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Nähmaschine mit einem Werkstück-Halte-Rahmen
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Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine mit einem Werkstück-Halte-Rahmen,
der auf der Maschinenplatte relativ zum Stichbildemechanismus zum Erzielen eines
gewünschten Nahtverlaufs automatisch nach einem Programm verschiebbar ist.
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Maschinen dieser Gattung sind als automatische Stickmaschinen im Gebrauch.
Das zu bestickende textile Gewebe wird dabei in einem Rahmen, welcher aus zwei ineinandersteckbaren
z.B. kreisförmigen Ringen besteht, eingeklemmt und dadurch aufgespannt. Das Stickmuster
entsteht durch -Steuerung, beispielsweise über Lochstreifengeber, des Stichbildemechanismus
einerseits und durch Bewegung des Rahmens auf der Maschinenplatte relativ zum Stichbildemechanismus
andererseits. Es können auf diese Weise eine Mehrzahl von Maschinen zugleich betrieben
werden. Die Bewegung des Rahmens erfolgt unter anderem mit Hilfe von Pantographen.
In der bekannten Weise lassen sich aber nur leichte textile Stoffe bearbeiten, da
steife Flächengebilde nicht ohne bleibende Formveränderungen in den Rahmen üblicher
Art einklemmbar sind.
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Bisher mußten solche steifen Werkstücke durch die Bedienungsperson
unmittelbar mit den Händen auf der Maschinenplatte gehalten werden. Bei steifen
Werkstücken und entsprechend starken Nähfäden, z.B. beim Bearbeiten von Schuhoberleder
oder beim Zusammennähen von Teilen von Schuhen sowie bei der Bearbeitung und beim
Zusammennähen
von Teilen von Lederbekleidung, Taschen, Koffern oder
Hüten, erfordert das Halten und Fuhren des Werkstücks nicht nur erfahrene Fachleute,
die in der Lage sein müssen, das Nähen mit der gewünschten Exaktheit auszuführen,
sondern auch erhebliche Körperkräfte, um das Werkstück auf der vorgeschriebenen
Bahn unter dem Nähkopf der Maschine hindurch- bzw. hin und her zu führen.
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Dabei sind außer den vom Stichbildemechanismus ausgeübten Kräften
auch die Reibung zwischen Werkstück und Maschinenplatte zu überwinden. Diese Reibung
nimmt mit der vom Stichbildemechanismus ausgeübten Kraft zu, weil das Halten des
Werkstücks meist nur durch festes Aufdrücken aVf die Maschinenplatte möglich ist,
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rahmen zum Halten und Führen steifer
Werkstücke, die nicht in aus zwei ineinander steckbaren Ringen bestehenden Rahmen
einklemmbar sind, zu schaffen. Der Rahmen soll es ermöglichen, sowohl Ziernähte
oder Stickereien auf solchen steifen Werkstücken aufzubringen als auch einzelne
solcher Werkstücke zusammenzunähen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Rahmen
zum Halten und Führen der genannten steifen Werkstücke zu schaffen, der das jeweilige
Werkstück automatisch erfassen kann und der die Ausbildung der Maschine zur automatischen
Werkstückzufuhr und/oder Werkstückabfuhr ermöglicht. Schließlich soll ein Verfahren
zum Betrieb einer Nähmaschine mit dem Rahmen geschaffen werden.
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Zu einer Nähmaschine der anfangs angegebenen Gattung ist die Lösung
im Kennzeichen des Anspruchs 1 beschrieben.
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Weitere Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes sowie weitere Lösungen
der Erfindung, zu denen auch Verfahren
zum Betrieb der erfindungsgemäßen
Maschine gehören, sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch die Erfindung wird erreicht, daß das Halten und Führen auch
steifer Werkstücke automatisch ausführbar ist, wie das an sich von herkömmlich geführten
Stickrahmen auf Nähmaschinen bekannt ist, so daß die körperliche Beanspruchung der
Bedienungsperson zum Halten und Führen des Werkstücks wegfällt und - wegen der automatischen
Führung des Rahmens - ausgebildete Fachkräfte nicht mehr erforderlich sind. Das
Einlegen der Werkstücke in den Rahmen kann von Hilfskräften übernommen werden, während
der Nähvorgang selbst mit jeder gewünschten Exaktheit automatisch -bei Programmsteuerung
von Stichgebemechanismus und Rahmenbewegung - erfolgt. Es kommt hinzu, daß eine
Hilfskraft bei Anwendung des erfindungsgemäßen Rahmens ohne Schwierigkeit mehrere
Maschinen bedienen kann, während bisher zu jeder Maschine eine Fachkraft erforderlich
war.
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Die Maschine mit dem erfindungsgemäßen Rahmen ist selbstverständlich
automatisch nach Programm, z.B. nach einem Lochstreifen, steuerbar. Es können eine
Mehrzahl von Maschinen parallel betrieben und gesteuert werden, so daß die Bedienungsperson
nur noch die Aufgabe hat, die fertigen Werkstücke zu entnehmen (wobei meist noch
das Abschneiden des Ober- und Unterfadens und das Festlegen der maschinenseitigen
Faden enden gehört) und das neue Werkstück bzw.
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die Werkstücke (beim Zusammennähen) dem Rahmen vorzulegen.
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Vorteilhaft an dem neuen Rahmen ist auch, daß dieser das Werkstück
durch Ansaugen festhält und daß daher die beim Handnähen zu überwindende Reibungskraft
zwischen Werkstück und Maschinenplatte nicht auftritt. Der Mechanismus zum
Führen
des Rahmens im Nähbereich (unter dem Nähkopf der Maschine) braucht daher nur so
stark ausgelegt zu sein, daß er die vom Stichbildemechanismus auf das Werkstück
ausgeübten Kräfte auffangen kann. Für den breiten Anwendungsbereich des Rahmens
selbst ist es günstig, wenn dessen Saugköpfe (auch Saugnäpfe oder -balken) relativ
zum Rahmen verstellbar sind, damit die Angriffspunkte der Saugköpfe den Maßen des
Werkstücks (der Werkstücke) und dem nicht für Zier- oder Verbindungsnähte vorgesehenen
Platz anpaßbar sind. Selbstverständlich müssen die Saugköpfe in der eingestellten
Lage relativ zum Rahmen fixierbar sein.
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Gemäß weiterer Erfindung ist eine auf der Maschinenplfltte nach dem
gewählten Programm verschiebbare Schlittenführung zur Aufnahme des Rahmens und zum
Transportieren des letzteren aus einer Werkstücklade- bzw. ensaugstellung in die
Nähstellung vorgesehen. Hierdurch wird erreicht, daS der Rahmen aus der Werkstückladestellung
in die Nähstellung verfahrbar ist. Ein neues Werkstück (neue Werkstücke) kann dann
der Maschine bereits vorgelegt werden, wenn ein anderes Werkstück noch in der Nähstellung
bearbeitet wird. Nach Fertigstellung und Entnahme des jeweilig fertig genähten Werkstücks
kann der Rahmen zum neu vorgelegten Werkstück verfahren werden, dieses ergreifen
und in die Nähstellung transportieren, so daß das Nähen nahezu ohne Unterbrechung
fortführbar ist.
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Für diese Transportbewegungen ist es häufig günstig, wenn der Rahmen
an der beim Bewegen aus der Lade- in die Nähstellung durch den Stichbildemechanismus
hindurchzuführenden Seite nicht geschlossen ist, eine Kollision mit Nadel oder Drückerfuß
des Nähkopfes kann dann nicht auftreten. Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen,
wenn der gegenseitige Abstand der Schienen der Schlittenführung im Bereich
der
Nähstellung größer als im Bereich der Ladestellung ist. Durch das Verschieben des
Rahmens aus der Lade- in die Nähstellung wird dann der Rahmen etwas aufgespreizt
und dadurch das Werkstück gespannt.
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Je nach Form und Ausbildung des oder der Werkstücke ist es weiterhin
in vielen Fällen günstig, wenn an dem der offenen Seite des Rahmens gegenüberliegenden
Ende des Gestells der Schlittenführung wenigstens ein Saugkopf zum Ergreifen des
Werkstücks vorgesehen ist, der auf dieses aufgesetzt und mit Unterdruck beaufschlagt
wird, wenn das Werkstück durch Bewegung des Rahmens in der Nähstellung angelangt
ist.
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Gemäß weiterer Erfindung sind in der Ladestellung (insbesondere innnerhalb
der Schlittenführung) Mittel zum Justieren des Werkstücks vorgesehen, damit letzteres
- von Hand oder automatisch - der Maschine bzw. dem Rahmen immer in gleicher Position
vorlegbar ist. Vorteilhafte Mittel zum Justieren sind beispielsweise in der Maschinenplatte
versenkbare Zapfen, die beim Auflegen des Werkstücks in Rasterlöcher des letzteren
eingreifen und nach dem Ansaugen des Werkstücks außer Aktion treten also versenkt
werden. In anderen Fällen können solche Auswerfer auch zur Festlegung der Lage des
Werkstückrandes benutzt werden. Das kommt inp besondere dann in Frage, wenn der
Ladestellung Mittel zum automatischen Zuführen von Werkstücken, insbesondere aus
einem Werkstück-Magazin mit Rüttelrutsche, zugeordnet sind.
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Die Werkstücke werden dann solange gerüttelt, bis sie (automatisch)
in der gewünschten Position an den Auswerfern anliegen. Zu gegebener Zeit wird dann
der Rahmen in der Schlittenführung so über das Werkstück verfahren, daß die Saugköpfe
oberhalb des Werkstücks liegen. Nach der Beaufschlagung
der Saugköpfe
mit Unterdruck, wird der Rahmen dann aus der Lade- in die Nähstellung (unterhalb
des Nähkopfes) verfahren.
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Wenn die Werkstückzufuhr bei der erfindungsgemäßen Maschine automatisch
ist, ist es zweckmäßig, auch die Abfuhr der fertig bearbeiteten (verzierten oder
zusammengenähten) Werkstücke selbsttätig ausführbar zu machen. Gemäß weiterer Erfindung
können daher der Nähstellung Mittel zum automatischen Abführen der fertig bearbeiteten
Werkstücke, insbesondere ein schwenkbarer Arm, der mit einem Saugkopf zum Erfassen
des Werkstücks versehen ist, zugeordnet sein.
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Der automatische Abtransport des fertig bearbeiteten Werkstücks kann
auch dadurch erfolgen, daß diese durch den Vorschub des ein neues Werkstück tragenden
Rahmens aus der Nähstellung herausgeschoben werden.
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Anhand der schematischen Zeichnung von Ausführungsbeispielen werden
weitere Einzelheiten erläutert. Es zeigen: Figur 1 die Draufsicht auf zwei gekoppelte,
erfindungsgemäße Einheiten von Rahmen- und Schlittenführung, Figur 2 eine perspektivische
Ansicht eines Rahmens mit Schlittenführung in der Zuordnung zur Nähmaschine, Figur
3 u. 4 einen Saugkopf in Querschnitt und in perspektivischer Ansicht, Figur 5 eine
verstellbare Aufhängung des Saugkopfes am Rahmen in der Draufsicht auf den Rahmen
und Figur 6 die Aufhängung gemäß Figur 5 gesehen in der Rahmenebene.
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Unter Zuhilfenahme der Ausführungsbeispiele gemäß Figur 1 und 2 werden
die Prinzipien von Aufbau und Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Rahmens und dessen
Führungsmittel
noch näher erläutert. Auf prinzipielle Einzelheiten
der Saugköpfe und deren Aufhängung am Rahmen ist bei der Beschreibung der Figuren
3 bis 6 eingegangen.
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In Figur 1 ist als Beispiel dargestellt, wie zwei Rahmen 1 über ihre
rückwärtige Verbindungstraverse 2 gekoppelt auf ein und dasselbe Antriebsmittel
geschaltet und daher gleichzeitig zwischen der Ladestellung I und der Nähstellung
II der symbolisch dargestellten Nähmaschine M (Fig.2) hin und her bewegt werden
können. In der Nähstellung II ist der räumlich feste Ort des Stichbildemechanismus,
relativ zu dem der Rahmen 1 während des Nähens bewegt wird, durch den Stern 3 angedeutet.
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Die Kombination aus zwei Rahmen steht in Figur 1 in der Ladestellung.
Die beiden Rahmen weisen von der rückwärtigen Traverse 2 aus auf die Nähstellung
hin gerichtete Schenkel 1a auf, derart, daß jeder Rahmen 1 etwa u-förmig in Richtung
auf die Nähstellung hin geöffnet ist. Die Schenkel 1a sind fest mit rohrförmigen
Laschen 4 verbunden, welche auf den Schienen 5 der Schlittenführung 6 zwischen der
Ladestellung I und der Nähstellung II hin und her verschiebbar sind. Die Schienen
5 sind starr mit den Quertraversen 7 und 8 des Gestells der Schlittenführung 6 verbunden.
Um ein vom Rahmen 1 bei der Bewegung aus der Ladestellung Iin die Nähstellung II
eingespanntes Werkstück zu spannen, ist der Abstand der Schienen 5 im Bereich der
Traverse 7 geringer als im Bereich der Traverse 8 der Schlittenführung. Als Antriebsmittel
der Rahmen 1 relativ zur Schlittenführung 6 ist im Ausführungsbeispiel ein Druckluftzylinder
9 vorgesehen, der über eine Leitung 10 in Pfeilrichtung 11 sowohl mit Unterdruck
als auch mit Uberdruck beaufschlagbar ist. Durch Über- oder Unterdruckbeaufschlagung,
wird der Kolben 12 des Zylinders der über eine
Kolbenstange 13
mit der rückwärtigen Traverse 2 der Rahmen 1 starr verbunden ist, in der jeweilig
gewünschten Richtung bewegt. Beispielsweise können auf diese Weise die Räumen 1
durch Unterdruckbeaufschlagung des Zylinders 9 aus der Ladestellung I in die Nähstellung
II transportiert werden.
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Abgesehen von dem zuletzt beschriebenen Vorschubmechanismus des Rahmens
innerhalb der Schlittenführung sind die vorgenannten Deile in Figur 2 auch perspektivisch
dargestellt.
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In Figur 1 und 2 ist auch eine Vorschubtraverse 14 gezeichnet, die
auf einen nicht gezeichneten Mechanismus geschaltet ist, mit dessen Hilfe die gesamte
Schlittenführung einschließlich des bzw. der Rahmen in x-und/oder y-Richtung relativ
zu Stichbildemechanismus 3 verschoben werden kann, derart, daß beim Nahen auf dem
Werkstück der gewünschte Nahtverlauf entsteht. Bei dem Antriebsmechanismus der Vorschub-Traverse
14 kann es sich um einen beliebigen Manipulator, beispielsweise um den bei Stickautomaten
häufig verwendeten Pantographen, handeln, Wesentliche Anforderung an diesen Manipulator
ist lediglich, daß dieser den Rahmen auf der Ebene der Maschinenplatte so gesteuert
verschieben kann, daß jeder Punkt des im Rahmen gehaltenen Werkstücks durch den
Stichbildemechanismus hindurchführbar ist.
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Zum Halten des Werkstücks 20, beispielsweise ein Schuhoberleder, im
Rahmen, sind an dessen Traverse 2 und an dessen Schenkeln 1a im Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 1 und 2 je zwei Saugköpfe 21 verstellbar, aber in der eingestellten
Lage starr befestigt. Ein oder mehrere weitere Saugköpfe 22 können auf die Traverse
8 der Schlittenführung gesetzt sein.
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In der linken Hälfte der Figur 1 und in Figur 2 ist auch gezeigt,
wie die Saugköpfe 21, beispielsweise in Reihenschaltung, über eine flexible Leitung
23 mit einer (nicht
gezeichneten) Unterdruckquelle verbunden sein
können. Um eine Verstellbarkeit der Saugköpfe 21 relativ zueinander und zum Rahmen
1 zu ermöglichen, sollen die zwischen den Saugköpfen 21 befindlichen Teile der Leitung
23 flexibel sein. Der Saugkopf 22 ist ebenfalls über eine Unterdruckleitung 24 mit
der Unterdruckquelle verbunden.
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In der rechten Hälfte der Figur 1 ist dargestellt, wie ein Werkstück
20, beispielsweise ein längs der gestrichelten Linien 25 zu verzierendes Schuhoberleder,
von den Saugköpfen 21 des Rahmens 1 gehalten sein kann. Wenn der Rahmen 1 nach Ergreifen
des Werkstücks 20 aus der Ladestellung I in die Nähstellung II verfahren wird, legt
sich der Saugkopf 22 auf die vorspringende Zunge 26 des Werkstücks 20 und wird mit
Druckluft beaufschlagt. Dadurch ist das Werkstück 20 an allen Seiten festgehalten.
Erst danach beginnt der Nähvorgang, bei dem die Schlittenführung 6 durch die Wirkung
der in x- und y-Richtung angetriebenen Vorschubtraverse 14 relativ zum Stichbildemechanismus
3 in der Ebene der Naschinenplatte bewegt wird. Diese Bewegung erfolgt unter gleichzeitiger
Steuerung des Stichbildemechanismus selbst, derart, daß nur dort Nähte entstehen,
wo sie im Nähprogramm vorgesehen sind.
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Um zu verhindern, daß der die Saugköpfe 21 bzw. 22 beaufschlagende
Unterdruck zusammenbricht, sind Mittel vorgesehen, die bewirken, daß die Saugköpfe
nur dann mit der Unterdruckquelle verbunden sind, wenn die Saugköpfe auf dem Werkstück
20 aufliegen. Im Ausführungsbeispiel wird daher folgendermaßen vorgegangen. Nach
Fertigstellung eines Werkstücks, wird der an den Saugköpfen 21 und 22 anliegende
Unterdruck abgeschaltet. Die Rahmen 1 fahren dann durch Betätigung des Kolbens 12
aus der Nähstellung II in die Ladestellung 1. Dort angekommen betätigen sie einen
Endschalter 27
durch den die Saugköpfe 21 über die Leitung 23 mit
der Unterdruckquelle verbunden werden. Das dadurch von den Saugköpfen 21 ergriffene
Werkstück 20 wird dann durch Betätigung des Kolbens 12 und damit der Rahmen 1 aus
der Ladestellung I in~die Nähstellung II verfahren. Dabei läuft einer der Schenkel
1a des Rahmens 1 auf einen Auflaufnocken 28 auf, der starr mit einer den Saugkopf
22 tragenden Welle 29 verbunden ist. Diese Welle 29 ist normalerweise durch Federkraft
so angehoben, daß das Werkstück 20 ohne Schwierigkeit unter den Saugkopf 22 geschoben
werden kann. Durch Herabdrücken des Auflaufnockens 28 wird die Welle 29 gedreht
und damit der Saugkopf 22 nach unten geschwenkt und auf das Werkstück 20, insbesondere
die Zunge 26, abgesenkt. Gleichzeitig wird durch den Schenkel 1a der Endschalter
30 betätigt, welcher den Saugkopf 22 auf die Unterdruckquelle schaltet. Der Auflaufnocken
28, die Welle 29 und der Endschalter 30 sind von der Traverse 8 der Schlittenführung
6 gehalten.
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In den Figuren 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Saugkopfes im Querschnitt und perspektivisch im Prinzip gezeichnet. Dabei besteht
der Saugkopf aus einem Metallrohr 40 (mit Kreis- oder Vierkantquerschnitt), auf
dessen Außenwand ein Flacheisen 41 aufgelötet oder aufgeklebt ist. Auf die der Rohrwandung
abgewandten Seite des Flacheisens 41 ist der eigentliche Saugkörper 42 aufgeklebt.
Die bei Betrieb dem Werkstück zugewandte Seite des Saugkörpers 42, die Saugfläche
43, soll eben, elastisch und an sich luftundurchlässig sein. Geeignet für den Saugkörper
42 ist speckgummiartiges Material aus Kautschuk oder Kunststoff. In den drei genannten
Schichten nämlich der Wandung des Rohrs 40, dem Flacheisen 41 und dem Saugkörper
42 sind durchgehende Bohrungen 44 vorgesehen. Die Bohrungen 44 stellen also die
Verbindung zwischen dem Innern des Rohres 40
und der Saugfläche
43 bzw. dem anzusaugenden Werkstück her.
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Das Rohr 40 ist bei Betrieb über die flexible Leitung 23 mit der Unterdruckquelle
verbunden. Der Unterdruck kann dann also über die Bohrungen 44 das Werkstück (20)
an die Saugfläche 43 ansaugen, wenn diese auf das Werkstück aufgesetzt ist. An dem
Rohr 40 ist, (etwa um 90° in Umfangsrichtung versetzt zur Saugfläche) ein Befestigungssatz
45 vorgesehen, der zum Anschrauben des Verbindungsgliedes zwischen Saugkopf und
Rahmen dient.
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In den Figuren 5 und 6 ist ein solches in drei zueinander senkrechten
Richtungen verstellbares Verbindungsglied in zwei Ansichten dargestellt. Diese SaugkopfauChängungMist
in Figur 5 in der Draufsicht auf den Rahmen (entsprechend Figur 1) gezeichnet, während
sie in Figur 6 in der Rahmenebene gesehen dargestellt ist. Dabei ist an den Rahmen
1 ein Winkeleisen 50 angesetzt und dieses über ein mit einer Arretierschraube 51
fixierbares Drehgelenk 52 mit einer Schraubenspindel 53 verbunden. Letztere ist
mit ihrem an deren Ende in ein Verbindungsstück 54 eingeschraubt, das zwei zueinander
senkrechte Gewindebohrungen 55 und 56 ("Teenuß") aufweist. Beim Drehen der Schraubenspindel
53 bewegt sich das Verbindungsstück 54- also auf dieser hin und her. Zur Verhinderung
zufälliger Drehungen dieser Art dient eine Arretierschraube 57. In die Gewindebohrung
56 des Verbindungsstücks 54 ist eine weitere Schraubenspindel 58 gesetzt, an deren
unteren Ende ein Drehgelenk 59 vorgesehen ist. Sowohl die Schraubenspindel 58 als
auch das Drehgelenk 59 sind mit Arretierschrauben 60 und 61 fixierbar. Im Drehgelenk
59 ist eine Stange 62 befestigt, die senkrecht zur Schraubenspin-del 58 steht und
deren anderes Ende mit dem Saugkopf 21 bzw. dessen Befestigungsansatz 45 verschraubt
ist.
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15 Ansprüche 6 Figuren
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