DE2512290A1 - Automatische fuehrungsvorrichtung zum einfuehren von material in eine naehmaschine - Google Patents

Description

Stahl-Urban Company,
Brookhaven, Mississippi V.St.A.

Automatische Führungsvorrichtung zum Einführen von Material

in eine Nähmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf Führungsvorrichtungen und betrifft insbesondere eine Führungsvorrichtung zum Verschieben von Stoffstücken oder dgl. relativ zu einem Bezugspunkt, wie beispielsweise zur Nadel einer Nähmaschine, wenn der Stoff in die Nähmaschine eingeführt wird, um dadurch den Stoff automatisch durch die Nähmaschine zum Konturheften hindurchzuführen.

Die Führungsvorrichtung nach der Erfindung stellt insbesondere

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eine Verbesserung einer Führungsvorrichtung dar, die in der US-PS 3 636 889 beschrieben ist. Diese Patentschrift zeigt eine Vorrichtung, welche die Lage der Kante eines Gewebestückes oder von Gewebestücken mit Hilfe eines Fluidfühlers abfühlt, wenn das Gewebe in eine Nähmaschine eingeführt wird. Der Fluidfühler steuert seitlich schwenkbare Führungsräder, die an dem Material anliegen, wenn es über eine Abstützplatte hinweggeht, wobei die Führungsräder auf dem Material rollen. Wenn die Kante des Gewebes aus einer gewünschten Lage nach der einen oder anderen Seite abweicht, bewirkt der Fluidfühler eine Schwenkbewegung der Führungsräder, so dass der Stoff verschoben wird und die Kante des Stoffes in ihre gewünschte Lage zurückkehrt, wodurch sichergestellt wird, dass der Stoff längs der gewünschten Nählinie geheftet wird. Mit der durch die Kante des gerade genähten Materials festgelegten Heftlinie sorgt die bekannte Führungsvorrichtung für ein automatisches Konturheften des Materials.

Die bekannte Vorrichtung arbeitet zwar in den meisten Fällen und beim Nähen der meisten Arten von Stoff zufriedenstellend, es haben sich jedoch Probleme ergeben, wenn leichte dehnbare Materialien, wie leichte Strickwaren,/zu führen sind. Da das Material zwischen dem Führungsrad und der Absatzplatte mittels der Transporteure des Nähkopfes gezogen wird und da das Führungsrad etwas Rücktrieb ausübt, werden insbesondere leichte Strickwaren oder andere dehnbare Materialien manchmal zwischen dem Führungsrad und den Transporteuren zu stark gedehnt, was zu einem nicht einwandfreien Heften des Stoffes führt.

Unter anderem soll durch die Erfindung eine verbesserte Führungsvorrichtung für Material, wie beispielsweise Stoff, geschaffen werden, welche das Material kraftschlüssig durch die Nähvorrichtung leitet, ohne dass selbst leichte, dehnbare

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Strickmaterialien unzulässig gedehnt werden. Die Führungsvorrichtung nach der Erfindung arbeitet bei vielen unterschiedlichen Arten von Material zufriedenstellend und ohne dass ein Nachstellen erforderlich ist. Es soll eine Führungsvorrichtung geschaffen werden/ die leicht von dem Stoff weggeschwenkt werden kann, wenn ihre Benutzung nicht erforderlich ist. Ferner soll eine Führungsvorrichtung geschaffen werden, die so einstellbar ist, dass das Material dem Nähkopf mit verschiedenen Geschwindigkeiten in bezug auf die Speisegeschwindigkeit des Nähkopfes kraftschlüssig zugeführt wird. Ausserdem soll eine Führungsvorrichtung geschaffen werden, welche leicht und genau steuerbar ist, einen einfachen Aufbau hat und zuverlässig arbeitet.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zum Führen von Material, wie beispielsweise einem Stück Gewebematerial, in einem automatischen Führungssystem enthält ein Führungsrad und eine Abstützung, zwischen welchen das Material vorgeschoben wird. Die Vorrichtung enthält ausserdem eine Einrichtung zur drehbaren Lagerung des Rades auf einer insgesamt horizontalen Achse und zum Verschwenken um eine vertikale Schwenkachse, die von der Radachse auf der in bezug auf die Vorschubrichtung des Materials stromauf gelegenen Seite der Radachse versetzt ist. Ausserdem enthält die Vorrichtung eine Einrichtung zum Verschwenken der Radlagerung um die Schwenkachse, um ein seitliches Schwenken des Rades zum Verschieben des Materials zu bewirken. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum kraftschlüssigen Antreiben des Rades in der Vorschubrichtung des -Materials vorgesehen ist. Die Vorrichtung ist so aufgebaut, dass Material in eine Nähmaschine eingeführt wird, wobei die Nähmaschine eine Nadel und eine Einrichtung zum Vorschieben von Material durch die Maschine hat, damit es durch die Nadel

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geheftet wird, und wobei das Führungsrad und die Abstützung in bezug auf die Vorschubrichtung vor der Nadel und der Vorschubeinrichtung angeordnet sind. Das Rad wird in der Vorschubrichtung des Materials kraftschlüssig angetrieben, damit das Material der Vorschubeinrichtung und der Nadel mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die in Beziehung zu der Geschwindigkeit des Vorschubs des Materials durch die Vorschubeinrichtung steht, um ein schädliches Dehnen des Materials zwischen dem Führungsrad und der Vorschubeinrichtung zu vermeiden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vordere Seitenansicht der Vor

richtung nach der Erfindung, wobei der Übersichtlichkeit halber Teile weggelassen worden sind,

Fig. 2 einen vertikalschnitt auf der Linie

2-2 von Fig. 1, welcher den Weg eines Riemens zum Antreiben des Führungsrades zeigt,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt auf der Linie

3-3 von Fig. 2, welcher eine Verschwenkeinrichtung oberhalb des Führungsrades zeigt und in welchem Teile oberhalb der Linie 3-3 von Fig. 2 gestrichelt dargestellt sind, um die Beziehung zwischen den verschiedenen Teilen zu veranschaulichen, und

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Fig. 4 eine Draufsicht, welche die Lage des

Führungsrades in bezug auf die Nadel und die Transporteure einer Nähmaschine zeigt.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszahlen versehen.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zum Führen von lappigem Material M (z.B. ein oder mehrere Textilgewebestücke) in einem automatischen Führungssystem 3 (gestrichelt dargestellt) ist in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Insbesondere ist das Führungssystem 3 im wesentlichen das gleiche wie das in der US-PS 3 636 898 beschriebene, auf das hier bezug genommen wird. Das Führungssystem 3 führt automatisch ein oder mehrere Materialstücke durch eine Nähmaschine (nicht dargestellt) hindurch, damit das Material längs einer seiner Kanten geheftet wird," wobei die Materialstücke automatisch entsprechend der Kontur (entweder gerade oder gekrümmt) ihrer entsprechenden Kante zum Kontur säumen automatisch geführt werden. Es ist zu erkennen, dass die Vorrichtung 1 nach der Erfindung eine Verbesserung der Halteeinrichtung der Führungsräder 61 und 151 in der oben genannten US-Patentschrift ist.

Die Führungsvorrichtung 1 nach der Erfindung enthält ein Führungsrad 5 und eine Abstützeinrichtung 7 (eine Abstützplatte oder ein weiteres Führungsrad), zwischen welchen das Material M vorgeschoben wird. Eine in ihrer Gesamtheit mit 9 bezeichnete Einrichtung trägt das Führungsrad 5, so dass es auf einer insgesamt horizontalen Radachse W, die durch das Zentrum des Führungsrades 5 hindurchgeht, drehbar ist und um eine insgesamt vertikale Schwenkachse S, die gegenüber der Radachse W auf der Stromaufseite der Radachse in bezug auf die Vorschubrichtung des Materials M, wie durch den Pfeil in Fig. 2 angegeben, seitlich schwenkbar ist (wie durch den Pfeil in Fig. 3 angegeben). Eine in ihrer Gesamtheit mit

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11 bezeichnete Einrichtung (vgl. Fig. 3) dient zum Schwenken der Radhalteeinrichtung 9 und des durch diese gehalterten Führungsrades 5 um die Schwenkachse S, damit das Führungsrad eine seitliche Schwenkbewegung ausführt, um dadurch das Material M in bezug auf die Abstützeinrichtung 7 oder relativ zu einem Bezugspunkt seitlich zu verschieben. Eine Einrichtung 13 dient zum kraftschlüssigen Antreiben des Führungsrades 5 in der Vorschubrichtung des Materials M.

Fig. 4 zeigt die Lage des Führung-srades 5 und der Abstützeinrichtung 7 in bezug auf die Nadel und die Vorschubeinrichtung (Transporteure) einer Nähmaschine SM, die der bei 5 in Fig. 1 der genannten US-PS 3 636 898 dargestellten Nähmaschine entspricht. Die Nadel der Nähmaschine ist bei N und die Transporteure sind bei F angegeben. Der Pfeil gibt die Vorschubrichtung des Materials durch die Nähmaschine an. Wie Fig. 4 zeigt, sind das Führungsrad 5 und ihre Abstützeinrichtung 7 in bezug auf die Vorschubrichtung, die durch den Pfeil angegeben ist, stromauf der Nadel N und der Vorschubeinrichtung oder der Transporteure F angeordnet.

Insbesondere enthält das Führungssystem 3 einen pneumatischen oder strömungstechnischen Kantenfühler 15 ( der hier nicht in seiner Gesamtheit dargestellt ist), welcher eine Luftdüse 17 aufweist, die oberhalb der Abstützeinrichtung 7 so angeordnet ist, dass ein kontinuierlicher Strom zu einem Lufteinlassloch 19 in der Abstützeinrichtung 7 geleitet wird. Die Luftdüse 17 ist mit einer hier nicht dargestellten Luftdosiervorrichtung verbunden, ähnlich der Luftdosiervorrichtung 247 in der oben genannten US-Patentschrift. Als Sollposition oder Bezugsposition des Materials M kann die gezeigte Position betrachtet werden, wenn die Materialkante E das Lufteinlassloch 19 zur Hälfte verschliesst. Wenn sich die Kante E aus dieser Besugsposition wegbewegt, ändert sich

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der Luftstrom in der Einlassöffnung 19 und die Luftdosiervorrichtung betätigt die Einrichtung 11, damit das Führungsrad 5 verschwenkt und das Material E in seine Bezugsposition verschoben wird.

Die Vorrichtung nach der Erfindung enthält einen Träger, welcher aus einem Rahmenarm 21 besteht, der an der Stelle 23 an dem Führungssystem 3 oder an einem anderen geeigneten Aufbau, wie etwa dem Rahmen eines automatischen Nähkopfes, angelenkt ist. Der Träger oder Rahmenarm 21 trägt an seinem äusseren Ende ein Wälzlager 25. Die Radhalterung 9 enthält einen Radträger, welcher aus einer Gabel oder einem U-förmigen Halter 27 besteht, welcher zwei im Abstand angeordnete Schenkel 29a und 29b aufweist, zwischen welchen eine Riemenscheibe 31 auf einem Bolzen 33 drehbar gelagert ist, wobei die Bolzenachse die Radachse W bildet. Ein Lenkarm 35 erstreckt sich von der Gabel 27 aus nach hinten (in bezug auf die Vorschiebrichtung des Materials M). Der Zweck dieses Lenkarms ist weiter unten näher erläutert. Eine hohlzylindrische Welle 37 mit einer Durchgangsbohrung 39 erstreckt sich von der Oberseite der Gabel 27 aus vertikal und sitzt in dem Innenring des Lagers 25, so dass die Gabel für die seitliche Schwenkbewegung des Führungsrades 5 in dem Lager 25 drehbar gelagert ist.

Die Einrichtung 13 zum kraftschlüssigen Antreiben des Führungsrades 5 in der Vorschubrichtung des Materials M weist eine Antriebseinrichtung mit Riemen und Riemenscheiben auf, welche einen endlosen Riemen 41 enthält, der' um die Riemenscheibe 31 und um eine Antriebsscheibe 43 geschert ist, welche entfernt von dem Führungsrad 5 angeordnet ist. Die Antriebsscheibe 43 ist an dem äusseren Ende einer Zwischenwelle 45 angebracht. Die Zwischenwelle 45 ist in einem Lagergehäuse 47 drehbar gelagert, welches an dem Rahmenarm 21 mittels eines Winkelträgers 49 befestigt ist. Der Riemen

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besteht vorzugsweise aus einem geformten elastischen Polymer und hat einen kreisförmigen Querschnitt. Es versteht sich jedoch, dass Riemen mit anderen Querschnitten verwendet werden können, einschliesslich ebene Riemen oder runde Riemen mit einer ebenen Aussenflache.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Riemen 41 um die Riemenscheibe 31 insgesamt zentrisch zu derselben herumgelegt und liegt in einer in dieser gebildeten Umfangsnut 51 (vgl. Fig. 2). Wie am besten Fig. 2 zeigt, liegen die Zwischenabschnitte des Riemens 41 in engem Abstand und parallel zueinander. Diese Zwischenabschnitte des Riemens 41 gehen durch die Bohrung 39 der Hohlwelle 37 hindurch. Spannrollen 53 und eine Führungsstange 55, die sich horizontal zwischen den Gabelschenkeln 29a, 29b erstreckt, halten die Zwischenabschnitte des Riemens im wesentlichen parallel zueinander, wenn sie durch die Bohrung 39 der Welle 37 hindurchgehen. Da der Riemen durch die Welle 37 hindurchgeht und da die Schwenkachse S und die Achse der Bohrung 39 auf einer gemeinsamen vertikalen Linie im wesentlichen zusammenfallen, kann das Führungsrad 5 seitlich frei verschwenkt werden, ohne dass die auf den Riemen 41 ausgeübte Zugspannung effektiv geändert wird.

Der Riemen 41 erstreckt sich teilweise um den Umfang der Riemenscheibe 31 herum und hat einen solchen Querschnitt, dass er zumindest teilweise über den Umfang dieser Riemenscheibe vorsteht. Die Riemenscheibe 31 hat ausserdem ein Paar Umfangsnuten (nicht dargestellt) ähnlich der Nut 51 auf jeder Seite derselben. O-Ringe 56 aus einem rutschfesten elastischen Polymer sind in den äusseren Nuten angeordnet, und diese O-Ringe haben annähernd denselben Querschnitt wie der Riemen 41, wodurch der äussere Umfang der O-Ringe 56 und der äussere Umfang des Riemens 41 an der Unterseite der Riemenscheibe 31 eine Greiffläche 57 für das Führungsrad

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bilden und somit in der Lage sind, das Material M auf der Abstützeinrichtung 7 kraftschlüssig zu erfassen und somit das Material in der Vorschubrichtung kraftschlüssig anzutreiben, wie durch den Pfeil in Fig. 2 gezeigt.

Die Zwischenwelle 45 wird durch eine Riemenscheibe 59 an dem inneren Ende der Zwischenwelle angetrieben. Diese Riemenscheibe wird mittels eines Antriebsriemens 61 und einer geschwindigkeitsveränderlichen Antriebseinheit 63 (gestrichelt dargestellt) angetrieben, wie sie von der Fa. Zero-Max Company, Minneapolis, Minnesota, V.St.A., hergestellt wird. Dieser geschwindigkeitsveränderliche Antrieb ändert wahlweise die Geschwindigkeit, mit welcher das Führungsrad 5 angetrieben wird. Vorzugsweise wird das Führungsrad 5 mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit angetrieben, mit der das Material M in den Nähkopf vorgeschoben wird, wodurch eine Dehnung des Materials (selbst bei dehnbaren leichten Strickmaterialien) zwischen dem Führungsrad 5 und den Transporteuren des Nähkopfes verhindert wird. In einigen Fällen kann jedoch eine geringe Dehnung in dem Material erwünscht sein. In solchen Fällen kann die geschwindigkeitsveränderliche Antriebseinheit 63 so eingestellt werden, dass das Führungsrad 5 mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die etwas geringer ist als die Geschwindigkeit, mit welcher das Material M in die Maschine eingeführt wird, wodurch das Material in einem vorbestimmten Umfang gedehnt wird. Ebenso kann die Geschwindigkeit des Führungsrades 5 etwas erhöht werden, so dass es das Nähgut zu der Nadel des Nähkopfes weitertreibt.

Wie oben bereits erwähnt, ist der Rahmenarm 21 an der Führungsanordnung 3 angelenkt. Der Rahmenarm ist zwischen einer unteren Betriebsstellung (in den Fig. 1 und 2 dargestellt), in welcher das Führungsrad 5 das Material M auf

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der Abstützeinrichtung 7 erfasst, und einer oberen zurückgezogenen Stellung (nicht dargestellt) verschwenkbar, in welcher das Führungsrad 5 von dem Material M wegbewegt ist. Der Rahmenarm 21 wird mit Hilfe einer Luftzylinderanordnung 65 (in Fig. 1 gestrichelt dargestellt) angehoben und abgesenkt, die zwischen dem Rahmenarm 21 und der Führungsanordnung 3 angebracht ist. Der Rahmenarm 21 wird durch eine Zugschraubenfeder 67 in seine untere Stellung gezogen. Es ist zu erkennen, dass in anderen Fällen der Rahmenarm 21 . durch Beaufschlagen der Luftzylinderanordnung 65 mit Luftdruck in seine untere Betriebsstellung gedrängt werden kann.

Zwischen der Gabel 27 und dem Rahmenarm 21 ist ein linearer Stellantrieb, insbesondere eine Luftzylinderanordnung 69 mit zwei Stangenenden (vgl. Fig. 3) angeordnet, die mit dem Rahmenarm 21 an der Stelle 71 durch ein Universaloder Kugelschalengelenk drehbar verbunden ist. Dieser Luftzylinder hat einen in seinem Innern verschiebbaren Kolben (nicht dargestellt) und eine Kolbenstange 73, die von beiden Enden des Kolbens ausgeht, wobei eines ihrer Enden mit dem Lenkarm 35 der Gabel 27, wie bei 75 angegeben, durch ein Universalgelenk an einem gegenüber der Schwenkachse S versetzten Punkt verbunden ist. Dieser Luftzylinder bildet die Einrichtung 11 zum Verschwenken der Gabel 27 um die Schwenkachse S, um die seitliche Schwenkbewegung des Führungsrades 5 auszuführen und um das Material M relativ au einem festen Bezugspunkt seitlich zu verschieben, d.h. relativ zu dem Lufteinlassloch 19 oder relativ zu der Nähnadel des Nähkopfes. Der Luftzylinder 69 wird über Luftleitungen 77 und 79 an gegenüberliegenden Enden des Luftzylinderkörpers mit Druck beaufschlagt. Diese Luftleitungen werden durch die oben erwähnte LuftdosierVorrichtung mit Durckluft versorgt.

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Wenn die Kante E des Materials M in ihrer gewünschten Bezugsposition relativ zu dem Lufteinlassloch 19 in der Abstützeinrichtung 7 ist, ist der beiden Enden des Luftzylinders 69 zugeführte Luftdruck im wesentlichen gleich und somit wird das Führungsrad 5 in einer neutralen Stellung gehalten, damit es das Material M in einer geraden Linie führt, wenn es zu der Nadel des Nähkopfes vorgeschoben wird. Wenn die Kante E des Materials M von ihrer Bezugsposition abweicht, steigert die Luftdosiervorrichtung den Druck der Luft, die entweder der Leitung 77 oder der Leitung 79 zugeführt wird, wodurch eine Schwenkbewegung des Führungsrades 5 hervorgerufen wird, und zwar derart gerichtet, dass die Kante E des Materials M in ihre Bezugsposition bewegt wird, d.h. zu dem Lufteinlassloch 19 hin. Wenn das Material seine gewünschte Bezugsposition wieder erreicht hat, wird es in dieser Position durch das Führungsrad 5 gehalten. Es ist zu erkennen, dass die Führungsvorrichtung nach der Erfindung so arbeitet, dass das Material entweder auf geradlinigen oder krummlinigen Nählinien geführt wird.

Es ist zu erkennen, dass die Führungsvorrichtung 1 nach der Erfindung auch bei anderen Vorrichtungen als der Konturheftvorrichtung verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Führungsvorrichtung zum Führen von schlaffen Plastikfolien in einer Schweissvorrichtung oder in einer Klebvorrichtung oder in einer anderen Art von Vorrichtung verwendet werden.

Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann über das beschriebene Ausführungsbeispiel hinaus eine Vielzahl von Vereinfachungs- und Verbesserungsmöglichkeiten der Führungsvorrichtung nach der Erfindung.

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Claims (5)

1. - 12 Patentansprüche:

   Automatische Führungsvorrichtung zum Führen von Material, wie beispielsweise einem Stoffstück, in eine Nähmaschine, die eine Nadel und eine Einrichtung zum Vorschieben des Materials durch die Maschine hat, damit es durch die Nadel geheftet wird, mit einem Führungsrad und einer Abstützeinrichtung, zwischen welchen das Material der Nadel und der Vorschubeinrichtung zugeführt wird, wobei das Führungsrad und die Abstützeinrichtung in bezug auf die Vorschubrichtung vor der Nadel und der Vorschubeinrichtung angeordnet sind, mit einer Führungsradhalterung, die das Führungsrad so lagert, dass es um eine insgesamt horizontale Achse drehbar und um eine insgesamt vertikale Schwenkachse schwenkbar ist, die gegenüber der Radachse in bezug auf die Vorschubrichtung auf der stromauf gelegenen Seite der Radachse versetzt ist, und durch eine Einrichtung zum Verschwenken des Rades um die Schwenkachse, damit es eine seitliche Schwenkbewegung zum Verschieben des Materials ausführt, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (13) zum kraftschlüssigen Antreiben des Führungsrades (5) in der Vorschubrichtung des Materials (M), damit das Material der Vorschubeinrichtung (F) und der Nadel (N) mit einer Geschwindigkeit zugeführt wird, die in einer solchen Beziehung zu der Geschwindigkeit steht, mit der das Material durch die Vorschubeinrichtung vorgeschoben wird, dass eine schädliche Dehnung des Materials zwischen dem Führungsrad und der Vorschubeinrichtung vermieden wird.
2. 2. Automatische Führungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Träger (21), durch eine rohrförmige Welle (37), die in dem Träger um die vertikale Schwenkachse (S) drehbar gelagert ist, und durch einen Führungsradträger (27) an der Welle, welcher das Führungsrad stromab

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   der Schwenkachse (S) trägt, wobei die Antriebseinrichtung für das Führungsrad einen Riemen-Scheiben-Antrieb enthält, welcher eine durch den Träger (21) gehalterte Riemenscheibe (43) und einen um diese Riemenscheibe gescherten Riemen (41) aufweist, der durch die Welle hindurchgeführt und um das Führungsrad (5) geschert ist.
3. 3. Automatische Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, äasr, das Führungsrad (5) eine zentrale Umfangsnut (51) hat, die den Riemen (41) aufnimmt.
4. 4. Automatische Führungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Riemen (41) zumindest teilweise über den Umfang des Führungsrades (5) vorsteht und dadurch eine Greiffläche des Führungsrades bildet, die sich gegen das Material (M) legen kann, und dass das Führungsrad auf gegenüberliegenden Seiten des Riemens (41) Ringe

   (56) zum Ergreifen des Materials (M) hat.
5. 5. Automatische Führungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung für das Führungsrad einen geschwindigkeitveränderlichen Antrieb (63) zum Verändern der Geschwindigkeit des Führungsrades

   (5) gemäss der Änderung der Geschwindigkeit des Vorschubs des MaterialsfMJdurch die Vorschubeinrichtung (F) hat.

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