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Vorrichtung zum Ändern des übersetzungsverhältnisses zwischen einer
Antriebswelle und einer getriebenen Welle, insbesondere für Nähmaschinen Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zum Ändern des übersetzungsverhältnisses zwischen einer
Antriebswelle und einer angetriebenen Welle, insbesondere für Nähmaschinen, bei
welcher auf die angetriebene Welle intermittierende Bewegungen mittels einer Klinkenvorrichtung
übertragbar sind, die einen Block aus Exzentern und zylindrischen Bereichen aufweist,
der auf der Antriebswelle längsverschieblich gelagert ist und dessen Exzenter und
zylindrische Bereiche nebeneinander derart angeordnet sind, daß ihre Mantellinien
an einer Stelle fluchten, und wobei ein Stellhebel das axiale Verschieben des Blockes
steuert, während ein mit einer Klinke mechanisch verbundener Fühler je nach axialer
Stellung des Blockes jeweils einem der Exzenter folgt und der Klinke eine hin- und
hergehende Bewegung erteilt, deren Amplitude von der Exzentrizität des verwendeten
Exzenters abhängt, wobei die Klinke mit einem Schaltrad zusammenarbeitet, welches
die angetriebene Welle mitnimmt.
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Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art arbeitet man
mit zwei Exzenterblöcken, denen je ein Fühler zugeordnet ist und die durch ein sich
stufenweise verjüngendes Stellglied gegen die Wirkung von Federn mehr oder weniger
weit auseinandergedrückt werden. Je nach Lage von Stellglied und Blöcken arbeiten
die Fühler dabei mit unterschiedlichen Exzentern zusammen, um die schrittweisen
Bewegungen auf die Antriebswelle zu übertragen. Beide Exzenterblöcke sind mit je
einem zylindrischen Bereich versehen, auf dem der Fühler gleitet, wenn keine Bewegungen
übertragen werden sollen. Eine Umkehr der Bewegungsrichtung ist bei der bekannten
Einrichtung nicht möglich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen,
welche mit nur einem Exzenterblock und nur einem Fühler arbeitet und welche die
Möglichkeit bietet, die Antriebswelle direkt mit der angetriebenen Welle zu kuppeln
und dabei deren Bewegungsrichtung umzukehren.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß so gelöst, da.ß der Block, von
dem aus die angetriebene Welle in entgegengesetzter Richtung zur Antriebswelle angetrieben
wird, zwei zylindrische Bereiche aufweist, deren Durchmesser größer als die der
Exzenter sind, und von denen der erste einen Durchmesser hat, der derart gewählt
ist, daß beim Zusammenarbeiten des Fühlers mit ihm die Klinke eine das Schaltrad
blockierende Stellung einnimmt, während der zweite konzentrische zylindrische Bereich,
dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des ersteren ist, beim Zusammenarbeiten
mit dem Fühler die Klinke vom Schaltrad abhebt, wobei weiterhin Kupplungsorgane
zum Kuppeln des Blockes mit dem Schaltrad vorgesehen sind, die wirksam werden, wenn
der Block in die ein Zusammenwirken der Fühler mit dem zweiten zylindrischen Bereich
ermöglichende Axialstellung übergeführt wird, derart, da,ß ein unmittelbarer, jedoch
in gleichem Umlaufsinne erfolgender Antrieb von der Antriebswelle zur angetriebenen
Welle stattfindet.
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Vorrichtungen der beschriebenen Art sind insbesondere für die Verwendung
auf dem Nähmaschinengebiet geeignet.
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In den Zeichnungen, die schematisch und als Ausführungsbeispiel eine
Ausführung der Vorrichtung nach der Erfindung zeigen, ist F i g. 1 eine Aufrißansicht
dieser Vorrichtung, F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung in einer bestimmten
Funktionsstellung, F i g. 3 eine der vorhergehenden ähnliche Ansicht, die die Vorrichtung
in einer anderen Funktionsstellung zeigt, F i g. 4 ein Schnitt nach Linie IV-IV
in F i g. 3, F i g. 5 ein Schnitt nach Linie V-V in F i g. 2, F i g. 6 ein Schnitt
nach Linie VI-VI in F i g. 1. Von der Transmissionsverhältnis- und -richtungsänderungsvorrichtung
zwischen einer Antriebswelle und einer angetriebenen Welle ist angenommen, daß sie
auf einer Sockelplatte 1 angebracht ist, die zwei
Lager 2 und 3
trägt, welche als Träger einer Antriebswelle 4 dienen, die eine Scheibe 5 trägt,
von der aus sie beispielsweise durch einen Riemen angetrieben werden kann. Eine
Buchse 6 ist auf dieser Antriebswelle 4 mittels eines Stiftes 7 befestigt. Diese
Buchse 6 weist einen Bund 8 auf. Um diese Buchse 6 herum steht mit ihr ein Schwingarm
9 im Eingriff, der sich gegen den Bund 8 abstützt. Ein Ring 10 steht ebenfalls um
die Buchse 6 herum mit ihr im Eingriff. Dieser Ring 10 zeigt Kerben 11 von .verschiedenen
Tiefen, die an einer seiner Stirnflächen angeordnet sind.
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Zwischen dem Ring 10 und dem Schwingarm 9 ist eine elastische
Scheibe 12 angebracht. Der Ring 10
soll durch den Stift 7, dessen Enden aus
der Buchse 6 vorstehen und die in die Kerben 11 eingreifen, in Stellung gehalten
werden. Die Wahl der einen oder anderen der Kerben 11 von verschiedenen Tiefen gestattet
es, den durch die elastische Scheibe 12 gegen den Schwingarm 9 ausgeübten Druck
mehr oder weniger zu regulieren.
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Der Schwingarm 9 ist durch eine Achse 13 an einem Arm 14 aasgelenkt,
der selbst bei 15 an einem Hebel 16 aasgelenkt ist, welcher bei 17 auf der Sockelplatte
1 schwenkt. Dieser Hebel 16 trägt einen Walzenfühler 18, der sich auf dem Hebel
16 auf einer Achse 19 dreht. Der Walzenfühler 18 soll sich gegen einen von der Welle
4 getragenen Block aus Exzentern 20 abstützen. Dieser Exzenterblock
20 ist derart angebracht, daß er axial auf der Welle 4 gleiten kann. Er weist
drei erste Exzenter 21, 22 und 23 auf, einen ersten konzentrischen zylindrischen
Bereich 24, einen neuen Exzenter 25 und einen zweiten konzentrischen zylindrischen
Bereich 26 von größerem Durchmesser als der erste.
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Der Block 20 zeigt außerdem eine Nut 27, in die ein von einer
Kulisse 29 getragener Finger 28 eingreift. Diese Kulisse 29 wird durch zwei Stangen
30 und 31 geführt, die an der Sockelplatte 1 befestigt sind, wobei die Stangen mit
länglichen Öffnungen 32 der Kulisse 29 im Eingriff stehen. Die Kulisse 29 trägt
einen Zapfen 33, der dazu dient, sich gegen das Profil 34 eines Arbeitsverteilungsnockens35
abzustützen. Dieser Nocken 35 dreht sich auf einer durch die Platte 1 getragenen
Achse 36 und kann mittels eines Bedienungsorgans 37 in Hebelform verstellt werden.
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Eine Feder 38, die um die Stange 30 herumgeht und die sich einesteils
gegen ein Widerlager 39 abstützt und andernteils gegen den Zapfen 33, hält denselben
mit dem Profil 34 des Nockens 35 in Berührung. Das Profil 34 dieses Nockens 35 bestimmt
also die axiale Stellung des Exzenterblocks 20 auf der Welle 4.
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Der Exzenterblock 20 trägt zwei Stangen 40, die parallel
zu der Welle 4 angeordnet sind. Diese Stangen 40 stehen mit zwei Löchern
41 im Eingriff, die in der Buchse 6 vorgesehen sind, und durchqueren dieselbe
nach beiden Seiten. Diese Stangen 40 halten also den Block 20 winkelmäßig
in kraftschlüssiger Verbindung mit der Antriebswelle.
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Zwischen der Scheibe 5 und der Buchse 6 ist frei auf der Welle
4 ein Teil 42 angebracht, dessen einer Teil 43 eine Schnecke bildet,
die mit einem Zahnrad 44 im Eingriff steht, welches kraftschlüssig mit einer Welle
46 verbunden ist, die drehbar in einem auf der Sockelplatte 1 angebrachten Lager
montiert ist. Diese Welle 46 bildet die angetriebene Welle für die Transmissionsverhältnis-
und -richtungsänderungsvorrichtung. Der Teil 42 trägt außerdem ein Schaltrad 47,
mit dem eine Klinke 48 zusammenarbeiten soll, die von der Achse 13 getragen
wird, welche den Schwingarm 9 mit dem Arm 14 verbindet.
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Eine zweite Halteklinke 49 des Schaltrades 47 ist auf einer von der
Sockelplatte 1 getragenen Achse aasgelenkt. Diese Klinke 49 trägt einen Bolzen
51, der seitlich vorsteht und mit dem ein Teil 52 des Schwingarmes 9 zusammenwirken
soll. Dieser Teil 52 in Rampen- oder Nockenform soll dafür dienen, die Entfernung
der Klinke 49 des Schaltrades 47 in einer bestimmten Stellung des Schwingarmes 9
hervorzurufen, für die die beiden Klinken 48 und 49 mit Bezug auf das Schaltrad
47 zurückgenommen werden. Tatsächlich werden in dieser in F i g. 5 gezeigten Stellung
die Klinken 48, 49, die normalerweise jede durch eine Feder mit dem Schaltrad
in Berührung gehalten werden, von dem letzteren entfernt.
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Wie F i g. 5 zeigt, stützt sich eine Verlängerung 53 der Klinke
48 gegen einen regulierbaren Anschlag 54
ab, der mit Bezug auf die
Platte 1 feststeht, was die Entfernung der Klinke 48 des Schaltrades 47 hervorruft.
Was die Klinke 49 betrifft, so wird sie von dem Schaltrad 47 durch die Rampe oder
den Nocken 52 des Schwingarmes 9 entfernt gehalten, wobei die Rampe auf den Zapfen
51 der Klinke 49 wirkt.
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Eine andere Federklinke 55 dient dazu, auf das Schaltrad 47 zu wirken,
um dasselbe in Stellung zu halten. Diese Federklinke 55 wird durch eine Lamelle
56 gebildet, die an einem Teil 57 befestigt ist, der um eine von der Platte 1 getragene
Achse 58 schwingt. Die Federklinke 55 ist dafür bestimmt, in dem Augenblick, wo
das Ende 59 der Kulisse 29 den Teil 60 des oszillierenden Teiles 57 anhebt, in wirksamer
Stellung gehalten zu werden. Der Wirkungseintritt dieser Federklinke 55 erfolgt
in einem bestimmten Augenblick der Bedienung der Transmissionsverhältnis- und -richtungsänderungsvorrichtung,
d. h. in dem Augenblick, in dem die starre Kupplung des Schaltrades 47 und der Schnecke
43 mit der Buchse 6 erfolgt. Diese Wirkung geschieht mit Hilfe der folgenden Mittel:
Das Schaltrad 47 weist in seiner der Buchse 6 gegenüberliegenden Fläche eine kreisförnüge
Nut 61 auf, deren Boden schraubenförmig ist und in eine Bohrung 62 mündet. Diese
Bohrung 62 und diese Nut 61 liegen in einem Abstand von der Antriebswelle 4, der
gleich demjenigen ist, der dieselbe von einer der Stangen 40 trennt. Wenn
man so den Exzenterblock 20 nach rechts verschiebt, bis er gegen die Buchse 6 zur
Anlage kommt, tritt die eine der Stangen 40, die länger als die andere ist, durch
ihr Ende 63 mit der Nut 61 in Eingriff und schließlich in die Bohrung 62, was die
Schnecke 43 und das Schaltrad 47 starr mit der Buchse 6 kuppelt und
so mit der Welle 4. Diese starre Kupplungsstellung der Schnecke
43 mit der Welle 4 ist in F i g. 2 dargestellt, in der man sieht,
daß für diese Stellung der Bedienungshebel 37 dem Zeichen » 18« einer Gradeinteilung
64. gegenübergestellt ist, welche die Sockelplatte 1 trägt.
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Um den Übergang des Walzenfühlers 18 von einem Exzenter auf den anderen
zu erleichtern, ist die Gesamtheit der Exzenter 21, 22 und 23 und der erste Bereich
24 sowie der Exzenter 25 derart angeordnet, daß sie eine gemeinsam verlängerte Mantellinie
65 haben (F i g. 2). Der Exzenter 25 hat eine Exzentrizität gleich der halben Differenz
der Radien der beiden zylindrischen Bereiche 24, 26, derart, daß zwei diametral
gegenüberliegende Mantellinien dieses Exzenters
25 diesbezüglich
mit den beiden Bereichen 24 und 26 übereinstimmen, um den Übergang des Walzenfühlers
18 von einem Bereich auf den anderen zu erleichtern.
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Die Funktion der Transmissionsverhältnis- und -richtungsänderungsvorrichtung,
die vorher an Hand der Zeichnung beschrieben ist, findet in folgender Weise statt:
Wenn das Bedienungsorgan 37 in die mit »18« markierte Stellung auf der Gradeinteilung
64 geführt wird, sind die Klinken 48 und 49 von dem Schaltrad 47 entfernt, und die
Schnecke 43 ist starr mit der Antriebswelle 4 durch eine der Stangen 40 verbunden,
die quer durch die Buchse 6 hindurchgehen und die mit der Bohrung 62 des Schaltrades
47 im Eingriff steht. In dieser Stellung, die in F i g. 2 gezeigt ist, wird die
angetriebene Welle 46 von der Antriebswelle 4 aus dauernd in Drehung versetzt, und
zwar in einem Verhältnis, welches durch die Verzahnungen 43 und 44 gegeben ist.
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Wenn man das Bedienungsorgan 37 aus der Stellung »18« in die Stellung
»0« der Gradeinteilung 64 verstellt, erzeugt man durch den Nocken 35 eine Verschiebung
des Exzenterblocks 20 nach links, bis der Walzenfühler 18 mit dem zylindrischen
und konzentrischen Bereich 24 in Berührung kommt. In dieser Stellung des Walzenfühlers
18 verschiebt sich der Schwingarm 9 leicht mit Bezug auf seine Ausgangsstellung
und gestattet den Klinken 48 und 49 mit dem Schaltrad 47 in Berührung zu treten,
um dasselbe zu blockieren. In dieser Stellung »0« überträgt die Antriebswelle 4
keine Bewegung an die Schnecke 43, die durch die Klinken 48 und 49 gesperrt gehalten
ist.
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Wenn man das Bedienungsorgan 37 aus der Stellung »0« in die Stellung
»216«, »162« oder »l08« verschiebt, entfernt sich der Exzenterblock von der Buchse
6, und der Walzenfühler 18 tritt aufeinanderfolgend mit dem Exzenter 23, dem Exzenter
22 und schließlich dem Exzenter 21 für die Stellung »108« in Berührung. Diese Lage
ist in F i g. 3 in der Stellung »108« des Bedienungsorgans 37 dargestellt. Die diesbezüglichen
Exzenter 23, 22 und 21 erteilen dem Walzenfühler 18 eine Oszillationsbewegung, die
sich an die Klinke 48 überträgt und den Antrieb des Schaltrades 47 durch Stöße hervorruft
und somit der Schnecke 43. Die angetriebene Welle 46 wird also zur intermittierenden
Drehbewegung mitgenommen, deren Verhältnis von dem Exzenter 21, 22 oder 23 abhängt,
der in Wirkung tritt.
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Das Zurückholen der Klinke 48 und das Halten des Walzenfühlers 18
in der Berührung mit dem entsprechenden Exzenter erfolgt infolge der Reibmittel,
die durch die elastische Scheibe 12 gebildet werden, welche das Entstehen eines
Antriebsmomentes für den Schwingarm 9 durch die Antriebswelle 4 ergibt. Wie man
besonders durch Betrachtung der F i g. 4 bemerkt, ist die Anordnung der Klinke 48
derart, daß der Antrieb des Schaltrades durch. dieselbe in umgekehrter Richtung
zur Drehung der Antriebswelle 4 erfolgt. Auf diese Weise gestattet die mit Bezug
auf die Zeichnung beschriebene Vorrichtung drei verschiedene Antriebsverhältnisse
der Welle 46 durch die Antriebswelle 4, wobei das Schaltrad 47 in umgekehrter Richtung
zur Drehung der Welle 4 angetrieben wird, sowie ein Antriebsverhältnis mit ununterbrochener
Drehung der Welle 46, wenn die Schnecke 43 mit der Welle 4 kraftschlüssig gehalten
wird und sich in der gleichen Richtung wie diese dreht. Die Federklinke 55 ist nur
während des Übergangsvorganges wirksam, wenn das Bedienungsorgan 37 von der Stellung
»0« in die Stellung »18« verstellt wird, um die starre Kupplung der Schnecke 43
mit der Buchse 6 durch den Eingriff des Endes 63 der Stange 40 in die Nut 61 und
die Bohrung 62 des Schaltrades 47 auszuführen.
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Die Konstruktion dieser Transmissionsverhältnis-und -richtungsänderungsvorrichtung
ist derart, daß das Bedienungsorgan 37 derselben ohne irgendeine Vorsichtsmaßnahme
während des Antriebes der Welle 4 bedient werden kann, wobei sich die verschiedenen
Verhältnisse automatisch gemäß der dem Bedienungsorgan 37 gegebenen Stellung einschalten.
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Die vorher beschriebene Vorrichtung ist ganz besonders dafür bestimmt,
in eine Nähmaschine montiert zu werden, die den Gegenstand eines anderen Patentes
des gleichen Erfinders bildet. Bei dieser Verwendung ist die Welle 46 für den Steuernockenantrieb
der Querbewegungen der Nadelstange der Nähmaschine bestimmt. Wenn das Bedienungsorgan
37 sich in der Stellung »18« befindet, erzeugt der in diesem Augenblick an der Nähmaschine
eingeschaltete Steuernocken während einer vollständigen Umdrehung achtzehn Nähstiche,
die in verschiedenen seitlichen Stellungen mit Bezug aufeinander, wie Zickzackstiche,
Verzierungsstiche usw., angeordnet sein können. Wenn dagegen das Bedienungsorgan
in der einen der Stellungen »108«, »162« oder »216« gehalten wird, erzeugen die
von der Welle 46 getragenen Steuernocken einen Nähstichzyklus, der sich nach 108,
162 oder 216 durch die Nadel gestochenen Stichen wiederholt, was beispielsweise
die Ausführung von Monogrammen oder anderen Stikkereistichen, Knopflöchern usw.
ermöglicht.