arm;
- 72
- Unterbau;
- 72a
- Rückwand;
- 72b
- Seitenwand;
- 72c
- Vorderwand;
- 73
- Sockelelement;
- 74,75
- Schrauben;
- 76
- Basisbereich.
